JPH0736029A

JPH0736029A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH0736029A
Application number: JP5179044A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Mochizuki; 昭宏望月; Shigeo Kasahara; 滋雄笠原; Hironori Shirato; 博紀白戸; Tetsuya Makino; 哲也牧野; Masashi Watanabe; 真史渡邉
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、反射型ＬＣＤにおいて、画
素を小さくして高精細にしても画素ずれの生じにくいＬ
ＣＤを提供することである。【構成】本発明の液晶表示素子は、反射型の液晶表示
素子において、比較的厚い支持用ガラス基板と、前記支
持用ガラス基板の表面に形成された反射層と、前記反射
層に接着された偏光フィルムと、前記偏光フィルムの表
面に塗布された接着層と、前記接着層によって前記偏光
フィルムに接着された反射側ガラス基板と、前記反射側
ガラス基板の表面に形成された一方の側の透明電極とを
液晶層を挟む一対の基板の一方として含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子（ＬＣＤ）
に関し、特に反射型液晶表示素子に関する。ＬＣＤは、
軽量、薄型、省電力であるという長所を生かし、ＯＡ機
器特に携帯用のＯＡ機器の表示素子として広く使用され
ている。近年の処理情報の大容量化に伴い、高精細で大
画面のＬＣＤが求められている。

【０００２】

【従来の技術】以下に、図３を参照して従来例による反
射型ＬＣＤについて説明する。反射側ガラス基板５０の
裏面に偏光フィルム５１、反射板５２がこの順序で接着
されている。反射側ガラス基板５０の液晶を挟み込む面
（液晶面）には透明電極５５がストライプ状に形成され
ている。反射側ガラス基板５０の液晶面及び透明電極５
５はポリイミドの配向膜５８で覆われている。

【０００３】透過側ガラス基板５３の液晶面には、透明
電極５５に対して直交する方向にストライプ状の透明電
極５４が形成されている。透過側ガラス基板５３の液晶
面及び透明電極５４は反射側ガラス基板の液晶面と同様
にポリイミドの配向膜５７で覆われている。

【０００４】反射側ガラス基板５０と透過側ガラス基板
５３は、互いにその液晶面が数μｍの間隔で対向するよ
うに、図には示さないスペーサによって保持され接着さ
れている。両ガラス基板の液晶面の間の空間には、液晶
５６が充たされている。また、透過側ガラス基板５３の
液晶面と反対側の表面には偏光フィルム５９が接着され
ている。偏光フィルム５１と５９は、例えばその偏光軸
を直交させて配置される。

【０００５】透明電極５４と５５とは、単純マトリクス
を形成し、その交差点は一つの画素を構成している。液
晶５６がツイステッドネマチック液晶の場合、液晶層は
入射する光の偏光軸を９０°回転できる機能を有する。
偏光フィルム５１、５９の偏光軸を液晶層の両面の偏光
軸方向に合わせておけば、電界オフの状態で光は透過す
る。

【０００６】対応する透明電極５４と５５に電圧を印加
すると、液晶分子は電界方向に揃い、当該画素の旋光特
性は失われる。偏光フィルム５１、５９が直交している
ため、光は遮断される。このように、特定の偏光方向を
持った光のみが、偏光フィルム５１及び５９を透過でき
るため、画素に対応する透明電極間に電圧を印加するこ
とにより、当該画素の明度を変化させることができる。
なお、上述の偏光軸の配置や液晶層の旋光特性は単なる
例示である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】反射側ガラス基板５０
の厚さは、通常０．７〜１．１ｍｍである。一方、１ｍ
ｍあたり４〜５本の分解能を持つ高精細表示を行う場合
には、透明電極５５、５４のピッチは約２００μｍであ
る。入射光がガラス基板の反射面に対して垂直に入射し
た場合は、入射光と反射光は同一画素を通過する。しか
し、図３に示すように、斜めから入射した場合には、入
射光は画素６１を通過し、反射光はそれとは異なる画素
６２を通過する。

