JPH0728035A

JPH0728035A - 表示装置

Info

Publication number: JPH0728035A
Application number: JP5168197A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Kobayashi; 英和小林; Eiji Chino; 英治千野; Masayuki Yazaki; 正幸矢崎; Hideto Iizaka; 英仁飯坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶と高分子を互いに配向分散させた表示装
置において、コントラストを向上させ、視認性を向上さ
せる。【構成】透明電極を形成した基板と反射電極を形成し
た基板の間に２色性色素を混合した液晶と高分子を互い
に配向分散した表示装置において、反射電極側基板の裏
面に光吸収層を密着して配置する。【効果】コントラストの良好な視認性の良好な表示装
置を簡単に製造することができ、カラーフィルターを組
み合わせることにより、コントラストの良好な色鮮やか
な反射型カラー大容量ディスプレイを製造することが可
能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報機器端末、テレ
ビ、家電製品の表示部など、マンマシンインターフェイ
スに用いる表示装置の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、偏光板を用いない明るい省電力表
示装置の必要性が高まり、その第１候補として高分子分
散型液晶表示装置（ＰＤＬＣと略記）の研究開発が盛ん
に行われている。とくにコントラストと視認性を向上さ
せるための技術が開発されており、アメリカ特許４８５
０６７８においては電圧印加で透明、電圧無印加で散乱
するＰＤＬＣにおいて、使用者から見て光散乱層の裏側
に少し間隙をあけて裏側に光吸収層を形成した基板を配
置して、光散乱層の隙間から抜けてきた光を反射させて
光散乱層に戻すことが提示されている（図２）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなＰ
ＤＬＣでは十分な明るさ、コントラストが得られない課
題を有している。この課題を解決すべく、高分子と液晶
を互いに配向分散した液晶表示装置（ＧＬＡＤと略記）
が開発された（ヨーロッパ公開特許ＥＰ０４８８１１６
Ａ２）。これによれば電界無印加で透明あるいは光吸
収、電界印加で白く光散乱が生じる。しかも駆動電圧が
低く比抵抗が高いために２端子素子あるいは３端子素子
で駆動可能である。そのため明るい反射型大容量ディス
プレイを製造することが可能である。ＧＬＡＤにおいて
は、コントラストを向上させるためには画素間の光反射
を極力減らす必要がある。ところが、ＧＬＡＤにはアメ
リカ特許４８５０６７８で開示されている技術を応用で
きない。これはアメリカ特許４８５０６７８の場合、黒
表示するために、裏側に光吸収層を用いているのに対し
て、ＧＬＡＤでは液晶内部にいれた２色性色素を用いて
いる。また白表示にアメリカ特許４８５０６７８では光
散乱層の散乱のみを利用しているのに対してＧＬＡＤで
は裏側の電極を反射性とすることで、光散乱層を抜けて
きた光を裏側の反射電極で表側に全て反射して有効に利
用している。このことから分かるようにアメリカ特許４
８５０６７８で用いる裏側の電極は透明でなければなら
ず、ＧＬＡＤで用いる裏側の電極は反射性でなければな
らない。すなわちアメリカ特許４８５０６７８の構成を
ＧＬＡＤに応用すると、白を表示できなくなるという課
題を有していた。そこで本発明はこのような課題を解決
する物であり、その目的とするところは、ＧＬＡＤのコ
ントラスト、視認性を向上させるところにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の表示装置は、以
下を特徴とする。

【０００５】１．２枚の電極付き基板の間に、２色性色
素を含む液晶と高分子を互いに配向分散させた表示装置
において、使用者から見て裏側の基板の電極を反射性の
材料で形成して、その反射性電極以外の部分が光吸収す
ることを特徴とする。

【０００６】２．前記使用者から見て裏側の基板が光吸
収性材料であることを特徴とする。

【０００７】３．前記反射性電極と基板を挟んで反対側
の面に、光吸収性の処理を施したことを特徴とする。

【０００８】４．少なくとも前記反射性の電極の間に光
吸収性の処理を施したことを特徴とする。

【０００９】５．前記表示装置が時分割駆動されること
を特徴とする。

【００１０】６．前記基板の少なくとも一方にアクティ
ブ素子が形成されていることを特徴とする。

【００１１】７．前記アクティブ素子が、ＴＦＴ、ＭＩ
Ｍ、ラテラルＭＩＭ素子であることを特徴とする。

【００１２】８．前記反射電極よりも表側にカラーフィ
ルターを設けたことを特徴とする。

【００１３】９．前記表示装置の観察者側の表面にノン
グレア処理または無反射コートを施したことを特徴とす
る。

【００１４】以下実施例によりその詳細を示す。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）本実施例ではアクティブ素子としてＭＩＭ
素子基板を用いた場合について例を示す。

