JPH0728036A

JPH0728036A - 表示装置

Info

Publication number: JPH0728036A
Application number: JP16819893A
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、耐圧性を向上させて、情報入力装置との組
み合わせを可能にする。【構成】液晶と高分子を互いに配向分散した表示装置
において、ある力緩衝層と表面保護層を配置する。【効果】コントラスト、視認性、耐圧性の良好な情報
入力装置付き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耐圧型の情報入力装置付き反射型
カラー大容量ディスプレイを製造することも可能であ
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、高分子分散型液晶表示装置の
研究開発が盛んである。たとえば液晶をカプセル化して
高分子中に分散（図２、特公平３ー５２８４３）した物
や、液晶と高分子前駆体を混合し、重合することにより
相分離している（アメリカ特許４９９４２０４など）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの表
示装置では十分な明るさ、コントラストが得られないと
いう課題を有していた。そこで最近、高分子と液晶を互
いに配向分散した反射型液晶表示装置が開発された（ヨ
ーロッパ公開特許ＥＰ０４８８１１６Ａ２）。これによ
れば極めて明るくコントラストの良好な表示が可能であ
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。しかしこの表
示装置では中の高分子粒子の配向が押圧により乱れ、コ
ントラストが低下する。この課題を解決するために堅い
保護基板を表面に配置すると、基板界面で反射が生じ、
表示が極めて見にくくなるという課題も有していた。そ
こで本発明はこれらの課題を解決するものであり、その
目的とするところは、外部からの圧力に強い表示装置を
提供し、さらに情報入力装置と組み合わせても暗くなり
にくい表示装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の表示装置は、２
枚の電極付き基板の間に、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、液晶と高分子を挟持する基
板の表側に圧力緩衝層と表面保護層を配置したことを特
徴とする。また情報入力装置例えばタッチパネルが、前
記表面保護層を兼ねることを特徴とする。また前記圧力
緩衝層と用いる基板の屈折率差が０．２以内であること
を特徴とする。以下実施例によりその詳細を示す。

【０００５】

【実施例】

（実施例１）本実施例では圧力緩衝層として光硬化性の
透明ゴムを用いた例を示す。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にクロムとタンタルを積層して信号電極１３を形成し
た。次にこの表面を陽極酸化して絶縁層１２を形成して
さらに反射性（ここではアルミニウムを用いた）の画素
電極７を形成して、さらにその表面に配向処理を施し
た。図１では画素を３つしか示していないが、実際には
６４０×４８０の画素を４インチ基板内に形成した。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
間距離をおよそ５μｍに保って周囲を張り合わせて固定
した。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ＭＪ９０１０２５
（メルク社製）を用い、これにカイラル成分としてＣＢ
１５（メルク社製）を２．５％、２色性色素としてＭ３
６１：ＳＩ５１２：Ｍ３４の混合物（いずれも三井東圧
染料社製）を２％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。以上を加熱混合して先に示した空パネ
ルに封入した。その後、５０℃にてパネルの正面より３
００〜４００ｎｍ、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た。次にこの液晶パネル
の表側に熱硬化性ゴム（屈折率１．５）を厚さ０．５ｍ
ｍになるように塗布して、保護基板として表面をノング
レア処理した０．５ｍｍ厚アクリル板を張り合わせた。
一昼夜おいて熱硬化性ゴムをゴム化して、本実施例の表
示装置を完成させた。

【０００６】こうして作製した表示装置は、表からボー
ルペンで１Ｋｇの加重をかけても配向が乱れることがな
かった。圧力緩衝層を挟まない場合の表示装置（図２参
照）においては同一の試験で配向が５００ｇで乱れたの
と対照的である。さらにこの保護基板の表面に無反射コ
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。

【０００７】圧力緩衝層としてゴム質の物で透明で屈折
率が１．３〜１．７あればたいてい用いることができ
る。また屈折率がこの範囲にない場合でも、基板界面で
の反射が目立つが圧力緩衝効果はある。

