反射型表示装置
【課題】散乱型ディスプレイにおいて、白表示はより白く、黒表示はより黒く表示し、コントラスト比の高い反射型表示装置を提供すること。
【解決手段】外部からの光を透過する透過表示、若しくは散乱する散乱表示を行う散乱型ディスプレイ１と、外部からの光を反射する反射表示、若しくは吸収する吸収表示を行う反射型ディスプレイ３とを重ねて配置した反射型表示装置において、散乱型ディスプレイ１は、透過表示又は散乱表示を行うことが制御可能な領域（２）を備え、反射型ディスプレイ３も、散乱型ディスプレイ１の制御可能な領域に対応した位置に、反射表示又は吸収表示を行うことが可能な制御可能な領域（４）を備えることを特徴とする。
【解決手段】外部からの光を透過する透過表示、若しくは散乱する散乱表示を行う散乱型ディスプレイ１と、外部からの光を反射する反射表示、若しくは吸収する吸収表示を行う反射型ディスプレイ３とを重ねて配置した反射型表示装置において、散乱型ディスプレイ１は、透過表示又は散乱表示を行うことが制御可能な領域（２）を備え、反射型ディスプレイ３も、散乱型ディスプレイ１の制御可能な領域に対応した位置に、反射表示又は吸収表示を行うことが可能な制御可能な領域（４）を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散乱と透過状態の２状態で表示を行うディスプレイと、反射板から構成された反射型表示装置に於いて、高コントラストな表示を可能とする表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高分子散乱型液晶としてポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）もしくはポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）と呼ばれる、散乱状態と透過状態の二状態に変化する液晶層を用いて表示を行うディスプレイが盛んに研究開発され、また商品化が行われている。このタイプのディスプレイは、より高いコントラストを実現するために、ディスプレイの裏側に反射板を置いた構成とすることが多い。このようなディスプレイに関して、以下説明する。
【０００３】
一般的に高分子散乱型液晶ディスプレイは、それぞれの間隔を一定に保った対向するガラス基板をシール材によって接着し、この２枚のガラス基板の間に液晶層が封入されている。ガラス基板と液晶層の間には透明電極があり、この透明電極によって、液晶層に電界を加えることが可能となっている。この透明電極に電極が印加され、表示を可変できる箇所が、いわゆる画素である。液晶層に封入されている液晶は、ポリマーと液晶が混合されている材料が用いられる。ＰＤＬＣは、高分子樹脂中にドロップ状の液晶が、ＰＮＬＣは、網目状の高分子樹脂中に液晶が存在している。これらの液晶層へ、電界の有無によって、散乱状態と透過状態の二状態が現れる。また高分子散乱型液晶ディスプレイの裏側には金属のような反射板が置かれ、外光を反射し表示を認識することができる。
【０００４】
このような高分子分散型液晶ディスプレイでは、液晶層中の液晶分子の長軸方向における屈折率と、高分子の屈折率がほぼ同等に調整されている、ＰＤＬＣディスプレイでは、画素に電界が加わった場合は、ほぼ全ての液晶分子が電界方向と平行に配向し、液晶分子の屈折率と高分子の屈折率がほぼ等しくなるため、液晶層に入射した光線はそのまま素通りして下の反射板へ届き、反射板で反射された一部の光が入射側へ戻ってくる。この光がなるべく少なくなるようにしたいが、通常は反射板が金属等で出来ているために、一部の角度からの光は反射しないが、他の角度からの光は反射してしまうような金属表面固有の反射が発生する。また、画素に電圧が印加されない無電界の領域では液晶分子はランダムに配向し、液晶の屈折率と周りの高分子樹脂の屈折率が異なるために、液晶層に入射した光線は液晶と高分子樹脂の界面で散乱が生じ、白色を表示する。
【０００５】
このとき光の入射側への散乱（後方散乱）に比べて反対側への散乱（前方散乱）の方が一般的には強くなる。通常、このような高分子散乱型液晶ディスプレイではコントラストを上げるために、液晶パネルの裏側に金属の反射板を配置し、散乱され反射板側へ出てきた光線は、反射板で再度液晶層に戻され、液晶層で再度散乱され、入射側へ戻る。そのために、パネルの裏側へ反射板を置いておくと、結局は後方散乱も前方散乱も入射光側へ出てくるため、入射光側への散乱光強度を上げることが出来る。また散乱は波長依存性を持たないために、どの波長の散乱も等価なために、散乱状態は白色と認識される。一方透過した光線は反射板で反射され、再度液晶層を通過し入射側へ戻る。一般的に反射板を金属とした場合には、金属色の反射となる。
【０００６】
しかしながら、表示コントラストは、透過状態と散乱状態の表示の比率で示されるので、高分子散乱型液晶ディスプレイの裏面側に反射板を配置した場合、散乱状態は白色表示となり透過状態は金属色表示となるため、コントラスト比を大きくすることが難しく、表
