JPH01156720A - 液晶表示セル - Google Patents

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〕 この発明は、反射−拡散体（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ−ｄｉ
ｆｆｕｓｅｒ）と１個以下の偏光子とを有するタイプの
液晶表示セルであって、透明な前面プレートと背面プレ
ートとの間に液晶層を有し、これらのプレートのうちの
一方と上記液晶層との間の表示領域に複数の制御電極が
あって、上記の背面プレートと液晶層との間にカウンタ
ー電極が配置されており、そしてそれぞれが上記制御電
極のうちの一つに連接された端子を有する複数の電子部
品を有する液晶表示セルに関する。

〔従来の技術〕

これらのセルのうちのいくつかにおいては、二色性色素
が液晶に混ぜ合わされる。これらの液晶のうちのいくつ
かには偏光子が全くなく　（いわゆるホワイト−ティラ
ー（Ｗｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ）セル）、そのほかのも
のはセルの前面に位置する単一の偏光子を有する（いわ
ゆるバイルマイヤー（Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ）セル）。

二色性色素が加えられておらず且つセルの前面に位置す
る単一の偏光子を有するだけのねじれた（ｔｗｉｓｔｅ
ｄ）ネマチック液晶セルも知られている。

数多くの文献、例えば１９８７年の情報表示協会（Ｓｏ
ｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄｉｓ
ｐｌａｙ（ＳＩＤ））大会期間中のフィレスター（Ａ、
ＨｏＦｉｒｅｓｔｅｒ）氏による刊行論文や、英国特許
出願第２０７８４２１号明細書及び西独国特許第２８３
７４３１号明細書が、このタイプのセルを記載している
。

これらの従来のセルでは、カウンター電極は透明であり
、そして、ガラス製でありそれゆえにやはり透明である
前面プレートの内面に配置される。

その上、これらのセルの制御電極は、やはりガラスであ
る背面プレートの内面の縦横の列に配列され、各電極が
表示箇所に、すなわち選択的に肉眼で見えるように又は
見えなくすることができる点に相当している。これらの
全ての表示点がセルの平らな目視域にある領域は、セル
の表示領域と呼ばれている。

上述の英国特許出願及び西独間特許明細書に記載された
セルでは、これらの制御電極と組み合わされた電子部品
は薄膜のトランジスタであり、カウンター電極は一元構
造のものである。このカウンター電極は、前面プレート
の内面全体又は前面プレートの少なくともセルの表示領
域に位置する部分に及ぶ。

上述の刊行論文に記載されたセルのうちのいくつかにお
いては、制御電極と組み合わされた電子部品は、二つの
端子だけを有するエレメント、例えば、特定の電圧で非
常に顕著な角度を示す電流−電圧特性を有するＭＩＭ　
（金属−絶縁物−金属（ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏ
ｒ−ｍｅｔａｌ）　　として知られるエレメントである
。これらのセルでは、カウンター電極は、それぞれが制
御電極の横列又は縦列に向かい合って位置し且つそれぞ
れがセルの接続端子の一つに連接された、互いに平行な
導電ストリップから形成される。

全てのこれらの従来のセルでは、電子部品も、それらを
電気的にセルの接続端子に連接する導電トラックも、セ
ルの背面プレートの内面に位置する。

制御電極、電子部品、及び導電トラックは、適当なマス
クを通して導電性、絶縁性、又は半導電性の材料の層を
付着させ及び／又はエツチングする色々な工程がある種
々の慣用的写真印刷法のうちの一つ又は他のものによっ
て製造することができる。

従来のセルのうちのあるもの、例えば、上述の西独国特
許第２８３７４３１号明細書に記載されたようなものに
おいては、背面プレートの内面は、制御電極が位置する
これらの点で表面を粗くするように艶消し処理されてい
る。更′に、これらの制御電極は、反射性金属、例えば
アルミニウムのようなもので作られ、そしてセルを通過
した後にそれらに突き当たる光の反射体及び拡散体とし
て同時に働く。

