JPH04122910A

JPH04122910A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH04122910A
Application number: JP2244990A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Nagase; 俊郎長瀬
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1990-09-13
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1992-04-23

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、液晶として液晶を三次元網目構造を有する高
分子中に分散させた高分子分散型液晶を用いた液晶表示
装置に関するものである。

（従来の技術］現在、液晶テレビ等の画像表示装置には大別して単純マ
トリクス方式とアクティブマトリクス方式がある。

単純マトリクス方式は２枚の帯状電極群（行電極と列電
極）を直交させ、その交点において表示画素を構成する
方式であり、これら帯状電極間に駆動回路によって所定
の電圧を印加して表示画素を作動させる。この方法は、
構造が簡単なため低価格でンステムを実現できる利点が
ある。しかし、各液晶画素でのクロストークが生しるた
め画素のコントラスト比がとれず、テレビ画像等の高精
細画像の表示を行う場合、画質の低下は避けられないも
のであった。

一方、アクティブマトリクス方式では、各液晶画素毎に
スイッチング素子を設けて電圧を保持するものであり、
液晶表示装置を時分割駆動しても液晶にかかる電圧を保
持可能なため、表示容量の増大が可能で、コントラスト
比が得られる等の画質に関する特性が良く液晶テレビの
高画質画像表示を実現できるものである。

従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置として、バ
リスターをアクティブマトリクス素子として用いたもの
を第４図および第５図に示す。図示のように、下側ガラ
ス基板１０上に行電極１１と画素電極１２とを所定の間
隔を隔てて設け、これら行電極１１と画素電極１２とを
酸化亜鉛から成る焼結体ハリスクー素子１３で接続しで
ある。

そして、これらの上部に所定の間隔ｄを隔てて、列電極
に接続された対向電極１２及びカラーフィルター１６が
設けられた上側ガラス基板１７との間に液晶１４が注入
充填しである。ここで使用される液晶１４は、通常ＴＮ
（ツイスト矛マチック）型の液晶が一般的であり、液晶
は光のシャッターとして用いられる。この場合、下側ガ
ラス基板１０及び上側ガラス基板１７の外側に偏向板１
９が設置される。行電極１１に印加された電圧に基づい
て液晶１４をスイッチ駆動する焼結体バリスター素子１
３は、ＺｎＯ粒子をＭｎ、Ｃｏ酸化物薄膜等の金属絶縁
膜で被覆したバリスター粒子をガラスフリントで焼結し
たものであり、粒径的５μｍのバリスター粒子１個当り
約３■のしきい値電圧が得られる。従って、行電極１１
と画素電極１２との間隔を３０μｍｌこ設定すれば、こ
の間隔内に存在する実質的に直列６個のバリスター粒１
３ａを介して行電極１１と画素電極１２とが接続され、
これら電極１１．１２間には３ｖ×６個＝１８Ｖのしき
い値電圧が得られる。すなわち、このしきい値電圧を越
えた電圧が印加された時ムこ、液晶１４が駆動される状
態になり、他の液晶素子への印加電圧の影響を排除して
、クロストークの発生を防止することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の液晶表示装置でもアクティブマトリクス方式のも
のは、上記のようにコントラスト比等の画質に関する特
性が良く、液晶テレビの画像表示を実現できるものであ
るが、近年の大画面化の傾向に伴って次のような問題が
ある。

従来の液晶表示装置は下側ガラス基板１ｏと上側ガラス
基板１７との間に液晶１４を充填した構造であるが、こ
の場合使用される液晶はＴＮ型液晶であるため、上下ガ
ラス基板の外側に合計２枚の偏光板が必要である。通常
偏光板の光透過率は３０％程度しかな（、この偏向板を
２枚重ねて使用するため、透過型の液晶表示装置におい
ては透過光の強度は入射光の１０％以下となり、高輝度
の透過型大型液晶表示装置を得ることは光源の点から困
難である。さらに、ＴＮ型液晶は、液晶分子のねしれに
よる旋光性を利用しているので視角依存性があり、大画
面化する際の大きな問題点であった。

本発明は、上記従来法の欠点に鑑みなされたものであり
、液晶として視野角依存性がなく、偏光板が不要で、明
るい大型液晶表示装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る液晶表示装置は、酸化亜鉛を主成分とする
バリスター素子によるアクティブマトリクス素子を設け
た下側透明基板と上側透明基板との間に液晶を設け、ア
クティブマトリクス素子により液晶を駆動する液晶表示
装置において、液晶として二色性色素を含有するゲスト
ホスト液晶を用い、液晶を三次元網目構造を有する高分
子中に分散した構造を特徴とするものである。

また、本発明に係る液晶表示装置は、上記の発明におい
て、上側基板が金属薄膜からな成るブラックマトリクス
を設け、その上に絶縁層及びカラーフィルターを設け、
更にその上に対向電極を設けたものであることを特徴と
し、鮮明なカラー表示を実現するものである。

