JPH0566394A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0566394A
JPH0566394A JP4024870A JP2487092A JPH0566394A JP H0566394 A JPH0566394 A JP H0566394A JP 4024870 A JP4024870 A JP 4024870A JP 2487092 A JP2487092 A JP 2487092A JP H0566394 A JPH0566394 A JP H0566394A
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裕和 大野
Masanori Fujita
政則 藤田
Shinichi Okamoto
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定してセルギャップを制御することがで
き、しかも色付き現象をなくすことのできる液晶パネル
を提供することである。 【構成】 複屈折モ―ドにより明暗表示を行う液晶31
を一対の透明基板11、12間に充填して液晶パネルを
構成し、上記液晶パネルを透過または反射する光を白色
化するための凸凹部を上記透明基板の少なくとも一方の
対向面に形成した。上記凸凹部の形成には、凸凹状の対
向面をエッチング処理してなめらかにしたガラス等の透
明部材を用いる、あるいは、対向面が凸凹状のガラス等
の透明部材上に形成されこの透明部材の凸凹をなめらか
にする平坦化部材を用いる、あるいは、ガラス等の透明
部材上に形成され樹脂状部材に粒状の絶縁性部材を混入
した混合部材を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複屈折モ−ドにより明
暗表示を行う液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、強誘電性液晶を用いた液晶表示装
置の研究開発がさかんに行われている。これは、強誘電
性液晶を充填した液晶セルの両側に偏光板を互いにその
偏光軸が90度になるように(これをクロスニコルの位
置という。)設置し、液晶に印加する電界を制御するこ
とにより強誘電性液晶の分子軸の向きを変え、複屈折効
果により一方の偏光板の偏光軸に対して強誘電性液晶の
分子軸が平行または垂直な状態で暗状態を、非平行また
は非垂直な状態で明状態を表わすものである。なお、分
子軸の上記明暗2状態における角度の差は通常スイッチ
ング角と呼ばれ、記号2θで表わされる。
【0003】強誘電性液晶を用いた液晶表示装置は、複
屈折モ−ドにより明暗表示を行うため、明状態での透過
光あるいは反射光に色付きがみられ、表示品質を低下さ
せるという問題がある。特にカラ−フィルタ等と組み合
わせてカラ−表示を行う場合には、この色付き現象のた
めに良好なカラ−表示を得ることが難しい。
【0004】一般的に液晶パネルの透過率あるいは反射
率は、液晶の屈折率異方性△nと液晶セルのセルギャッ
プdとの積△n・dに関係し、さらに液晶を透過する光
の波長λにも依存する。
【0005】図8は、液晶パネルの明状態にの透過率T
の波長λ依存性を調べるために、本願発明者らの行った
シミュレ−ション結果を示したものである。ここでは、
液晶層に入射する直線偏光の強度を100パ−セントと
し、基板、電極、液晶層等での光のロスは考慮していな
い。各パラメ−タは、 スイッチング角2θ=45度 屈折率異方性△n=0.13 セルギャップd=6、7、8μm となっている。同図からわかるように、波長λにより透
過率Tが大きく異なっており、このために上記色付き現
象が生じるのである。
【0006】色付き現象をなくすには、可視領域(38
0〜780nm)全体にわたり透過率を平均化する必要
がある。可視領域全体にわたり透過率を平均化するため
