JPS6120086A - 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】 本発明は液晶表示Ｖ−Ｆｌに関するもので、更に詳しく
合えば、透過モードにおｔＴＪる］ン］ヘラスト比が反
射モードにお１（る］コントラストに対して少なくども
同等あるいは恐らくそれよりも優れているよう２ｒ二Ｉ
［セル形の透過反則式液晶表示具■に関する。

液晶表示装Ｖ１はね１々な表示用途のために広く使用さ
れでいる。このように液晶表示装置が普及し／＝：１４
丁理由の１つは、それの寸法が小さくかつ電力消費量が
少むいことにある。中でも、ゲスｈ　−小スト望の液晶
セルは特に人気がある。その押出は、それらが偏光子を
必要とぜず、色の表示が可能であり、しかも偏光子を使
用したちのに比べて木質的にＩｆｆ度が高いことにある
。

最も重要なゲス１ヘ−ホス１へ型液晶セルの１種として
、貸方↑１の光学的挙動を示す多色性ゲスト色素［すな
わち、１つの軸（長軸）に沿っては光を吸収Ｊるのが別
の軸に沿っては光を透過させるような色素］を使用した
ものがある。この場合、液晶ホストは液晶分子にラセン
形の秩序を付与するための光学活性物質を含有している
結束、色素分子はうレン状に配列した液晶分子とひとり
でに整列することになる。電界が存在しない場合、色素
分子はラセン形の秩序をもって整列しているから（すな
わち、イれらの長軸がセル′Ｗｆｉ極に平行であるから
）光を吸収する。セルの一部に電界が印加されると、そ
の部分においてはラセン状に配列した液晶分子の秩序が
解除される。換言すれば、液晶分子は（分子のネマチッ
ク配向軸がセル電極と直角を成づような）小メＡ１−口
ピツク（ｈｏｍｅｏｔｒ。

ｐｉｃ　）な秩序を示すことに仕る。色素分子の長軸ま
たは吸光軸もホメオトロピックな秩序を示し、従ってセ
ルの電Ｆ−ｔ−印加部分を通して光を透過させるように
配向することになる。

セルの］ン１−ラスｉ・比（ｔなわち、セルの表示並素
と電圧印加を受けない背慎部分との間のコントラスト）
は、いかなるセルにとっても重要な特性の１つである。

なぜなら、コンｉ・ラスｌ−比は表示装置の総合的イ【
可視度おにび外観に影響を与えるからである。

透過反昏１１（液晶表示装置の場合には、動作モードに
応じてコン１〜ラス１へ比が変化することがあるため１
．コントラスト比の制御は特に重要である。

イ１お［透過原註・１式（ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ
　）　Ｊという用飴は、液晶１フルが反ｑ４モード、透
過モードまたはそれらの併用モードで動作し得るような
液晶表示８謂を一般的に表わ１ものである。反射モード
においては、（外界または特定光源からの）光がセルの
前面に入射し、ゲスト−ホスト溶液を通過し、そしてセ
ルの背後に位置する透過反射部Ｈに達し、それによって
入口１光の８０〜９５％が反則される。

反射されＩＪ光は、再びゲスト−ホスト溶液を通過して
セルの前面に戻るわけである。

他方、透過モードにおいては、セルの後方に位置する光
源からの光が透過反射部材を照明する。

その結束、」−記の光の一部がゲスｌ−−ホスト溶液を
通過してセルの前面に達する。申−セル形の表示装置を
透過モードで動作さけた場合、光はゲスト−ホスト溶液
を１回だけしか通過しないが、反射モードの場合には２
回通過することがわかる。

それ故、電圧印加を受けない背慎部分において色素によ
り吸収される光の６１は透過上−ドの方が著しく少なく
、従ってこのモードではコントラス１〜比が大幅に低下
する。

コントラスト比の差が単一セル形透過反射式表示装置の
総合的な外観に及ぼす影響を低減させるためには、セル
の厚さまたは色素の濃度あるいはそれらの両方を増大さ
せればよいことが提唱された。それによってコントラス
ト比を十分に向上させたものとすれば、両モードにおい
て同じではないにせよ、いずれのモードにおｌフるコン
１〜ラスト比も妥当と言える程鴎に高いものとなる（す
なわＪ５、反射モードにおいて１００：１、また透過モ
ードにおいて２５：１のコン］ヘラス１へ比が（ｑられ
る）。しかし４１がら、このような手段は反ｑ４モード
におけるセルの輝度に対し悪影響を及ぼＪことが判明し
た。