【０００８】本実施例で用いることのできる液晶は、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
性の高い物が好ましく、メルク社製のＴＬ２０２を少な
くとも１成分として用いることが好ましい。

【０００９】本実施例で用いることのできる高分子前駆
体は、ビフェニル、ターフェニル、トランなどの屈折率
異方性を示す基を重合性の基に結合させた物が好まし
く、さらに好ましくはビフェニルメタクリレート、ター
フェニルメタクリレート、トランメタクリレートの誘導
体である。

【００１０】本実施例で用いる２色性色素は、用いる必
要はないが、用いた方が視認性は向上する。其の際耐光
性の良好な物を用いる必要があり、アントラキノン、ピ
レン系などの２色性色素が好ましい。

【００１１】本実施例の液晶／高分子層の厚さは３μｍ
から２０μｍの間であれば良く、さらに好ましくは４μ
ｍから７μｍがよい。３μｍ以下であると散乱が弱くな
り、２０μｍ以上だとアクティブ素子で駆動できなくな
る。

【００１２】（実施例２）本実施例では保護基板として
情報入力装置（ここではタッチパネル）を用い、液晶／
高分子配向層を３端子素子基板と対向基板で挟持した例
を示す。図４は本実施例の表示装置の断面を簡単に示す
図である。情報入力装置としては静電容量型を用いたが
この形式に限らず抵抗型、超音波型、発光−センサー型
など様々な形式の物を利用できる。情報入力装置の表面
には風景の写り込みを防ぐためにノングレア処理を施し
た。また情報入力装置内部界面での反射を防ぐために内
部界面に無反射コートを施した（この処理はなくても良
い）。

【００１３】この情報入力装置を実施例１における保護
基板として用いて実施例１と同様の方法で表示装置を完
成させた。こうして作製した表示装置はペン入力を行っ
ても裏側にある液晶／高分子層の配向が乱れることはな
かった。また従来の情報入力装置付きの表示装置に比べ
て格段に明るく（白い紙と同程度）コントラストが高く
（コントラスト＝８：１）表面反射が少なく視認性が極
めて良好であった。また表面保護層を情報入力装置と兼
ねるために重量増加を抑えることができた。本実施例で
は情報入力装置表面に無反射コートを行わなかったが、
例えばフッ素を含む耐摩擦性、耐汚染性の無反射コート
を施すとさらにコントラスト、視認性が向上して使用に
より、その効果が減じることが少なくなる。

【００１４】（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６に圧力緩衝層と表面保護層を組み合
わせた表示装置の簡単な断面図を示した。図７に圧力緩
衝層と、表面保護層として情報入力装置を組み合わせた
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及び実施例２と同
様である。

【００１５】これにより単純マトリックスあるいはスタ
ティック駆動の表示装置においても実施例１及び実施例
２と同様の効果を得ることができた。

【００１６】（実施例４）本実施例では実施例１、２、
３において圧力緩衝層として空気などの気体を用いる例
を示した。図３は本実施例の表示装置を簡単に示す図で
ある。液晶を挟持する基板と保護基板の間で入射光の反
射があるため、明るさコントラストは低下するものの圧
力緩衝効果は絶大であり、保護基板がたわんで表示素子
に接するまでは全く配向は乱れなかった。気体を緩衝層
として用いる場合には基板と気体との界面に無反射コー
トを施す（図３参照）ことによりコントラスト及び視認
性を向上することができた。気体の他に液体なども同様
に利用できる。

【００１７】（実施例５）本実施例では実施例１、２、
３において圧力緩衝層として液体を用いた例を示す。こ
こでは圧力緩衝層としてマッチングオイルを用いた。こ
こで用いる液体は不揮発性の液体が好ましい。液体を用
いる場合には液体が漏れないように周囲をモールドして
おく必要がある。実施例１、２、３と同等の効果が得ら
れた。