これらのセルの特性は、それらの制御電極と組み合わさ
れた電子部品とは無関係に、大部分は、導電性、半導電
性、及び／又は絶縁性の材料から作られている種々の層
の厚さに依存する、ということはよく知られている。こ
れらの厚さは非常に薄いので、これらの電子部品が位置
している所は完全に滑らかでなければならない。それら
が滑らかでない場合には、電子部品は間違って作動し、
あるいは全く作動しないことにさえなろう。

従って、西独国特許第２ｉ！１３７４３１号明細書に記
載されたセルでは、例えばフッ化水素酸を用いるエツチ
ング法によって果たすことができる背面プレートの艶消
し処理は、これらの電子エレメントが位置することにな
っている場所を保護するマスクを付着させて制御電極の
ために予定された露出領域を残す工程の後に行われなけ
ればならない。

液晶セルの可視角度（ｖｉｅｗｉｎｇ　ａｎｇｌｅ）、
すなわちこの角度の範囲内ではこのセルによって表示さ
れる情報を正確に読むことができる角度は、セルの拡散
体の粗さの程度に直接依存する、ということはよ（知ら
れている。

ガラス表面が化学的にエツチングされている場合には、
その粗さはエツチングの深さとともに、すなわち取り除
かれた材料の厚さとともに増加する、ということもよく
知られている。

例えば、セルに十分に大きな可視角度を与える適当な粗
さは、背面プレートの内面のエツチングの深さが約１０
１！ｍよりも深い場合に達成することができるに過ぎな
い、ということが分かっている。

このエツチング操作後には、このようにセルの背面プレ
ートの内面は、上述の西独国特許第２８３７４３１号明
細書に記載されたそれのように、制御電極が位置するこ
とになっている場所に互いに壁によって分離された少な
くとも１０１Ｍの深さのくぼみを有する。

これらの壁は、セルによって表示される情報を形作る様
々な肉眼で見える点があまりにも大きな空間によって互
いに分離されるのを防止するように非常に薄くなければ
ならない。実用上は、それらの厚さは約２０Ｊａを超え
るべきでない。

セルの製造プロセスのうちのこの段階における背面プレ
ートのこの構造は、その後の製造工程を非常に複雑にす
る。

詳しく述べるならば、電子部品とこれらの部品をセルの
接続端子に連接させる導電トラックを、前述の壁の上部
に位置させなければならない。

これらの電子部品及びこれらの導電トラックを製造する
ために使用される種々のマスクを整合させることは、こ
れらの壁の上部の幅が非常に狭いため大変に困難である
。

更に、前述の化学的エツチングは、プレートの表面に垂
直な方向に作用するだけでなく、よく知られているよう
にこめ表面に平行な方向にも作用する。

従って、このエツチングによって形成されたくぼみを分
離する壁は、上部の幅よりも底部の幅の方が狭くなる。

このように、これらの壁は張り出した側面を与え、そし
て、これらの張り出した壁の上部に位置する電子部品を
くぼみの底部に位置する制御電極に接続する導電トラッ
クをこれらの壁に付着させることは大変に困難である。

その上、側面が張り出している壁によって分離されたセ
ルの背面プレートに比較的深いくぼみが存在するために
、液晶材料がこのセルを完全には満たさないかもしれな
いという危険がある。

上で説明したセルの如きセルの別の不都合は、液晶層が
上述のくぼみの深さすなわち実際上およそ１５〜２０−
の深さよりも大きな厚みを必然的に有するという事実に
由来する。結果として、これらのセルの上記厚さに直接
依存する転換時間（ｃｏｍｍｕ−ｔａｔｉｏｎ　ｔｉｍ
ｅ）はどちらかと言えば長くなり、多数の点を表示しな
ければならない場合にはそれらを用いることを事実上不
可能にする。

英国特許出願第２０７８４２１号明細書は、制御電極が
チタンの層上に付着させたアルミニウムの層を有する同
じタイプの別の表示セルを記載する。

このタイプの電極は反射及び拡散の両方を行うので、そ
れらが配置されるセルの背面プレートはエツチングを行
って粗くしてはならない。従ってこのセルには、このエ
ツチング工程によって引き起こされる上述の不都合はな
い。

