JPS63247724A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、遮光膜を形成したネガ型表示を行なう液晶表
示装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、自動車の計器類、あるいは時計等の表示に用いら
れている液晶表示装置は、暗い表示面に明るい文字、図
形などの表示を行うネガ型表示が多く採用されている。

ネガ型液晶表示装置は、背景部分では液晶層に電圧が印
加されていないため、液晶分子がねじれており、これに
沿って光の偏光面はねじれ、一対の偏光膜の偏光軸を並
行させて配置することにより、背景部分で光が透過しな
いようにされている。しかし、通常のこのネガ型液晶表
示装置の背景部分では、光は偏光面がねじれて進むが、
光の色によって屈折率が異なるため、ある程度特定の色
の光が透過してきてしまう問題点があった。単に一対の
偏光膜でその偏光軸を直交して配置した時と、偏光軸を
平行に配置した時との比（コントラスト比）は１０００
以上にもなる。しかし、通常のネガ型液晶表示装置で、
この間に液晶層を挟持した場合には、前述のごとく、背
景部分では、光は偏光面がねじれて進むため、全ての色
で充分な偏光が得られなく、背景部分での光の漏れを生
じ、これが問題となっていた。

このため、この背景部分に遮光膜を形成し、背景部分の
光の漏れを防止することが提案されている。

しかし、単に背景部分の光の漏れをなくすために遮光膜
を設けた場合には、背景部分は暗くなるが、表示パター
ンの部分のうち、光が透過してこないようにされる非表
示パターンの部分では、光がある程度漏れてくるため前
述の背景部分と同じ問題を生じ、背景部分とこの非表示
パターン部分との暗さの比が大きくなると、本来光が透
過していないはずの部分を光が透過していると表示を見
誤る恐れが出てきた。

このため、本出願人は、背景部分に遮光膜を設けるとと
もに、偏光膜をポジ型液晶表示装置の場合と同様に、液
晶に電圧を印加しない部分で光が透過してくるように、
配置し、表示パターンの駆動を光が透過しないようにす
る部分の液晶に電圧を印加するようにすることを提案し
ている。これにより、液晶に電圧を印加した部分では、
液晶が立ち上がっているため、色による影響がなく、一
対の偏光膜をその偏光軸が直交するように配置しておけ
ば、はぼ偏光膜の有する偏光性能を充分に生かして高い
遮光性が得られ、コントラスト１０００以上というよう
に高いものが得られた。

［発明の解決しようとする問題点］ このように遮光膜を形成、偏光膜の偏光軸をポジ表示用
にした液晶表示装置は、たしかに前述のごとく高いコン
トラストを得ることができた。しかし、同一液晶セル内
で部分的にそれほど遮光度を必要としない、あるいは遮
光時にもある程度光を漏れさせたい表示部がある場合、
さらに部分的に色を変化させたい場合に簡単に実現でき
ないという問題があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、かかる問題点を解決すべくなされものであり
、電極を設けた基板間にネマチック液晶層を挟持し、表
示パターンに対応する部分以外には遮光膜を設けた液晶
表示装置において、液晶セルの両面の一対の偏光膜の偏
光軸を電圧無印加部分で光が透過してくるように配置し
、所望の表示パターン以外の表示パターン部分の電極に
前記ネマチック液晶が励起する以上の電圧を印加−する
ようにした第１の部分と、電圧印加部分での遮光度が該
第１の部分の電圧印加部分での遮光度よりも低くされた
第２の部分とを設けることを特徴とした液晶表示装置を
提供するものである。

本発明を図面を参照しつつ説明する。

第２図は、本発明のネガ型表示のねじれネマチック液晶
表示装置の基本的な例の断面図を示す。

第１図において、ＩＡは基板であり、２Ａはその上に形
成された電極であり、さらにその上には配向膜３Ａが形
成されている。一方、他方の基板ＩＢには、その上に電
極２Ｂ、表示パターン以外の部分に遮光１１ｉｉ１４　
、それらの上に配向膜３Ｂが形成されている。これらの
２枚の基板の電極面が相対向するように配置して、周辺
をシール材５でシールし、内部にネマチック液晶を注入
して液晶層６を形成して液晶セルを形成する。

この液晶セルの両面には、一対の偏光膜７Ａ。

７Ｂが配置され、その偏光軸は、基本的には通常のポジ
型表示の液晶表示素子の場合と同様に電圧を印加した部
分で光が遮断されるようにされている。

具体的には、はぼ９０°のねじれになるように配向膜を
形成し、液晶の分子が電圧を印加しない状態でほぼ９０
°ねじれた状態にし、偏光膜の偏光軸は、それぞれの配
向方向と平行または直交するように配置すれば良い、即
ち、偏光膜の偏光軸は相互にほぼ９０°になるように配
置される。

