JPS58123576A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 従来の液晶表示装］へは大？１′−が無機ガラスを基板
としたタイプ１へ・ネマヂック型の受光型表示装置で、
特にその低い消費電力の要求される分野、例えば時削、
？８車等に多く用いられてきた。

しかし、このタイプの表示装置は受光型であるために周
囲が明るい状態、即ち装置のパネルに入射する光が多い
ＩＩＮにはよく認識出来るが逆に夜間など暗い状態では
非常に児づらいという欠点があった。イこで暗い時には
、白熱ｔｎなどを用いてパネル外部から光を照射してき
た。このため元来低消費電力という特徴を有する液晶表
示装置において光源に電力を多く　ｔｌ’ｌ費してしま
い、その特徴が充分生かＩ！なかった。また白熱ｆｆｉ
などの光源は出来るだ）−Ｊパネルに接近さゼて効率を
高めているため、光源からｇｔＪる熱にＪ：り偏光板な
どパネル各部の寿命を縮める原因ともなっていた。更に
パネル基板が無機がラスぐあることににり耐衝撃性が低
くて運搬移動時にパネルが破１０シやすく柔軟性−２− に欠【ノることにＪ：り適用部位の形状あるいはその段
組誤差に追随しにくくプラスチック化が進／υだ周辺部
品との熱膨張係数の差により歪み−ｂ受ｔ−Ｊやすく更
に装置ご全体も重いものとなっていた。

そこで本発明者は受光型液晶表示装置の−に記の問題点
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、螢光色素を配合し
た透明プラスチックにりなる螢光パネルと可撓性ポリマ
ーフィルム基板の液晶パネルとを組み合わせることにＪ
：り光源を設ｄりることなり１１ａ所に（表示内容を確
認でき更に１出で柔軟性耐衝撃ヤ１を有した液晶表示装
置を発明づるに至った。

本発明の要旨とするところは、液晶に７ｂ界印加するた
めの透明電極を設けた可撓性透明ポリマーフィルムの−
に■ζ塁板間に液晶を封入１）で文字配舅又は図形を表
示する液晶パネルの裏面に螢光色素を配合した透明プラ
スチック螢光パネルを積層したことを特徴とする液晶表
示装−にある。

更に具体的に本発明液晶表示装置の構成を実施例である
図面を参照しつつ説明づる。第１図１．１本−３− 発明の第１実施例Ｃある液晶表示装置の断面図を示す。

ここに（１メいＣ１は透明プラスチック螢光パネルであ
る。２は液晶パネルであって可撓性透明ポリエーテルム
の」一部！ｉ（板３ａと下部基板３ｂＪ：り構成されそ
の間隔に液晶１が封入され該」一部基板３ａの液晶１に
接触している面上には液晶に電界印加するための透明型
ＶＭ５が設りられている。

また−に下基板３ａ、３ｂの全内面部には液晶を配向さ
Ｕる配向処理１１９８が段（］られ、さらに上下基板３
ａ、３１１の全内面部において（，１両基板の間隔を調
整するためのギトツプ剤７が挾持され、該両基板の周縁
端部と共に月槍剤６ににって一体に固着封止され、液晶
４の漏出を防止している。そして、該螢光パネル１ど該
液晶パネル２とは該液晶パネル２の液晶表示観察側へと
は反対側である裏面において積層され液晶表示装置が構
成されている”　’、：ｌ。

液晶パネルがネマグーツクゲスト・ホスト型の場合には
上部基板３ａ上面に偏光板又は偏光層９が設りられるが
、相転移ゲスｉ〜・ホスト型の場合に−１− はこの偏光板又は偏光層９は不要である。

螢光パネルは透明なプラスチックに螢光色素を配合した
もので、光が極め（弱い所においても可視光を増幅しく
液晶パネルの表示状態を肉眼にて確認りることを可１１
Ｌにするものである。螢光パネルに使用される透明プラ
スチックは螢光色素どの混合溶解性がよく、外光・螢光
共に良伝播性であることが望まれ、例えば、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリ塩化ごニリデン樹脂、ポリアクリル酸樹
脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂等が使用できるがこの中でｂポリメタク
リル酸樹脂、特にポリメチルメタクリレートが光伝播性
に優れ好ましいものである。螢光色素は外部より螢光パ
ネルに侵入する光を可視光部において増幅さＵる作用が
あればよいが特に増幅効果が強いのはフルオレセイン、
ローダミンＢ及びローダミン６Ｇ等であり、各々■１独
あるいは１種又は２種以上混合して用い、樹脂１文に対
し通常１０７’ｌ至１０　モル好ましくは１０　モル前
後配合する。

