JPH0651297A

JPH0651297A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH0651297A
Application number: JP20158192A
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、導電面同士が一
定の距離を隔て液晶層４を挟んで対面するように配置さ
れ、前記導電面の少なくとも一方には、液晶と異なる誘
電率の絶縁材で表示パターン５が形成されている構成と
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、導電面同士が一定の距離を隔て液晶層
を挟んで対面するように配置され、前記導電面の少なく
とも一方には、液晶と異なる誘電率の絶縁材で表示パタ
ーンを形成した構成をとるようにしている。

【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
透明性のものである。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、両電極基板
２，３は、導電面同士が一定の距離Ｌ２を隔て液晶層４
を挟んで対面するように配置されている。また、電極基
板２の導電面の上には液晶と異なる誘電率の絶縁材から
なる表示パターン５が形成されている。

【０００７】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。この時、液
晶層４では表示パターン５のある位置と無い位置で電界
の強さが異なる。表示パターン５を構成する絶縁材は液
晶と誘電率が異なり、そのため、絶縁材と液晶の誘電率
差に見合った分だけ、かかる電界の強さに差がつく。こ
の結果、液晶層の変化、すなわち透過率の変化度合いに
差が生じてコントラストがつき、これにより、液晶表示
素子１の画面には表示パターンの画像が視認されること
になる。

【０００８】絶縁材と液晶の誘電率は一定以上の差があ
る必要があるのであるが、液晶の誘電率をａとすると、
絶縁材の誘電率は、例えば、０．９×ａ以下、あるい
は、１．１×ａ以上とする。絶縁材層部分を液晶より誘
電率の低い材料で形成した場合、その部分の液晶には絶
縁材層のない部分に比べ弱い電界がかかる。一方、絶縁
材層部分を液晶より誘電率が高い材料で形成した場合、
その部分の液晶には絶縁材層のない部分に比べ強い電界
がかかる。その結果、液晶の透過率に分布が出来、これ
で表示パターン部分とそれ以外の部分の間にコントラス
トが付き、表示パターンが視認できるようになる。

【０００９】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。

【００１０】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。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。

【００１１】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。表示パターン形成用の絶縁材は導電面に対して
密着性がよく、その誘電率が液晶に比べて低いか、ある
いは、逆に高いものが用いられる。誘電率が液晶より低
い具体的な絶縁材としては、シリコーンワニス、エポキ
シワニス、ポリエステルワニス、パラフィン、セルロー
スラッカーなどの有機物やガラス、マイカ、アルミナな
どの無機物、或いはこれらの無機物を前記のワニス中に
分散させたものが挙げられる。誘電率が液晶より高い具
体的な絶縁材としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ素
ゴム、フッ化ビニリデン−トリフッ化エチレン共重合
体、シアノエチルセルロースなどがある。もちろん、こ
れらに限定されない。

【００１２】表示パターン５の厚み（絶縁材層の厚み）
Ｌ１は、特に限定されない。普通は、液晶層４の厚みの
半分程度、通常、０．２×Ｌ１〜０．７×Ｌ２の範囲に
設定するが、この範囲以外でも可能である。表示パター
ンの形成は、例えば、前記の絶縁材の熱硬化型ないし紫
外線硬化型の塗料やインクを、所望の表示パターンでス
プレーしたり、シルクスクリーン法により印刷するなど
で簡単に行える。あるいは、前記の絶縁材の熱圧着フィ
ルムを所望の表示パターンの形に切り抜いて絶縁基板の
表面に仮止めしておいて、アイロンでプレスして接着し
て表示パターンを形成するという方法もある。

【００１３】表示パターンは、また、真空蒸着、スパッ
タリング、ＣＶＤあるいはゾルゲルなどの製膜方法で形
成したり、あるいは、無電解メッキや陽極酸化被膜で形
成するようにしてもよい。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）。

【００１４】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。

【００１５】この発明は、上記に限られない。例えば、
電極基板３は、絶縁基板３１の上に導電膜３２が形成さ
れていたが、基板も導電性があって全体が導電性がある
電極基板であるようであってもよい。表示パターンも、
両方の電極基板３の導電面に分かれて形成されているよ
うであってもよい。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。

【００１６】

【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不用となるため、表示パターン形
成工程は極めて簡略になる。

【００１７】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表示パター
ンを設ける必要がなく、表示パターン形成工程がより簡
略される。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。 −実施例１− 厚み１．１ｍｍ、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍのＩＴＯ膜付
の透明ガラス（電極基板）をアセトンで十分に超音波洗
浄したのち、塩化ビニルのテトラヒドロン溶液をＩＴＯ
膜の中心部に半径１０ｍｍの円形で塗布し、十分に乾燥
させて厚み５μｍの塩化ビニル塗膜（誘電率３．０）か
らなる表示パターンを形成した。なお、ＩＴＯ膜の表面
抵抗は１００Ω／スクウェアである。

【００１９】表示パターン付の電極基板と、厚み１．１
ｍｍ、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍのＩＴＯ膜付の透明ガラ
ス（もう一方の電極基板）を、厚み２０μｍのＰＥＴフ
ィルムをスペーサとするとともに、黒色二色性色素を含
むフェニルシクロヘキサン系液晶（ＺＬＩ−２３２７，
誘電率約５．５，色素３％含有）を間に配して液晶表示
素子を得た。

【００２０】−実施例２− 表示パターンを、誘電率１５．５のシアノエチルセルロ
ースのアセトン溶液を用いて形成した他は、実施例１と
同様にして液晶表示素子を得た。 −実施例３− 表示パターンを、熱圧着性のポリアミドフィルム（膜
厚；２０μｍ、ダイセル化学工業社製誘電率３．５）
を加熱プレスすることにより、厚み約１０μｍ程度のナ
イロンの絶縁層のものとするようにした他は、実施例１
と同様にして液晶表示素子を得た。

【００２１】−実施例４− 表示パターンを、紫外線硬化型アクリル樹脂（誘電率
２．０）を用い紫外線照射で硬化させて形成した他は、
実施例１と同様にして液晶表示素子を得た。 −実施例５− 表示パターンを、真空蒸着を用い厚み約２μｍのＳｉＯ
₂膜で形成するとともにスペーサの厚みを約５μｍとし
た他は、実施例１と同様にして液晶表示素子を得た。

【００２２】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、円形の表示パターンが
視認された。

【００２３】

【発明の効果】この発明の液晶表示素子では、表示パタ
ーンの形成に複雑な薄い導電膜のパターン化伴う工程が
必須でないため、表示パターン形成工程は極めて簡略で
サイン表示に適した素子となり、非常に有用である。そ
して、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、表示パターン形成工程がより簡略され
るという利点が加わる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、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。

【符号の説明】

１液晶表示素子２電極基板３電極基板（透明性）４液晶層５表示パターン（絶縁材層）

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、導電面同士が一定の距離を隔て液晶層を挟んで対面
するように配置され、前記導電面の少なくとも一方に
は、液晶と異なる誘電率の絶縁材で表示パターンが形成
されている液晶表示素子。
【請求項２】表示パターンが一方の導電面のみに形成
されている請求項１記載の液晶表示素子。