JPH01210933A - 液晶表示装置 - 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１ 本発明は、遮光膜を形成したネガ型表示を行なう液晶表
示装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、自動車の計器類、あるいは時計等の表示に用いら
れている液晶表示装置は、暗い表示面に明るい文字、図
形などの表示を行うネガ型表示が多く採用されている。

ネガ型液晶表示装置は、背景部分では液量層に電圧が印
加されていないため、液晶分子がね′じれており、これ
に沿って光の偏光面はねじれ、一対の偏光膜の偏光軸を
平行させて配置することにより、背景部分で光が透過し
ないようにされている。

このようなネガ型液晶表示装置ｎの背景部分では、光は
偏光面がねじれて進むが、光の色によって屈折率が異な
るため、ある程度特定の色の光が透過してきてしまう問
題点があった。このため、背景部分がある程度間るく見
えてしまうため、暗い室内で見た場合や夜間に見た場合
に見栄えを低下させる原因となっていた。

これを改善するために、ネガ型液晶表示装置の表示パタ
ーンに対応する部分以外に遮光膜を設け、背景部分から
の光の漏れを防止することが考えられ、実用化されてい
る。

［解決しＪ：つとする問題点］ このようなネガ型液晶表示装置は、背景部からの光の漏
れがないため、高品位の表示が得られている。

しかし、ネガ型液晶表示装置であるために、電圧を印加
している部分のみで光が透過することとなる。このため
、固定表示をしたい場合、即ち、常に光が透過するよう
な表示パターンを設ける場合においても、その表示パタ
ーン部分に電極を形成しておく必要があった。

これは、電極の配線に大きな影響を５え、電極の配線の
引き回しに多くの問題点を有していた。特に１表示パタ
ーンとして、枠を表示し、その内部に数字やグラフを表
示するような表示パターンは、電極を２層化しないとで
きないものであった。このように、パターン設計上、大
きな制約を生じるものであり、かつ、電極のバターニン
グの複雑化から生産性を低下させるものであった。

Ｅ問題点を解決するだめの手段］ 本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたものであ
り、電極を設けた基板間にネマチック液晶層を挟持し、
表示パターンに対応する部分以外には遮光膜を設けた液
晶セルの両面に偏光膜の偏光軸を電圧印加部分で光が透
過してくるように一対の偏光膜を配置したネガ型表示の
液晶表示装置において、表示パターンの一部の配向方向
を変えて電圧を印加しない状態でも光が透過するように
したことを特徴とする液晶表示装置及びネマチック液晶
がほぼ９０°ねじれとされ、一対の偏光膜がほぼその偏
光軸が平行するように配置され、一方の基板の表示パタ
ーンの一部の配向方向が他の表示パターンの配向方向と
直交するようにされていることを特徴とする液晶表示装
置を提供するものである。

本発明は、背景部分に遮光膜を設けたネガ型表示の液晶
表示装置でありながら、電圧を印加しなくても光が透過
してくる部分を設けたものであり、背景部分に遮光膜を
設けたネガ型液晶表示装置の見栄えの良さを生かした一
Ｌに、表示パターンの自由度を大幅に向上させ、かつ、
生産性が向−ヒするものである。

本発明は、電極を設けた基板間にネマチック液晶層を挟
持し、表示パターンに対応する部分以外には遮光膜を設
けた液晶セルの両面に偏光膜の偏光軸を電圧印加部分で
光が透過してくるように一対の偏光膜を配置したネガ型
表示の液晶表示装置に適用される。

本発明では、この表示パターンの一部の配向方向を変え
て電圧を印加しない状態でも光が透過するようにする。

これによりその部分は電圧の印加の有無によらずに光が
透過する。

本発明を図面を参照しつつ説明する。

第１図は１本発明の液晶表示装置の基本的構成を示す断
面図である。

第１図において、ＩＡ、　ＩＢはガラス、プラスチック
等の基板であり、２Ａ、　２Ｂは基板上に形成された１
ｎＪｓ−３ｎロー　（ＩＴＯ）　、　５ｎＯａ等の電極
であり、３Ａ、　３Ｂ、　３Ｃは配向膜であり、表示パ
ターン以外の部分に遮光膜４が形成されている。５は周
辺シールであり、　６は封入された液晶であり、この液
晶セルの両面に一対の偏光膜７Ａ、　７Ｂが配置され、
その裏面には光源８が配置されている。

本発明では、この配向膜３Ａ、　３Ｂ、　３ｆｌ、の内
、表示パターン部分の一部の配向膜３Ｃのみが周囲の配
向膜３Ｂと配向方向が変えられており、この配向膜３Ｃ
の部分のみ電圧の印加と無関係に光が透過するようにさ
れている。

第２図は、この第１図の例の表示状態を示す平面図であ
り、配向膜３Ｃに対応する円形の粋の部分のみが常に光
が透過してくる。配向膜３Ｂに対応する部分は電極に電
圧を印加することにより表示が変化する。なお、その他
の背景部分は、遮光膜４により光が遮光されている。