＝　　５　− 螢光パネルのｖｌＪｆｆｉは通常のプラスナック成形方
法ぐ充分であり、例えば、予め透明プラスチックに螢光
色素を加熱ｒ１解させた後射出成形する方法でもよい。

この螢光パネルど相み含わ往る液晶パネルはライスＩ〜
・ネマチック型やゲスｈ・ホスト型や動的散乱モード型
などいずれでも良いが、明るさと児やすさくコン１〜ラ
ス１〜、色調を含む）の点からゲスト・ホス１へ５りが
良い。ゲスト・ホスト型としては一枚の偏光板又（ま層
を要するネマチック型のものや偏光板叉【ま層を要しな
いコレステリック型（ホワイ１〜・ティラー型）のもの
があるが好ましくは明るさの点からは後者の方が良い。

これは偏光板又は層により螢光パネルからの発光の吸収
が起こるためである。

液晶パネルの上下基板３ａ、３ｂは可撓性透明ポリマー
フィルムであって例えばポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネー１へ、ポ
リエーテルスルフォンエーテルエステル等の使用が透明
性、柔軟性、強−　　６　　− 靭性及び液晶不活＋４１の点から好ましい。：１゛Ｖツ
Ｊ剤７は基板材１′＋１と同様なポリエヂレンテ１ノフ
タレート、ポリブブレンテレフタレ−１〜、ポリカーボ
ネ−１〜、ポリＬ−チルスルフォン エステル、ポリエチレン、ポリビニルベンゼン等の樹脂
やその他液晶不活竹の月利が使われる，、１４着剤６は
化学反応へ“！の接着剤性【こエポキシ樹脂系接着剤、
ウレタン樹脂系接着剤、シリコン樹脂系接着剤あるいは
ポリニスデル樹脂系接着剤の使用か接着作業の（）やす
さ、強度、柔軟１テ１の魚から好ましい。透明電極５は
ＥＩＥに酸化インジウムあるいは酸化スズが使用される
。液晶１はネマヂツク型、コレステリック型あるいはス
メクディツク−１′！あるいはこれらの相転移型といっ
た一般的な液晶の使用が可能でありその中で゛ｂ螢光の
ロスを少ナクシ、明るく、コン１〜ラストを高く、色調
のにい表示状態が観察できるようにするためには、液晶
中に二色性色素を配合したネマヂツクゲスト・ホスト型
液晶あるいは同様に二色性色素を配合しｌこ相転移ゲス
ト・ホスト型液晶の使用が好ましい。そして−　　７　
　− 必敦に応じて前者は偏光板又は偏光層が上下基板の一方
に組み合１つされ、後者は１シ「に必要としない。

以上説明した螢光パネルと液晶パネルどの結合一体化は
枠体あるい【ま結合具等ににる機械的結合でしよいし、
透明接着剤例えば、エポキシ樹脂系接着剤、ウレタン樹
脂系接着剤（偽るいはポリニスデル樹脂系接着剤あるい
はアクリル樹脂系接着剤の内で透明配合をしＩこものに
より両パネルの接触面を直接結合してもよい。

液晶パネルと螢光パネルは理想的には完全に一体どなる
のが好まｌ）いが外部からの支持を要する場合には極力
、両パネル間の空間を少なくし、他の物質を用いないよ
うにする。粘着剤や接着剤を用いる場合には上記条ｆ１
を可能な限り満たすにう工夫し、特に使用する樹脂はポ
リメチルメタアクリ１ノー１〜、ポリカーボネートある
いはポリアセチルアｌ？ｌーネート２７どの篩通過ポリ
マーが良い。以下に接合方法のいくうかの実施例を概略
図によって示す。