【００１６】図１に本実施例の表示装置の簡単な断面図
を示す。まず液晶を封入するパネルについて説明する。
表側になる基板１に櫛状の透明電極群２を形成してその
表面に配向処理を施した。裏側になる基板８にＭＩＭ素
子として、まず信号電極１３を形成した後に、その表面
を陽極酸化して絶縁層１２を形成した。さらにその上に
反射性の画素電極７（ここではアルミニウムマグネシウ
ム合金を用いた）を形成して、その表面に配向処理を施
した。アクティブ素子の表面に保護層を設けても良い。
基板８の電極に対して裏面に、光吸収層１１として黒い
塗料を塗布して乾燥した。こうして準備した２枚の基板
を電極面を内側にして、基板間距離５μｍ程度に保って
周囲を張り合わせて固定した。図１では画素が３つであ
るが、実際には６４０×４８０画素を４インチの基板に
作り込んだ。次にこの間隙に封入する液晶及び高分子前
駆体混合物について説明する。液晶としてＭＪ９２７８
６（メルク社製）を用い、これにカイラル成分としてＲ
１０１１（メルク社製）を０．５％、２色性色素として
Ｍ３６１：ＳＩ５１２：Ｍ１３７の混合物（いずれも三
井東圧染料社製）を３％混合して用いた。高分子前駆体
として、ターフェニルメタクリレートを先の液晶混合物
に対して５％用いた。以上の材料を加熱混合して先に示
した空パネルに真空封入した。その後、５０℃にてパネ
ルの正面より３００〜４００ｎｍ、３ｍＷ／ｃｍ²なる
紫外線を照射して液晶中から高分子を析出させて、本実
施例の表示装置を完成させた。

【００１７】こうして作製した表示装置はコントラスト
が１０となり、基板と隙間をあけて光吸収板を配置した
場合（コントラストは８）に比べて極めて視認性が良く
なった。

【００１８】基板８の裏面に黒の塗料を塗布する他、黒
い粘着フィルムを気泡無く張り合わせたり、あるいは基
板８の裏側に光吸収層を配置して、その間隙にマッチン
グオイルのような屈折率を合わせ込む物質を封入しても
同様の効果があった。

【００１９】ここで用いる液晶は、アクティブ素子と組
み合わせるために比抵抗の高い、信頼性の良好な物を用
いることが望ましく、さらに望ましくはメルク社製のＴ
Ｌ２０２を少なくとも１成分として用いる。

【００２０】２色性色素は、耐光性の良い物を用いるこ
とが望ましく、さらに望ましくはアントラキノン系ある
いはペリレン系色素を用いる。

【００２１】高分子前駆体は、複屈折性の大きな物を用
いることが望ましく、ビフェニル、ターフェニル、トラ
ンなどの骨格が重合性の基、たとえばメタクリル基に結
合していることが望ましい。

【００２２】カイラル成分は入れた方が散乱を増すこと
ができる。その種類については限定しないが、耐光性信
頼性の良い物が好ましく、メルク社のＣＢ１５、Ｃ１
５、Ｓ８０１、Ｒ８０１、Ｓ１０１１など、チッソ社の
ＣＭシリーズなどを利用できる。

【００２３】本実施例において素子基板として図３に示
すラテラルバックトゥーバック型ＭＩＭ素子基板を用い
ることもできた。この素子を用いると、素子容量を減ら
すことができるため、駆動マージンを大きくとることが
でき、明るくしかもコントラストの良好な表示が可能と
なった。２端子素子としてこの他、ＰＬＺＴやＰＶＤＦ
などを用いた強誘電体素子を用いることもできる。また
アクティブ素子を形成した基板を表側に配置して、反射
電極を形成した対向基板を裏側に配置して、この対向基
板の裏側に本発明の光吸収層を密着して形成しても同様
の効果が得られた。