には、屈折率異方性△nとセルギャップdとの積△n・
dの値を0.28μmに近ずける必要があることが知ら
れている。しかしながら、現在製造されている強誘電性
液晶の屈折率異方性△nは、0.13〜0.18程度の
狭い範囲の値しかとれないため、セルギャップdの値を
変化させなければならない。計算によると最適なセルギ
ャップdの値は約2μmとなる。
【0007】従来は、可視領域全体にわたり透過率を平
均化して色付き現象をなくすために、セルギャップdの
値を上記約2μmにして液晶セルを形成していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】液晶パネルを形成する
うえでセルギャップの制御は非常に重要なものである
が、安定してセルギャップを制御するためにはセルギャ
ップdが4〜6μm以上必要である。従って、従来のよ
うにセルギャップdを2μm程度にして液晶セルを形成
することは極めて困難であり、特に量産に対しては不適
当であった。
【0009】本発明の目的は、安定してセルギャップを
制御することができ、しかも色付き現象をなくすことの
できる液晶パネルを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、複屈折モ―ドにより明暗表示を行う液晶を一対の透
明基板間に充填して液晶パネルを構成し、上記液晶パネ
ルを透過または反射する光を白色化するための凸凹部を
上記透明基板の少なくとも一方の対向面に形成した構成
であり、凸凹状の対向面をエッチング処理してなめらか
にしたガラス等の透明部材を用いて上記凸凹部を形成す
る、あるいは、対向面が凸凹状のガラス等の透明部材上
に形成されこの透明部材の凸凹をなめらかにする平坦化
部材を用いて上記凸凹部を形成する、あるいは、ガラス
等の透明部材上に形成され樹脂状部材に粒状の絶縁性部
材を混入した混合部材を用いて上記凸凹部を形成するこ
とを特徴とする。
【0011】
【実施例】以下、図面に基いて本発明の一実施例の説明
を行う。
【0012】図1は、本発明の液晶表示装置の基本的な
構成例を示したものである。
【0013】同図において、11および12は透明基板
であり、凸凹部を一方の透明基板12の表面に形成した
ものである。この透明基板11および12は、透明部
材、透明電極および配向層等により形成されている。2
1および22は偏光板であり、互いにその偏光軸がクロ
スニコルの位置になるように設置されている。31は強
誘電性液晶等の複屈折モ−ドにより明暗表示を行う液晶
である。以上示した、透明基板11および12、偏光板
21および22、液晶31により液晶パネルを構成して
いる。
【0014】上記構成では、液晶パネルを透過または反
射する光を白色化するように、適宜凸凹部の高さ、大き
さ、形状、密度等が決定される。なおここでいう白色化
とは、上記凸凹部によるセルギャップdを適当に分散さ
せることにより、異なった透過または反射特性の光を人
間の目の分解能以下で混ざるようにして、特定の色の光
が強調されないようにすることをいう。従って、上記凸
凹部は情況が許す限りできるだけ密に形成されているこ
とが好ましい。人間の目の分解能等の観点から、隣接す
る凸部と凸部あるいは凹部と凹部の平均的な距離は0.
1mm以下であることが好ましい。なお、表示面から離
れて見るような大型表示の場合は、これに限らず0.1
mm以上でもよく、視角が1分以下であればよい。
【0015】本発明で用いる液晶は、電界制御された複
屈折モ−ドにより明暗表示を行うものであれば何でもよ
く、例えばネマティック型の液晶等用いてもよいが、本
発明は強誘電性液晶を用いたときに顕著な効果を発揮す
ることができるので、以下の説明では特にことわらない
限り強誘電性液晶を前提として説明を行う。
【0016】上記透明基板11および12の対向面の距
離、すなわち平均セルギャップd´を製造が容易な6.
