(57)【要約】【課題】２重像の発生が少なく且つ外光及び有機ＥＬ素子の光利用効率を向上させるとともに、厚さが薄く廉価な液晶表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】液晶表示装置は、液晶パネル部Ａを備え、その背後にポリマーネットワーク液晶部Ｃと有機ＥＬ素子Ｄとが一体として形成されている。ポリマーネットワーク液晶部Ｃには、透明性電極１１と透明性電極１３との間にポリマーネットワーク液晶層１２が形成されている。透明性電極１３は、共通電極として機能し、スイッチ１７を介して電源１８の正極側が接続されている。電源１８の負極側は、透明性電極１１及び反射性電極１５に接続されている。ポリマーネットワーク液晶層１２は、電圧を印加しないと入射された外光Ｌ１を散乱させて反射して後方散乱光Ｌ２を形成し、電圧を印加すると有機発光層１４で発光した光を透過するように構成される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネル部と、有機発光層及びこの有機発光層を挟持する一対の有機ＥＬ電極を有する有機ＥＬ素子とを備えた液晶表示装置において、
ポリマーネットワーク液晶層及びこのポリマーネットワーク液晶層を挟持する一対のネットワーク液晶電極を有すると共に、この一対のネットワーク液晶電極への電圧印加の有無により、ポリマーネットワーク液晶層が後方光散乱と光透過とのいずれかの動作を行うポリマーネットワーク液晶部を、液晶パネル部と有機ＥＬ素子との間に備え、
ネットワーク液晶電極の一方は、有機ＥＬ電極のいずれか一方と一体となった共通電極を形成することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶パネル部に向かって、有機発光層、共通電極、ポリマーネットワーク液晶層の順に積層された請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置に関し、とくに、外光を利用しつつ、適宜、内部の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子からの光を利用する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から液晶表示装置には、外光を利用しつつ、適宜、内部の有機ＥＬ素子からの光を利用して、視認性を確保しつつ省電力化を図ったものがある
図３にこの種の液晶表示装置の縦断面を示す。
この液晶表示装置は、液晶パネル部Ａと、その背後に設けられた有機ＥＬ素子Ｂとを備えている。
液晶パネル部Ａは、一対のガラス基板１上にそれぞれ形成された透明電極２により液晶を封じ込めて液晶層３を形成し、ガラス基板１の外側に偏光板４を貼り付けて構成される。
有機ＥＬ素子Ｂは、透明基板５上に、透明性電極６、有機発光層７及び反射性電極８が順次積層されて構成される。有機発光層７は、透明性電極６と反射性電極８との間に電圧を印加することにより発光し、その光がバックライトとして利用される。また、反射性電極８は液晶パネル部Ａに入射した外光または有機発光層７で発光した光を反射して液晶パネル部Ａに出射する。
【０００３】
このような液晶表示装置において、外光の光量が多い明るい場所では、外光のみの光を利用した液晶表示を行う。すなわち、有機ＥＬ素子Ｂでの発光を行わず、液晶パネル部Ａに入射した外光が、有機ＥＬ素子Ｂの最後方にある反射性電極８で反射し、この反射光が有機発光層７、透明性電極６、透明基板５を透過した後、液晶パネル部Ａに再度入って、液晶層３の配向状態に応じた表示光が液晶パネル部Ａから出射され液晶表示が行われる。
一方、外光の光量が少ない暗い場所では、有機ＥＬ素子Ｂでの発光をも利用して液晶表示を行う。すなわち、透明性電極６と反射性電極８との間に電圧を印加して有機発光層７を発光させ、その光が直接または反射性電極８で反射して、液晶パネル部Ａに入り液晶層３の配向状態に応じた液晶表示が行われる。
このように、外光が弱い場合のみ有機ＥＬ素子Ｂでの発光を利用して液晶表示の視認性を確保し、外光が強い場合は有機ＥＬ素子Ｂを発光させず電力消費を抑えている。
【０００４】