本発明によれば、このような連続した枠内に表示を行う
ことも可能になる。この例は、簡略化したものであるが
、実際には、このような枠内に数字、文字、グラフ等を
各種表示するようにすることもできる。

具体的には、はぼ９０″のねじれになるように配向膜を
形成し、液晶の分子が電圧を印加しない状態でほぼ９０
°ねじれた状態にし、偏光膜の偏光軸は、いずれかの基
板の配向方向と平行となるようにして、２枚の偏光膜の
偏光軸が平行となるように配置すれば良い。これにより
、電圧を印加しない部分で光は透過しないことにな−リ
、ネガ型表示となる。

もっとも、この配向方向を９０＠　とじても、液晶のね
じれを９０°でなく、２７０＠や４５０°としてもよい
し、配向方向を正確に９０°とせずに、８５′　とかｔ
ｏｏ”　とかしてもよい。また、偏光軸と配向方向との
角度も平行または直交に限られなく、それから少しずら
せて５″　とか８５°とかしてもよい。

本発明で使用される基板は、ガラス、プラスデック等の
透明基板であれば良く、その内面には、Ｉｎ２Ｏ，−５
ｎＯｘ　（Ｉ　Ｔ　Ｏ）　、　５ｎ０２等の透明導電膜
による透明電極が形成されている。なお、この透明電極
には、このほか金属や導電ペースト等による低抵抗の導
電性材料の膜が細線状、格子状等に形成されていてもよ
い。

配向膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコ
ール等の有機高分子、Ｓ＋Ｏ＊、ＴｉＯ，、＾１．０８
等の無機材料による膜をラビングしたり、斜め蒸着した
りした液晶を配向させる配向膜であればよく、必要に応
じて、１層でも良いし、２層としてもよい。

本発明では、この配向方向を表示パターンの一部で変え
て、電圧を印加しなくても光を透過するようにする。具
体的には、一方の基板の配向方向を、固定表示したい部
分のみ他の部分と９０°ずらして配向させればよい。こ
れにより、このずらした部分では上下の配向方向が平行
になり、液晶分子は０°または１８０°のねじれとなり
、両面に配した一対の偏光膜の偏光軸が平行であるので
、光が透過してくる。これにより電圧を印加した場合と
ほぼ同様に光が透過してくるため、固定表示をすること
ができる。

この配向方向をずらすには、先ず一方向にラビングした
後、固定表示部分以外をマスクしてラビングするとか、
先ず一方向に斜め蒸着した後に、固定表示部分以外をマ
スクして他の方向に斜め蒸着する等すればよい。

もちろん、この配向方向を垂直配向するようにしてもよ
いし、９０″でなく４５＠ずらす等して可変表示部分よ
りは光の透過率を低くする等する応用の可能である。

遮光膜は、液晶セルの内面に設けてもよいし、外面に設
けてもよい。もっとも、液晶セルの内面側に遮光膜を形
成する方が斜め方向から見た場合に表示パターンと遮光
膜との位置ずれを生じにくく好ましい。

この遮光膜は、表示の背景部分に形成されるものであり
、通常は一方の基板にのみ形成されればよい、もちろん
両方の基板に分割して形成されてもよいが、一方の基板
に形成するほうが工程が少なく生産性がよい。

この遮光膜は、透明電極と絶縁膜を介してアルミ、ニッ
ケル、クロム等の金属性遮光膜を蒸着、メツキ等で形成
したり、カーボン等の顔料人のペースト等の遮光性イン
クを印刷等で形成したりして形成されればよい。

周辺シールに用いられるシール材は、通常のエポキシ樹
脂、シリコン樹脂等のシール材でよく、通常はその一部
に開口部を形成しておき、セル化して後、その開口部か
ら液晶を注入し、その開口部を封止すればよい。

注入する液晶は、通常のネマチック液晶でよく、通常は
ほぼ９０“のねじれを有しているが、前述の如く、　２
７０＠や４５０６ねじれとなるようにカイラル物質を添
加してあってもよい。

又、この外、液晶表示装置で公知の付加手段である能動
素子、カラーフィルター、反射層、光源、タッヂスイッ
チ、無反射コート層等をセル内部又は外部に形成しても
よい。

［作用］ 本発明の液晶表示装置の動作原理を第２図を参照して説
明する。

第２図において、第１図で上側の基板１＾の配向Ｗ１３
Ａは、図の横方向に配向処理されている。

一方、下側の基板ＩＢの配向膜３Ｃは、図の上下方向に
配向処理されているが、電圧を印加しなくても光を透過
させたい部分では、配向膜３Ｂは。

図の横方向に配向処理されている。

これにより、下側の基板ＩＢの配向膜３Ｃの部分では、
電掘への電圧印加の有無により表示を変化させることが
できる。これに対し、配向膜３Ｂの部分では、電極への
電圧印加の有無によらず光が透過してくることになる。

この固定表示部分には電極が形成されていなくてよいし
、逆に電極の配線が形成されてい−Ｃも悪影響がないた
め、電極の配線のバターニングが容易になる。

さらに１本発明では、イ５景部分には遮光膜が形成され
ているため、配向膜３１１と配向膜３Ｃの境界部分が不
鮮明であっても、遮光膜の下に隠れてしまうため、見栄
えの低下がないという利点も有する。

