JPH0651296A

JPH0651296A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH0651296A
Application number: JP20158092A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Kobayashi; 文明小林; Shinobu Ikeno; 忍池野; Koji Takagi; 光司高木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】看板・広告・案内などサイン的な利用に適し
ており、表示パターン形成工程の簡略化が可能な液晶表
示素子を提供する。【構成】この発明の液晶表示素子１は、表面が導電面
となっている電極基板２，３を２個備え、両電極基板
は、少なくとも一方が透明性があって、導電面同士が液
晶層４を挟んで対面するように配置され、両導電面の間
では面間距離の長短に因るパターンが表示パターンと同
じパターンになるように前記両導電面の少なくとも一方
に凹凸がつけられている構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示素子では、絵柄（表示パ
ターン）や文字（表示パターン）を表示する場合、表示
パターンと同じパターンの電極を表面に形成した電極基
板を用いている。この電極基板は、以下のようにして作
製される。まず、蒸着により基板の表面全体に透明導電
膜を形成し、透明導電膜の上にレジスト塗布・現像で表
示パターン該当部分を覆うマスクを形成しておいて、エ
ッチング加工で透明導電膜の未マスク部分を除去してか
らマスクを除去することにより、表示パターンの透明電
極を基板の表面に形成するのである。

【０００３】しかし、この方法は、透明電極を作成する
工程が薄い導電膜のパターン化を伴うため複雑であっ
て、加工に時間を要するし、コストもかなり高いものと
なるという問題がある。ＯＡ機器用のディスプレイ、液
晶テレビなど、高精度の表示で内容が煩雑に変わる液晶
表示素子では、細かい電極パターンが元々必要であり、
上記のような方法に頼らざるを得ない面があるが、看板
・広告・案内（誘導）など表示内容が煩雑に変わらなか
ったり、フラッシュするなどで人目を引くことを主眼と
する液晶表示素子の場合、電極パターンは細かく高精度
でなくてよい場合が多く、必ずしも上記のような複雑な
工程の方法に頼る必然性はない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑み、看板・広告・案内などサイン的な利用に適して
おり、表示パターン形成工程の簡略化が可能な液晶表示
素子を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記事情に鑑み、この発
明にかかる液晶表示素子は、表面が導電面となっている
電極基板を２個備え、両電極基板は、少なくとも一方が
透明性があって、導電面同士が液晶層を挟んで対面する
ように配置され、両導電面の間では面間距離の長短に因
るパターンが表示パターンと同じパターンになるように
前記両導電面の少なくとも一方に凹凸がつけられている
構成となっている。

【０００６】以下、この発明を、図面を参照しながら具
体的に説明する。図１は、この発明にかかる液晶表示素
子の構成例をあらわす。図１に示す液晶表示素子１は、
表面が導電面となっている２個の電極基板２，３を備え
ている。電極基板２は絶縁基板２１の表面に広く導電膜
２２を有することで表面が導電面になっている。一方、
電極基板３は透明性の絶縁基板３１の表面に広く透明性
の導電膜３２を有することで表面が導電面になってい
る。したがって、液晶表示素子１では電極基板３の側が
透明性のあるものになっている。勿論、導電面は液晶層
に臨む電極面であることは言うまでもない。そして、電
極基板２の導電面には凹凸が付けられていて凹凸面であ
る。一方、電極基板３の方の導電面は凹凸の付いていな
い平面である。

【０００７】電極基板２における凹凸のある導電面は、
以下のようにして形成される。絶縁基板２１の表面に凹
凸に因るパターンが表示パターンと同一となるように凹
凸を付け、この凹凸面に導電膜２２を形成すると、導電
膜２２の面（導電面）に下地の凹凸と同じ凹凸、すなわ
ち、凹凸に因るパターンが表示パターンと同一となるよ
うに凹凸が付くのである。

【０００８】一方、電極基板３の導電面は平面（面一）
であるため、両導電面の間の面間距離は電極基板２の導
電面の凸部２ａの位置では短くて凹部２ｂの位置では長
くなっており、面間距離の長短に因るパターンは、凹凸
に因るパターン、つまり、表示パターンと同じパターン
となっている。より具体的な凹凸のある導電面の形成
は、以下のようになる。