第２図おＪ：び第３図は螢光パネル３１に液晶バー　　
８　　− ネル３２を埋め込んだ形の第２実施例を表わ１．。

ここにおいて、螢光パネル３１は縁部３１１）を有する
凹形をなし、縁部の一部が受光部３１ａを形成している
。

偏光板を組み合わせた液晶パネルあるいは偏光層を積層
した液晶パネル３２が螢光パネル３１の凹形の内部に密
着状態で納められている。凹形螢光パネルの底部にはＶ
型溝３５おにび反銅被＋１！ｌ！３４が設けられている
。

この場合、液晶パネル３２ど螢光パネル３１の界面３６
は両者が甲に間隙がほとんどＯの密着状態にあるのみで
あって粘着剤や接着剤を使用することは光のロスを生じ
、好ましくない１．液晶パネルを螢光パネルに結合する
には液晶パネル端面３７にて接着を行えばＪ：い。ホワ
イ１−・ティラー型液晶の場合には、偏光板又は偏光層
３３を設ける必要はない。

第４図おＪ：び第５図はパネル端部にて固定する形の第
３実施例を表わす。

ここにおいて、断面］の字形の固定具／Ｉ６にに一　　
９　　− り、偏光板／Ｉ３、液晶パネル４２および反射被膜４４
とＶ型溝４５を有する螢光パネル／１１が重ね含ねされ
た形でその端ＲＩＳにで挟持固定されている。

螢光パネル４１は液晶パネル４２より長尺で、ぞのはみ
出した部分は受光部／Ｉｌａとなっている。

この場合も、第２実施例と同様に、液晶パネル４２と螢
光パネル４１の界面４７は両者が単に間隙がほとんど０
の密書状態にあるのみであって、粘着剤や接着剤を使用
Ｊることは光のロスを生じ好ましくむい。パネル端部に
て、固定具４６と接着させるのはかまわない３。

第６図は両パネルを粘着剤あるいは接着剤にて接着固定
する形の第１実施例を表わす。

ここにおいて、偏光）１？１５３を積層した液晶パネル
５２Ｉよその端部にて裏面にＶ型溝と反射被膜を有する
螢光パネルと接着剤あるいは粘着剤５６で接着されてい
る。この場合、両パネル間に空隙が生ずるため光エネル
ギーの液晶パネル５２への伝達ロスが増１。それ故、接
着剤あるいは粘着剤５６の膜＋ｉＦは出来る限り小さい
ことが望ましく、接−　　１０　　− 着剤あるいは粘着剤の樹脂ｂｉｂ透過（４１であること
が望ましい。

第７図おＪ：び第８図は、液晶表示の駆動回路基板と一
体としてパネルを固定する形の第５実施例を表わず。

ここにＪ３いて、イの構造は、偏光Ｆｊ６３、上部基板
６２ａの方が大きい液晶パネル６２、裏面にＶ型溝と反
射被膜を有づる螢光パネル６１、Ｃ−ＭＯＳ　　ＩＣ駆
動回路６７　ｉ１５　にびその回路部分にり大きいｌｊ
板６６を■ね合わ１！た形であって、液晶パネル６２の
上部の基板６２ａど駆動回路基板６６との両端面にゼブ
ラコンタクト〜６／Ｉを設【）ることにＪ：り全体が保
持されている。

螢光パネルの一端は上記の積層体から、はみ出しており
、受光部６１ａを形成している。

この場合はゼブラコンタクト６４ににり液晶パネル６２
と螢光パネル６１は、接谷剤あるいは粘着剤を使用せず
に密着しており、光の伝達【”ｌスが少ない。

この構成において、周囲から螢光パネルに八〇・１−　
１１　− した外光は螢光パネル１内の螢光色素が吸収し、イの結
果肉眼に苅して（、Ｌ増幅された螢光を発することにな
る。この１１．し狸論的には式（１）で示されるへ）光
が螢光パネル内に残留する。

（ｎ”−１）’／ｎ　　　　　　　　（１）また螢光パ
ネルへのへ〇＝Ｊ光面積をＡＣ１発光面積を八〇とする
と１！１られる明るさμ式（２）に比例する。

ＡＣ／八〇へ　　　　　　　　　（２’）入射光の吸収
は式３′ｃ表わされる。

八−、０−ｅ（％’）Ｃｄ （３ン ここにおいて八は吸収、ε（λ）はモル吸光係数ｌ　／
　ｍｏｌｅ　−ＣＩｌ＋、（１はパネル厚み（ｃｍ）、
Ｃはモル１１１＋ｆｉ（ｍｏｌｅ／立）を表わ”ツー。

