(57)【要約】【課題】画像を表示し、さらに鏡としても利用することができる高分子分散型液晶表示素子を提供する。【解決手段】液晶／高分子複合層４を挟んで対向配置された一対の基板１，２のうちの観察側基板１の内面に、複数の画素電極７及び複数の能動素子８を設け、反対側基板２の内面に前記複数の画素電極７の配列領域に対応させて一枚膜状の対向電極９を設け、前記反対側基板の内面に、複数の画素電極７それぞれと対向電極９とが互いに対向する領域からなる複数の画素を配列した表示領域に対応させて、前記液晶／高分子複合層４側から入射した光を鏡面反射する反射面１０を形成した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子中に液晶が分散された液晶／高分子複合層と、
前記液晶／高分子複合層を挟んで対向配置された観察側とその反対側の一対の基板と、
前記観察側の基板の前記液晶／高分子複合層に対向する内面にマトリックス状に配列させて設けられた複数の画素電極及びこれらの画素電極にそれぞれ駆動信号を印加するための複数の能動素子と、
前記反対側の基板の前記液晶／高分子複合層に対向する内面に前記複数の画素電極の配列領域に対応させて設けられた一枚膜状の対向電極と、
前記反対側の基板の内面に、前記複数の画素電極それぞれと前記対向電極とが互いに対向する領域からなる複数の画素を配列した表示領域に対応させて形成され、前記液晶／高分子複合層側から入射した光を鏡面反射する反射面と、
を備えることを特徴とする高分子分散型液晶表示素子。
【請求項２】
対向電極は、液晶／高分子複合層に対向する表面が鏡面に形成された金属膜により形成され、反射面は、前記対向電極の表面からなっていることを特徴とする請求項１に記載の高分子分散型液晶表示素子。
【請求項３】
観察側の基板の外面に、外光の表面反射を抑制するための表面反射抑制面が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の高分子分散型液晶表示素子。
【請求項４】
液晶／高分子複合層の側方に、前記液晶／高分子複合層に向けて照明光を照射する光源が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の高分子分散型液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高分子分散型液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子分散型液晶表示素子としては、例えば特許文献１に記載された構成のものがある。
【特許文献１】特開平７−１０４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は、画像を表示し、さらに鏡としても利用することができる高分子分散型液晶表示素子を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明の請求項１に記載の高分子分散型液晶表示素子は、
高分子中に液晶が分散された液晶／高分子複合層と、
前記液晶／高分子複合層を挟んで対向配置された観察側とその反対側の一対の基板と、
前記観察側の基板の前記液晶／高分子複合層に対向する内面にマトリックス状に配列させて設けられた複数の画素電極及びこれらの画素電極にそれぞれ駆動信号を印加するための複数の能動素子と、
前記反対側の基板の前記液晶／高分子複合層に対向する内面に前記複数の画素電極の配列領域に対応させて設けられた一枚膜状の対向電極と、
前記反対側の基板の内面に、前記複数の画素電極それぞれと前記対向電極とが互いに対向する領域からなる複数の画素を配列した表示領域に対応させて形成され、前記液晶／高分子複合層側から入射した光を鏡面反射する反射面と、