【００２４】（実施例２）本実施例ではアクティブ素子
としてＴＦＴ素子を用いた例を示す。図４に本実施例で
用いたＴＦＴ素子基板を示す。基板８上にゲート電極１
５、ゲート絶縁層１８、半導体層１６、ドレイン電極１
７、ソース電極１４、反射性電極７を形成した。この表
面に配向処理を施した。基板８の裏面の光吸収処理とし
て黒い粘着フィルムを気泡無く張り付ける方法を用い
た。対向基板１には透明電極２を形成して、その表面に
配向処理を施した。図４では画素が３つであるが、実際
には６４０×４８０画素を４インチの基板に作り込ん
だ。アクティブ素子表面に保護層を設けても良い。この
２枚の基板を、間隙５μｍを保って張り合わせた。封入
した液晶混合物に付いては実施例１と同様である。ＴＦ
Ｔ素子を用いることによる効果は、アモルファスシリコ
ンＴＦＴを用いた場合には駆動電圧を高くとることがで
き、明るい表示が可能となった。またポリシリコンＴＦ
Ｔ素子を用いる場合には、駆動用のドライバーやコント
ローラも内蔵することができ、装置を小型化できた。

【００２５】基板８の裏面に黒いフィルムを貼るほか、
黒の塗料を塗布したり、黒い粘着フィルムを気泡無く張
り合わせたり、あるいは基板８の裏側に光吸収層を配置
して、その間隙にマッチングオイルのような屈折率を合
わせ込む物質を封入しても同様の効果があった。

【００２６】またアクティブ素子を形成した基板を表側
に配置して、反射電極を形成した対向基板を裏側に配置
して、この対向基板の裏側に本発明の光吸収層を密着し
て形成しても同様の効果が得られた。

【００２７】（実施例３）本実施例では単純マトリック
スまたはスタティック駆動の表示装置に本発明を応用し
た例を示した。図５に本実施例の表示装置の簡単な断面
図を示した。２端子素子、または３端子素子を省いた点
以外は実施例１と同様である。

【００２８】図５では画素が３つであるが、実際には８
×１６画素を５ｃｍ×１０ｃｍの基板に作り込んだ。基
板８の裏面に施す光吸収処理として、光吸収板を基板８
の裏面に配置して、基板８との間隙にマッチングオイル
（屈折率１．５程度）を封入した。

【００２９】これにより従来の反射型の単純マトリック
スまたはスタティック駆動の表示装置（コントラスト
８）に比べて、格段にコントラストを向上させることが
できた（コントラスト１０）。さらにこの表示装置の表
面にノングレア処理と無反射コートを施すと、風景の写
り込みが減少して視認性が極めて向上した。

【００３０】基板８の裏面に、施す光吸収処理として
は、黒の塗料を塗布したり、黒い粘着フィルムを気泡無
く張り合わせたりしても同様の効果があった。

【００３１】（実施例４）本実施例では実施例１、２、
３においてカラーフィルターを形成した例を示す。図６
に本実施例の表示装置の簡単な断面図を示す。カラーフ
ィルター１０を基板１と電極２の間に形成したが、基板
８上の反射電極上に形成しても良い。他の点については
実施例１、２、３と同じである。

【００３２】こうして作製した表示装置はコントラスト
が２０で、基板と間隙をあけて光吸収板を配置した場合
（コントラストは１５）に比べて極めて視認性が良くな
った。このため、より鮮やかなカラー表示が可能となっ
た。

【００３３】基板８の裏面に施す光吸収処理として、黒
の塗料を塗布したり、あるいは基板８の裏側に光吸収層
を配置して、その間隙にマッチングオイルのような屈折
率を合わせ込む物質を封入しても同様の効果があった。

【００３４】（実施例５）本実施例では実施例１、２、
３において裏側の基板に光吸収性の材料を用いた例を示
す。図７は本実施例の表示装置の断面を簡単に示す図で
ある。基板８を光吸収性基板１９として光吸収層１１を
省いた以外は実施例２と同じである。この構成とする事
により、光吸収層を形成する手間が省けるため製造方法
が容易となった。コントラスト、視認性の改善効果は先
に示した実施例と同様であった。