それにもかかわらず、そのようなセルの制御電極につい
ては、それらに突き当たる光を拡散するために、非常に
注意深く定められた条件を使用して真空下で蒸発によっ
て付着されるチタンから構成される層とアルミニウムか
ら構成される層とが必要である。真空下での蒸発によっ
て行われるこれらの付着操作は費用がかかり、従ってセ
ルの原価を上昇させる。

その上、そのような電極からの光の拡散は、これらのセ
ルに申し分のない可視角度を与えるのに十分ではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の一つの目的は、従来のセルの有する不都合のな
い前述のタイプの液晶表示セル、すなわち、製造するの
が容易であってそれゆえに安価であり、セルの光学的な
諸性質、とりわけセルを横切る光の拡散、セルの可視角
度及び明るさが従来のセルのそれらよりも良好であり、
そして転換時間が短い液晶表示セルを提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段、実施例及び作用効果〕

簡潔に述べるならば、本発明の表示セルにおいては、制
御電極は透明であり且つ前面プレートと液晶層との間に
位置し、またカウンター電極は背面プレートと液晶層と
の間に位置し、このカウンター電極は光を反射する材料
の電極であって表示領域に位置する全表面にわたって艶
消し処理されており、か（してこのカウンター電極は反
射−拡散体を構成している。

次に添付の図面を参照して本発明を一層詳しく説明する
。

第１図及び第２図に一例としてのみ示されている態様に
おいて、本発明の表示セルには参照番号１が与えられて
いる。

このセル１は、図面には示されていない慣用的な固定手
段によって互いに十分に明確な間隔をあけて保持された
透明な前面プレート２と、背面プレート３とを有する。

前面プレート２と背面プレート３との間、すなわちこれ
らのプレートと前述のそれらの固定手段”とによって定
められる空間には、液晶層４が位置する。

下記の説明から明らかになるように、この層４の液晶は
、いずれの種類のものでもよく、また必要ならば、色素
、例えば二色性色素、及び／又はキラル化合物を混ぜ合
わせることができる。

また、セルｌは、透明な導電性材料、例えば酸化インジ
ウムのようなものから作られた制御電極５を有する。

制御電極５は、前面プレート２の内面、すなわち前面プ
レート２と液晶層４との間の縦横の列に配列される。

これらの制御電極５のおのおのは、下記において説明す
るカウンター電極と共に従来のように協働して、表示点
を目に見える又は目に見えないものにすることを意図す
るものであり、これらの表示点の全てがセルの表示領域
の範囲を定めている。

必要に応じて、この表示領域は、セルの平面図における
液晶層の全表面に及ぶことができ、あるいはこの表面の
一部分にのみ及ぶことができる。

第１図では、制御電極５は一般的に正方形の形状を有す
るように示されているが、それらは他のどのような所望
の形状のものでもよい。

制御電極５と組み合わされる電子部品は、この例では、
パリ　（フランス国）の５ｅｒｖｉｃｅ　ｄｅｓＲｅｃ
ｈｅｒｃｈｅｓ　ｅｔ　ｄ’ｕ　Ｃｏｎｔｒ５１ｅ　Ｔ
ｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｄｅ１’Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉ
ｏｎ　ＦｒａｎＣａｉｓｅ　ｄｅｓ　ＰＴＴによって１
９８６年第二四半期に出版された“じＥｃｈｏ　ｄｅｓ
Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅｓ”誌の第１２４号に見られる、”
Ｔｒａｎｓｉｓ−ｔｏｒｓ　ｅｎ　ｃｏｕｃｈｅｓ　ｍ
１ｎｃｅｓ　ｐｏｕｒ　ａｄｒｅｓｓａｇｅ　ｄ’ｇｃ
ｒａｎｓｐｌａｔｓ　ｈ　ｃｒｉｓｔａｕｘ　１ｉｑｕ
ｉｄｅｓ”　（平らな液晶スクリーンにアドレスするた
めの薄膜トランジスタ）と題されたＬｅ　Ｃｏｎｔｅｌ
ｌａｃ　らによる論文に記載されたもののような、薄膜
ＭＯ３）ランジスタである。