【００１８】（実施例６）本実施例は実施例１、２、
４、５において用いる素子基板としてラテラルバックト
ゥーバック型のＭＩＭ素子基板を用いた例を示す。他の
構成については先の実施例と同じであるため、ここでは
素子基板についてのみ示す。図８は本実施例に用いた素
子基板を示す。この素子は素子容量が小さく、本発明に
用いる液晶／高分子層を駆動するには好ましい素子であ
る。この素子を用い、さらに先の実施例を組み合わせる
ことにより、明るくコントラストの良好な外部からの圧
力に強い大容量表示装置を製造できた。

【００１９】ここに示した素子構造は、ラテラルバック
トゥーバック型ＭＩＭ素子の１例であり、原理的に同じ
ものであれば、同様に用いることができる。

【００２０】この他２端子素子としてはＰＬＺＴや、Ｐ
ＶＤＦを電極で挟み込んだ強誘電体素子を用いることも
できる。

【００２１】（実施例７）本実施例は実施例１、４、５
において用いる素子基板としてＴＦＴ素子基板を用いた
例を示す。他の構成については先の実施例と同じである
ため、ここでは素子基板についてのみ示す。ＴＦＴ素子
基板の大まかな図は図５中のＴＦＴ素子基板に示されて
いる。ＴＦＴ素子は、特にアモルファスシリコンを用い
た場合、液晶／高分子層にかけられる電圧を高くとるこ
とができ、本発明に用いる液晶／高分子層を駆動するに
は好ましい素子である。この素子を用い、さらに先の実
施例を組み合わせることにより、明るくコントラストの
良好な外部からの圧力に強い大容量表示装置を製造でき
た。

【００２２】ここで用いるＴＦＴ素子はアモルファスシ
リコンを用いた物の他、ポリシリコンを用いてもよく、
その際、液晶ドライバーを素子基板内に作り込むことが
出来るために表示装置を小型化できる。また、この時素
子基板にシリコンウエファーを用いれば、極めて特性の
良いＴＦＴおよびドライバーを形成することができ、素
子を形成した面に対して裏の面に他の回路（例えばコン
トローラ回路など）を集積することができる。

【００２３】（実施例８）本実施例では実施例１、２、
３、４、５、６、７において、カラーフィルターを組み
合わせた例を示す。図５は本実施例の表示装置の１例を
示す簡単な図である。カラーフィルターは図５中に示し
た位置に入れても良いし、反射性電極７の前にいれても
良い。またカラーフィルターの色については、ここでは
赤青緑の３色を用いたが他の色を用いてもよい（たとえ
ばイエロー、シアン、マジェンタ）。先の実施例にカラ
ーフィルターを組み合わせることにより色情報を含む耐
圧力性の良好な表示装置を製造可能となった。

【００２４】（実施例９）本実施例では実施例１、２、
４、５、６、７、８について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
裏側に配置例を示した。このような構成でも同様の効果
が得られた。

【００２５】

【発明の効果】以上本発明によれば、圧力緩衝層と表面
保護層を設けることにより、表示装置の耐圧性を向上さ
せることができた。本発明を用いると、コントラスト、
視認性、耐圧性の良好な情報入力装置付き表示装置を簡
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耐圧
型の情報入力装置付き反射型カラー大容量ディスプレイ
を製造することも可能である。

【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８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３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３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６無反射コート７反射性電極８基板９圧力緩衝層１０カラーフィルター１１表面保護層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タッチパネル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
子を分散した表示装置において、液晶と高分子を互いに
配向させて、かつ液晶と高分子を挟持する基板の表側に
圧力緩衝層と表面保護層を配置したことを特徴とする表
示装置。
【請求項２】前記表面保護層が情報入力装置を兼ねる
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】前記情報入力装置がタッチパネルである
ことを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項４】前記表面保護層にノングレア処理を施す
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】前記圧力緩衝層と用いる基板の屈折率差
が０．２以内であることを特徴とする請求項１記載の表
示装置。