このたび本升明者は、縦続二Φ廿ル形の構造を採用する
ことにより、輝度に悪影響を及ぼすこと’ｃＥ　＜、背
面照明モードまたは透過モードにおける液晶表示装置の
コントラスト比を向トさせて原註４モードにお（）る−
」ントラスト比と少ｈ（とも同等に緒持し得ることを見
出した。

その鳴合、第２のセルは透過反則部材の後方に配置され
る。２個のセルの基板間隔および色素濃度は同じである
ことがｔＪｆましい。第２のトｌルにおｌＪる表示東素
は第１のセルにお１Ｊる表示要素と整列していて、透過
■−ドにおいては２個のセルが同１）に付勢される。

透過上−ドにおいては光が両方のセルを通過するから、
コントラスト比は両モードにおいて少なくとち同等とな
るように制御されるわ１Ｊである。

このようにでれば、第２のセルの追加によって透過モー
ドにおｌ−する］ン１ヘラスｌ−比を向１−さゼながら
、最適の輝度が（ｑられるＪ、うに前部ｌフルの〃さお
よび色素淵葭を選定することができるのである。

このように本発明の主たる目的は、反射モードばかりで
なく透過モードにおいてら改善されたコントラスト比を
有する液晶表示装置を折供することにある。

また、透過モードで動作させた場合に、反射モードで動
作さ′ｔ！−ｔ＝場合と少なくとも同等のコントラスト
比を有するゲス１〜−ホストＪ％ｊｌの透過反射式液晶
表示装胃を提ｌｉｔすることも本発明の目的の１つぐあ
る。

本弁明のその他の目的おＪ、び利点は、説明の進行に伴
って自ずから明らかどｆ、にろう。

本発明の様々な目的および利点は、透過反則部材と（受
方の光源との間に第２の液晶セルを配置して成る透過反
射式液晶表示ＨＮにおいて実現される。この場合、２個
のセル【ま両者の全ての表示要素同士が合致するよう空
間的に整列しでいる。対応する表示要素は、透過モード
において両方のセルを動作させた場合に同時に付勢され
るよう電気的に接続されている。その結甲、ゲス１−一
ホスト溶液中における光路長および光吸収率は透過モー
ドにおける］ントラスト比の低下を生じないものどなっ
ている。

本発明は、添イ４の図面を参照しながら１ズ下の説明を
読むことによって最も良く理解されよう。

第１図には、２個の縦続配置された液晶セル１０および
１１が示されている。これらのセルは、セル１０の接面
とＬル１１の前面どの間に配置された透過反則部材１２
によって隔離されている。

セル１１の後方には光源１３が配置されていて、かかる
縦続二ｒｆｊＬル形装置を透過モードで動作させる場合
にはスイッチ９の作用によって付勢される。

模式的に図示された液晶セルの各々は、１対の光学的に
透明な基板１４および１５を含んでいる。

これらの基板はプラスデックシールまたはガラス−８＝ フリットシール（図示せず）により蜜月されていて、そ
れによりゲス１〜−ホスト液晶溶液１７を保持するため
の内室が形成されている。各セルの基板の内面士には、
好Ｊニジ＜はインジウム−酸化スズから成る光学的に透
明ｆ−、導電１１電極（図示口ず）が表示要素を成して
設置されている。これらの表示要素１ま、各種のレンジ
記号、帯、帯断片、数字、文字などの形態を有している
。たとえば数字は、様々な組合けのけグメン］・に対し
選択的に？Ｉ！汗を印加することにＪ：ってＯから９ま
での数字を表示し得るような公知の７１？グメン１〜形
のものであり得る。曲の図に関連して後述される通り、
２個のセルは全ての表示要素同士が合致するように配置
されており、かつ対応する表示要素が同時に付勢される
よう弾↑／ｌコネクタによって電気的に接続されている
。