この明細書ではこれらのトランジスタを詳しく説明せず
、またこれらのトランジスタは第１図及び第２図に示さ
れてはいない。

これらのトランジスタのおのおのはそれと組み合わされ
た制御電極５の一部を形成する接続フィンガー５ａに電
気的に連接されたドレーンを有するということ、また、
それは第１図の平面図において導電トラック６と導電ト
ラック７との交点に位置するということに言及すれば十
分である。

各導電トラック６は、複数の平行トラックのうちの一部
を形成し、同じ横の列の電極５に組み合わされた全ての
トランジスタのゲートをセル１の図示されていない接続
端子に連接する。トランジスタが機能を果たすのを害し
かねない光電現象を避けるため、これらの導電トラック
６は好ましくはアルミニウムのような不透明な導電性材
料のトラックである。

各導電トラック７は、別の複数の平行トラックのうちの
一部を形成し、同じ縦の列の電極５に組み合わされた全
てのトランジスタのソースをセル１のやはり図示されて
いない接続端子に連接する。

これらの導電トラック７は、例えば酸化インジウムのよ
うないずれの適当な透明導電性材料のものでも差し支え
ない。

更に、導電トラック７は、制御電極５と同じように前面
プレート２の内面上に直接位置している。

背面プレート３の内表面は、少なくともセルの表示領域
の範囲にわたって艶消し処理されており、また、光の良
好な拡散体である導電性の材料の層により形成されるカ
ウンター電極８は、少なくともこの内表面の艶消し部を
覆って配置されている。

このカウンター電極８は、その表面が液晶層４に隣接し
て位置して実質上背面プレート３の艶消し処理された表
面と同じ不規則性を示すのに十分なだけ薄い。

背面プレート３の内面はセルの表示領域の表面積よりも
ずっと大きな表面積にわたって艶消しにすることができ
るということ、また、この背面プレート３にとってはそ
の全表面にわたって艶消しにすることが多分有利でさえ
あるということは、下記の説明から明らかであろう。

カウンター電極８はセルの表示領域の表面積よりも大き
な表面積を占めることができ、あるいは背面プレート３
の全表面積を占めることさえできるということもやはり
明らかであろう。

更に、実質上全ての液晶表示セルの場合のよう゛に、セ
ル１は、少なくともセル１の表示領域にわたってそれぞ
れ前面プレート２及び背面プレート３の内面を被覆し、
これらのプレート上に位置する上述の種々のエレメント
をも被覆するアラインメント層９及び１０を有する。

これらのアラインメント層９及び１０は、おのおの液晶
層４０表面の一方と接触する。それらは、それらと接触
している液晶分子に十分に明確な方向を与えるように、
従来のやり方で設計される。

それらは層４を実現するのに用いられる液晶の種類に応
じて、また液晶を制御する提案された方式に応じて全く
様々なタイプのものでよいので、ここではそれらを詳し
くは説明しない。

場合によっては、セル１は更に、前面プレート２の外表
面上に位置する偏光子を有するが、これは図面には示さ
れていない。そのような偏光子は、セル１がいわゆるバ
イルマイヤー型のものである場合、すなわち二色性色素
が層４の液晶に混合されている場合及び、アラインメン
ト層９及び１０が、それらと接触する液晶が全て前面プ
レート２及び背面プレート３と平行に、また情況に応じ
て偏光子の偏光の方向に対して平行又は垂直に配列され
るようにするものである場合に、特に必要である。

ここまで一つの態様を説明してきた本発明のセルは、例
えば前述の西独国特許第２８３７４３１号明細書に記載
されたセルのような従来のセルに比べて色々な利点を有
する。

