JPH01309024A

JPH01309024A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH01309024A
Application number: JP63139438A
Authority: JP
Inventors: Hataaki Yoshimoto; 吉本　旗秋; Katsuhiro Ito; 克博伊藤
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1988-06-08
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1989-12-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は液晶表示装置に係り、特にポリマー分散型液晶
を用いて低電圧で鮮明な表示を行う液晶表示装置ｄに関
する。

［従来の技術］液晶表示素子は、薄型、低電圧駆動が可能で。

低消費電力であり、またＩＣによって直接駆動できるた
め、装置の小型化、薄型化が容易である利点を有し、従
来から腕時計、電卓等に広く用いられている。

近年、面積が大きい表示装置に用いられる液晶の開発が
進み、ポリマーのマトリクス中に液晶の小さな球を分散
させたポリマー分散型液晶、例えばＮ　ＣＡ　Ｐ　（Ｎ
ｅｍａｔｉｃ　Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ　Ａｌｉｇｎｅ
ｄＰｈａｓｅ　：ネマチック曲線式整列相）液晶と呼ば
れる液晶技術が開発されており、ポリマー分散型液晶自
体がスペーサーを兼ねるため基板に薄いフィルムを使用
できるので、大面積化が可能であり。

また応答時間が早い、偏光板を必要としない、視野角が
広い等の特徴を有することから、比較的而積が大きい表
示装置に好適に用いられるものとして期待されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、ポリマー分散型液晶は、電圧−コントラ
スト（または透過率）特性がシャープでないために、マ
ルチプレックス駆動（単純マトリクス）をした場合、鮮
明な表示をすることができない。

また、低電圧で高いコントラストを示すポリマー分散型
液晶を得ることは難しく、比較的低電圧で駆動可能なポ
リマー分散型液晶は到達コントラストも低く（第２図曲
線ａ）、一方、高コントラストを得ることが可能なポリ
マー分散型液晶であっても高コントラスト（例えば、５
０：１以上）表示を行うためには、高い電圧で駆動しな
ければならない（第２図曲線Ｃ）、このため、ポリマー
分散型液晶を用い鮮明なマトリクス表示を行うためには
、各画素ごとに非線形素子を付けても、かなりの高電圧
（液晶部分にかける電圧と非線形素子にかかる電圧の和
で、はぼ液晶部分にかける電圧の２倍。第２図曲ｖｉｃ
の場合、コントラスｌ−５０：　１では約１６０Ｖ）で
駆動せねばならず、１耐電圧性の駆動回路を用いる必要
があること、非線形素子や液晶部が劣化しやすいこと等
の問題点があった。

本発明の目的は、ポリマー分散型液晶を用いた液晶表示
装置において、コントラストを飛躍的に改停し、低電圧
で駆動しても鮮明な表示の得られる液晶表示装置を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明の液晶表示装置は、透明電極がポリマー分散型液
晶を挟んで対向するように配設され、両透明電極間に直
接あるいは非線形素子を通して電圧を印加することによ
って表示状態の制御を行う表示構成要素を二層以上重ね
て構成したことを特徴とする。

［作用］以下、表示構成要素を二層重ねて構成した場合を取り上
げて本発明の作用について説明する。

透明電極がポリマー分散型液晶を挟んで対向するように
配設される表示構成要素を一層有する液晶表示装置を作
成し、透明電極間に所定の電圧を印加したときのコント
ラスト（表示部と非表示部とのコントラスト）を１：ｘ
とする。

次に所定の電圧値でのコントラストがｌ：Ｘとなる同構
成の表示構成要素を作成し、その上に所定の電圧を印加
したときのコントラストがｌ：Ｙとなる表示構成要素を
作成して、本発明に係る表示構成要素を二層重ねて構成
した液晶表示装置を作成する。各層に所定の電圧を印加
すると、コントラストは各層のコントラストを乗じた値
となり、略１：ＸＹとなる。