かかる二重セル形の構；５を使用づれば、透過モードに
おける液晶表示装置の］ンｈラス］・比が反射モードに
お１ノる］ンｌ〜ラスト化よりも悪くならないようにす
ことができる。？ｌなわち、反則［−ドにおいては、矢
印１８にＪ、って示されるような外Ｗの光がセル１０の
１１ｒ１面に入ａ・１シ、液晶溶液を通過し、透過陵用
部＋４１２によつＣ反射され、それから再び液晶溶液を
通過して観察者の口に達りる。従って反射モードにおけ
る二１ン１〜ラスト比は、二色性色素を含む液晶溶液の
付勢さＪｌない背ｄ部分を光が２回に１〕たって通過で
る際の光吸収牢によって決定されるわＩＪて・ある。中
−１？シル形示装置の場合、透過モードにおいては光が
液晶溶液を１回だけしか通過しないのに対し、反ｑ・１
［−ドにおｌ−ｊる動作時には２回通過する。その結束
、単一セル形表示’３Ａｒのコントラスト比は反射モー
ドの場合よりも透過モードの場合の方が低くなるのであ
る。

２個の縦続液晶はルを貝（イへする本発明の表示装置に
おいては、矢印１９によって示されるごどく、光源１３
からの光は両方のセルの液晶溶液を通過する。従ってセ
ルのイ」勢されない部分における光の吸収率はいずれの
子１１作モードについても同じになる。実際には、後部
セルはく厚さ、色素濃度などに関し）透過上−ドにお１
」る］ン］・ラスＩ・比が陵剣士−ドにお１Ｊる］ント
ラスｈ比よりも＾くｈるように構成することもできるの
である、。

第２図は、縦続液晶セルの等角分解図である。

ここに示された縦続二Φセル形表示装両は液晶セル１０
および１１、それらの［？ルの間に位Ｎ　−＝１６透過
反射部材１２、並びに駆動回路板２２からの電圧をセル
に印加するように配置された弾性：ｌネクタ２０および
２１から成っている。各セルは透明ガラス製の前板２３
および後板２４を含んでいる。それらの周縁を密封する
ことによって形成された内部空間には、ホスト液晶物ｖ
１、光学活性物質、および二色性色素また（ま二色性色
素混合物から成る溶液が満たされている。］コネクタ０
および２１の間、前板縁端の導電性パッド並びに電源の
間における接触を容易にするため、各セルの後板は前板
よりも幅が狭くなっている。

液晶表示装量において通例見られるごとく、２個のセル
の前板の内面は所定のパターンを成？ｌ導電ｆｌＵ１１
（たとえばインジウム−酸化スズ）で被−１１＝ 覆され、ぞれにＪ、つて［ルの表示要素が規定されてい
る。−例を挙げれば、かかる表示要素は２５に示される
ようｈ７セグメント形数字および２６や２７に示される
ようなその他の文字や記号から成っている。１１板の内
面上に設置された導電層は接地電極を成している。その
結果、前板および後板上の任意の導電性Ｎ［ｉ間に電界
を発生させると、電極間の液晶物質の配向状態が変化し
て光を透過させるＪ：うになる。なお、後部セルの表示
要素は前部セルの表示要素よりも大きく【サイズを有す
るようにすることができる。これは次の２点において有
益である。

〈１）前部セルと後部セルとを整列させるために必要な
厳しい許容差が緩和される。

（２）後部セルの表示要素の方が大きいため、背面照明
モードにおいて前部セルの表示要素に到達する光の吊が
増加し、従って照明光度を低下させながら表示要素の輝
度を高めることができる。

７セグメンＩ−数字字２５またはその他の文字や記号２
６．２７を構成覆る導電性電極は、前板の縁端にまで伸
びる１３電竹パツド２８を有している。

導電性パッド２８は弾性コネクタ２０および２１を介し
て回路板２２上の駆動回路に接続されており、それによ
って表示要素が選択的に付勢される。

第４図に関連して一層詳しく後述されるごとく、弾性コ
ネクタ２０および２１は交互に配置された導電層および
非導電層を含んでいて、各々のＩＩｍ層は各セルの前板
上の導電性パッドと駆動回路板との間に接続されている
。後部セル１１は弾性コネクタの切込み部分２９内に配
置されていて、それにより両方のセルの対応する導Ｎ牲
バッド２８を同時に付勢することができる。第２図中の
１点鎖線は、弾性コネクタ２１の個々のｌｌｌｆｆｉ層
がかかる二重セル形表示装置の各セルにおけるそれぞれ
のＩＪ電性パッド２８に接触する際の関係を示すもので
ある。

