JPH0743480B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶表示装置に係り、特に基体上に、画素電極
と、この画素電極に信号を送る信号線と、前記画素電極
と前記信号線とを接続する非線形素子とを有し、 前記基体と、前記画素電極と対向するように電極が設け
られた基体との間にポリマー分散型液晶を充填した液晶
表示装置に関する。

［従来の技術］ 液晶表示素子は、薄型、低電圧駆動が可能、低消費電力
であり、またICによって直接駆動できるため、装置の小
型化，薄型化が容易である利点を有する。特にTN型液晶
は、低電集、低消費電力の点で優れ、従来から腕時計、
電卓等に広く用いられている。

近年、ワードプロセッサ，パーソナルコンピュータ等の
情報処理装置の普及に伴ない、装置の可搬性，薄型化，
小型化が求められるようになり、CRTにおける表示素子
として、液晶表示素子が採用され始めている。かかる場
合、漢字表示を可能とするため腕時計、電卓等の用途に
比べその画素数は非常に多くなり、液晶表示素子の駆動
方法も通像Ｘ−Ｙ状に電極を交差させるマトリクス表示
駆動が用いられるが、この場合、各画素は個々に画素電
極が独立していないために隣接画素にも一定の電圧が印
加されることとなり、隣接画素は完全に非表示状態とは
ならず、いわゆるクロストークが発生する場合がある。

このクロストークを改善するために、各画素ごとにダイ
オード，薄膜トランジスタ等の非線形素子を設ける方法
がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、数千〜数十万画素にものぼる画素ごとに
ダイオード，薄膜トランジスタ等を、欠陥なしにあるい
は略同一特性に配設することは困難であり、特性のバラ
ツキが少なく、大面積に形成可能な非線形素子の作製が
望まれていた。

一方、面積が大きい表示装置に用いられる液晶の開発が
進み、近年、ポリマーのマトリクス中に液晶の小さな球
を分散させたNCAP（Nematic curvilinear Aligned Phas
e:ネマチック曲線式整列相）液晶と呼ばれる新規な液晶
技術が開発され、大面積化が可能，応答時間が早い，偏
光板を必要としない，視野角が広い等の特徴を有するこ
とから、比較的面積が大きい表示装置に好適に用いられ
るものとして期待されている。

しかしながら、バリスタ素子を有した基体上にポリマー
分散型液晶溶液（またはエマルジョン）を全面塗布し、
乾燥してポリマー分散型液晶層を形成した場合、バリス
タ素子上部が盛り上り、上下基体を貼り合わせた時に基
体間距離が広がり、駆動電圧が必要以上に高くなる問題
点があった。また、ポリマー分散型液晶溶液（またはエ
マルジョン）中の溶媒や、添加物がバリスタ素子に接触
することにより、バリスタ特性が悪化する問題点があっ
た。

本発明の目的は、駆動電圧が必要以上に高くなく、また
バリスタ素子も長期に渡って良好なバリスタ特性を維持
し、良好な表示を行うことのできるポリマー分散型液晶
表示装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の液晶表示装置は、基体上に、画素電極と、この
画素電極に信号を送る信号線と、前記画素電極と前記信
号線とを接続するバリスタ素子とを有し、 前記基体と、前記画素電極と対向するように走査電極が
設けられた基体との間に、前記バリスタ素子と接触しな
いように少なくとも前記バリスタ素子上を除いて、ポリ
マー分散型液晶層を形成、挟持したことを特徴とする。

［作用］ 以下、図面を用いて本発明の作用について説明する。

第４図は、本発明の液晶表示装置の作用を説明するため
の概略的部分断面図である。

同図において、１は画素電極９およびバリスタ素子４
（ここでは、信号線は図示されていない）が設けられた
基体であり、走査電極10が設けられた基体２との間に
は、ポリマー分散型液晶層３が設けられている。

本発明は、第４図に示すように、バリスタ素子４と接触
しないようにすき間ｄをあけて、基体間にポリマー分散
型液晶層３を形成することにより、バリスタ素子上にポ
リマー分散型液晶層が形成されることによって起こる種
々の問題点、例えば基体間距離が広がり、駆動電圧が必
要以上に高くなる、あるいはポリマー分散型液晶溶液
（またはエマルジョン）中の溶媒や、添加物がバリスタ
素子に接触することにより、バリスタ特性が悪化する等
の問題点を解決せんとするものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