を備えることを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の高分子分散型液晶表示素子において、前記対向電極は、前記液晶／高分子複合層に対向する表面が鏡面に形成された金属膜により形成され、前記反射面は、前記対向電極の表面からなっていることを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１または２に記載の高分子分散型液晶表示素子において、前記観察側の基板の外面に、外光の表面反射を抑制するための表面反射抑制面が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、前記請求項１または２に記載の高分子分散型液晶表示素子において、前記液晶／高分子複合層の側方に、前記液晶／高分子複合層に向けて照明光を照射する光源が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の高分子分散型液晶表示素子によれば、画像を表示し、さらに鏡としても利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１はこの発明の一実施例を示す高分子分散型液晶表示素子の断面図であり、この高分子分散型液晶表示素子は、高分子５中に液晶６が分散された液晶／高分子複合層４と、前記液晶／高分子複合層４を挟んで対向配置された観察側とその反対側の一対の基板１，２と、前記観察側の基板１の前記液晶／高分子複合層４に対向する内面に行方向及び列方向にマトリックス状に配列させて設けられた複数の画素電極７、及びこれらの画素電極７にそれぞれ駆動データ信号を印加するための複数の能動素子８と、前記反対側の基板２の前記液晶／高分子複合層４に対向する内面に前記複数の画素電極７の配列領域に対応させて設けられた一枚膜状の対向電極９と、前記反対側の基板２の内面に、前記複数の画素電極７それぞれと前記対向電極９とが互いに対向する領域からなる複数の画素を配列した表示領域の略全体に対応させて形成され、前記液晶／高分子複合層４側から入射した光を鏡面反射する反射面１０とを備えている。
【００１０】
前記一対の基板１，２のうちの観察側の基板（以下、前基板という）１は、ガラス基板等の透明基板であり、この前基板１の内面に設けられた前記複数の画素電極７は、ＩＴＯ膜等の透明導電膜からなり、前記複数の能動素子８は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）からなっている。
【００１１】
なお、図１では前記ＴＦＴ（能動素子）８を簡略化しているが、このＴＦＴ８は、前基板１の板面に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を覆って形成された透明なゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の膜面上に前記ゲート電極と対向させて形成されたｉ型半導体膜と、前記ｉ型半導体膜の両側部にそれぞれｎ型半導体膜を介して積層形成されたソース電極及びドレイン電極とからなっており、前記複数の画素電極７は、前記ゲート絶縁膜の膜面上に形成され、対応するＴＦＴ８のソース電極に接続されている。
【００１２】
さらに、図１では省略しているが、前記前基板１の内面には、各行のＴＦＴ８のゲート電極にゲート信号を供給する複数の走査線と、各列のＴＦＴ８のドレイン電極に駆動データ信号を供給する複数の信号線とが設けられており、前記ＴＦＴ８は、前記ゲート信号の供給によりオンされ、前記信号線から供給された駆動データ信号を前記ソース電極から画素電極７に印加する。
【００１３】
また、前記反対側の基板（以下、後基板という）２は、例えばガラス基板（透明基板でも不透明基板でもよい）であり、この後基板２の内面に設けられた前記対向電極９は、前記液晶／高分子複合層４に対向する表面が鏡面に形成されたアルミニウム膜等の金属膜により形成され、前記反射面１０は、前記対向電極９の表面からなっている。
【００１４】
そして、前記一対の基板１，２は、前記複数の画素を配列した表示領域を囲む枠状のシール材３を介して接合されており、これらの基板１，２間の間隙の前記シール材３で囲まれた領域に前記液晶／高分子複合層４が設けられている。
【００１５】
前記液晶／高分子複合層４は、前記一対の基板１，２間の間隙の前記シール材３で囲まれた領域に、誘電異方性が正のネマティック液晶と、光によって重合反応する高分子材料との混合溶液を封入し、前記前基板１の外面側からの光照射により上記混合溶液の高分子材料を光重合させて高分子と液晶とを相分離させる方法で形成されたネットワーク型液晶／高分子複合層であり、立体的な網状にポリマー化した高分子（以下、高分子ネットワークという）５の間に前記液晶６が閉じ込められた構造をなしている。
【００１６】