第３図は組立済みの二重１！ル形液晶表示ＨＨの一態様
を示すものであって、一方の弾性コネクタを見せるため
にセル・ホルダの一部が切取られていろ１．評しく　ｉ
！Ｉｉべれば、セルおよび透過艮０４部材かセル・ホル
ダまたはべぜル３１によって支持されている。ま７Ｊ、
−ｔ？ル・ノ′【′！ンーｌりはシール３２および１−
影線（４部材によ−）で固定されている。セルの後方に
は透過を一ドＩ）にお（Ｊる照明用の光源３４が拡散体
３５に隣接しＣ設置されている。更に、駆軸回路−ｆツ
１やその他の電工回路部品３８および３１）が１対の駆
動回路機３６および３７によって支１ｈされている。か
かる駆動回路板は柔軟（２回路仮支持部材７′ＩＯおＪ
、び４１によ−）て締イ１部材３３およびセル・ホルダ
３１に取付ＩＪられている。回路板支）４部材１−に１
．１多数の１−形たわみ導体４２が設問されていて、そ
れにより回路６３６　ｄ；よび３７−トの馴初回路が弾
性コネクタの導電層に接続されている。

第４図は、［ル・ホルダまたはベゼル４５の一部を切取
って弾性コネクタを示４ものである。詳しくｊホへれば
、１２ル・ホルダ４５の内側縁端とセル１０の前面どの
間にはシール４６が配置されている。各セルの透明な後
＋Ｐ２４７は前板よりも幅が狭くなっている結束、前板
およびイの、ＩのＳ電性パッドは弾性コネクタ４７の端
面に接触している。

前部セルの後面ど後部セルの前面との間には透過反射部
材５２が配置されている。また、１り部上ルの前板は弾
ｆｔ−１ネクタの切込み部分４８内に進入している。こ
のようにして、両方のセルの前板縁端の導電ｐｔパッド
（図示１！ず）とたわみ導体４９との間には導電路が形
成されるのである。

第４図の切取り部分に示されるごどく、弾性」ネクタは
交りに配置された導電層５０および非導電層５１から成
っている。かかる導電層ｔｉｔゴムＲ１材中に炭素粒子
を充填したものから成っていて、柔軟な導電路を提供す
るために役立つ。この種の弾性＝ｌネクタは様々な供給
源から商業的に入手することができる。市販の弾ｔ１１
−１ネクタの一例としては、アメリカ合衆国ペンシルバ
ニア州ハツｉ〜ボード市所在のハルト［１ニクス・カン
パニー（ｔｌｕｌｔｒｏｎｉｃｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ）か
らスタックスコネクタ〈５ＴＡＸ　　Ｃ０ＮＮｆｉＣＴ
ＯＲ）の商品名で販売されているものが挙げられる。

＝　１５− 各セル内に使用されるホスト液晶物質は、通例、アメリ
カ会衆…ニコージャージー州ナトレー市所在のボフマン
ーラロツシュ・カンパニー（ｂ−１ｏｆｆＩｌｌａｎ−
１−ａ　Ｒｏｏｈｅ　　Ｃｏｍｐａｎｙ）あるいはアメ
リカ会衆ｌニューシャーシー州ホーソーン市所在のイー
・エム・ケミカルズ（Ｆ　　Ｍ　　Ｃｈｅｌｃａｌｓ）
から販売されているようなビフェニルのピリミジン溶液
（ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｉｐｈｅｎｙｌ／ｐｙｒ
ｉｍｅｄｅｎｅ）　テあればよい。あるいはまた、フ１
ニルシクロヘキ］Ｊン（ｐｈｅｎｙｌ　ｃｙｃｌｏｈｅ
ｘａｎｅｓ　）　、ビフェニルシクロヘキサン（ｂｉｐ
ｈｅｎｙｌ　ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｓ　）　、シアン
エステル（ｃｙａｎｏｅｓｔｅｒｓ　）　、ジオキサン
（ｄ　ｉ　ｏｘａｎｅｓ　）またはテルフＩニル（ｔｅ
ｒｐＨｏｎｙ１ｓ）のごとき化合物も使用することがで
きる。電界が存在しない場合に液晶分子に対しくそれら
の光学軸またはネマチック配向軸が基板に平行となった
）ラセン形の秩序を付与するための光学活性物質は、コ
レステリック化合物であることが好ましい。あるいはま
た、イー・エム・メルク・カンパニー（Ｅ、Ｍ。

Ｍ　ｅｒｏｋ　　Ｃｏｍｐａｎｙ　）からＣＥ−１５の
商品名で販売されているような光学活性ビフェニルのご
とき添加剤であってもにい。光学活１（ｂ物質どして作
用するコレステロール系化合物の別の実例としては、］
レスチリルノナノーＴ　−１−（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏ
ｌ　ｎｏｎｏａ［ｅｓ）が挙げられる。