【０００９】まず、図３にみるように、凹凸に因るパタ
ーンが表示パターンと同じパターンとなるように、絶縁
層２１ａを表面に形成し絶縁基板２１を得る。絶縁層２
１ａは、表示パターンに合わせて塗料（透明でも不透明
でもどちらでもよい）を塗布したり、シルクスクリーン
法で印刷したりして形成する。その後、図４にみるよう
に、絶縁基板２１の絶縁層２１ａ形成側に導電膜２２を
形成すれば、電極基板２が出来あがる。なお、成形加
工、切削加工、研磨加工で表面に凹凸を付けた絶縁基板
２１を得ておいて、得ておいて、導電膜２２を形成する
ようにしてもよい。また、絶縁層２１ａが導電層である
構成のものも使える。

【００１０】この他、絶縁基板の上に全面に導電膜を形
成しておき、その上に表示パターンに合わせて導電性材
料で凸部を形成し凹凸のある導電面を形成することもで
きる。この液晶表示素子１の駆動は、勿論、図１にみる
ように、両導電膜２２，３２の間に電源１０をスイッチ
１１を介して接続しておき、スイッチ１１を閉じること
により両導電膜２２，３２の間に与えられる電圧で液晶
層４に電界をかけることで行われる。

【００１１】この時、液晶層４では凸部２ａの位置と凹
部２ｂの位置で電界の強さが異なる。凸部２ａの位置の
液晶層の厚みＬ１が凹部２ｂの位置の液晶層の厚みＬ２
より凸部２ａの高さ分だけ短く、同じ電圧が加わった場
合、電界の強さは層厚みに逆比例するため、液晶層４で
は凸部２ａの位置の電界の方が凹部２ｂの位置の電界よ
りも強い。電界の強さが違うため、液晶層４では凸部２
ａの位置と凹部２ｂの位置で透過率に差が生じてコント
ラスがつき、その結果、透過率差に因るパターンの表示
が液晶表示素子１の画面上で視認されることになる。透
過率差に因るパターンは、勿論、表示パターンと同じパ
ターンであるから、液晶表示素子１の画面の画像は表示
パターンで現れることになる。

【００１２】電極基板用の絶縁基板としては、ガラス、
プラスチック、セラミックスなどリジッド基板の他、Ｐ
ＥＴフィルムの如きプラスチックフィルムのようなフレ
キシブル基板も用いることが出来る。絶縁基板を透明性
の基板とするか不透明の基板とするかは、液晶表示素子
が透過型液晶素子である（この場合は両方の基板を透明
にする）か、反射型液晶素子である（この場合は光入射
側の基板のみを透明とする）かに応じて適当に選択する
ようにする。

【００１３】透明性絶縁基板としては、透明性の高いも
のなら何でもよく、ガラス、アクリル、ポリカーボネイ
トなどのリジッド基板や、ＰＥＴフィルムのようなフレ
キシブル基板が挙げられる。電極基板３などに使われる
導電膜としては、特定のものに限定されず、例えば、金
属であれば、アルミニウム、金、銅などがある。透明導
電膜としては、透明性がよくて導電性のよいものならば
何でもよく、例えば、酸化インジウムや酸化スズの薄膜
や酸化インジウムと酸化スズの化合物の薄膜（ＩＴＯ
膜）や、その微粒子を含む導電性インクや塗料を塗布す
ることにより形成した膜が挙げられる。普通、ＩＴＯ膜
がよく用いられる。導電膜の形成方法としては、真空蒸
着法やスパッタリング法の他、酸化インジウムや酸化ス
ズ、ＩＴＯなどの微粒子とバインダーからなる導電性の
インクや塗料を塗布する方法などがある。

【００１４】透明導電膜の厚みは、必要な透明性と導電
性が確保できる範囲であればよく、例えば、ＩＴＯ蒸着
膜の場合で数１００Å〜１５００Å程度とするが、特に
限定されるものではない。導電膜は絶縁基板が透明であ
ろうとなかろうと同じように形成できることは言うまで
もない。凸部の高さｈは、液晶層４の厚み未満であれば
よいが、例えば、凸部の高さｈは、０．２×Ｌ２〜０．
７×Ｌ２（但しＬ２：凹部２ｂの位置での導電面間距
離）程度とする。勿論、この範囲外でも可能である。

【００１５】液晶は、通常、表示素子用として広く用い
られている液晶材料か、または、透明な樹脂に液晶材料
を分散した高分子分散液晶などのいずれを用いてもよい
が、基板の配向処理を必要とせず、偏光板も不用であっ
て、大型化が容易であることから、高分子分散液晶を使
用することが望ましい。高分子分散液晶の透過率のコン
トラストを向上させるために二色性色素を液晶中に添加
してもよい（ゲストホスト効果）。