このように、本発明の液晶表示装置は、表示構成要素を
二つ以上重ねて構成することにより、コントラストを飛
躍的に向上させようとするものである。

［実施例］以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する
。

なお、本発明の液晶表示装置の一例としてポリマー分散
型液晶たるＮＣＡＰ液晶を用いた場合について説明する
。

まず、本発明の液晶表示装置の説明に先だってＮＣＡＰ
液晶の構成および動作について説明する（以下の説明は
、「新しい液晶デイスプレィの原理と応用」電子材料１
９８７，１２．Ｐ、Ｅｉ７〜Ｐ、７１、特許出願公表昭
５８−５０１Ｅｉ３１号公報に基づくものである）。

第３図（Ａ＞　（Ｂ）（Ｃ）は、ＮＣＡＰ液晶の一構成
例を説明するための概略的構成図であり、第３図（Ａ）
は液晶構成部の構成図、第３図（Ｂ）は液晶層の構成図
、第３図（Ｃ）は液晶カプセルの構成図を示すものであ
る。

ＮＣＡＰ液晶素子は、第３図（Ａ）に示すように、ＮＣ
ＡＰ液晶層１１がプラスチックフィルム１３に挟まれた
構成をしており、プラスチックフィルム１３には、電極
１２としてＩＴＯ等の透明導′Ｉシ層がコーティングさ
れている。第３図（Ｂ）はＮＣＡＰ液晶層１１の一部１
４の構成を示すものであり、さらに第３図（Ｃ）はＮＣ
ＡＰ液晶層１ｌの液晶カプセル部１５の構成を示すもの
である。第３図（Ｂ）　（Ｃ）に示すように、ＮＣＡＰ
液晶層１１は、ポリマーのマトリクス１７中に液晶体１
６を分散させてカプセル化されたものが集ったものであ
る０通常、液晶体１６は球状になる場合が多いが、球状
の液晶体が結合して液晶体を形成すること等もある。

第４図（Ａ）　（Ｂ）は、黒の二色性染料を使用したＮ
ＣＡＰ液晶の動作を示すための概略的説明図であり、第
４図（Ａ）は無電圧状態、第４図（Ｂ）は電圧印加状態
を示すものである。

第４図（Ａ）に示すように、無電圧状態では液晶体１８
中の液晶分子１８ｂはカプセルの外壁に沿って並ぼうと
する。この場合、液晶分子１８ｂの複屈折性により、入
射光は液晶のカプセルの表面、内部で散乱し、二色性染
料１８ａにより吸収される。その結果、フィルムは暗黒
色に見える。

第４図（Ｂ）に示すように、電圧印加状態では、液晶分
子１８ｂは電界方向に並ぼうと軸を回転させる。液晶分
子１８ｂの軸の屈折率とポリマーの屈折率が等しければ
、光は散乱されずに直進し、透明になる。このようにし
て、電圧を調節することによって、完全に散乱した状態
から十分に透明な状態まで連続的に変化させて表示を行
うことができる。

以下、上記のＮＣＡＰ液晶を用いた本発明の液晶表示装
置について説明する。

第１図（Ａ）　（Ｂ）　ＣＣ）は、本発明の液晶表示装
置の一実施例の構成を説明するための概略的説明図であ
り、第１図（Ａ）は、液晶表示装置の断面図であり、第
１図（Ｂ）は、電極構成部の概略的平面図であり、第１
図（Ｃ）は、電極構成部の一部の断面図である。

第１図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ガラス基板（ＰＥ
Ｔ等のフィルム基板でもよい）ｌａの面上にＩＴＯ等の
列状にパターン化された透明電極からなる信号線４ａ及
び画素電極６ａ（なお、ここでは簡易化のために画素゛
電極を大月としている。）を一定の距離隔てて形成し、
信号線４ａ及び画素電極６ａの間にバリスタ膜５ａを形
成する。第１図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、画素電極
６ａはバリスタ１Ｉｆｉ５ａによって信号１１４　ａと
接続される。バリスタは一定値以上の電圧を印加すると
急激に電流が流れる素子であり、クロストーク防止等の
ために設けられるものである。バリスタ膜５ａは第１図
（Ｂ）に示すように、線状に共通に設けてもよいが、個
々の画素電極６ａごとに設けてもよい、なお、第１図（
Ｃ）ではバリスタ粒子が層状に二層形成されたの場合を
例示したが、二層に限定されるものではない。