示品位を上げるのが困難であった。コントラストを上げるためには、透過状態のときに黒表示を行うことが望ましい。そのため、従来は、高分子散乱型ディスプレイの裏面側全面に、黒色を示す吸収板を設けたり、反射特性を制御する反射板を配置したりしていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１０１６４３（第１２−１３頁、第１５−１６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術では、裏面側全面に吸収板や反射板を設けるため、散乱状態の白色が暗くなることや、入射光を制御することなどが難しく、良好なコントラストが得られないといった問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、下記記載の構成を採用する。外部からの光を透過する透過表示、若しくは散乱する散乱表示を行う散乱型ディスプレイと、外部からの光を反射する反射表示、若しくは吸収する吸収表示を行う反射型ディスプレイとを重ねて配置した反射型表示装置において、散乱型ディスプレイは透過表示又は散乱表示を行うことが制御可能な領域を備え、反射型ディスプレイも、散乱型ディスプレイの領域に対応した位置に、反射表示又は吸収表示を行うことが制御可能な領域を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、散乱型ディスプレイの透過表示又は散乱表示を行うことが制御可能な領域は、電圧を印加することができる複数の散乱型ディスプレイ用画素を備え、反射型ディスプレイの反射表示又は吸収表示を行うことが制御可能な領域も、電圧を印加することができる複数の反射型ディスプレイ用画素を備えることを特徴とする。
【００１１】
散乱型ディスプレイにおける制御可能な領域が、透過表示を行う際には、反射型ディスプレイの制御可能な領域は、吸収表示を行い、散乱型ディスプレイにおける制御可能な領域が、散乱表示を行う際には、反射型ディスプレイの制御可能な領域が、反射表示を行うことを特徴とする。また、散乱型ディスプレイの制御可能な領域の周囲は、散乱表示の状態であり、その散乱表示の状態に対応する反射型ディスプレイは、反射表示の状態であることを特徴とする。また、散乱型ディスプレイが、高分子散乱型液晶表示素子である。あるいは、反射型ディスプレイが、電気泳動表示素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
散乱表示と透過表示の二状態表示を行う散乱型ディスプレイの裏面側に、反射表示と吸収表示を行う反射型ディスプレイを重ねて配置する。そして、散乱型ディスプレイで散乱表示とした場合には、反射型ディスプレイの対応する領域を反射表示とする。このように制御すれば、散乱型ディスプレイを散乱しながら通過した光は、反射型ディスプレイの対応する領域で反射し、散乱型ディスプレイに戻り、再び散乱しながら通過し入射側へ出射するので、より明るい、白表示が実施できる。また、散乱型ディスプレイのある領域を透過表示とした場合には、反射型ディスプレイの対応する領域を吸収表示（黒表示）とする。このように制御すれば、散乱型ディスプレイを通過した光は、反射型ディスプレイの対応する領域で吸収し、黒色表示が可能となる。
【００１３】
このように、散乱型ディスプレイの表示状態にあわせて、反射型ディスプレイの表示状態も変化させるので、白表示はより白く、黒表示はより黒く表示することが可能となり、コントラスト比が向上する。また、制御する領域に電極を配置して画素とし、それぞれの
画素ごとに制御できるようにすれば、高分子散乱型ディスプレイの散乱表示と透過表示を変更した場合でも、それに伴い反射型ディスプレイの反射表示領域と吸収表示領域も変更させることが出来るので、表示内容が変更になった場合にも、常にコントラストの高い表示を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の反射型表示装置の模式図である。
【図２】本発明の反射型表示装置の断面図である。
【図３】本実施例の電気泳動表示素子の断面図である。
【図４】本実施例の電気泳動表示素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の実施例の反射型表示装置を示した模式図である。図２は、本発明の反射型表示装置の断面図である。
【実施例】
【００１６】
本発明の反射型表示装置の構成を図１に基づいて説明する。図１は、本発明の反射型表示装置を模式図で示したものである。透過表示、若しくは散乱表示を行うことができる散乱型ディスプレイとして、ポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）を用いた高分子散乱型ディスプレイ１を上側に、その裏面側には、反射表示、若しくは吸収表示を行う反射型ディスプレイ３を配置する。本実施例では、反射型ディスプレイ３に電気泳動表示素子を用いた。両者は重ねて一体化に構成するが、図１では、分かりやすくするため、高分子散乱型ディスプレイ１と反射型ディスプレイ３とをずらして図示している。
【００１７】
高分子散乱型ディスプレイ１は、外部からの光を透過する透過表示、若しくは散乱する散乱表示を行うことができる領域を備えている。本実施例では、透過表示、若しくは散乱する散乱表示を行うことができる領域として、数字を示すことができる７つの散乱型ディスプレイ用画素２を配置し、それぞれの散乱型ディスプレイ用画素２に電圧を印加することによって、透過表示、若しくは散乱表示を実施する。
【００１８】
反射型ディスプレイ３も、高分子散乱型ディスプレイ１の散乱型ディスプレイ用画素２に対応した位置、つまり、ほぼ同一形状で、ほぼ同一となる位置に、７つの反射型ディスプレイ用画素４を配置している。それぞれの反射型ディスプレイ用画素４に電圧を印加することによって、反射表示又は吸収表示を実施する。
【００１９】
図２は、本実施例の反射型ディスプレイの断面図である。高分子散乱型ディスプレイ１は、一対の基板（１１，１２）を約１０μｍの間隔でシール材（１６，１７）によって保持し、基板間には、液晶層１５としてＰＤＬＣ層が挟持されている。ＰＤＬＣ層は、液晶材料と、光架橋によりポリマー化が生じるモノマーとを混合した材料で構成され、基板間に封入後、紫外線を照射することにより、モノマーをポリマー化して製造する。ＰＤＬＣ層は、ポリマーの間に液晶分子がドロップレット状に存在した状態となっている。