例えばｎ＝１．５では約７５％の螢光が残留し、ε（λ
）−１０文／ｍｏｌｅ　−ａｍ、Ｃ＝　’ｊ　Ｏｍｏｌ
ｃ／１、（１−０，１５ｃｍの゛ゝ°゛°′”約９７％
０光竺１吸収゛罰６　；Ｘ　Ｊ″に″・第９図において
は、野生した螢光を有効に利用する螢光パネルと液晶パ
ネルとの組み合わせた第６実施例の断面図を示している
。ここにおいて螢−１２− 光パネル１０は液晶パネル２０にり人きく、その左右両
端又）ま一端は液晶パネル２０よりはみ出１ノでおり、
液晶パネル２０ど螢光パネル１との密着面１２の！ｉ良
末端面１２ａが外光に曝されている。

その末端部分１２ａとほぼ直角に形成された端面１０ｂ
又は密着面の裏面１０ａ又はその両省にはアルミニウム
、銀あるいは５ｉｆ２などの金属あるいは金属酸化物の
反射被膜１３が蒸着ぞの他の方法により設りられている
。更に液晶パネル２０との密着面と反対側の百１０ａ内
の表示電極５ａに相対する部分にＶ型溝１１が左右の延
長末端面゛１２ａの中心同士を結ぶ線にほぼ直角に形成
されている。

この構成において、外光ΔＬは螢光パネル１０の延長末
端面１２ａ及び裏面１０ａより入射し螢光パネル１０内
で螢光色素１４に吸収される。外光Ａしを吸収した螢光
色素は外光を螢光どして増幅し周辺に発射することにな
る。そして模式的に点線にて表現された経路ににり螢光
は直接液晶表示部分を通過するか、一旦裏面１０ａヤ）
Ｖ型溝１−　１３　− １の面で反射されるか又は、端面１０ｂの反射被膜１３
により反射され（液晶表示部分を通過することにＪ：す
、外光が弱くても液晶パネル２０の表示を観察側へ方向
にａ３いて肉眼でくっぎりと観察でき読み取ることがＨ
ｏしどなるのである。

螢光パネル１０内に発生した螢光の内特にパネル１００
表・裏面１２．１０８にぼぼ平行な光線が、その端面１
０ｂより漏出しやすいのでそれを防止するのが反射被膜
１３でその平行な螢光を捕獲しｃ４Ｊ、巾約に液晶表示
１ｍに照射するのがＶ型溝の効果である。反射被膜１３
とｖ！Ｘ！渦は中和で設けてもよいが両者を設けた方が
相乗効果を生じてより好ましい。この他、Ｖ型溝もしく
は裏面１゜ａでの反（ト）効率を上げるためＶ型溝表面
もしくは裏面１０ａにも反射液ｌ９１３を設けるのも効
果的である。又、■型溝も液晶表示部分に１本ではなく
表示パターンに合わせて多数本形成すればより効果的で
ある。この他、Ｖ型溝や反射被膜に替えてかあるいはイ
タ１用で白色塗料を表示パターン５ａに合わせて螢光パ
ネル裏面１０ａに塗布すれば更−１４− に効果的に表示部分を淫き」−がらＵることがでさる。

以上の構成から従来の受光型の無機カラスを基板とする
液晶パネルにて（よ実現用軸であった柔軟・軽量で′？
Ｉｑ層化が容易で゛かつ衝撃に強くて搬送性に富み、１
１１１所に持ち込ｌυでし表示を確認でき（〕がも省エ
ネルギーというｔＩｉ格を有１にとにより特に各種携帯
用機器の表示用と１ノで！ＩＴ適な液晶表示装置を実現
したのである。

次に各種材料ににる構成の実施例を挙げる。尚、用いた
液晶パネルは基板がポリエステルフィル１１上に酸化イ
ンジウムなどの透明電極を設（）たもので、ポジ型のｂ
のにはホス：ＡＩ−［＋ピック配向処理、ネガ型のもの
にはホモジニアス配向処理を施し、この基板を重ねてシ
ーリングした後アン１へラキノンタイプなどの二色性色
素を添加したビフェニル系などのネマヂック液晶及びコ
レステリック液晶を封入してゲス１〜・ホスト型パネル
どしたものである。