ところが、上述したような液晶表示装置では、有機ＥＬ素子Ｂの反射性電極８の表面が平滑面を有し、入射する外光を鏡面のように反射するため、外光の向きに応じた特定方向の反射光の強度が強くなり、照明が不均一になると共に液晶パネル部Ａの視野角が狭くなってしまう。そこで、例えば特許文献１に示される液晶表示装置では、液晶パネル部Ａと有機ＥＬ素子Ｂとの間に拡散板を配置し、透過する外光の方向を拡散させ、均一な照明を行うと共に液晶パネル部Ａの視野角の拡大を図っている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−５００３１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶パネル部Ａに入射した外光は、液晶パネル部Ａを透過した後、拡散板で様々な方向に散乱して、有機ＥＬ素子Ｂの透明基板５、透明性電極６、有機発光層７を透過し、反射性電極８で反射し、さらに、その逆の経路を辿って、液晶パネル部Ａに戻されて利用される。このため、外光が通過する上述した各要素において光損失が発生し、外光の光量が減少し光利用効率が低下してしまうという問題があった。
また、有機ＥＬ素子Ｂはある程度の厚みを有するため、液晶パネル部Ａに入った外光の入射光により形成される像と、液晶パネル部Ａに入った外光が反射性電極８により反射して液晶パネル部Ａに戻った反射光により形成される像との２重像が液晶パネル部Ａから表示されるという問題点もあった。
さらに、有機ＥＬ素子Ｂでの発光を利用して液晶表示を行う場合は、発光した光が拡散板を透過することにより光損失が発生し、液晶パネル部Ａに届く光量が減少するという問題もあった。
また、液晶表示装置は、廉価で、厚さの薄い薄型タイプのものが求められており、内部の構造が簡単で、厚さ方向の寸法は極力小さいものが望まれる。
【０００７】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、２重像の発生が少なく且つ外光及び有機ＥＬ素子の光利用効率を向上させるとともに、厚さが薄く廉価な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る液晶表示装置は、液晶パネル部と、有機発光層及びこの有機発光層を挟持する一対の有機ＥＬ電極を有する有機ＥＬ素子とを備えた液晶表示装置において、ポリマーネットワーク液晶層及びこのポリマーネットワーク液晶層を挟持する一対のネットワーク液晶電極を有すると共に、この一対のネットワーク液晶電極への電圧印加の有無により、ポリマーネットワーク液晶層が後方光散乱と光透過とのいずれかの動作を行うポリマーネットワーク液晶部を、液晶パネル部と有機ＥＬ素子との間に備え、ネットワーク液晶電極の一方は、有機ＥＬ電極のいずれか一方と一体となった共通電極を形成することを特徴とするものである。
好ましくは、液晶パネル部に向かって、有機発光層、共通電極、ポリマーネットワーク液晶層の順に積層されたものが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１にこの発明の実施の形態に係る液晶表示装置の全体構造を示す。
この液晶表示装置は、液晶パネル部Ａを備え、その背後にポリマーネットワーク液晶部Ｃと有機ＥＬ素子Ｄとが一体として形成されている。
液晶パネル部Ａは公知のものであり、例えば一対のガラス基板１上にそれぞれ形成された透明電極２により液晶を封じ込めて液晶層３を形成し、ガラス基板１の外側に偏光板４を貼り付けて構成される。
ポリマーネットワーク液晶部Ｃには、ガラス基板１０に形成されたＩＴＯからなる透明性電極１１と、同じくＩＴＯからなる透明性電極１３との間に、ポリマーネットワーク液晶層１２が形成されている。ポリマーネットワーク液晶層１２は、液晶・高分子複合材料であるポリマーネットワーク液晶であり、液晶分子部１２ａとポリマーネットワーク部１２ｂとが混在して構成される。また、ポリマーネットワーク液晶層１２は、電圧を印加しないと入射された外光Ｌ１を散乱させて反射し、後方光散乱が生じる。一方、電圧を印加すると、ポリマーネットワーク液晶層１２は有機発光層１４で発光した光を透過するように構成される。
ポリマーネットワーク液晶部Ｃとしては、例えば、大日本インキ化学工業（株）製のＰＮＬＣＤを用いることができる。ここで、透明性電極１１及び１３はネットワーク液晶電極を構成する。
【００１０】
有機ＥＬ素子Ｄはその構成要素として、ポリマーネットワーク液晶部Ｃの一部を構成する透明性電極１３を含み、透明性電極１３の下面には有機発光層１４が配置されている。その下面には、有機発光層１４を発光させるための有機ＥＬ電極及び光反射板として機能する例えばＭｇＩｎの薄膜からなる鏡面を備える反射性電極１５が配置され、さらに基板１６が配置されている。
透明性電極１３は、ネットワーク液晶電極と有機ＥＬ電極との共通電極として機能し、スイッチ１７を介して電源１８の正極側が接続されている。電源１８の負極側は、透明性電極１１及び反射性電極１５に接続されている。