【００２０】
両基板（１１、１２）の液晶層側には、電圧を印加するための透明導電膜で形成された電極が配置されている。上基板１１には、電極として散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）が配置されている。また、下基板１２には、基板一面に対向電極１８が配置されている。散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）のそれぞれに電圧を印加することによって、液晶層１５が透過状態又は散乱状態に変化し、画素部の透過表示又は散乱表示の制御を可能とする。図２では、液晶層１５における斜線部で示した領域が、散乱状態１５ａを示し、斜線のない領域が透過状態１５ｂである。本実施例では、電圧を印加することによって、散乱状態１５ａから透過状態１５ｂへ変化するＰＤＬＣを用いた。印加される電圧
が、６０Ｈｚの矩形波が０Ｖの場合には、散乱状態を示し、印加電圧を大きくすると散乱状態から透過状態へと変化する。
【００２１】
高分子散乱型ディスプレイ１の裏面側には、反射型ディスプレイ３を配置する。図２では、高分子散乱型ディスプレイ１と反射型ディスプレイ３とは、離れて図示されているが、両者を密着して配置してもよい。本実施例では、反射型ディスプレイ３として、電気泳動表示素子を用いた。ここで、電気泳動表示素子の構成と動作について図３と図４に基づいてその概略を以下説明する。
【００２２】
図３は、本実施例で用いた電気泳動表示素子の断面の一例である。電気泳動表示素子は帯電粒子が電気泳動によって移動して表示を行う。この反射型ディスプレイ３は、透明な樹脂基板３１の裏面全体にＩＴＯ（酸化インジューム錫）膜による透明な共通電極（コモン電極）ＣＯＭを形成し、その上に電子インクとも称されるマイクロカプセル表示層３３が形成されている。このマイクロカプセル表示層３３の表面に反射型ディスプレイ用画素として、セグメント電極ＳＥＧが形成されたフレキシブルプリント基板（以下ＦＰＣと略す）３５が接着剤層３４によって接着され構成される。
【００２３】
そして、マイクロカプセル表示層３３は、バインダや界面活性剤、増粘剤、純水等の混合体中に直径が数十μｍ程度の微小なマイクロカプセル３０が多数分散している。すなわち、電気泳動表示素子は、透明な樹脂基板３１とＦＰＣ３５が一対の基板として配設され、その対向面の一方に共通電極ＣＯＭが形成され、他方の面にセグメント電極ＳＥＧが形成され、その間にマイクロカプセル３０が封入されている。
【００２４】
次に、図４に基づいて電気泳動表示素子の動作原理を説明する。図４において、マイクロカプセル４０は、透明なメタクリル樹脂等からなるカプセル殻４１の内部に、帯電粒子として酸化チタン等からなる白色粒子４３ａとカーボンブラック等からなる黒色粒子４３ｂが、シリコーンオイル等の粘性の高い透明な分散媒４２に分散された状態で封入されている。そして、白色粒子４３ａは負に帯電され、黒色粒子４３ｂは正に帯電されている。
【００２５】
そして、このマイクロカプセル表示層３３を挟むように配置された電極のうち、一方の全面一体の共通電極ＣＯＭを接地し、他方のＦＰＣ３５上のセグメント電極ＳＥＧに負電圧を印加した部分では、その電界によってマイクロカプセル４０内の負に帯電した白色粒子４３ａが透明な共通電極ＣＯＭ側へ、正に帯電した黒色粒子４３ｂはセグメント電極ＳＥＧ側へ移動するので、視認側（矢印Ａの方向）から見ると白く見える。一方、セグメント電極ＳＥＧに正電圧を印加した部分では、その逆向きの電界によってマイクロカプセル４０内の正に帯電した黒色粒子４３ｂが透明な共通電極ＣＯＭ側へ、負に帯電した白色粒子４３ａはセグメント電極ＳＥＧ側へ移動するので、視認側から見ると黒く見える。
【００２６】
また、図４における中央のマイクロカプセル４０のように、負電圧が印加されたセグメント電極ＳＥＧと正電圧が印加されたセグメント電極ＳＥＧとに跨った位置のマイクロカプセル４０内では、白色粒子４３ａの一部は共通電極ＣＯＭ側へ、残りはセグメント電極ＳＥＧ側へ移動し、黒色粒子４３ｂの一部はセグメント電極ＳＥＧ側へ移動し、残りは共通電極ＣＯＭ側へ移動するので、マイクロカプセル４０の直径よりも、細かい表示も可能である。
【００２７】
したがって、電気泳動表示素子は、共通電極ＣＯＭとセグメント電極ＳＥＧとの間に印加する電圧の極性によって、白表示である反射表示、又は黒表示である吸収表示を行うことができる。このとき白色粒子４３ａと黒色粒子４３ｂは分散媒４２中を電気泳動によって移動するが、分散媒４２の粘度が高いので、電圧を印加して表示状態を変化させた後、その電圧の印加を停止しても、それぞれの粒子の分子間力により、その表示状態を保持す
るメモリ性効果を持つことが出来る。これにより、電気泳動表示素子は、表示を変化させる時だけ駆動電圧を印加すればよいので、消費電力が極めて少ないことが大きな特徴である。
【００２８】
このような電気泳動表示素子を図２で示したように、反射型ディスプレイ３として、高分子散乱型ディスプレイの裏面に配置する。図２では、反射型ディスプレイ３を簡略化して図示している。図２で図示するように、高分子散乱型ディスプレイ１は、いわゆるセグメントパターンの散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）を備え、反射型ディスプレイ３も、散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）に対応した位置に、反射型ディスプレイ用画素として、セグメント電極ＳＥＧを配置している。
【００２９】