【００３５】本実施例で用いた光吸収性基板は先に示し
た実施例１及び実施例３にも問題なく応用可能である。

【００３６】（実施例６）本実施例では実施例１、２、
３において裏側の基板に形成した反射性電極の間隙を光
吸収処理した例を示す。図８は本実施例の表示装置の断
面を簡単に示す図である。基板８に光吸収層１１として
黒いポリイミド膜を形成してその上に反射性電極７を形
成した。その他の構成は実施例１と同様である。コント
ラスト、視認性の改善効果は先に示した実施例と同様で
あった。

【００３７】ここで用いる光吸収層はここに示したもの
のほか、反射性電極を上に形成できる材質であれば問題
なく用いることができる。また光吸収層は反射性電極同
士の間にのみ形成しても同様の効果が得られた。

【００３８】素子基板を３端子素子とすると実施例２、
単純マトリックスあるいはスタティック駆動用基板とす
ると実施例３に応用できる。

【００３９】（実施例７）本実施例では実施例１、２、
３、４、５、６において、表示装置の表面にノングレア
処理を施した例を示した。特に実施例１を例にして示
す。実施例１に従って製造した表示装置の表示面側に日
東樹脂工業（株）のクラレックスノングレアシートノン
グレアＮｏ．１ＭＣ００１（ヘイズ度２％、無反射コ
ート付き）厚さ１ｍｍを張り付けて用いた。すると裏面
に配置した反射性電極によるぎらつきが抑えられ、風景
の写り込みもほとんど無く、表示が浮きでて極めて視認
性が向上した。無反射コート無しのノングレアＮｏ．１
でも視認性は向上した。

【００４０】他のノングレア処理を施しても同様の効果
が期待できる。また無反射コートは高分子溶液を塗布す
るタイプ、あるいは無機酸化物を蒸着あるいは塗布する
タイプも用いることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上本発明によれば、表示装置の背面に
光吸収層を密着して配置するという極めて簡単な方法に
より、表示のコントラストを向上させることができた。
本発明を用いると、コントラストの良好な視認性の良好
な表示装置を簡単に製造することができ、カラーフィル
ターを組み合わせることにより、コントラストの良好な
色鮮やかな反射型カラー大容量ディスプレイを製造可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における表示装置の簡単な断面を示す
図である。

【図２】従来の表示装置の簡単な断面を示す図である。

【図３】実施例１における表示装置の簡単な断面を示す
図である。

【図４】実施例２における表示装置の簡単な断面を示す
図である。

【図５】実施例３における表示装置の簡単な断面を示す
図である。

【図６】実施例４における表示装置の簡単な断面を示す
図である。

【図７】実施例５における表示装置の簡単な断面を示す
図である。

【図８】実施例６における表示装置の簡単な断面を示す
図である。

【符号の説明】

１基板２電極３液晶４２色性色素５高分子７反射性電極８基板１０カラーフィルター１１光吸収層１２絶縁層１３信号電極１４ソース電極１５ゲート電極１６半導体層１７ドレイン電極１８ゲート絶縁層１９光吸収性基板２０タンタル層

フロントページの続き (72)発明者飯坂英仁長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の電極付き基板の間に、液晶と高分
子を分散させた表示装置において、２色性色素を含む液
晶と高分子を互いに配向分散させ、かつ使用者から見て
裏側の基板の電極を反射性の材料で形成して、さらにそ
の反射性電極以外の部分が光吸収することを特徴とする
表示装置。
【請求項２】前記使用者から見て裏側の基板が光吸収
性材料であることを特徴とする請求項１記載の表示装
置。
【請求項３】前記反射性電極と基板を挟んで反対側の
面に、光吸収性の処理を施したことを特徴とする請求項
１記載の表示装置。
【請求項４】少なくとも前記反射性の電極の間に光吸
収性の処理を施したことを特徴とする請求項１記載の表
示装置。
【請求項５】前記表示装置が時分割駆動されることを
特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項６】前記基板の少なくとも一方にアクティブ
素子が形成されていることを特徴とする請求項１記載の
表示装置。
【請求項７】前記アクティブ素子が、ＴＦＴ、ＭＩ
Ｍ、ラテラルＭＩＭ素子であることを特徴とする請求項
６記載の表示装置。
【請求項８】前記反射電極よりも表側にカラーフィル
ターを設けたことを特徴とする請求項１記載の表示装
置。
【請求項９】前記表示装置の観察者側の表面にノング
レア処理または無反射コートを施したことを特徴とする
請求項１記載の表示装置。