［作用］本発明の液晶表示装置では、液晶に二色性色素を含有す
るゲストホスト液晶を用い、液晶中に三次元網目構造を
有する高分子を分散する構造とすることにより、視野角
を広く、更に表示画面を明るくすることが可能となり、
鮮明で高輝度の大画面液晶表示装置を実現するものであ
る。

［実施例］本発明に係る液晶表示装置を実施例に基いて具体的に説
明する。

まず、液晶表示装置に用いる高分子分散型液晶を第２図
、第３回に基いて説明する。

第２図に示すように、高分子分散型液晶は矛マチック液
晶２４　（ａ）の連続層中に紫外線重合により得られた
三次元網目構造体２４　（ｂ）を分散させたものであり
、高分子の三次元重合構造による液晶のランダム配向に
より光散乱機構を示すものである。このような高分子分
散型液晶は、高分子前駆体（ＭＭＡ等）に光重合開始剤
を添加し、ネマチック液晶と混合した７８液を両側にＩ
ＴＯ等の透明電極を形成した液晶セルに充填した後、紫
外線等の光を照射し、光重合反応により三次元網目構造
体を形成すると同時に液晶を分離する方法で製造される
。この時、得られる三次元網目構造体の平均網目寸法は
重合条件により変化するが、１μｍ前後になるように制
御される。第２図（ａ）に示すように高分子分散型液晶
２４に電圧が印加されていないときは、液晶２４　（ａ
）は３次元綱目構造体２４　（ｂ）の界面に沿って配向
し、光を散乱させるため高分子分散型液晶２４は乳白色
の不透明状態となってなっている。一方、第２１１ｉＩ
（（ｂ）に示すように高分子分散型液晶２４に電圧が印
加されたときには、電界の方向に液晶２４　（ａ）　の
分子方向が揃うため、光が透過して高分子分散型液晶２
４は透明な状態になる。しかし、このような光の散乱に
よる不透明状態は、光を遮断することにはならないため
、透過型の液晶表示装置の光シャ・２ターとして用いる
ことは困難である。光分子分散型液晶に遮光性を与える
には、二色性色素を液晶に添加する方法が有効である。

第３図に示すように、液晶２４　（ａ）に二色性色素２
４　（ｃ）を添加する。

二色性色素は液晶分子と同様に棒状をしているので液晶
分子に追従して動くことになる。従って、第３図（ａ）
に示すように、電圧が印加されていない場合、二色性色
素２４　（ｃ）は液晶２４　（ａ）と同様にランダムな
配列を取り、入射した光は液晶２４（ａ）に散乱させら
れると同時に二色性色素２４（ｃ）に吸収される。一方
、第３［Ｄ（ｂ）に示すように、電圧が印加されると、
電界の方向に液晶２４（ａ）の分子方向が揃い、それに
追従して二色性色素２４　（ｃ）　　も光軸方間に揃う
ため入射光はあまり吸収されずに液晶層を通過し、明る
く透明な状態となる。このように、高分子分散型液晶を
ゲストホスト化することにより光遮断効果を付与するこ
とが出来、透過型の液晶表示装置の光シャッタとして用
いることが可能となる。

次に、上記高分子分散型液晶２４を用いた液晶表示装置
を第１図を用いて説明する。なお、第４図及び第５図に
基づいて先に説明した従来例と同一部分には同一符号を
付して重複する説明は省略する。第１図に示すように、
本実施例の液晶表示装置は下側ガラス基板１０と上側ガ
ラス基板１７との間に高分子分散型液晶２４を挟み込ん
だ構成となっている下側ガラス基板１０には行電極１１
、画素電極１２及びアクティブマトリクス素子としての
焼結体バリスター素子１３が設けられており、上側ガラ
ス基板１７にはポリイミドから成る上部絶縁膜１８、透
明対向電極１５、赤・緑・青のカラーフィルター１６Ｒ
・１６Ｇ・１６Ｂ、ＳｉＯ□から成る絶縁層２６、Ｃｒ
から成る金属薄膜ブラックマトリクス２５が設けられて
いる。ここに、鮮明なカラー画像表示を実現するために
金属薄膜から成るブラックマトリクス２５を設けており
、このブラックマトリクス２５と対向電極１５との短絡
を防止するため、上側ガラス基板１７上に設けたブラッ
クマトリクス２５の上に絶縁層２６を介してカラーフィ
ルター１６Ｒ・１６Ｇ・１６Ｂを設け、その上に対向電
極１５を設け、更にその上にバリスター素子１３との短
絡防止のため上部絶縁層１８を設けである。上記構成の
液晶表示装置は次のような工程で製造される。まず、下
側ガラス基板１０上にマグネロトンスバノタ装置を用い
てＩＴＯ膜（酸化インジウム−酸化スズ膜）を厚さ１１
００人に成膜し、これにフォトプロセスによりレジスト
パターンを形成して酸化第二鉄：塩酸−１：３のエツチ
ング液にて行電極１１及び画素電極１２を形成する。更
に、原料となるＺｎ０粉を１２００°Ｃで１時間焼結し
た後、これをボールミルで粉砕してエア分級し、５μ１
１〜１０μ−のＺｎＯ単結晶粒子粉を得、これにＣＯ□
０３を０．５モル％及びＭｎＣｏ３を０．５モル％加え
て再度１２００°Ｃで１時間焼成してバリスター特性を
有するバリスター粉を得、このバリスター粉にガラスフ
リントを２５重量％及びエチルセルロース（粘度５０ｃ
ｐｓ）を１０重量部加えてカルピトールを溶剤としてペ
ースト化し、このペーストを下側ガラス基板１０上にシ
ルクスクリーン印刷で焼結体素子のパターンに印刷し、
これを４８０゛Ｃで３０分焼成して焼結体バリスター素
子１３を形成する。この時、焼結体バリスター素子１３
は、下側ガラス基板１０及び上側ガラス基板１７を貼り
合わせ時のギャップスペーサを兼ねるため、所定の厚み
に印刷され、通常１０〜２０μｍの範囲である。