3μm程度とした場合、屈折率異方性△nとセルギャッ
プdとの積△n・dを0.5〜1.15μmの範囲で連
続的または断続的に変化させることにより、各波長の透
過率を可視領域(380〜780nm)全体にわたり平
均化することができ、液晶パネルを透過または反射する
光を白色化することができる。屈折率異方性△nとセル
ギャップdとの積△n・dを上記0.5〜1.15μm
とし、液晶の屈折率異方性△nを強誘電性液晶の標準的
な値0.13とすれば、凸凹部に起因するセルギャップ
dのバラツキは3.8〜8.8μmとなる。従って、平
均セルギャップd´を上記6.3μm程度とした場合、
凸凹部の最大高低差Lは=5μmとなる。
【0017】図2および図3は、凸凹部を一方の透明基
板12の表面に形成したときの波長λに対する透過率T
のシミュレ−ション結果を示したものである。両図とも
各パラメ−タは、 スイッチング角2θ=45度 屈折率異方性△n=0.13 となっている。
【0018】図2に示したシミュレ−ションでは、平均
セルギャップd´=6.3μmとし、凸凹部の最大高低
差Lを0、2および5μmとしたものである。L=5μ
mのものは、L=0すなわち凸凹部を設けていないもの
およびL=2μmのものに比べて、透過率Tが可視領域
(380〜780nm)全体にわたり平均化されてお
り、適当な高低差で凸凹部を設けたものは白色化に対し
て極めて有効であることがわかる。
【0019】図3に示したシミュレ−ションでは、凸凹
部の最大高低差Lを4μmとし、平均セルギャップd´
を5.8、6.2、6.6μmと変えたものである。同
図からわかるように、多少平均セルギャップd´が変化
しても透過率Tは可視領域(380〜780nm)全体
にわたり平均化されており、白色化に対する効果に大差
がないことがわかる。従って、液晶パネルの製造に際し
てセルギャップの制御はそれほど厳密でなくてもよく、
製造工程の簡略化あるいは歩留りの向上をはかることが
できる。
【0020】以上のシミュレ−ション結果からもわかる
ように、本発明では透明基板の表面に凸凹部を形成する
ことにより、平均セルギャップd´を液晶セルが容易に
製造できる範囲で設定しても、液晶パネルを透過または
反射する光を白色化することができる。
【0021】つぎに、以上示した液晶表示装置の基本的
な構成例に基きより具体的な実施例の説明を行う。
【0022】実施例1 図4は、本発明における第1の実施例を示したものであ
る。
【0023】同図において、透明基板11および12
は、ガラス等の透明部材11a、12a、透明電極11
b、12bおよび配向層11c、12cにより形成され
ている。偏光板21、22および液晶31は、上記図1
で示した基本的な構成と同様である。以上、透明基板1
1および12、偏光板21および22、液晶31により
液晶パネルを構成している。すなわち、透明部材12a
の表面を凸凹状にして、凸凹部を上記透明基板12の表
面に形成したものである。
【0024】透明部材12aに#500〜#1000の
研磨ガラスを使用すると、隣接する凸部と凸部あるいは
凹部と凹部の平均的な距離を50μm程度にすることが
できる。一般的に研磨ガラス表面の凸凹は一様ではな
く、表面の凸凹もなめらかではない。そのため研磨ガラ
ス表面をフッ酸等でエッチングし、凸凹を均一化すると
ともになめらかにして使用することが好ましい。これに
より、透明電極12bの断線あるいは密着不良等を防止
することができ、さらに配向層(厚さは通常100nm
程度)を確実に形成することができる。
【0025】なお、透明部材12aの表面を凸凹状に形
成する場合、透明部材12aに表面が平坦なガラスを用
い、ガラス表面をフッ酸等でエッチングして凸凹部を形
成してもよい。
【0026】実施例2 図5は、本発明における第2の実施例を示したものであ
る。本例は、ガラス等を用いた透明部材12aの表面の
凸凹をなめらかにするために、透明部材12aの表面上
に透明な平滑化部材12dを設けたものである。これに
より、透明電極12bの断線あるいは密着不良等を防止
することができ、さらに配向層(厚さは通常100nm
程度)を確実に形成することができる。なお平滑化部材
12dにはアクリル系の樹脂等を用いることができる。
【0027】実施例3 図6は、本発明における第3の実施例を示したものであ
る。本例は、ガラス等を用いた透明部材12aの表面に
透明な中間部材(混合部材)12eを形成し、この中間
部材(混合部材)12eの表面に凸凹部を設けたもので
ある。中間部材(混合部材)12eには、アクリル系の
樹脂等にアルミナやガラス等を用いた球状の絶縁性部材
12fを混入したもの等を用いればよい。絶縁性部材1
2fを適当な割合で混入することにより、中間部材(混
合部材)12eの表面に凸凹部を形成することができ
る。中間部材(混合部材)12eの形成に際しては、液
状の樹脂等に絶縁性部材12fを混入したものを透明部