ガラス基板（またはフィルム基板）ｌａ上には、ＮＣＡ
Ｐ液晶層１０ａを介してフィルム基板２ａが設けられる
。フィルム基板２ａの面上には、画素電極６ａに対向す
るように、電極３ａがマトリクス状に配置される。

なお、本実施例において、表示構成要素とは、画素電極
６ａ、電極３ａ、ＮＣＡＰ液晶層１０ａから構成される
部分を示す。

フィルム基板２ａ上にはフィルム基板２ｂが配設され、
フィルム基板２ａとフィルム基板２ｂとの間には、赤カ
ラーフィルター７１　、緑カラーフィルター７２　、青
カラーフィルター７３および黒色マスク８が形成される
。

フィルム基板２ｂ上にはＮＣＡＰ液晶層１０ｂを介して
、ガラス基板（ＰＥＴ等のフィルム基板でもよい）ｔｂ
が配設される。ガラス基板（またはフィルム基板）ｌｂ
上の而には、ガラス基板（またはフィルム基板）ｌａと
同様に信号線４ｂ及び画素電極６ｂ、バリスタ膜５ｂが
形成される。フィルム基板２ｂの面上には、画素電極６
ｂに対向するように、電極３ｂがマトリクス状に配こさ
れる。

なお、フィルム基板２ａ、２ｂとしては、　ＰＥＴフィ
ルム基板がよく用いられるが、特にこれらに限定される
ものではなく、他の材質のものでもよい、フィルム基板
２ａ、２ｂとしてＰＥＴフィルム基板を用いた場合、フ
ィルムを二枚重ねても厚さは、０．２ｍｍ程度であり、
斜め方向から見ても色ずれ、二層間の画素ずれ等はほと
んど起こらない。

バリスタ膜５ａ、５ｂを作製する方法としては、ガラス
基板上に、バリスタ粉、ガラス粉、バインダを加え、ペ
ーストとして印刷焼成して作製する方法があり、その他
蒸発乾燥型接着剤にバリスタ粉を加え、ペーストとして
印刷乾燥させてバリスタ膜を形成する方法、硬化型接着
剤にバリスタ粉を加え、ペーストとして印刷硬化させて
バリスタ膜を形成する方法等が可ＩＦである。

以下、バリスタ粉、ガラス粉、バインダＬ）１１０え、
ペーストとして印刷焼成して作製する方法の一例につい
て説明する。

まず、ＺｎＯ粉末を５０〜５００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で
成形し、電気炉中、７００〜１３００°Ｃで焼成する。

得られたベレットを乳鉢で粉砕。

分級し、粒径５〜８ｇｍの粉末を得る。粉末の角を丸め
るため、再度電気炉中、８００〜１３００°Ｃで焼成す
る。得られた球状のＺｎＯ粉末１００ｇにＢ　ｉ２０３
　、Ｃｏ２０３　、ＭｎＯ２，５ｂ２０３等を数ｇ程度
加え、よくかきまぜ合わせた後７００〜１３００℃で焼
成して、バリスタ粉末を作製する。かかるバリスタ粉末
１０ｇ、ガラス粉数ｇ、へインダ数ｇをよく混合して、
ペーストを作製する。予め、ＩＴＯ等からなる所定の画
素電極６ａ、信号線４ａをパターニングしたガラス基板
１ａおよび画素電極６ｂ、信号線４ｂをバターニングし
たガラス基板１ｂにスクリーン印刷技術を用いて、上記
ペーストを印刷した。

３００〜５００℃で熱処理してガラス基板１ａ。

ｌｂ上にバリスタ膜５ａ、５ｂを形成する。

以上の製造プロセスでバリスタ膜を形成することができ
る。

なお、本実施例では表示構成要素を二層構成としたが、
三層以上としてもよい。カラーフィルターはフィルム基
板２ａとフィルム基板２ｂとの間に挿入したが、ガラス
基板上に設けてもよい。