実施例−１ −１５− 螢光パネルどして加熱溶融したポリメチルメタクリレ−
１〜１Ｃ１に対し螢光色素としＣフルオレセインを３　
Ｘ　１０　［ル溶解したのら創出成形し厚さ１．６ｍｍ
の板を１！′？た。この板を長方形（５０ｍｍｘ２００
１１１＋１１＞に切り取り螢光パネルとし、ホワイト・
ティラー型ゲス１〜・ホス１へ液晶（ネガ型）パネル（
５０ａｕｎｘ　５０ｎ＋ｍ）の裏面に対し密着状態に取
りイー１け、液晶表示パネルを１９Ｉこ。

実施例−２ 螢光色素どして１］−タミン６Ｇを１×１０モル使用し
実施＋ｓ’ｌｌ　−１と同様に螢光パネルを得、ホヮイ
１〜・ティラー型ゲスト・ホスト液晶（ネガ型）パネル
（５０１１１ｍＸ　５００＋１１１）の裏面に対し密着
状態に取りイζＨＪ　ＫＶ品表示パネルをＩＥ７だ。

実施例−３ 螢光色素どし−Ｕ　［１−タミンＢを２×１０モル使用
し実施例−１と同様１螢光パネルを得、ネマチックｉ３
リグス１〜・ホス１〜液晶（ネガ型）パネル（５Ｑ　ｍ
ｍｘ　５　Ｑ　ｍｍ）の裏面に偏光層を設けたものに該
偏光層に密着状態に取りイζ目ノ液晶表示パネルを得−
１６− １こ　。

その結果従来の受光型液晶表示装置では表示が確認困難
であるにうむ状態にＪ５いてもくっきりと表示され容易
に表示内容を認識づ−ることができた。

更にその時の最小消費電力は、第１表のごとくであり、
従来とほぼ同じ低？ｌ’ｉ　’ｔ！ｉ電力であった。

第１表 最小消費電力 実施例−１３μＷ／ａＰｌ 〃　−２３ＩＩＷＺ錨 ！＝３’８μＷ／ａＡ

【図面の簡単な説明】

第１図１ｊ、本発明にＪ：る液晶表示装置の第１実施例
の断面図、第２図は第２実施例の概略断面図、第３図は
第２実施例の概略平面図、第４図は第３実施例の概略断
面図、第５図は第３実施例の概略平面図、第６図は第４
実施例の概略断面図、第７図は第５実施例の概略断面図
、第８図は第５実施例の概略平面図、第９図は第６実施
例の断面図ｒある。 −１７− １，１０，３１、／１１．５１．６１・・・・・・透明
プラスナック螢光パネル ２．２０，３２．４２．５２．６２・・・・・・液晶パ
ネル ３ａ、３１＋・・・・・・透明基板 ４・・・・・・液晶 ５．５ａ・・・・・・透明電極 ３３．４３．５３．６３・・・・・・偏光板代理人　弁
理士　定立　勉 −１８− 第１図 Ａ 第２図 第３図 １ａ ／　　　） ３３１ 第４図 第５図 ３ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　液晶に電界印加するための透明電極を設りた可撓性
   透明ポリマーフィルムの上下基板間に液晶を封入して文
   字記号又は図形を表示する液晶パネルの裏面に、螢光色
   素を配合した透明プラスチック螢光パネルを積層したこ
   とを特徴と】る液晶表示装置。 ２　螢光パネルに使用されているプラスブックがポリメ
   チルメタクリレ−１〜である特許請求の範囲第１項記載
   の液晶表示装置。 ３　液晶パネルがネマチックゲス１へ・ホスト型又は相
   転移ゲスト・ホス１へ型のいずれかあるいは両者を組み
   合わせたものである特許請求の範１ハ１第１項記載の液
   晶表示装置。 ４Ｍ光色素としくフルオレセイン、ローダミン６Ｇ及び
   ローダミンＢにり選ばれた１つ又は２つ以上を使用した
   特許請求の範囲第１項記載の液−１− 晶表示装請。