もっとも、この配向方向を９０°としても、液晶のねじ
れを９０°でなく、２７０°や４５０°としてもよいし
、配向方向を正確に８０°とせずに、８５°とか１００
°とかしてもよい、また、偏光軸と配向方向との角度も
平行または直交に限られなく、それから少しずらせて５
°とか８５°とかしてもよい。

さらに、第１図に本発明の偏光膜貼り分は配置図を示す
、裏面の偏光膜の偏光軸方向は全てａの方向である０表
面についてはそれぞれＢ部がす、０部がＣの方向である
。したがって、Ｂ部については前述の通り偏光膜の偏光
軸は相互にほぼ９０°になっているが、０部については
、相互にほぼＯｏとなっている。つまり０部においては
、電圧を印加した部分で光が透過してくるようになって
いる。

本発明で使用される基板は、ガラス、プラスチック等の
透明基板であれば良く、その内面には、Ｉｎ２Ｏ３−９
ｎ０２（Ｉ　ＴＯ）　、　１１１２０３等の透明導電膜
による透明電極が形成されている。なお、この透明電極
には、このほか金属や導電ペースト等による低抵抗の導
電性材料の膜が細線状、格子状等に形成されていてもよ
い。

配向膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコ
ール等の有機高分子、５ｉ０２、Ｔ　ｉ０２、Ａｌ２Ｏ
３等の無機材料による膜をラビングしたり、斜め蒸着し
たりした液晶を配向させる配向膜であればよく、必要に
応じて、１層でも良いし、２層としてもよい。

本発明の遮光膜は、液晶セルの内面に設けてもよいし、
外面に設けてもよく、その光透過率は０．０２〜１．０
％とされる。もっとも、液晶セルの内面側に遮光膜を形
成する方が斜め方向から見た場合に表示パターンと遮光
膜との位置ずれを生じにくく好ましい。

この遮光膜は、表示の背景部分に形成されるものであり
、通常は一方の基板にのみ形成されればよい、もちろん
両方の基板に分割して形成されてもよいが、一方の基板
に形成するほうが工程が少なく生産性がよい。

この遮光膜は、透明電極と絶縁膜を介してアルミ、ニッ
ケル、クロム等の金属性遮光膜を蒸着、メッキ等で形成
したり、カーボンペースト等の遮光性インクを印刷等で
形成したりして形成されればよい。

シール材は、通常のエポキシ樹脂、シリコン樹脂等のシ
ール材でよく、通常はその一部に開口部を形成しておき
、セル化して後、その開口部から液晶を注入し、その開
口部を封止すればよい。

注入する液晶は、通常のネマチック液晶でよく、通常は
ほぼ９０°のねじれを有しているが、前述の如く、２７
０°や４５０°ねじれとなるようにカイラル物質を添加
してあってもよい。

このほか、カラーフィルタ一層を基板の内面または外面
に形成したり、基板を偏光膜基板としたり、基板の外面
にタッチスイッチ、紫外線カツトフィルター、無反射フ
ィルターを積層したりしてもよく、本発明の効果を損し
ない範囲内で通常の液晶表示素子に適用しうる技術を適
用してもよい。

第１図の例では、全体としてはネガ型表示であるが、電
極への電圧の印加は、ポジ型表示の部分とネガ型表示と
同様の部分がある。

即ち、液晶の光透過をさせたい部分に電圧を印加するネ
ガ型の部分と光遮断したい部分に電圧を印加するポジ型
の部分がある。

本発明では、遮光膜のある背景部分と、表、裏面偏光膜
の偏光軸を相互にほぼ９０°になるように配置したポジ
型貼りで、電圧を印加した部分はほとんど遮光され、光
は漏れてこないが。

偏光膜の偏光軸を相互にほぼＯｏになるように配置した
ネガ型貼りで電圧を印加していない部分は遮光が充分で
はなく、わずかに光が漏れてくる。

また、部分的に偏光膜をネガ型貼りをする代わりに、こ
の部分だけカラー偏光膜をポジ型貼りにした場合は、電
圧を印加している部分だけ特定色の光が透過してくる。

このように、本発明の構成とすることにより液晶セルの
デザインに応じて部分的に特殊な表示を行なうことが可
能となった。

特に、第１図のバーグラフ表示の場合などでは、バーグ
ラフの表示範囲全体が認識できる程度に光が漏れてくる
ほうが表示値の相対的な判別が容易となる。このため、
バーグラフのようなアナログ表示部分では、偏光膜を平
行に配置して通常のネガ表示とするかまたは一方の偏光
膜をカラー偏光膜としてポジ表示とし、電圧印加部分で
特定色が表示されるようにする。