散乱型ディスプレイ用画素１４に電圧を印加すると、液晶層１５は透過状態１５ｂとなる。このような場合には、対応した位置の反射型ディスプレイ用画素におけるセグメント電極ＳＥＧに電圧を印加して、黒表示３３ｂの吸収表示を行う。その際、外光Ｌ１は、散乱型ディスプレイ用画素１４が透過状態１５ｂであるので、高分子散乱型ディスプレイを透過し、反射型ディスプレイの黒表示３３ｂで吸収されるため、視認側からは、黒表示が認識される。
【００３０】
また、散乱型ディスプレイ用画素１３に電圧を印加しないと、液晶層１５は散乱状態１５ａとなる。このような場合には、対応した位置のセグメント電極ＳＥＧに電圧を印加して、白表示３３aの反射表示を行う。その際、外光Ｌ２は、散乱型ディスプレイ用画素１３が散乱状態１５ａであるので、液晶層内で散乱を繰り返し、そして、高分子散乱型ディスプレイ１から裏面側に出射された外光Ｌ２は、反射型ディスプレイの白表示３３aで反射して、再度、高分子散乱型ディスプレイ１で散乱するため、視認側からは、白表示が認識される。
【００３１】
また、高分子散乱型ディスプレイの散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）の周囲領域には、電極を形成していないので、電気信号が液晶層１５に加わることがない。よって、常に散乱状態１５ａとなっている。散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）の周囲領域に対応した位置のセグメント電極ＳＥＧには、白表示３３ａの反射表示となるように電圧を印加する。その際、外光Ｌ２は、高分子散乱型ディスプレイが散乱状態１５ａであるので、液晶層１５の中を散乱しながら通過し、反射型ディスプレイ３側に出射した光も、白表示３３ａで反射し、再度高分子散乱型ディスプレイの散乱状態１５ａの液晶層１５中を散乱しながら通過して視認側へ戻るため、視認側では白表示を認識することができる。
【００３２】
よって、高分子散乱型ディスプレイ１で透過表示を行った領域では、黒表示が認識され、高分子散乱型ディスプレイ１で散乱表示を行った領域では、白表示が認識され、本実施例の反射型表示装置は、大変コントラストの高い表示を実施することができた。特に、高分子散乱型ディスプレイ１で、散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）を散乱状態、透過状態を任意に変化させても、それに追従して反射型ディスプレイ３の反射型ディスプレイ用画素も、白表示、黒表示と変化させることが出来るので、表示状態が変化しても、高いコントラストを維持できる。
【００３３】
以上本実施例では、高分子散乱型ディスプレイの散乱型ディスプレイ用画素として、７つのセグメントパターンを採用したが、マトリクス型の画素配置を採用しても構わない。その場合には、反射型ディスプレイの反射型ディスプレイ用画素も、それに対応してマトリクス型に配置するのが望ましい。
【００３４】
また、本実施例では、高分子散乱型ディスプレイとして、ＰＤＬＣを採用したが、散乱表示と透過表示を行うディスプレイであれば、例えばＰＮＬＣを用いたディスプレイなど
、いかなるディスプレイでも構わない。同様に、反射型ディスプレイとして、電気泳動表示素子を用いた場合を説明したが、これに特に限定されるものではなく、反射表示と吸収表示の領域を選択的に変更できるディスプレイであれば、いかなる反射型ディスプレイでも構わない。
【符号の説明】
【００３５】
１ 高分子散乱型ディスプレイ
２、１３、１４ 散乱型ディスプレイ用画素
３ 反射型ディスプレイ
４ 反射型ディスプレイ用画素
１１ 上基板
１２ 下基板
１３，１４ 散乱型ディスプレイ用画素
１５ 液晶層
１６，１７ シール材
１５ａ 散乱状態
１５ｂ 透過状態
３１ 樹脂基板
３３ マイクロカプセル表示層
３４ 接着剤層
３０，４０ マイクロカプセル
３５ ＦＰＣ
４１ カプセル殻
４３ａ 白色粒子
４３ｂ 黒色粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散乱と透過状態の２状態で表示を行うディスプレイと、反射板から構成された反射型表示装置に於いて、高コントラストな表示を可能とする表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高分子散乱型液晶としてポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）もしくはポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）と呼ばれる、散乱状態と透過状態の二状態に変化する液晶層を用いて表示を行うディスプレイが盛んに研究開発され、また商品化が行われている。このタイプのディスプレイは、より高いコントラストを実現するために、ディスプレイの裏側に反射板を置いた構成とすることが多い。このようなディスプレイに関して、以下説明する。
【０００３】
一般的に高分子散乱型液晶ディスプレイは、それぞれの間隔を一定に保った対向するガラス基板をシール材によって接着し、この２枚のガラス基板の間に液晶層が封入されている。ガラス基板と液晶層の間には透明電極があり、この透明電極によって、液晶層に電界を加えることが可能となっている。この透明電極に電極が印加され、表示を可変できる箇所が、いわゆる画素である。液晶層に封入されている液晶は、ポリマーと液晶が混合されている材料が用いられる。ＰＤＬＣは、高分子樹脂中にドロップ状の液晶が、ＰＮＬＣは、網目状の高分子樹脂中に液晶が存在している。これらの液晶層へ、電界の有無によって、散乱状態と透過状態の二状態が現れる。また高分子散乱型液晶ディスプレイの裏側には金属のような反射板が置かれ、外光を反射し表示を認識することができる。
【０００４】