【０００８】このように、入射光と反射光が通過する画
素が同一でない時、像が二重になり、いわゆる画素ずれ
が生じる。高精細になればなるほど、わずかの入射角で
も画素ずれが生じやすくなる。また、大画面になればな
るほど、観察者に対して画面周辺部での入射角が大きく
なるため、画素ずれが生じやすくなる。

【０００９】画素ずれは、基本的に液晶層と反射層との
距離が画素のピッチに比べて大きいために生ずる。従っ
て、画素ずれを防止するためには、液晶層と反射層との
距離を画素のピッチと同程度以下の大きさにすればよ
い。

【００１０】図４は、図３の反射側ガラス基板５０の代
わりに、反射側の液晶面の透明電極を直接偏光フィルム
上に形成した例を示す。支持用ガラス基板６０上に反射
膜５２が形成され、その上に偏光フィルム５１が接着さ
れている。偏光フィルム５１上に直接透明電極５５が形
成されている。

【００１１】このような構造にすることにより、液晶層
と反射膜５２との距離は偏光フィルム５１の厚さのみと
なる。膜厚約３０μｍ程度の偏光フィルムを使用すれ
ば、画素のピッチ２００μｍに比べて十分小さいため、
画素ずれを防止することができる。

【００１２】しかし、偏光フィルムは、ポリビニルアル
コール等の樹脂にヨウ素を含侵させたものであり、一般
に耐熱性が低い。従って、偏光フィルムに直接透明電極
を形成する方法では、偏光フィルムが透明電極及び液晶
分子配向膜作製時の高熱処理に耐えられず、偏光機能が
失われてしまう。従って、図４に示す構造のＬＣＤを製
造することは、現実的ではない。

【００１３】また、図３の反射側ガラス基板５０を薄く
して１００μｍ程度にすることも考えられる。しかし、
厚さを１００μｍ程度にすると製造工程でのハンドリン
グが極めて困難になり、歩留りが極端に低下するという
問題がある。

【００１４】本発明の目的は、反射型ＬＣＤにおいて、
画素を小さくして高精細にしても画素ずれの生じにくい
ＬＣＤを提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、反射型の液晶表示素子において、比較的厚い支持用
ガラス基板と、前記支持用ガラス基板の表面に形成され
た反射層と、前記反射層に接着された偏光フィルムと、
前記偏光フィルムの表面に塗布された接着層と、前記接
着層によって前記偏光フィルムに接着された反射側ガラ
ス基板と、前記反射側ガラス基板の表面に形成された一
方の側の透明電極とを液晶層を挟む一対の基板の一方と
して含む。

【００１６】

【作用】透明電極と反射層との間隔を、狭くすることに
より、液晶層内の入射光の通過点と反射光の通過点との
距離を短縮することができる。そのため、画素ピッチを
細かくしても画素ずれの発生を抑制することができる。

【００１７】また、透明電極と液晶層を含む液晶層部
と、反射層及び偏光フィルムを含む反射層部とを別々に
作製し、後に貼り合わせることにより、製造工程でのハ
ンドリングの困難さを伴わず歩留りの低下を回避するこ
とができる。

【００１８】

【実施例】以下に、１８０〜２７０°の旋光性能を示す
スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）型ＬＣＤを
例にとって本発明の実施例について説明する。ＳＴＮ型
ＬＣＤは、印加電圧（実効値）の変化に対する光透過率
の変化が急峻であり、特に大型画面ＬＣＤに広く用いら
れる。

【００１９】図１は、本発明の実施例によるＳＴＮ型Ｌ
ＣＤを示す。本実施例によるＬＣＤは、透過側ガラス基
板７と比較的薄い反射側ガラス基板１及びこれらに挟ま
れた液晶層１２からなる液晶層部１３と、支持用ガラス
基板８、反射層９及び偏光フィルム１０からなる反射層
部１４と、両者を接着する接着層１１から構成されてい
る。

【００２０】反射側ガラス基板１の液晶面には透明電極
２がストライプ状に形成されている。反射側ガラス基板
１の液晶面及び透明電極２はポリイミドの配向膜４で覆
われている。