また、前記前基板１の外面には、光の屈折率が互いに異なる複数の透明膜を積層した多層フィルム、或いは表面を粗面化処理した透明フィルムからなる無反射または低反射フィルム１１が貼り付けられており、この無反射または低反射フィルム１１により、外光の表面反射を抑制するための表面反射抑制面１１ａが形成されている。
【００１７】
なお、前記表面反射抑制面１１ａは、前記前基板１の外面に、光の屈折率が互いに異なる複数の透明膜を積層して成膜するか、或いは、前記前基板１の外面を粗面化処理して形成してもよい。
【００１８】
さらに、この高分子分散型液晶表示素子は、前記液晶／高分子複合層４の側方に配置され、前記液晶／高分子複合層４に向けて照明光を照射する光源１２を備えている。この光源１２は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）、或いはＬＥＤと前記ＬＥＤが発する光を導いて前記液晶／高分子複合層４に入射させる導光部材とからなっており、前記液晶／高分子複合層４の側方に、複数個並べて配置されている。
【００１９】
なお、この実施例では、前記枠状のシール材３を光透過性を有する樹脂により形成し、前記光源１２を前記シール材３の外側面に対向させて配置することにより、前記光源１２からの照明光を前記シール材３を透過させて前記液晶／高分子複合層４に入射させるようにしている。
【００２０】
この高分子分散型液晶表示素子は、観察側から入射した外光を利用して画像を表示するものであり、前記複数の画素はそれぞれ、前記画素電極７と対向電極９との間に電圧を印加しないとき（以下、電圧ＯＦＦ時という）に明表示になり、前記電極７，９間に液晶分子を基板１，２面に対して実質的に垂直に配向させる電圧を印加したとき（以下、電圧ＯＮ時という）に暗表示になる。
【００２１】
図２は前記高分子分散型液晶表示素子の１つの画素における外光を利用する表示の模式図であり、（ａ）は電圧ＯＦＦ時、（ｂ）は電圧ＯＮ時を示している。なお、この図では、立体的な網状にポリマー化した高分子ネットワーク５を太線で示している。
【００２２】
図２（ａ）のように、電圧ＯＦＦ時は、前記液晶／高分子複合層４の液晶分子６ａが様々な方向に向いているため、観察側から入射した光１３が、前記液晶／高分子複合層４と前記液晶６とのランダムな界面により散乱され、その散乱光が観察側へ出射する。なお、前記液晶／高分子複合層４において散乱された光のうちの観察側とは反対側に向かう光は、後基板２の内面の反射面１０により鏡面反射され、前記液晶／高分子複合層４により再び散乱されて観察側へ出射する。
【００２３】
そのため、電圧ＯＦＦ時は、観察側から入射した光１３の散乱光１４が観察側へ出射し、前記画素の表示が明表示になる。
【００２４】
また、図２（ｂ）のように、電圧ＯＮ時は、前記液晶／高分子複合層４の液晶分子６ａが基板１，２面に対して実質的に垂直に配向するため、観察側から入射した光１３が、前記液晶／高分子複合層４を散乱されずに透過し、その光が前記反射面１０により鏡面反射され、前記液晶／高分子複合層４を再び散乱されずに透過して観察側へ出射する。
【００２５】
そのため、電圧ＯＮ時は、観察側へ出射する光が、観察側から入射した光１３の正反射光１５であり、この正反射光１５は観察者の方向へは出射しないので、前記画素の表示が暗表示になる。
【００２６】
すなわち、前記正反射光１５は、観察側から入射した光１３の入射角に対応した出射角で出射するため、観察者の眼に観察される光の量は少なく、したがって、前記画素の表示が暗表示になる。
【００２７】
さらに、前記高分子分散型液晶表示素子は、前記液晶／高分子複合層４の側方に、前記液晶／高分子複合層４に向けて照明光を照射する光源１２を配置しているため、前記光源１２の点灯により、この光源１２からの光を利用する表示も行うことができる。
【００２８】
図３は前記高分子分散型液晶表示素子の１つの画素における前記光源１２からの照明光を利用する表示の模式図であり、（ａ）は電圧ＯＦＦ時、（ｂ）は電圧ＯＮ時を示している。
【００２９】
図３（ａ）のように、電圧ＯＦＦ時は、前記液晶／高分子複合層４の液晶分子６ａが様々な方向に向いているため、前記光源１２から照射され、前記液晶／高分子複合層４にその側方から入射した光１６が、前記液晶／高分子複合層４と前記液晶６とのランダムな界面により散乱され、その散乱光が観察側へ出射する。なお、前記液晶／高分子複合層４において散乱された光のうちの観察側とは反対側に向かう光は、後基板２の内面の反射面１０により鏡面反射され、前記液晶／高分子複合層４により再び散乱されて観察側へ出射する。