このような高分子分散型液晶ディスプレイでは、液晶層中の液晶分子の長軸方向における屈折率と、高分子の屈折率がほぼ同等に調整されている、ＰＤＬＣディスプレイでは、画素に電界が加わった場合は、ほぼ全ての液晶分子が電界方向と平行に配向し、液晶分子の屈折率と高分子の屈折率がほぼ等しくなるため、液晶層に入射した光線はそのまま素通りして下の反射板へ届き、反射板で反射された一部の光が入射側へ戻ってくる。この光がなるべく少なくなるようにしたいが、通常は反射板が金属等で出来ているために、一部の角度からの光は反射しないが、他の角度からの光は反射してしまうような金属表面固有の反射が発生する。また、画素に電圧が印加されない無電界の領域では液晶分子はランダムに配向し、液晶の屈折率と周りの高分子樹脂の屈折率が異なるために、液晶層に入射した光線は液晶と高分子樹脂の界面で散乱が生じ、白色を表示する。
【０００５】
このとき光の入射側への散乱（後方散乱）に比べて反対側への散乱（前方散乱）の方が一般的には強くなる。通常、このような高分子散乱型液晶ディスプレイではコントラストを上げるために、液晶パネルの裏側に金属の反射板を配置し、散乱され反射板側へ出てきた光線は、反射板で再度液晶層に戻され、液晶層で再度散乱され、入射側へ戻る。そのために、パネルの裏側へ反射板を置いておくと、結局は後方散乱も前方散乱も入射光側へ出てくるため、入射光側への散乱光強度を上げることが出来る。また散乱は波長依存性を持たないために、どの波長の散乱も等価なために、散乱状態は白色と認識される。一方透過した光線は反射板で反射され、再度液晶層を通過し入射側へ戻る。一般的に反射板を金属とした場合には、金属色の反射となる。
【０００６】
しかしながら、表示コントラストは、透過状態と散乱状態の表示の比率で示されるので、高分子散乱型液晶ディスプレイの裏面側に反射板を配置した場合、散乱状態は白色表示となり透過状態は金属色表示となるため、コントラスト比を大きくすることが難しく、表
示品位を上げるのが困難であった。コントラストを上げるためには、透過状態のときに黒表示を行うことが望ましい。そのため、従来は、高分子散乱型ディスプレイの裏面側全面に、黒色を示す吸収板を設けたり、反射特性を制御する反射板を配置したりしていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１０１６４３（第１２−１３頁、第１５−１６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術では、裏面側全面に吸収板や反射板を設けるため、散乱状態の白色が暗くなることや、入射光を制御することなどが難しく、良好なコントラストが得られないといった問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、下記記載の構成を採用する。外部からの光を透過する透過表示、若しくは散乱する散乱表示を行う散乱型ディスプレイと、外部からの光を反射する反射表示、若しくは吸収する吸収表示を行う反射型ディスプレイとを重ねて配置した反射型表示装置において、散乱型ディスプレイは透過表示又は散乱表示を行うことが制御可能な領域を備え、反射型ディスプレイも、散乱型ディスプレイの領域に対応した位置に、反射表示又は吸収表示を行うことが制御可能な領域を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、散乱型ディスプレイの透過表示又は散乱表示を行うことが制御可能な領域は、電圧を印加することができる複数の散乱型ディスプレイ用画素を備え、反射型ディスプレイの反射表示又は吸収表示を行うことが制御可能な領域も、電圧を印加することができる複数の反射型ディスプレイ用画素を備えることを特徴とする。
【００１１】
散乱型ディスプレイにおける制御可能な領域が、透過表示を行う際には、反射型ディスプレイの制御可能な領域は、吸収表示を行い、散乱型ディスプレイにおける制御可能な領域が、散乱表示を行う際には、反射型ディスプレイの制御可能な領域が、反射表示を行うことを特徴とする。また、散乱型ディスプレイの制御可能な領域の周囲は、散乱表示の状態であり、その散乱表示の状態に対応する反射型ディスプレイは、反射表示の状態であることを特徴とする。また、散乱型ディスプレイが、高分子散乱型液晶表示素子である。あるいは、反射型ディスプレイが、電気泳動表示素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
散乱表示と透過表示の二状態表示を行う散乱型ディスプレイの裏面側に、反射表示と吸収表示を行う反射型ディスプレイを重ねて配置する。そして、散乱型ディスプレイで散乱表示とした場合には、反射型ディスプレイの対応する領域を反射表示とする。このように制御すれば、散乱型ディスプレイを散乱しながら通過した光は、反射型ディスプレイの対応する領域で反射し、散乱型ディスプレイに戻り、再び散乱しながら通過し入射側へ出射するので、より明るい、白表示が実施できる。また、散乱型ディスプレイのある領域を透過表示とした場合には、反射型ディスプレイの対応する領域を吸収表示（黒表示）とする。このように制御すれば、散乱型ディスプレイを通過した光は、反射型ディスプレイの対応する領域で吸収し、黒色表示が可能となる。
【００１３】
このように、散乱型ディスプレイの表示状態にあわせて、反射型ディスプレイの表示状態も変化させるので、白表示はより白く、黒表示はより黒く表示することが可能となり、コントラスト比が向上する。また、制御する領域に電極を配置して画素とし、それぞれの
画素ごとに制御できるようにすれば、高分子散乱型ディスプレイの散乱表示と透過表示を変更した場合でも、それに伴い反射型ディスプレイの反射表示領域と吸収表示領域も変更させることが出来るので、表示内容が変更になった場合にも、常にコントラストの高い表示を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の反射型表示装置の模式図である。