【００１６】具体的な液晶材料としては、正の誘電異方
性をもつ、ネマチック型の液晶であって、シアノビフェ
ニル系、フェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系のも
のが挙げられる。液晶材料を分散させる樹脂としては、
透明性がよく製膜性があり、屈折率のマッチングがとれ
ているものがよく、溶剤タイプではアクリル系樹脂や、
エポキシ系樹脂が挙げられ、水溶性タイプではポリビニ
ルアルコールや前記した樹脂のエマルジョンが挙げられ
る。

【００１７】この発明は、上記に限られない。例えば、
図２にみるように、電極基板２の導電面の凹部２ｂを絶
縁材７で埋め平らにするようにしてもよい。こうする
と、高価な液晶材料が節約できコスト面で有利である。
液晶層４は全体に同じ厚みになるが、凹部２ｂの位置で
は絶縁材層で降下する電圧分だけ、液晶層４の電界は弱
くなる。

【００１８】また、図１，２の液晶表示素子１では、電
極基板２の方の導電面だけに凹凸がつけられていたが、
電極基板３の方の導電面にも、透明性を損なわないよう
にして、同じパターンで凹凸が付けられていたり、両導
電面につけられた凹凸を合わせて一つ表示パターンが出
来るよう両導電面に分かれて凹凸が形成されているよう
であってもよい。

【００１９】この液晶表示素子は、電極がマトリック状
にあるわけでないので、ＯＡ機器用のディスプレイには
向いていないが、看板・広告・案内などサイン的な利用
には十分である。

【００２０】

【作用】この発明の液晶表示素子では、表示パターン
は、絶縁材をスプレー・印刷等で簡単に導電面にパター
ン形状で形成するだけで事足り、薄い導電膜のパターン
化を伴う複雑な工程が必須でなくなるため、表示パター
ン形成工程は極めて簡略になる。表示領域に配線パター
ンを形成する必要もない。

【００２１】導電面の凹部が絶縁材で埋められている場
合、その分、高価な液晶材料が節約できコスト面で有利
である。表示パターンが一方の導電面のみに纏めて形成
されている場合は、もう一方の導電面に凹凸をつける必
要がなく、表示パターン用凹凸形成工程がより簡略され
る。

【００２２】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。 −実施例１− 透明なアクリル板をクロロホルム中に半分ほど浸漬し、
常温で１０分ほど放置した後、引き上げて乾燥し、アク
リル板の表面に約５μｍ程の高さの段差を形成した（絶
縁基板２１の作成）。そして、このアクリル板の表面に
厚み１０２５ÅのＩＴＯ膜をスパッタリングで形成した
（電極基板２の作成）。

【００２３】一方、ＩＴＯ膜を平らな表面に蒸着した透
明ガラス板を作成した（電極基板３の作成）。そして、
アクリル板を用いた電極基板２の上にアクリル系のエマ
ルジョン樹脂にシアノビフェニル系液晶を分散させた高
分子分散液晶の膜を厚み２０μｍで形成してから、透明
ガラス板を用いた電極基板３を貼り合わせ液晶表示素子
を得た。

【００２４】−実施例２− 厚みが５μｍ程度で大きさ約２〜３μｍの円形の突起が
表面に無数に形成されたポリカーボネイト板（絶縁基板
２１）の表面に、厚み１０２５ÅのＩＴＯ膜をスパッタ
リングで形成した（絶縁基板２の作成）。この後は、実
施例１と同様にして液晶表示素子を得た。

【００２５】−実施例３− 厚み１．１ｍｍ、縦：５０ｍｍ×横：５０ｍｍのソーダ
ガラス板をアセトン中で十分に超音波洗浄した後、厚み
１０２５ÅのＩＴＯ膜をスパッタリングで形成し、つい
で、ＩＴＯ膜の表面の中心に導電性Ａｇペーストを半径
１０ｍｍで塗布し厚み５μｍの導電層を形成し、導電面
に半径１０ｍｍの円形の凸部のある電極基板を形成し
た。この後は、実施例１と同様にして液晶表示素子を得
た。

【００２６】−実施例４− 厚み１．１ｍｍ、縦：５０ｍｍ×横：５０ｍｍのソーダ
ガラス板をアセトン中で十分に超音波洗浄した後、表面
の中心にアクリル系の透明コーティング剤（主剤：ガラ
スステンダー、硬化剤：ガラスステンダーＦＤＢＡＳ
ＥＳＢＢ−１、配合比：主剤／硬化剤＝３／１大
日精化工業）を塗布し、１５０℃で３０分間加熱して硬
化させた。塗膜厚みは約１０μｍであった（絶縁基板２
１の作成）。ついで、全面に、厚み１０２５ÅのＩＴＯ
膜をスパッタリングで形成し、導電面に半径１０ｍｍの
円形の凸部のある電極基板を形成した。この後は、実施
例１と同様にして液晶表示素子を得た。