【００３０】
そのため、電圧ＯＦＦ時は、観察側から入射した光１３の散乱光１４が観察側へ出射し、前記画素の表示が明表示になる。
【００３１】
また、図３（ｂ）のように、電圧ＯＮ時は、前記液晶／高分子複合層４の液晶分子６ａが基板１，２面に対して実質的に垂直に配向するため、前記光源１２から照射され、前記液晶／高分子複合層４にその側方から入射した光１６が、散乱されること無く、前記液晶／高分子複合層４を横切る方向に透過する。
【００３２】
そのため、電圧ＯＮ時は、観察側へはほとんど光が出射せず、前記画素の表示が黒の暗表示になる。
【００３３】
なお、前記光源１２は、白色光を発するものでも、着色光を発するものでもよく、着色光を発する光源を備えることにより、前記電圧ＯＮ時の明表示を着色表示にすることができる。
【００３４】
前記光源１２は、図２に示した外光を利用する表示において補助光源として点灯させてもよく、このようにすることにより、低照度の環境下でも、充分な明るさの表示を得ることができる。
【００３５】
また、前記高分子分散型液晶表示素子は、前記液晶／高分子複合層４を挟んで対向配置された一対の基板１，２のうちの前基板１の内面に、複数の画素電極７及び複数の能動素子（ＴＦＴ）８を設け、後基板２の内面に、前記複数の画素電極７の配列領域に対応させて一枚膜状の対向電極９を設け、さらに前記後基板２の内面に、前記複数の画素電極７それぞれと前記対向電極９とが互いに対向する領域からなる複数の画素を配列した表示領域の略全体に対応させて、前記液晶／高分子複合層４側から入射した光を鏡面反射する反射面１９を形成しているため、前記複数の画素の全ての電極７，９間にＯＮ電圧を印加し、前記液晶／高分子複合層４の全域の液晶分子６ａを前記基板１，２面に対して実質的に垂直に配向させることにより、前記複数の画素を配列した表示領域の全域において、観察側から入射した光の正反射光を観察側へ出射することができる。
【００３６】
そのため、前記高分子分散型液晶表示素子は、上述した画像の表示を行うだけでなく、使用者の顔等を映して見るための鏡としても利用することができる。
【００３７】
さらに、前記高分子分散型液晶表示素子は、前記対向電極９を、前記液晶／高分子複合層４に対向する表面が鏡面に形成された金属膜により形成し、この対向電極９の表面を前記反射面１０としているため、製造工程を簡略化することができる。
【００３８】
また、前記分子分散型液晶表示素子は、前基板１の外面に、外光の表面反射を抑制するための表面反射抑制面１１ａを形成しているため、高照度の環境下でも、外光が前記観察側の基板１の外面で反射されて画面がぎらついて見えることは無い。
【００３９】
なお、上記実施例では、前記対向電極９を金属膜により形成し、この対向電極９の表面を反射面１０としているが、後基板２の内面に金属膜を成膜して反射面を形成し、その上にＩＴＯ膜等からなる透明な対向電極を形成してもよい。
【００４０】
また、上記実施例の分子分散型液晶表示素子は、一対の基板１，２間にネットワーク型の液晶／高分子複合層４を設けたものであるが、液晶／高分子複合層は、高分子中にカプセル化された液晶を分散させたカプセル型液晶／高分子複合層でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の一実施例を示す高分子分散型液晶表示素子の断面図。
【図２】前記高分子分散型液晶表示素子の１つの画素における外光を利用する表示の模式図。
【図３】前記高分子分散型液晶表示素子の１つの画素における前記光源１２からの照明光を利用する表示の模式図。
【符号の説明】
【００４２】
１…前基板（観察側の基板）、２…後基板（反対側の基板）、３…シール材、４…液晶／高分子複合層、５…高分子ネットワーク、６…液晶、６ａ…液晶分子、７…画素電極、８…ＴＦＴ（能動素子）、９…対向電極、１０…反射面、１１…無反射または低反射フィルム、１１ａ…表面反射抑制面、１２…光源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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