【図２】本発明の反射型表示装置の断面図である。
【図３】本実施例の電気泳動表示素子の断面図である。
【図４】本実施例の電気泳動表示素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の実施例の反射型表示装置を示した模式図である。図２は、本発明の反射型表示装置の断面図である。
【実施例】
【００１６】
本発明の反射型表示装置の構成を図１に基づいて説明する。図１は、本発明の反射型表示装置を模式図で示したものである。透過表示、若しくは散乱表示を行うことができる散乱型ディスプレイとして、ポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）を用いた高分子散乱型ディスプレイ１を上側に、その裏面側には、反射表示、若しくは吸収表示を行う反射型ディスプレイ３を配置する。本実施例では、反射型ディスプレイ３に電気泳動表示素子を用いた。両者は重ねて一体化に構成するが、図１では、分かりやすくするため、高分子散乱型ディスプレイ１と反射型ディスプレイ３とをずらして図示している。
【００１７】
高分子散乱型ディスプレイ１は、外部からの光を透過する透過表示、若しくは散乱する散乱表示を行うことができる領域を備えている。本実施例では、透過表示、若しくは散乱する散乱表示を行うことができる領域として、数字を示すことができる７つの散乱型ディスプレイ用画素２を配置し、それぞれの散乱型ディスプレイ用画素２に電圧を印加することによって、透過表示、若しくは散乱表示を実施する。
【００１８】
反射型ディスプレイ３も、高分子散乱型ディスプレイ１の散乱型ディスプレイ用画素２に対応した位置、つまり、ほぼ同一形状で、ほぼ同一となる位置に、７つの反射型ディスプレイ用画素４を配置している。それぞれの反射型ディスプレイ用画素４に電圧を印加することによって、反射表示又は吸収表示を実施する。
【００１９】
図２は、本実施例の反射型ディスプレイの断面図である。高分子散乱型ディスプレイ１は、一対の基板（１１，１２）を約１０μｍの間隔でシール材（１６，１７）によって保持し、基板間には、液晶層１５としてＰＤＬＣ層が挟持されている。ＰＤＬＣ層は、液晶材料と、光架橋によりポリマー化が生じるモノマーとを混合した材料で構成され、基板間に封入後、紫外線を照射することにより、モノマーをポリマー化して製造する。ＰＤＬＣ層は、ポリマーの間に液晶分子がドロップレット状に存在した状態となっている。
【００２０】
両基板（１１、１２）の液晶層側には、電圧を印加するための透明導電膜で形成された電極が配置されている。上基板１１には、電極として散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）が配置されている。また、下基板１２には、基板一面に対向電極１８が配置されている。散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）のそれぞれに電圧を印加することによって、液晶層１５が透過状態又は散乱状態に変化し、画素部の透過表示又は散乱表示の制御を可能とする。図２では、液晶層１５における斜線部で示した領域が、散乱状態１５ａを示し、斜線のない領域が透過状態１５ｂである。本実施例では、電圧を印加することによって、散乱状態１５ａから透過状態１５ｂへ変化するＰＤＬＣを用いた。印加される電圧
が、６０Ｈｚの矩形波が０Ｖの場合には、散乱状態を示し、印加電圧を大きくすると散乱状態から透過状態へと変化する。
【００２１】
高分子散乱型ディスプレイ１の裏面側には、反射型ディスプレイ３を配置する。図２では、高分子散乱型ディスプレイ１と反射型ディスプレイ３とは、離れて図示されているが、両者を密着して配置してもよい。本実施例では、反射型ディスプレイ３として、電気泳動表示素子を用いた。ここで、電気泳動表示素子の構成と動作について図３と図４に基づいてその概略を以下説明する。
【００２２】
図３は、本実施例で用いた電気泳動表示素子の断面の一例である。電気泳動表示素子は帯電粒子が電気泳動によって移動して表示を行う。この反射型ディスプレイ３は、透明な樹脂基板３１の裏面全体にＩＴＯ（酸化インジューム錫）膜による透明な共通電極（コモン電極）ＣＯＭを形成し、その上に電子インクとも称されるマイクロカプセル表示層３３が形成されている。このマイクロカプセル表示層３３の表面に反射型ディスプレイ用画素として、セグメント電極ＳＥＧが形成されたフレキシブルプリント基板（以下ＦＰＣと略す）３５が接着剤層３４によって接着され構成される。
【００２３】
そして、マイクロカプセル表示層３３は、バインダや界面活性剤、増粘剤、純水等の混合体中に直径が数十μｍ程度の微小なマイクロカプセル３０が多数分散している。すなわち、電気泳動表示素子は、透明な樹脂基板３１とＦＰＣ３５が一対の基板として配設され、その対向面の一方に共通電極ＣＯＭが形成され、他方の面にセグメント電極ＳＥＧが形成され、その間にマイクロカプセル３０が封入されている。
【００２４】
次に、図４に基づいて電気泳動表示素子の動作原理を説明する。図４において、マイクロカプセル４０は、透明なメタクリル樹脂等からなるカプセル殻４１の内部に、帯電粒子として酸化チタン等からなる白色粒子４３ａとカーボンブラック等からなる黒色粒子４３ｂが、シリコーンオイル等の粘性の高い透明な分散媒４２に分散された状態で封入されている。そして、白色粒子４３ａは負に帯電され、黒色粒子４３ｂは正に帯電されている。
【００２５】