【００２１】透過側ガラス基板７の液晶面には、透明電
極２に対して直交する方向にストライプ状の透明電極３
が形成されている。透過側ガラス基板７の液晶面及び透
明電極３は反射側ガラス基板の液晶面と同様にポリイミ
ドの配向膜５で覆われている。

【００２２】反射側ガラス基板１と透過側ガラス基板７
は、互いにその液晶面が数μｍの間隔で対向するよう
に、図には示さないスペーサによって保持され接着され
ている。両ガラス基板の液晶面の間の空間には、液晶６
が充たされている。

【００２３】このように構成された液晶層部１３を、従
来のＳＴＮ型ＬＣＤと同様の工程で作製する。また、別
の工程で、支持用ガラス基板８の表面にクロム及びアル
ミニウムをこの順序で真空蒸着し、反射層９を形成す
る。その後、偏光フィルム１０を貼り合わせて反射層部
１４を作製する。

【００２４】別々の工程で作製された液晶層部１３と反
射層部１４との接着面にアクリル系の紫外線硬化樹脂を
塗布して貼り合わせ、高圧水銀灯等により紫外線を照射
して硬化させる。この構成では、反射側ガラス基板１は
例えば厚さ１００〜２００μｍであり、接着層１１、偏
光フィルム１０の厚さを合計しても高々２５０〜３５０
μｍであり、高精細表示をする場合にも、画素ずれのな
い高画質の表示が可能になる。

【００２５】以下に、本実施例によるＬＣＤと従来例に
よるＬＣＤとを比較した実験結果について説明する。本
実験に使用したＬＣＤは、有効表示面積１８８×７８ｍ
ｍ²、画素数８４６×３５１のインジウム−錫酸化物
（ＩＴＯ）基板を使用した。すなわち、画素ピッチは２
００μｍである。透過側ガラス基板７の厚さは７００μ
ｍ、反射側ガラス基板１の厚さは１００μｍである。製
造方法は、従来のＳＴＮ型ＬＣＤと同様の方法を用い
た。

【００２６】別の工程で、７００μｍの厚さの支持用ガ
ラス基板８を洗浄し、クロムを１０００Å、連続してア
ルミニウムを１５００Å真空蒸着した。次に、厚さ３０
μｍの偏光フィルム１０を貼り合わせて反射層部１４を
作製した。

【００２７】別々に作製した液晶層部１３と反射層部１
４の貼り合わせ面に、アクリル樹脂系の紫外線硬化型樹
脂を約１０μｍ塗布し、高圧水銀灯からの紫外線を照射
して硬化させた。

【００２８】このように作製したＬＣＤを通常のＳＴＮ
駆動用回路を用いて、１／１８０デューティで駆動した
結果、画素ずれの発生しない視野角範囲は、±２０°、
コントラスト比は１８：１であった。図３に示す反射側
ガラス基板５０として厚さ０．７ｍｍのものを使用した
従来例によるＬＣＤにおいては、画素ずれの発生しない
視野角範囲は、±７°、コントラスト比は１０：１であ
った。

【００２９】以上示したように、本実験で作製した実施
例によるＬＣＤは、従来例によるＬＣＤに比べて、画素
ずれの発生しない視野角範囲は約３倍になり、コントラ
スト比も２倍近く改善された。

【００３０】界面での屈折を無視すると、視野角が７°
のとき、入射光と反射光が反射側ガラス基板の液晶面を
横切る点は、約１８０μｍずれる。これは、画素ピッチ
２００μｍとほぼ近い値である。従って、液晶層内の入
射光の通過点と反射光の通過点との距離が画素ピッチよ
りも小さければ画素ずれが生じないと推量できる。

【００３１】画素ずれが液晶層内の入射光の通過点と反
射光の通過点との距離のみに依存するとすれば、本実験
で作製したＬＣＤのように反射側ガラス基板の液晶面と
反射層間の距離が約１４０μｍの場合には、約３０°の
視野角が確保されると推定され、本実験結果で、画素ず
れが生じない視野角が約２０°であったことをほぼ説明
できるであろう。