これらの利点の一つは、背面プレート３の内面が、少な
くともセルの表示領域においてその全面にわたって艶消
し処理されるという事実に帰する。

例えば、このプレートを艶消し処理するのに必要な化学
的エツチング法は、制御電極のエツチングをしてはなら
ない領域により分離されている場所でのみエツチングを
果たさなくてはならない前述の西独間特許明細書に記載
されたセルにおけるよりも実行するのがずっとはるかに
容易である。

更に、この化学的エツチングは、セルの可視角度を必要
とされるだけ大きくすることを保証するのに十分な粗さ
を得るのに要するだけの時間行う°ことができる。

実際に、エツチングの深さ、すなわちこのエツチング処
理の間に取り除かれる材料の層の厚さは、どのような量
でもよく、そして必要ならば、セルの製造プロセスにお
けるその後の工程を複雑にせずに、あるいは不可能にす
ることもなく、数十μに達することができる。

更に、カウンター電極８は銀で作ることができ、また、
実施するのが非常に容易であり且つ前述の西独間特許明
細書に記載された従来のセルの電極を付着させるのに使
う必要のある真空下での付着プロセスよりもかなり費用
のかからない慣用的な純粋に化学的なプロセスによって
背面プレート３の内面を艶消し処理してから、背面プレ
ート３の内面へ付着させることができる。

この西独間特許明細書に記載されているセルに関して本
発明のセルの更に別の利点は、制御電極５及びこれと組
み合わされたトランジスタがその上にあるプレート、す
なわち前面プレート２は、艶消し処理する必要がなく、
従って完全に平らである、という事実に帰着する。

このように、この前面プレート２上にある種々のエレメ
ントの製造は、前述の西独間特許明細書に記載されたセ
ルの対応するエレメントのそれよりもはるかに容易であ
る。これは、後者のエレメントはこの場合にはセルの背
面プレート上にあり、そしてこのプレートは平らではな
いからである。

背面プレート３をその全表面にわたって艶消しにする場
合には、本発明のセルには、所望の程度の粗さを得るた
めプレートをそこまでエツチングすることが従来のセル
では必要であった深さに液晶層４の厚さが依存しないと
いう利点もある。

従って、液晶層４の厚さは薄くすることができ、その結
果としてセルの転換時間も短くでき、それゆえにセルの
表示点の数を非常に多くすることができる。

前述の英国特許出願第２０７８４２１号明細書に記載さ
れた表示セルと比較すれば、本発明のセルには、もっと
簡単な方法で製造することができ、それゆえ原価がもっ
と下がるという利点もある。

この利点は、取り立てて言うならば、本発明のセルでは
制御電極５及び導電トラック７を前面プレート２０表面
へ付着させた酸化インジウムの層の簡単な化学的エツチ
ングによって同時に製造することができるのに、従来の
セルではこれらの導電トラック７に対応する導電トラッ
クと制御電極とを別々に製造しなくてはならず、更にこ
れらの制御電極は費用のかかる操作である真空下での蒸
発によって製造しなくてはならない、という事実のため
である。

その上、本発明のセルの可視角度は、英国特許出願第２
０７８４２１号明細書に記載されたセルのそれよりも大
きい。

この利点は、背面プレート３の内面の実質的な粗さのた
めであるカウンター電極による光の非常に良好な拡散に
由来する。

ここまで説明してきた、そして第１図及び第２図に示さ
れているセルにおいては、電極と組み合わされた電子部
品は薄膜トランジスタである。本発明のセルの全ての利
点は、たとえこれらの電子部品が、三つの端子を有する
他の部品、例えばサイリスクのようなもの、又は二つの
端子を有する部品、例えば先に述べたＭＩＭエレメント
のようなものであろうとも維持される、ということは明
白である。

その上、なお第１図及び第２図に示されたセルに関して
は、光の反射及び拡散の機能はカウンター電極８自体に
よって確実にされる。もちろんのことながら、本発明の
セルの全ての利点は、たとえカウンター電極８が透明で
あろうとも、また光の反射及び拡散の機能が背面プレー
ト３の内側の艶消し面上にある、すなわちこの背面プレ
ートと透明なカウンター電極との間にある反射性の層に
よって確実にされようとも、及び／又は、カウンター電
極８が、制御電極と組み合わされた電子部品が二つの端
子を有する例えばＭＩＭエレメントのような部品である
場合のように、別々の平行なバンドから作られていよう
とも、やはり維持される。