そして、このマイクロカプセル表示層３３を挟むように配置された電極のうち、一方の全面一体の共通電極ＣＯＭを接地し、他方のＦＰＣ３５上のセグメント電極ＳＥＧに負電圧を印加した部分では、その電界によってマイクロカプセル４０内の負に帯電した白色粒子４３ａが透明な共通電極ＣＯＭ側へ、正に帯電した黒色粒子４３ｂはセグメント電極ＳＥＧ側へ移動するので、視認側（矢印Ａの方向）から見ると白く見える。一方、セグメント電極ＳＥＧに正電圧を印加した部分では、その逆向きの電界によってマイクロカプセル４０内の正に帯電した黒色粒子４３ｂが透明な共通電極ＣＯＭ側へ、負に帯電した白色粒子４３ａはセグメント電極ＳＥＧ側へ移動するので、視認側から見ると黒く見える。
【００２６】
また、図４における中央のマイクロカプセル４０のように、負電圧が印加されたセグメント電極ＳＥＧと正電圧が印加されたセグメント電極ＳＥＧとに跨った位置のマイクロカプセル４０内では、白色粒子４３ａの一部は共通電極ＣＯＭ側へ、残りはセグメント電極ＳＥＧ側へ移動し、黒色粒子４３ｂの一部はセグメント電極ＳＥＧ側へ移動し、残りは共通電極ＣＯＭ側へ移動するので、マイクロカプセル４０の直径よりも、細かい表示も可能である。
【００２７】
したがって、電気泳動表示素子は、共通電極ＣＯＭとセグメント電極ＳＥＧとの間に印加する電圧の極性によって、白表示である反射表示、又は黒表示である吸収表示を行うことができる。このとき白色粒子４３ａと黒色粒子４３ｂは分散媒４２中を電気泳動によって移動するが、分散媒４２の粘度が高いので、電圧を印加して表示状態を変化させた後、その電圧の印加を停止しても、それぞれの粒子の分子間力により、その表示状態を保持す
るメモリ性効果を持つことが出来る。これにより、電気泳動表示素子は、表示を変化させる時だけ駆動電圧を印加すればよいので、消費電力が極めて少ないことが大きな特徴である。
【００２８】
このような電気泳動表示素子を図２で示したように、反射型ディスプレイ３として、高分子散乱型ディスプレイの裏面に配置する。図２では、反射型ディスプレイ３を簡略化して図示している。図２で図示するように、高分子散乱型ディスプレイ１は、いわゆるセグメントパターンの散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）を備え、反射型ディスプレイ３も、散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）に対応した位置に、反射型ディスプレイ用画素として、セグメント電極ＳＥＧを配置している。
【００２９】
散乱型ディスプレイ用画素１４に電圧を印加すると、液晶層１５は透過状態１５ｂとなる。このような場合には、対応した位置の反射型ディスプレイ用画素におけるセグメント電極ＳＥＧに電圧を印加して、黒表示３３ｂの吸収表示を行う。その際、外光Ｌ１は、散乱型ディスプレイ用画素１４が透過状態１５ｂであるので、高分子散乱型ディスプレイを透過し、反射型ディスプレイの黒表示３３ｂで吸収されるため、視認側からは、黒表示が認識される。
【００３０】
また、散乱型ディスプレイ用画素１３に電圧を印加しないと、液晶層１５は散乱状態１５ａとなる。このような場合には、対応した位置のセグメント電極ＳＥＧに電圧を印加して、白表示３３aの反射表示を行う。その際、外光Ｌ２は、散乱型ディスプレイ用画素１３が散乱状態１５ａであるので、液晶層内で散乱を繰り返し、そして、高分子散乱型ディスプレイ１から裏面側に出射された外光Ｌ２は、反射型ディスプレイの白表示３３aで反射して、再度、高分子散乱型ディスプレイ１で散乱するため、視認側からは、白表示が認識される。
【００３１】
また、高分子散乱型ディスプレイの散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）の周囲領域には、電極を形成していないので、電気信号が液晶層１５に加わることがない。よって、常に散乱状態１５ａとなっている。散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）の周囲領域に対応した位置のセグメント電極ＳＥＧには、白表示３３ａの反射表示となるように電圧を印加する。その際、外光Ｌ２は、高分子散乱型ディスプレイが散乱状態１５ａであるので、液晶層１５の中を散乱しながら通過し、反射型ディスプレイ３側に出射した光も、白表示３３ａで反射し、再度高分子散乱型ディスプレイの散乱状態１５ａの液晶層１５中を散乱しながら通過して視認側へ戻るため、視認側では白表示を認識することができる。
【００３２】
よって、高分子散乱型ディスプレイ１で透過表示を行った領域では、黒表示が認識され、高分子散乱型ディスプレイ１で散乱表示を行った領域では、白表示が認識され、本実施例の反射型表示装置は、大変コントラストの高い表示を実施することができた。特に、高分子散乱型ディスプレイ１で、散乱型ディスプレイ用画素（１３，１４）を散乱状態、透過状態を任意に変化させても、それに追従して反射型ディスプレイ３の反射型ディスプレイ用画素も、白表示、黒表示と変化させることが出来るので、表示状態が変化しても、高いコントラストを維持できる。
【００３３】
以上本実施例では、高分子散乱型ディスプレイの散乱型ディスプレイ用画素として、７つのセグメントパターンを採用したが、マトリクス型の画素配置を採用しても構わない。その場合には、反射型ディスプレイの反射型ディスプレイ用画素も、それに対応してマトリクス型に配置するのが望ましい。
【００３４】
また、本実施例では、高分子散乱型ディスプレイとして、ＰＤＬＣを採用したが、散乱表示と透過表示を行うディスプレイであれば、例えばＰＮＬＣを用いたディスプレイなど
、いかなるディスプレイでも構わない。同様に、反射型ディスプレイとして、電気泳動表示素子を用いた場合を説明したが、これに特に限定されるものではなく、反射表示と吸収表示の領域を選択的に変更できるディスプレイであれば、いかなる反射型ディスプレイでも構わない。