材12aの表面に吹き付け、その後これを乾燥させて固
めればよい。
【0028】実施例4 図7は、本発明における第4の実施例を示したものであ
る。同図(a)からわかるように、本例も上記第3の実
施例と同様に、ガラス等を用いた透明部材12aの表面
にアクリル系の樹脂等を用いた透明な中間部材12eを
形成し、この中間部材12eの表面に凸凹部を設けたも
のである。中間部材12eの表面に凸凹部を形成するに
は、同図(b)に示すように、アクリル系の樹脂等を透
明部材12aに塗布した後これが完全に固まるまえに、
表面が凸凹状の形状を有した成形手段40により中間部
材12eを押圧し、その後中間部材12eを乾燥させて
固めればよい。アクリル系の樹脂として紫外線硬化型の
ものを用いれば、樹脂を短時間で硬化できるので効果的
である。
【0029】以上、本発明の液晶表示装置の基本的な構
成例および実施例1〜4について説明したが、本発明で
は凸凹部を透明基板の一方の対向面上のみに形成せず
に、透明基板の両方の対向面上に形成してもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、透明基板の表面に凸凹
部を形成することにより、液晶セルの平均セルギャップ
を液晶セルの製造が容易な範囲で設定しても、各波長の
透過率を可視領域(380〜780nm)全体にわたり
平均化することができ、液晶パネルを透過または反射す
る光を白色化することができる。このことは、特に液晶
パネルとカラ−フィルタとを組み合わせてカラ−表示を
行うときに極めて有効である。
【0031】特に強誘電性液晶を用いる場合、セルギャ
ップを従来のように2μm程度に狭くする必要がないた
め、セルギャップの制御が容易になり、製造工程の簡略
化や製造コストの低減等をはかることができる。
【0032】また、多少平均セルギャップが変化しても
各波長の透過率は可視領域(380〜780nm)全体
にわたり平均化されており、白色化に対する効果に大差
は生じない。従って、液晶パネルの製造に際してセルギ
ャップの制御はそれほど厳密でなくてもよく、製造工程
の簡略化や歩留りの向上がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における液晶表示装置の基本的な構成例
を示した断面図である。
【図2】本発明における液晶表示装置のシミュレ−ショ
ンによる特性を示した特性図である。
【図3】本発明における液晶表示装置のシミュレ−ショ
ンによる特性を示した特性図である。
【図4】本発明における液晶表示装置の第1の実施例を
示した断面図である。
【図5】本発明における液晶表示装置の第2の実施例を
示した断面図である。
【図6】本発明における液晶表示装置の第3の実施例を
示した断面図である。
【図7】本発明における液晶表示装置の第4の実施例を
示した断面図である。
【図8】従来の液晶表示装置のシミュレ−ションによる
特性を示した特性図である。
【符号の説明】
11、12……透明基板 31 ……液晶 12a ……透明部材 12d ……平坦化部材 12e ……中間部材(混合部材) 12f ……絶縁性部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複屈折モ―ドにより明暗表示を行う液晶
    を一対の透明基板間に充填して液晶パネルを構成し、 上記液晶パネルを透過または反射する光を白色化するた
    めの凸凹部を上記透明基板の少なくとも一方の対向面に
    形成し、 凸凹状の対向面をエッチング処理してなめらかにしたガ
    ラス等の透明部材を用いて上記凸凹部を形成したことを
    特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 複屈折モ―ドにより明暗表示を行う液晶
    を一対の透明基板間に充填して液晶パネルを構成し、 上記液晶パネルを透過または反射する光を白色化するた
    めの凸凹部を上記透明基板の少なくとも一方の対向面に
    形成し、 対向面が凸凹状のガラス等の透明部材上に形成されこの
    透明部材の凸凹をなめらかにする平坦化部材を用いて上
    記凸凹部を形成したことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 複屈折モ―ドにより明暗表示を行う液晶
    を一対の透明基板間に充填して液晶パネルを構成し、 上記液晶パネルを透過または反射する光を白色化するた
    めの凸凹部を上記透明基板の少なくとも一方の対向面に
    形成し、 ガラス等の透明部材上に形成され樹脂状部材に粒状の絶
    縁性部材を混入した混合部材を用いて上記凸凹部を形成
    したことを特徴とする液晶表示装置。
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