次に、上部絶縁層１８、ＩＴＯ膜から成る透明対向電極
１５、カラーフィルター１６Ｒ・１６Ｇ・１６Ｂ、絶縁
層２６、ブランクマトリクス２５が設けられている上側
ガラス基板にその周囲部にガラスピーズを数％混ぜた接
着用エポキシ樹脂をシルクスクリーン印刷により印刷し
、下側ガラス基板１０とアライメントして貼り合わせ、
加圧加熱し接着させる。次いで、このパネルに高分子分
散型液晶の前駆体を接着部の一部に設けた封入口より充
填する。この高分子分散型液晶の前駆体を具体的に示せ
ば、ＭＭＡ（メチルメタクリレート）を３３重量部、光
重合開始剤（メルク社製ダロキュア−９３５）２重量部
、ゲストホスト化したネマチック液晶（メルク社製　Ｅ
７）を６５重量部の割合で配合したものである。また、
ネマチック液晶のゲストホスト化のために添加した２色
性色素は黒色の色素であり、具体的には日本化藁■製の
ＬＣＤ４７１をネマチック液晶に対して４重量％添加し
たものであった。最後に、この高分子分散型液晶の前駆
体を充填した液晶バフルの下側ガラス基板側より紫外線
を照射し、光重合反応を生じさせ、３次元網目構造体を
形成して液晶表示装置を完成した。

〔効果］本発明の液晶表示装置によれば、液晶に２色性色素を含
有するゲストホスト液晶を用い、液晶を３次元網目構造
を有する高分子中に分散する構造とすることにより、視
野角を広くし、また、画像表示に偏光板が不要で画面が
明るくなり、大画面化しても高画質な画像表示を実現す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る液晶表示装置の断面図
、第２図（ａ）　（ｂ）は高分子分散型液晶の動作説明
図、第３図（ａ）　（ｂ）はゲストホスト化した高分子
分散型液晶の動作説明図、第４図は従来の液晶表示装置
の平面図、第５図は第４図中のＡ−Ａ’線にそって切断
したところを示す断面図である。１１・・・・・・行電極１２・・・・・・画素電極１３・・・・・・焼結体バリスター素子１５・・・・・
・対向電極、１６Ｒ，１６Ｇ、１６Ｂ・・・・・・カラーフィルタＩ
８・・・・・・上部絶縁層１９・・・・・・偏光板２４・・・・・・高分子分散型液晶２４ａ・・・・・・液晶２４ｂ・・・・・・三次元網目構造体２４ｃ・・・・・・二色性色素２５・・・・・・ブランクマトリクス２６・・・・・・絶縁層特許　　出　　願　　人凸版印刷株式会社代表者　鈴木和夫＋６Ｒ６Ｇ６Ｂ第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アクティブマトリクス素子として、酸化亜鉛を主
成分とするバリスター素子を用いた下側透明基板と上側
透明基板との間に液晶を設け、アクティブマトリクス素
子を介して駆動する液晶表示装置において、前記液晶は
二色性色素を含有したゲストホスト液晶であり、かつ該
液晶が三次元網目構造の高分子中に分散されている事を
特徴とする液晶表示装置。
（２）上側透明基板が、金属薄膜から成るブラックマト
リクスを設け、その上に絶縁層及びカラーフィルターを
設け、更にその上に対向電極を設けたものである事を特
徴とする請求項（１）記載の液晶表示装置。