（実施例１）透明電極のついたＰＥＴフィルム（透明電極の上）に、
液晶１．０ｇ、黒色染料０．０３ｇ、ポリＮ−ビニルピ
ロリドン１．０ｇのクロロホルム（５ｍｌ溶液）をドク
ターナイフで塗り、よく乾燥させて厚さ１８　ｇｍのポ
リマー分散型液晶膜を形成した。この上に、透明電極が
ポリマー分散型液晶膜を挟んで対向するように透明電極
つきＰＥＴフィルムを貼り合せ周囲を接着剤で固定した
。

このようにして得たポリマー分散型液晶パネルの電圧−
コントラスト特性は第２図曲線すのようであった。

Ｌ記と全く同じようにして、作成したポリマー分散型液
晶パネルを２枚重ねに貼り合せた液晶表示パネルの′重
圧−コントラスト特性は第２図曲線ｂ′のように大きく
改善された。

（実施例２）カラス基板上の透明電極をマトリクス状に配設した画素
電極と、信号線にパターンニングした。

画素゛を極と信号線の間に第１図（Ｂ）のようにバリス
タ膜を形成した。この際バリスタ電圧は３０Ｖになるよ
うに調整した。この基板の上に実施例１と全く同じよう
にしてポリマー分散型液晶膜を形成し、その上に透明′
Ｉ「極からなる走査線をパターンニングしたＰＥＴフィ
ルムを前記画素電極と走査線がうま〈対向するように貼
り合せ、周囲を接着剤でシールした。

コノバネＪｌ／　ｆｔ　ＯＮ電圧６０Ｖ、ＯＦＦ？！圧
３０Ｖでマルチプレックス駆動（３２Ｈｚ、１／２００
　ｄｕｔｙ）　したところ、コントラスト８：１でクロ
ストークのない表示ができた。

このパネルを２枚、ＰＥＴフィルム側を内にして、画素
電極の位置が合うように重ね合わせて並夕噌につないだ
信号線と走査線の間で上記と同じ条件のマルチプレック
ス駆動をしたところ、コントラスト約６０：１の非常に
鮮明な表示を行うことができた。

［発明の効果］以上詳細に説明したように、本発明によれば、フィルム
基板からなる表示構成要素を二層以上重ねて構成したこ
とにより、低電圧で動作させてもコントラストの良い表
示を得ることができるポリマー分散型液晶表示装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】第１図（Ａ）　ＣＢ）（Ｃ）は、本発明の液晶表示装置
の一実施例の構成を説明するための概略的説明図である
。第２図は、電圧−コントラスト特性を示す特性図である
。第３図（Ａ）　（Ｂ）（Ｃ）は、ＮＣＡＰ液晶の一構成
例を説明するための概略的構成図である。第４図（Ａ）　（Ｂ）は、黒の二色性染料を使用したＮ
ＣＡＰ液晶の動作を示すための概略的説明図であり、第
４図（Ａ）は無電圧状態、第４図（Ｂ）は電圧印加状態
を示すものである。ｌａ、ｌｂニガラス基板、２ａ、２ｂ：フィルム基板、
３ａ、３ｂ：電極、４ａ、４ｂ：信号線、５ａ：バリス
タ膜、６ａ、６ｂ：画素電極、７１　：赤カラーフィル
ター、７２　：緑カラーフィルター、７３　：青カラー
フィルター１８＝黒色マスク、９ａ、９ｂ：表示構成要
素、１０ａ、１０ｂ：ＮＣＡＰ液晶層。代理人　　弁理士　山　下　穣　子弟１図第２図電圧　（Ｖ）第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明電極がポリマー分散型液晶を挟んで対向する
ように配設され、両透明電極間に電圧を印加することに
よって表示状態の制御を行う表示構成要素を二層以上重
ねて構成した液晶表示装置。
（２）基板上に、画素電極をマトリクス状に配置し、こ
の画素電極に信号を送る信号線と、前記各画素電極と前
記信号線を非線形素子で接続し、前記基板と、前記画素
電極に対向するように走査電極を設けた基板の間にポリ
マー分散型液晶を挟んでなる表示構成要素を二層重ねて
構成した液晶表示装置。
（３）非線形素子としてバリスタ粒子を膜状に形成して
なるバリスタ膜を用いた請求項２記載の液晶表示装置。