JP2000199898A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画面の全方向での視角特性を低コストで実現す
る。 【解決手段】少なくとも一方の内面に画素選択用の透明
電極を形成した第１の基板と第２の基板を所定の間隙で
対向させ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、
上記間隙に液晶層を封入してなる液晶セルと、液晶セル
の出射光側および入射光側のそれぞれに配置した第１の
偏向板と第２の偏向板と、第１の偏向板と第２の偏向板
と上記第１の基板と第２の基板の間に介挿した第１の位
相差板と第２の位相差板とから構成し、第１の偏向板１
４Ａの層内に液晶セルの少なくとも表示領域の全域にわ
たり透明粒子１９を分散配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子に係
り、特に、視野角を拡大して視覚特性を向上させた液晶
表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、一般に単純マトリクス
型とアクティブマスク型とに分類される。単純マトリク
ス型の液晶表示素子では、液晶層を構成する液晶組成物
として、光学特性を向上させるために複屈折効果を利用
した超ねじれ液晶（ＳＴＮ）が用いられる。

【０００３】そして、上下の電極基板、すなわち少なく
とも一方の内面に画素選択用の電極を形成した第１の基
板と第２の基板に位相差板や偏光板を積層して構成され
る。

【０００４】図９は従来の単純マトリクス型液晶表示素
子の構成例を説明する要部断面模式図である。この液晶
表示素子はカラー表示を可能としたものであり、第１の
基板１の内面にブラックマトリクス（ＢＭ）で区画した
複数色のカラーフィルタ１１を形成し、その上に平滑層
１２を成膜した後、第１の透明電極８をパターニング
し、第１保護膜１５Ａを成膜し、液晶層７と接する面に
第１の配向膜５を形成してある。

【０００５】そして、第２の基板２の内面には、第２の
透明電極９が上記第１の透明電極８と交差するようにパ
ターニングされ、その上に第２の保護膜１５Ａと第２の
配向膜６が形成されている。

【０００６】第１の基板１と第２の基板２を貼り合わせ
て、その貼り合わせ間隙に液晶層を封入した液晶セルの
外面には、それぞれ第１の位相差板１３Ａと第２の位相
差板１３Ｂ、および第１の偏光板１４Ａと第２の偏光板
１４Ｂが積層されている。

【０００７】上記第１の基板１と第２の基板２にそれぞ
れ形成される複数の第１の透明電極８と第２の透明電極
９には、液晶表示素子の周辺に設置されるそれぞれの駆
動回路の外部接続端子との接続をとるための配線電極が
設けられている。

【０００８】なお、この種の液晶表示素子に関する従来
技術を開示したものとしては、例えば特開昭５１−１３
６６６号公報を挙げることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図１０は図９における
偏光板の構造を説明する断面模式図である。従来の液晶
表示素子に用いる表示面側の偏向板すなわち第１の偏光
板１４Ａは、ＰＶＡ（偏光子）１８の両側にＴＡＣ（ト
リアセチルセルロース）１７ａ，１７ｂが積層された構
造であり、透過光を拡散させる作用はなく、液晶表示素
子の視角に対する表示特性が劣化する。

【００１０】なお、光学フィルムを用いて広視角化の愛
知案は既になされているが、画面の全方向での視角特性
を十分に満足させるまでには至っておらず、また、この
光学フィルムは高価であるという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、画面の全方向での視角特性を低コストで実現し
た液晶表示素子を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、表示面側の
偏向板の層内に光拡散ビーズを分散配置したことにより
達成される。

【００１３】本発明の代表的な構成を記述すれば次のと
おりである。すなわち、 （１）少なくとも一方の内面に画素選択用の透明電極を
形成した第１の基板と第２の基板を所定の間隙で対向さ
せ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、上記間
隙に液晶層を封入してなる液晶セルと、上記液晶セルの
出射光側および入射光側のそれぞれに配置した第１の偏
向板と第２の偏向板と、上記第１の偏向板と第２の偏向
板と上記第１の基板と第２の基板の間に介挿した第１の
位相差板と第２の位相差板とから構成し、上記第１の偏
向板の層内に上記液晶セルの少なくとも表示領域の全域
にわたり透明粒子を分散配置した。

【００１４】（２）（１）における透明粒子として球形
ビーズを用いた。

【００１５】（３）（１）における透明粒子として不定
形粒子を用いた。

【００１６】（４）（２）または（３）における前記球
形ビーズまたは不定形粒子の前記偏光板の厚み方向の平
均サイズを当該液晶セルの画素サイズ以下、かつ前記間
隙を保持するスペーサの径と略々同一またはそれ以下と
した。