後者の場合には、セルの背面プレートの内面は上記のバ
ンドの間で艶消し処理を行って、この背後電極を、この
背面プレートを艶消し処理する操作が背後電極が単一の
品である場合よりも複雑にならないように製作すること
もできる、ということに注目すべきである。

制御電極、電子部品、そしてこれらの電子部品をセルの
接続端子に連接するトラックが本発明に従ってセルの前
面プレートの内面に存在することが、恐れられているよ
うに従来のセルの明るさと比べてこのセルの明るさを低
下させることはない、ということにも注目すべきである
。

それどころか、セルの背面プレートが上述のエレメント
を有しないという事実は、この背面プレートとカウンタ
ー電極とによって形成される反射−拡散体の特性の選定
の自由度をより大きくするのを可能にし、また必要なら
ば、セルの明るさを従来のセルのそれに比べて増加させ
る。

ここまで説明してきたセルに本発明の範囲から外れるこ
となしに多くの改変を加えることができる、ということ
は明らかである。

従って、例えば、背面プレート３の内面を平らにするこ
とができ、そしてカウンター電極８をこの平らな面へ付
着させてから艶消し処理することができる。

このように作製されたセルには、第１図及び第２図を参
照して先に説明したセルと同じ利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の表示セルの模式的な部分平面図であ
る。 第２図は、第１図のセルのＡ−Ａ線概略横断面図である
。 図中、１は表示セル、２は前面プレート、３は背面プレ
ート、４は液晶層、５は制御電極、８はカウンター電極
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反射−拡散体（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ−ｄｉｆｆｕｓ
   ｅｒ）と１個以下の偏光子とを有するタイプの液晶表示
   セルであって、 透明な第一のプレート、 第二のプレート、 上記の第一のプレートと第二のプレートとの間に配置さ
   れた液晶層、 表示領域において上記の透明な第一のプレートと上記の
   液晶層との間に配置された複数の透明な制御電極、 この制御電極の一つにそれぞれ接続された複数の電子部
   品、及び、 上記の第二のプレートと上記の液晶層との間にある電極
   であって、光を反射する材料から作られており、且つ、
   突き当たる光を反射及び拡散させるように上記表示領域
   に位置するその全表面にわたって艶消し処理されており
   、それによってこれが上記の反射−拡散体にもなるカウ
   ンター電極、を含んでなる、上記の液晶表示セル。 ２、前記カウンター電極が前記第二のプレートの前記液
   晶層の方へ向いた面に接している、請求項１記載の表示
   セル。 ３、前記第二のプレートの前記液晶層の方へ向いた面が
   その全表面にわたって艶消し処理されており、そして前
   記カウンター電極が前記第二のプレートの艶消し処理さ
   れた面と実質的に同じ不規則性を示している、請求項２
   記載の表示セル。 ４、反射−拡散体と１個以下の偏光子とを有する液晶表
   示セルであって、第一の透明なプレートと第二のプレー
   トとの間に位置する液晶の層、表示領域において上記の
   プレートの一つと上記の液晶層との間に配置された複数
   の制御電極、上記の第二のプレートと上記の液晶層との
   間に配置されたカウンター電極、及びそれぞれが上記の
   制御電極の一つに連接された複数の電子部品を含んでな
   り、上記の制御電極が透明であり且つ上記の第一のプレ
   ートと上記の液晶層との間に配置されており、上記のカ
   ウンター電極が上記の第二のプレートと上記の液晶層と
   の間に配置されており、また光を反射する材料でできて
   おり、そして、上記のカウンター電極の上記の液晶層に
   隣接して位置する面が上記の表示領域にあるその全表面
   にわたって艶消し処理されていて、かくしてこのカウン
   ター電極が上記の反射−拡散体を構成している、上記の
   液晶表示セル。