【００１１】
次に、この発明の実施の形態に係る液晶表示装置の作用を図１及び２に基づいて説明する。
外光を利用して液晶表示を行う場合、図１に示されるように、スイッチ１７を開く。この場合、有機発光層１４に電圧が印加されないので有機発光層１４は発光しない。
ポリマーネットワーク液晶層１２にも電圧は印加されないので、液晶分子部１２ａの液晶分子がポリマーネットワーク部１２ｂのポリマーネットワーク表面に沿って配列され、それにより液晶分子とポリマーネットワークとの屈折率の不一致を起こし、液晶パネル部Ａから入射した外光Ｌ１は、光散乱した状態で液晶パネル部Ａに向かって反射され、液晶パネル部Ａに再度入って、液晶層３の配向状態に応じた表示光が液晶パネル部Ａから出射され液晶表示が行われる。
【００１２】
このように、液晶パネル部Ａに入射した外光Ｌ１は、ポリマーネットワーク液晶部Ｃで反射し、後方散乱光Ｌ２として液晶パネル部Ａに戻される。したがって、透明性電極１３、有機発光層１４を透過し、反射性電極１５で反射して再度、有機発光層１４、透明性電極１３、ポリマーネットワーク液晶部Ｃを透過して液晶パネル部Ａに戻されるという経路を経ることがないので、有機ＥＬ素子Ｄの各要素で光エネルギーが吸収されることがなく、外光の光量が減少しにくく光利用効率が低下しにくい。
また、液晶パネル部Ａからポリマーネットワーク液晶部Ｃまでの距離が、液晶パネル部Ａから有機ＥＬ素子Ｄの反射性電極１５までの距離よりも短いため、外光の直接光とポリマーネットワーク液晶部Ｃでの反射光との光路差が短くなるので、２重像の発生が少なくなる。
【００１３】
一方、有機ＥＬ素子Ｄでの発光を利用して液晶表示を行う場合、図２に示されるように、スイッチ１７を閉じる。この場合、透明性電極１３と反射性電極１５との間に電圧が印加され、有機発光層１４が発光する。
また、透明性電極１３と透明性電極１１との間にも、電圧が印加され、ポリマーネットワーク液晶層１２における液晶分子部１２ａの液晶分子が電界方向に配向し、液晶分子とポリマーネットワークとの屈折率が一致するため、ポリマーネットワーク液晶部Ｃでは光を透過する状態が形成される。
そのため、有機発光層７で発光した光Ｌ３は、ポリマーネットワーク液晶部Ｃを液晶パネル部Ａに向かって透過し、液晶層３の配向状態に応じた液晶表示が行われる。
このように、ポリマーネットワーク液晶部Ｃの液晶は、電界方向に配向しているので、ポリマーネットワーク液晶部Ｃでの光損失が小さい。
また、共通電極である透明性電極１３を間に挟んで、有機発光層１４及びポリマーネットワーク液晶層１２を順次積層することにより、ポリマーネットワーク液晶部Ｃ及び有機ＥＬ素子Ｄの電極のうち、一つを共用化できる。これにより電極を一つ削減できるので、コストが低減されまた内部の構造が簡単になると共に液晶表示装置の厚さを薄くすることができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る液晶表示装置は、液晶パネル部と有機ＥＬ素子との間に、ポリマーネットワーク液晶層及びこのポリマーネットワーク液晶層を挟持する一対のネットワーク液晶電極を有するポリマーネットワーク液晶部を備え、ポリマーネットワーク液晶部のネットワーク液晶電極の一方が、有機ＥＬ電極のいずれか一方と一体となった共通電極を形成するので、２重像の発生が少なく且つ外光及び有機ＥＬ素子の光利用効率を向上させるとともに、厚さが薄く廉価な液晶表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る液晶表示装置の構成及び電圧を印加しない状態を示す縦断面図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る液晶表示装置に電圧を印加した状態を示す縦断面図である。
【図３】従来の液晶表示装置の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１１…透明性電極（ネットワーク液晶電極）、１２…ポリマーネットワーク液晶層、１３…透明性電極（ネットワーク液晶電極、有機ＥＬ電極、共通電極）、１４…有機発光層、１５…反射性電極（有機ＥＬ電極）、Ａ…液晶パネル部、Ｃ…ポリマーネットワーク液晶部、Ｄ…有機ＥＬ素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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