［実施例］ 実施例１ 第１図、第２図に示すような構成で、液晶としてメルク
社製ＺＬＩ−２９７８−０００、偏光膜として日東電工
社製Ｇ−１２２０Ｄｕ、セル間隙は５．フルｍとした。

偏光膜をネガ型貼りとするのは第１図り部アナログのエ
ンジン回転計の部分である。

遮光膜はセル内面に形成し、カーボンインクによる印刷
で厚さ約２１Ｌｍとした。また、駆動電圧はＩＯＶとし
た。第１図Ｂ部は遮光膜部分も含め、電圧印加による光
遮断時はほとんど光を透過せず、従って表示セグメント
の存在はわからない、ところが、一般にエンジン回転計
などは何回転まで表示可能なのかいいかえれば表示セグ
メントがどこまで存在しているのかが見えたほうがよい
、そうした場合に、本実施例第１図のようにＤ部のみ偏
光膜をネガ型貼りとすれば、電圧無印加の光遮断時でも
わずかに光を透過するため、遮光膜部分と明るさの差を
生じ、表示セグメントの存在が認識できる。

実施例２ 第１図に示すようにＤ部のエンジン回転計の目盛り部分
のみ片面に赤色のカラー偏光膜を他の部分と偏光軸をそ
ろえて貼る。こうすることにより、通常電圧無印加状態
で光を透過する。

そして、ある回転数を超えると電圧を印加し、赤色の光
のみ透過させ、警告を表示する０本実施例においては、
液晶セル両面の偏光膜をカラー偏光膜とし、電圧無印加
時においてもある特定の色（例えば青色）の光を透過さ
せるようにしてもよい。

［発明の効果］ 本発明では、液晶セル両面の偏光膜の貼り方を一部だけ
ネガ型貼りとしたり、あるいは一部だけ片面ないし両面
カラー偏光膜を貼り、かつ非表示パターン部に遮光膜を
形成し、さらに表示パターン部分でポジ表示型の駆動を
することにより１通常部は高コントラストを維持したま
ま、一部分のみ遮光度を落としたり、特定色を表示した
りすることができる。

本発明では、液晶セル自体の構造を変えることなく、片
面、ないし両面の偏光膜を貼り分けることにより、表示
デザインの自由度を増し、意匠性が向上する。また、同
じ製造工程により異なったタイプの表示器を作ることが
でき、信頼性や生産性の向上もはかられる。

特にバーグラフのようにその表示セグメント全体がある
程度判別できるようにすることが好ましい表示部分を非
表示状態でも識別できるようにすることにより、表示範
囲全体に対する表示されている部分の比が判別できると
いう利点も有する０本発明は、本発明の効果を損しない
範囲内で公知の液晶表示素子に使用されている種々の構
成を付加してもよく、今後種々の応用が可能なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第２図は本発明の基本的例に使用する液晶セルの断面図
である。 第１図は１本発明の偏光膜の貼り分けの例を示す平面図
である。 基板　　　　　　　＝ｌＡ、ＩＢ 電極　　　　　　　：２Ａ、２Ｂ 配向膜　　　　　　；３Ａ、３Ｂ 遮光膜　　　　　　：４ シール材　　　　　＝５ 液晶層　　　　　　：６ 偏光膜　　　　　　＝７Ａ、７Ｂ 裏面偏光膜の偏光軸：ａ Ｂ部表面偏光膜の偏光軸：ｂ Ｃ部表面偏光膜の偏光軸二〇 第　１　図 第　２　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極を設けた基板間にネマチック液晶層を挟持し
   、表示パターンに対応する部分以外には遮光膜を設けた
   液晶表示装置において、液晶セルの両面の一対の偏光膜
   の偏光軸を電圧無印加部分で光が透過してくるように配
   置し、所望の表示パターン以外の表示パターン部分の電
   極に前記ネマチック液晶が励起する以上の電圧を印加す
   るようにした第１の部分と、電圧印加部分での遮光度が
   該第１の部分の電圧印加部分での遮光度よりも低くされ
   た第２の部分とを設けることを特徴とした液晶表示装置
   。
2. （２）第２の部分が、一対の偏光膜の偏光軸を電圧印加
   部分で光が透過してくるように配置し、所望の表示パタ
   ーン部分の電極に前記ネマチック液晶が励起する以上の
   電圧を印加する特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装
   置。
3. （３）第２の部分に配置する偏光膜をカラー偏光膜とし
   、電圧印加部分で特定色の光だけ透過してくるようにし
   た特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置。
4. （４）裏側の偏光膜の背後に、照明手段を設けた特許請
   求の範囲第１項記載の液晶表示装置。
5. （５）ネマチック液晶に二色性色素を添加した液晶を使
   用する特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置。