まず、本発明の液晶表示装置の説明に先だって本発明に
用いるポリマー分散型液晶について説明する。

ポリマー分散型液晶としては、NCAP液晶が知られてい
る。以下、このNCAP液晶を例にとって、ポリマー分散型
液晶の構成および動作について説明する（以下の説明
は、「新しい液晶ディスプレイの原理と応用」電子材料
1987,12,P.67〜P.71、特許出願公表昭58−501631号公報
に基づくものである）。

第５図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、NCAP液晶の一構成例を説
明するための概略的構成図であり、第５図（Ａ）は液晶
構成部の構成図、第５図（Ｂ）は液晶層の構成図、第５
図（Ｃ）は液晶カプセルの構成図を示すものである。

NCAP液晶素子は、第５図（Ａ）に示すように、NCAP液晶
層13がプラスチックフィルム11に挟まれた構成としてお
り、プラスチックフィルム11には、電極12としてITO等
の透明導電層がコーティングされている。第５図（Ｂ）
はNCAP液晶層13の一部14の構成を示すものであり、さら
に第５図（Ｃ）はNCAP液晶層13の液晶カプセル15の構成
を示すものである。第５図（Ｂ）（Ｃ）に示すように、
NCAP液晶層13は、ポリマーのマトリクス17中に液晶の小
さな球16が分散したものが集ったものである。

本発明でいるポリマー分散型液晶とは、このように、ポ
リマーのマトリクス中に液晶体（球状に限定されない）
が分散したものが集ったものをいう。

第６図（Ａ）（Ｂ）は、黒の二色性染料を使用したNCAP
液晶の動作を示すための概略的説明図であり、第６図
（Ａ）は無電圧状態、第６図（Ｂ）は電圧印加状態を示
すものである。

第６図（Ａ）に示すように、無電圧状態では液晶分子16
bはカプセルの外壁に沿って並ぼうとする。この場合、
液晶分子16bの複屈折性により、入射光は液晶のカプセ
ルの表面，内部で散乱し、二色性染料16aにより吸収さ
れる。その結果、フィルムは暗黒色に見える。

第６図（Ｂ）に示すように、電圧印加状態では、液晶分
子16bは電界方向に並ぼうと軸を回転させる。液晶分子1
6bの軸の屈折率とポリマーの屈折率が等しければ、光は
散乱されずに直進し、透明になる。このようにして、電
圧を調節することによって、完全に散乱吸収された状態
から十分に透明な状態まで連続的に変化させて表示を行
うことができる。

以下、本発明の液晶表示装置について説明する。

第１図は、本発明の液晶表示装置の第一実施態様例の構
成を示す概略的分解図である。

同図において、１はバリスタ素子４が形成された基体で
ある。対向する他方のバリスタ素子のついていない方の
基体２には、ポリマー分散型液晶層３が形成され、この
ポリマー分散型液晶層３はバリスタ素子部が当たる部分
が、バリスタ素子部の面積より少し広く開口されてい
る。

基体１と基体２とを貼り合わせる際、ポリマー分散型液
晶層３の開口された部分５に、バリスタ素子部が入るよ
うに配設することにより、バリスタ素子と接触しないよ
うにすき間をあけてポリマー分散型液晶層を形成、挟持
することができる。上記のポリマー分散型液晶層を部分
的に開口する方法としては次に示す方法がある。

（１）バリスタ素子についていない方の基体に、ポリマ
ー分散型液晶層を形成し、バリスタ素子の付いた基体と
貼り合わせる際、予めバリスタ素子部が当たる部分より
少し広くポリマー分散型液晶層を部分的にけずり取る方
法。

（２）バリスタ素子部を完全に覆い隠すような適当な厚
さのマスクをバリスタ素子の付いていない基体に重ね
て、ポリマー分散型液晶層を形成した後、マスクをはが
してマスク上のポリマー分散型液晶を部分的に除去する
方法。

第２図（Ａ）は本発明の液晶表示装置の第二実施態様例
の構成を示す概略的分解図であり、第２図（Ｂ）は基体
の貼り合わせ状態を示す概略的斜視図である。

本実施例は、バリスタ素子の数が多い場合に好適に用い
られるものであり、ポリマー分散型液晶層３は、ストラ
イプ状に部分的に除去されて溝６が形成されており、こ
の中にバリスタ素子部が入るように基体が配設される。
けずり取る幅は、隣どうしの画素電極間の距離より狭い
ことが好ましい。

上下基体間の接着は、本実施例では、隣どうしのバリス
タ素子の間に接着剤７をのせることによって行われる。

ストライプ状にポリマー分散型液晶層を形成する場合、
走査線に沿って形成することも、信号線に沿って形成す
ることも可能である（信号線、走査線については後述す
る具体例において説明する）。