【符号の説明】
【００３５】
１ 高分子散乱型ディスプレイ
２、１３、１４ 散乱型ディスプレイ用画素
３ 反射型ディスプレイ
４ 反射型ディスプレイ用画素
１１ 上基板
１２ 下基板
１３，１４ 散乱型ディスプレイ用画素
１５ 液晶層
１６，１７ シール材
１５ａ 散乱状態
１５ｂ 透過状態
３１ 樹脂基板
３３ マイクロカプセル表示層
３４ 接着剤層
３０，４０ マイクロカプセル
３５ ＦＰＣ
４１ カプセル殻
４３ａ 白色粒子
４３ｂ 黒色粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの光を透過する透過表示、若しくは散乱する散乱表示を行う散乱型ディスプレイと、外部からの光を反射する反射表示、若しくは吸収する吸収表示を行う反射型ディスプレイとを重ねて配置した反射型表示装置において、
前記散乱型ディスプレイは、前記透過表示又は前記散乱表示を行うことが制御可能な領域を備え、前記反射型ディスプレイも、前記散乱型ディスプレイの制御可能な前記領域に対応した位置に、前記反射表示又は前記吸収表示を行うことが可能な制御可能な領域を備えることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項２】
前記散乱型ディスプレイの前記透過表示又は前記散乱表示を行うことが制御可能な領域は、電圧を印加することができる複数の散乱型ディスプレイ用画素を備え、前記反射型ディスプレイの前記反射表示又は前記吸収表示を行うことが制御可能な領域も、電圧を印加することができる複数の反射型ディスプレイ用画素を備えることを特徴とする請求項１に記載の反射型表示装置。
【請求項３】
前記散乱型ディスプレイにおける制御可能な前記領域が、透過表示を行う際には、前記反射型ディスプレイの制御可能な前記領域は、吸収表示を行い、前記散乱型ディスプレイにおける制御可能な前記領域が、散乱表示を行う際には、前記反射型ディスプレイの制御可能な前記領域が、反射表示を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型表示装置。
【請求項４】
前記散乱型ディスプレイの制御可能な前記領域の周囲は、散乱表示の状態であり、前記散乱表示の状態に対応する前記反射型ディスプレイは、反射表示の状態であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の反射型表示装置。
【請求項５】
前記散乱型ディスプレイが、高分子散乱型液晶表示素子である請求項1から４の何れか１項に記載の反射型表示装置。
【請求項６】
前記反射型ディスプレイが、電気泳動表示素子である請求項１から５の何れか１項に記載の反射型表示装置。
【請求項１】
外部からの光を透過する透過表示、若しくは散乱する散乱表示を行う散乱型ディスプレイと、外部からの光を反射する反射表示、若しくは吸収する吸収表示を行う反射型ディスプレイとを重ねて配置した反射型表示装置において、
前記散乱型ディスプレイは、前記透過表示又は前記散乱表示を行うことが制御可能な領域を備え、前記反射型ディスプレイも、前記散乱型ディスプレイの制御可能な前記領域に対応した位置に、前記反射表示又は前記吸収表示を行うことが可能な制御可能な領域を備えることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項２】
前記散乱型ディスプレイの前記透過表示又は前記散乱表示を行うことが制御可能な領域は、電圧を印加することができる複数の散乱型ディスプレイ用画素を備え、前記反射型ディスプレイの前記反射表示又は前記吸収表示を行うことが制御可能な領域も、電圧を印加することができる複数の反射型ディスプレイ用画素を備えることを特徴とする請求項１に記載の反射型表示装置。
【請求項３】
前記散乱型ディスプレイにおける制御可能な前記領域が、透過表示を行う際には、前記反射型ディスプレイの制御可能な前記領域は、吸収表示を行い、前記散乱型ディスプレイにおける制御可能な前記領域が、散乱表示を行う際には、前記反射型ディスプレイの制御可能な前記領域が、反射表示を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型表示装置。
【請求項４】
前記散乱型ディスプレイの制御可能な前記領域の周囲は、散乱表示の状態であり、前記散乱表示の状態に対応する前記反射型ディスプレイは、反射表示の状態であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の反射型表示装置。
【請求項５】
前記散乱型ディスプレイが、高分子散乱型液晶表示素子である請求項1から４の何れか１項に記載の反射型表示装置。
【請求項６】
前記反射型ディスプレイが、電気泳動表示素子である請求項１から５の何れか１項に記載の反射型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２０３６４０（Ｐ２０１１−２０３６４０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７２７３５（Ｐ２０１０−７２７３５）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（０００１２４３６２）シチズンセイミツ株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（０００１２４３６２）シチズンセイミツ株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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