ホスト液晶物質中にゲストとして混入される一色性色素
は任意の種類のものであってより、イれらは商業的に良
く知られている。訂しく述べれば、各種の化学的系列に
属する様々な色の二色性色素（たとえばアゾ染料やアン
トラキノン類）がイー・エム・ケミカルズやホフマンー
ラロッシコ・カンパニーのごとき供給源から商業的に入
手可能である。

上記の説明かられかる通り、本発明に従えば、透過反射
部材と光源との間に追加の液晶セルを配置することによ
って透過モードにおけるコントラスト比を向上させた縦
続ニルセル形の表示装置が提供される。その場合、２個
のセルは全ての表示要素同士が合致するにうに整列して
おり、しかも対応でる表示要素同士は電気的に接続され
ているれ１１架、かかる−小しル形表示装階を透過■−
ドで初任さぜた場合の］ン１〜ラス１へ比は反射モード
におＩＪる］ントラスト比と少なくとも同等になる。

従来の甲−ｐル形表示装置では透過モードにおけるコン
トラスト比が実質的に低かったことを考えると、これは
透過反制式液晶表示装胃における極めてΦ要な改良であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの０１作モードにおける光路を示す縦続二
重セル形液晶表示装同の模式図、第２図は２個のｌ！ル
の表示要索同十をｈいに接続する方法を示す等角分解図
、第３図は絹立演みの縦続二重セル形液晶表示装胃の等
角斜視図、そして第４図は２藺のセルの対応する表示東
索同十をηいに接続するために使用される弾性コネクタ
を示１部分切取り斜視図である。 図中、１０は前部セル、１１は後部セル、１２番ま透過
艮躬部材、１３は光源、１４および１１５は基板、１７
はゲス１〜−ホスト液晶溶液、２０および２１１４弾竹
］弾性タ、２２は駆動回路板、２３は前板、２４は後板
、２５〜２７１ま表示要素、イして２８は８Ｉ電竹パツ
ドを表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）液晶ホスト、光学活性物質、およびゲスト−
   ホスト溶液中の付勢されない背景部分において光を吸収
   するための１種以上の二色性色素をそれぞれに含む１対
   のホスト−ゲスト型液晶セルと、（ｂ）各々の該セルは
   付勢された場合に光の通過を許す同一の表示要素を有し
   、かつ該セルは両方のセル上に全ての表示要素および背
   景部分が整列して配置されていて、（ｃ）反射モードに
   おいては前部セルを通過した光を反射して前記前部セル
   を通過させて戻し、また透過モードにおいては前記セル
   の両方に光を通過させる前記セルの間に配置された透過
   反射部材と、（ｄ）前記セルおよび前記透過反射部材の
   後方に配置されかつ透過モード時に付勢される光源と、
   並びに（ｅ）透過モードにおいて前記セルの両方を同時
   に付勢する手段からを含み、透過モードにおいて２個の
   セルを通過する光路が反射モードにおいて１個のセルを
   通過する光路と実質的に同じになり、両方の動作モード
   において良好なコントラスト比が維持される透過反射式
   液晶表示装置。 ２、（ａ）前部セルに入射した光を反射すると共に後部
   セルを通過した光を透過させるための透過反射部材によ
   って隔離されかつ同一の表示要素をそれぞれに有する１
   対の二色性色素ゲスト−ホスト液晶セル、（ｂ）透過モ
   ードにおいて使用するため前記セルの後方に配置された
   光源、（ｃ）該セルは透過光に関する光路および光吸収
   率が反射光の場合に比べて少なくとも同程度であり、お
   よび（ｄ）透過モードにおいて両方のセルの特定の表示
   要素に対し同時に付勢するための手段を含み、透過モー
   ドにおける表示のコントラスト比が反射モードの場合に
   比べて少なくとも同程度である縦続二重セル形液晶表示
   装置。 ３、両方のセルを同時に付勢するための前記手段が、電
   源と対応する表示要素との間に接続されたコネクタ手段
   を含む特許請求の範囲第２項記載の液晶表示装置。 ４、前記コネクタ手段が、対応する表示要素に結合され
   た接続パッドに接触させるための複数の導電性要素を含
   む特許請求の範囲第３項記載の液晶表示装置。 ５、前記コネクタ手段が非導電層によって隔離された複
   数の導電層を含む特許請求の範囲第４項記載の液晶表示
   装置。