ポリマー分散型液晶層をストライプ状に部分的に除去す
る方法としては、前述した第一実施例と同様にポリマー
分散型液晶層をストライプ状にけずり取る方法、ストラ
イプ状のマスクを用いてポリマー分散型液晶層を部分的
に除去する方法等がある。

以下、具体的に液晶表示装置を作製した実施例および比
較例について説明する。

（実施例） 以下、第３図（Ａ）〜（Ｄ）を用いて本発明の実施例に
ついて説明する。

第３図（Ａ）はバリスタ素子が設けられた側の基体の概
略的平面図、第３図（Ｂ）はその部分拡大図、第３図
（Ｃ）は走査電極が設けられた側の基体の概略的平面
図、第３図（Ｄ）は基体上にポリマー分散型液晶層を形
成した状態を示す概略的断面図である。

まず、第３図（Ｃ）に示した透明な走査電極10を有する
基体２の電極10側にポリビニルアルコール2gを溶かした
水溶液20g、液晶5g、黒色二色性色素0.2gからなるエマ
ルジョンを、100μｍのドクターブレードを用いて塗
布、乾燥してポリマー分散型液晶層（厚さ15μｍ）を形
成した。

次に、第３図（Ｄ）に示すように、走査電極10と平行に
電極のない部分のポリマー分散型液晶層を縞状にけずり
とった。

一方、第３図（Ａ）（Ｂ）に示すように、透明電極でで
きた信号線８と画素電極９との間に、印刷法によりバリ
スタ素子（0.5mm×0.5mm、厚さ13μｍ、バリスタ電圧40
V±3V）を形成した。

基体１のバリスタ素子側全面に液晶を薄く塗り、ポリマ
ー分散型液晶層３のついた面と画素電極９と走査電極10
とがうまく重なり合うように貼り合わせ、余分の液晶を
押し出した後、接着剤でシールした。

かかる液晶表示装置の信号線と走査電極と接続される走
査線との間に交流電圧70V（Duty比１）を印加したとこ
ろ、望みの画素部分がクロストークなしに明るく（コン
トラスト〜30）点灯することができた。

（比較例） ポリマー分散型液晶層３をけずり取らずに行った以外
は、上述した本発明の実施例と全く同じ構成にしてパネ
ルを作成した。

信号線と走査線との間に交流電圧70V（Duyt比１）を印
加しても、あまり明るく点灯しなかった（コントラス〜
５）。なお、交流電圧100Vを印加すると明るく点灯する
が、クロストークが生じた。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明による液晶表示装置
によれば、バリスタ素子と接触しないように、バリスタ
素子とすき間をあけてポリマー分散液晶層を形成、挟持
することにより、 基板間距離のバラツキを抑えることができるので、駆動
電圧を低減することができ、またポリマー分散型液晶材
料の影響によるバリスタ特性を抑え、信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液晶表示装置の第一実施態様例の構
成を示す概略的分解図である。 第２図（Ａ），（Ｂ）は本発明の液晶表示装置の第二実
施態様例の構成を示す説明図である。 第３図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の液晶表示装置の一実施
例の構成部材の説明図である。 第４図は、本発明の液晶表示装置の作用を説明するため
の概略的部分断面図である。 第５図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、NCAP液晶の一構成例を説
明するための概略的構成図である。 第６図（Ａ）（Ｂ）は、黒の二色性染料を使用したNCAP
液晶の動作を示すための概略的説明図である。 1,2……基体 ３……ポリマー分散型液晶層 ４……バリスタ素子 ５……ポリマー分散型液晶層の除去された部分 ６……溝 ７……接着剤 ８……信号線 ９……画素電極 10……走査電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体上に、画素電極と、この画素電極に信
   号を送る信号線と、前記画素電極と前記信号線とを接続
   するバリスタ素子とを有し、 前記基体と、前記画素電極と対向するように走査電極が
   設けられた基体との間に、前記バリスタ素子と接触しな
   いように少なくとも前記バリスタ素子上を除いて、ポリ
   マー分散型液晶層を形成、挟持したことを特徴とする液
   晶表示装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の液晶表示装置において、前
   記バリスタ素子はマトリクス状に配列され、少なくとも
   その一配列方向におけるバリスタ素子上及びバリスタ素
   子間のポリマー分散型液晶層は除かれており、ポリマー
   分散型液晶が除かれた両基板間の空間の少なくとも一部
   に接着剤を塗り、前記両基体を貼り合わせ接着したこと
   を特徴とする液晶表示装置。