【００２７】−実施例５− 厚み１．１ｍｍ、縦：５０ｍｍ×横：５０ｍｍのソーダ
ガラス板をアセトン中で十分に超音波洗浄した後、厚み
１０２５ÅのＩＴＯ膜をスパッタリングで形成し、つい
で、ＩＴＯ膜の表面の中心に導電性Ａｇペーストを半径
１０ｍｍで塗布し厚み５μｍの導電層を形成し、導電面
に半径１０ｍｍの円形の凸部のある電極基板を作成し
た。この後、アクリル系の透明コーティング剤（主剤：
ガラスステンダー、硬化剤：ガラスステンダーＦＤＢ
ＡＳＥＳＢＢ−１、配合比：主剤／硬化剤＝３／１
大日精化工業）を、凸部の周囲の低い部分（この発明
の場合、このような段差状部分も凹部のうちに入る）に
（厚み５μｍで）塗布し表面を平らにした。この後は、
実施例１と同様にして液晶表示素子を得た。

【００２８】−実施例６− 厚み０．６３５ｍｍ、縦：５０ｍｍ×横：５０ｍｍのア
ルミナ基板をアセトン中で十分に超音波洗浄した後、表
面の中心にアクリル系の透明コーティング剤（主剤：ガ
ラスステンダー、硬化剤：ガラスステンダーＦＤＢＡ
ＳＥＳＢＢ−１、配合比：主剤／硬化剤＝３／１大
日精化工業）を塗布し、１５０℃で３０分間加熱して硬
化させた。被膜厚みは約１０μｍであった（絶縁基板２
１の作成）。ついで、全面に、厚み１０２５ÅのＩＴＯ
膜をスパッタリングで形成し、導電面に半径１０ｍｍの
円形の凸部のある電極基板を形成した。この後は、実施
例１と同様にして液晶表示素子を得た。

【００２９】−実施例７− 実施例６で得られた電極基板の導電面の凸部の周囲の低
い部分に、アクリル系の透明コーティング剤（主剤：ガ
ラスステンダー、硬化剤：ガラスステンダーＦＤＢＡ
ＳＥＳＢＢ−１、配合比：主剤／硬化剤＝３／１
大日精化工業）を（厚み１０μｍで）塗布し表面を平ら
にした。この後、実施例１と同様にして液晶表示素子を
得た。

【００３０】実施例の各液晶表示素子を、交流３０Ｖの
電圧を印加して駆動したところ、凹凸形状応じた円形等
の表示パターンが明確に視認された。

【００３１】

【発明の効果】この発明の液晶表示素子では、表示パタ
ーンは、絶縁材をスプレー・印刷等で簡単に導電面にパ
ターン形状で形成するだけで事足り、薄い導電膜のパタ
ーン化を伴う複雑な工程が必須でなくなるため、表示パ
ターン形成工程が極めて簡略になる。

【００３２】加えて、導電面の凹部が絶縁材で埋められ
ていると、高価な液晶材料が節約できコスト面で有利で
あるし、表示パターンに合わせた凹凸を一方の導電面の
みに纏めてつける場合は、もう一方の導電面に凹凸をつ
ける必要がなく、表示パターン用凹凸形成工程がより簡
略されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の液晶表示素子の構成例をあらわす断
面図である。

【図２】この発明の液晶表示素子の他の構成例をあらわ
す断面図である。

【図３】この発明の液晶表示素子に用いる絶縁基板例を
あらわす断面図である。

【図４】この発明の液晶表示素子の電極基板の構成例を
あらわす断面図である。

【符号の説明】

１液晶表示素子２電極基板２ａ凸部２ｂ凹部３電極基板（透明性）４液晶層２２導電膜３２透明導電膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面が導電面となっている電極基板を２
個備え、両電極基板は、少なくとも一方が透明性があっ
て、導電面同士が液晶層を挟んで対面するように配置さ
れ、両導電面の間では面間距離の長短に因るパターンが
表示パターンと同じパターンになるように前記両導電面
の少なくとも一方に凹凸がつけられている液晶表示素
子。
【請求項２】導電面の凹部が絶縁材で埋められている
請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】両導電面の一方だけに凹凸が付けられて
いて、他方は平面である請求項１または２記載の液晶表
示素子。