［実施例］ 実施例１ ＳｉＯｚのアンダーコートを（■するガラス基板上にＩ
ＴＯを１０００人の膜厚で形成し、フォトエツチング法
でバターニングし、バーグラフ表示部の電極上にのみオ
フセット印刷機で緑または赤のカラーフィルターを印刷
し、この膜の上に５００人のポリイミドの配向膜用のオ
ーバーコート層を形成し、ラビングして配向膜を形成し
、セグメント電極基板を製造した。

また、ＳｉＯｚのアンダーコートをイ■するガラス基板
上にＩＴＯを１０００人の膜厚で形成し、フォトエツチ
ング法でバターニングし、表示部（バーグラフ及びその
周囲の枠）以外の部分にカーボンインクにより、オフセ
ット印刷で厚さ約Ｚμｍで透過率が０．３％の遮光膜を
形成した。

さらにその上に、５ｉｎ２の絶縁オーバーコートを１０
００人の膜厚で形成し、さらに５００人のポリイミドの
配向膜用のオーバーコート層を形成した。この配向膜を
まず一方向にラビングした後、周囲の枠部分を除いてマ
スクして、前のラビング方向と直交する方向にラビング
してコモン電極基板を製造した。

第１図に示すような構成で、液晶としてメルク社製′７
．１□＋−２９７８−０００、偏光膜として日東電工社
製Ｇ−１２２０Ｄｕ、セル間隙は５．７μｍとした。

セル両面の偏光膜は偏光軸が互いに平行するように配置
し、裏側に光源を配置し、駆動は１０Ｖの電圧を印加し
て行った。

この結果、電工１部分は遮光膜により遮光され見栄えが
よく、枠の部分のみが常に光が透過してくることとなり
、中央部のバーグラフは電圧の印加により表示が変化し
た。

実施例２ 実施例１の周囲の枠部分を、１）７ｉのラビング方向と
４５°の方向にラビングしてコモン電極基板を製造した
外は、実施例１と同様にしてン夜、情表示装置を製造し
た。

この液晶表示装置は、枠の部分の光の透過Σ勢がやや低
くなり、中央部のノヘーグラフ部分とコントラストに差
が付いた点を除るす（Ｊ、実施ｆ１１１と同様の効果が
得られた。

［発明の効果］ 本発明は、背景部分に遮光膜を設ｃｔだネガ型表示の液
晶表示装置でありな力１ら、電Ｌｔを印加しなくても光
が透過してくる部分を設Ｇすたものであり、背景部分に
遮光膜を設けたネガ■！を夜、「ｄ。

表示装置の利点である見栄えの良さを生り）した−Ｌに
、表示パターンの自由度を大幅番こｌ＾１上させるもの
である。

特に、完全に連続した表示枠σ）中番こ可変２乏示を形
成したり、明るさの異なる固定表示６（５分を形成した
り、微細な固定表示）＜ターンを升ａ成したりできる。

さらに、配向方向を変化させる境界部分が不鮮明であっ
ても、遮光膜の下に隠れてしまうため、見栄えの低下が
ないという利点も有する。

また、電極の配線のバターニングの自由度が向上するこ
とから、歩留まりが向上し、生産性が向上するものであ
る。

本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で、
公知の液晶表示装置に適用されている種々の応用が可能
なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本的構成を示す断面図である。 第２図は、第１図の例の表示状態を示す平面図。 基板　　　　　　　　　　　　：　ＩＡ、　ＩＢ組電極
　　　　　　　　　　：２Ａ、２Ｂ配向膜　　　　　　
　　　　：３＾、　３Ｂ、　３Ｃ遮光膜　　　　　　　
　　　＝４ 周辺シール　　　　　　　　：５ 液晶　　　　　　　　　　　、６ 偏光膜　　　　　　　　　　ニアＡ、７Ｂ光源　　　　
　　　　　　　二〇

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極を設けた基板間にネマチック液晶層を挟持し
   、表示パターンに対応する部分以外には遮光膜を設けた
   液晶セルの両面に偏光膜の偏光軸を電圧印加部分で光が
   透過してくるように一対の偏光膜を配置したネガ型表示
   の液晶表示装置において、表示パターンの一部の配向方
   向を変えて電圧を印加しない状態でも光が透過するよう
   にしたことを特徴とする液晶表示装置。
2. （２）電極を設けた基板間にネマチック液晶層を挟持し
   、表示パターンに対応する部分以外には遮光膜を設けた
   液晶セルの両面に偏光膜の偏光軸を電圧印加部分で光が
   透過してくるように一対の偏光膜を配置したネガ型表示
   の液晶表示装置において、ネマチック液晶がほぼ９０°
   ねじれとされ、一対の偏光膜がほぼその偏光軸が平行す
   るように配置され、一方の基板の表示パターンの一部の
   配向方向が他の表示パターンの配向方向と直交するよう
   にされていることを特徴とする液晶表示装置。