【００３２】以上、白黒の反射型ＬＣＤについて説明し
たが、本発明はカラーの反射型ＬＣＤにも適用可能であ
る。以下に、本発明をカラーＬＣＤに適用した場合の実
施例について説明する。

【００３３】図２は、本発明の他の実施例によるカラー
ＬＣＤを示す。前記実施例とは、液晶層部と反射層部と
を接着する接着層にカラーフィルタを含む点が異なる。
すなわち、偏光フィルム１０を一旦別の反射側ガラス基
板１５と反射膜９との間に接着し、反射側ガラス基板１
と別の反射側ガラス基板１５とを接着層１１ａにより接
着する。このとき、接着層１１ａの中にカラーフィルタ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃを含むようにして接着する。

【００３４】カラーフィルタは、透明電極の各画素に対
応する位置に赤用フィルタ１６ａ、緑用フィルタ１６
ｂ、青用フィルタ１６ｃが周期的に配置されている。こ
のような構造にすることにより、前記実施例と同様に反
射側ガラス基板１の液晶面と反射層９の間の距離を短く
することができる。このため、高精細表示にした場合で
も画素ずれを生じにくくすることが可能になる。

【００３５】なお、液晶層部を薄いガラス基板を用いて
従来と同様に形成し、反射層部と接合するプロセスを説
明したが、他の製造プロセスを採用してもよい。例え
ば、薄い基板上に透明電極パターンを形成し、反射層部
と接合した後、透過側基板と組み合わせて液晶セルとし
てもよい。接合は低温で行えるものであれば紫外線硬化
樹脂に限らない。例えば、エポキシ樹脂等を用いること
も可能である。

【００３６】上記実施例では、ＳＴＮ液晶について説明
したが、ＳＴＮ液晶に限らない。例えば、ＴＮ液晶、強
誘電性液晶等であってもよい。また、上記実施例では、
単純マトリクス型ＬＣＤについて説明したが、本発明
は、各液晶セルの駆動に薄膜トランジスタを用いたアク
ティブマトリクス型ＬＣＤにも適用可能である。

【００３７】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射型ＬＣＤにおいて、画素ピッチを細かくして高精細
表示とした場合でも、画素ずれが生じにくく広い視野角
を確保することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による反射型ＬＣＤの断面図で
ある。

【図２】本発明の他の実施例による反射型ＬＣＤの断面
図である。

【図３】従来例による反射型ＬＣＤの断面図である。

【図４】従来の問題を解決するため、透明電極を直接偏
光フィルム上に形成した反射型ＬＣＤの断面図である。

【符号の説明】

１、１５反射側ガラス基板２、３、５４、５５透明電極４、５、５７、５８配向膜６、５６液晶７、５３透過側ガラス基板８、６０支持用ガラス基板９、５２反射層１０、５１、５９偏光フィルム１１、１１ａ接着層１２液晶層１３液晶層部１４反射層部１６ａ、１６ｂ、１６ｃカラーフィルタ５０反射側ガラス基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧野哲也神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者渡邉真史神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反射型の液晶表示素子において、比較的厚い支持用ガラス基板（８）と、前記支持用ガラス基板（８）の表面に形成された反射層
（９）と、前記反射層（９）に接着された偏光フィルム（１０）
と、前記偏光フィルム（１０）の表面に塗布された接着層
（１１）と、前記接着層（１１）によって前記偏光フィルム（１０）
に接着された反射側ガラス基板（１）と、前記反射側ガラス基板（１）の表面に形成された透明電
極（２）とを液晶層を挟む一対の基板の一方として含む
液晶表示素子。
【請求項２】前記接着層（１１）は、光硬化樹脂であ
る請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】液晶層がツイステッドネマチック、スー
パーツイステッドネマチック、強誘電性のいずれかの液
晶を含む請求項１ないし２記載の液晶表示素子。