【００１７】透明粒子である球形ビーズあるいは不定形
粒子はプラスチックまたはガラスを材料とし、これらを
粘着剤に分散させて構成するものであるため、低コスト
で製作できる。

【００１８】このように構成した偏向板を液晶表示パネ
ルの表示面側に設置することにより、液晶パネルから出
射する光は表示面の全域で全方向に拡散する。その結
果、視野各が拡大して良好な表示製造が得られる。

【００１９】なお、本発明は上記構成および後述する実
施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸
脱することなく種々の変更が可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図示した実施例を参照して詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明による液晶表示素子の第１実
施例を説明する第１の偏光板の構造を説明する模式断面
図である。表示面側の偏向板すなわち第１の偏光板１４
Ａは、前記図１０と同様のＰＶＡ（偏光子）１８の両側
に第１のＴＡＣ１７ａと第２のＴＡＣ１７ｂとを積層し
てなる。本実施例では、偏光子１８と第１のＴＡＣ１７
ａとの間に透明な球形のプラスチックビーズ１９を配置
した。

【００２２】この構成とした第１の偏光板１４Ａを用い
ることにより、液晶パネルから入射する光Ｌは偏光子１
８で所要の偏光成分のみが通過し、通過した光は透明な
球形のプラスチックビーズ１９で拡散されて表示面の全
方向にＬ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃ として出射する。

【００２３】したがって、この実施例の第１の偏光板を
用いた液晶表示素子の視野角が広くなり、高品質の画像
表示を得ることができる。

【００２４】図２は本発明による液晶表示素子の第２実
施例を説明する第１の偏光板の構造を説明する模式断面
図である。表示面側の偏向板すなわち第１の偏光板１４
Ａは、前記図１と同様のＰＶＡ（偏光子）１８の両側に
第１のＴＡＣ１７ａと第２のＴＡＣ１７ｂとを積層して
なる。本実施例では、偏光子１８と第１のＴＡＣ１７ａ
との間に透明な不定形のプラスチック粒子１９’を配置
した。

【００２５】この構成とした第１の偏光板１４Ａを用い
ることにより、液晶パネルから入射する光Ｌは偏光子１
８で所要の偏光成分のみが通過し、通過した光は透明な
不定形のプラスチック粒子１９’で拡散されて表示面の
全方向にＬ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃ 、Ｌ₄ として出射する。

【００２６】したがって、この実施例の第１の偏光板を
用いた液晶表示素子でも、その視野各が広くなり、高品
質の画像表示を得ることができる。

【００２７】なお、上記第１および第１実施例における
プラスチックビーズ１９あるいはプラスチック粒子１
９’に代えてガラス等の無機材料を用いても同様の効果
を得るとができる。

【００２８】図３は本発明による液晶表示素子の第１実
施例の全体構成を説明する模式断面図であり、図１およ
び図９と同一符号は同一機能部分に対応する。

【００２９】この液晶表示素子も図９と同様にカラー表
示を可能としたものであり、第１の基板１の内面にブラ
ックマトリクス（ＢＭ）で区画した複数色のカラーフィ
ルタ１１を形成し、その上に平滑層１２を成膜した後、
第１の透明電極８をパターニングし、第１保護膜１５Ａ
を成膜し、液晶層７と接する面に第１の配向膜５を形成
してある。

【００３０】そして、第２の基板２の内面には、第２の
透明電極９が上記第１の透明電極８と交差するようにパ
ターニングされ、その上に第２の保護膜１５Ａと第２の
配向膜６が形成されている。

【００３１】第１の基板１と第２の基板２を貼り合わせ
て、その貼り合わせ間隙に液晶層を封入した液晶セルの
外面には、それぞれ第１の位相差板１３Ａと第２の位相
差板１３Ｂ、および第１の偏光板１４Ａと第２の偏光板
１４Ｂが積層されている。

【００３２】上記第１の基板１と第２の基板２にそれぞ
れ形成される複数の第１の透明電極８と第２の透明電極
９には、液晶表示素子の周辺に設置されるそれぞれの駆
動回路の外部接続端子との接続をとるための配線電極が
設けられている。

【００３３】第１の偏光板１４Ａは図１で説明した構造
を有し、第１の透明電極８と第２の透明電極９で選択さ
れる画素を通過した光は第１の偏光板１４を通過する際
に、その層内に分散されている透明なプラスチックビー
ズ１９で拡散される。

【００３４】その結果、表示面での視野角が拡大され、
高品質の画像表示を得ることができる。

【００３５】なお、図２で説明した第１の偏光板を用い
て構成した液晶表示素子も同様の効果を得ることができ
る。

【００３６】以下、本発明の液晶表示素子とこの液晶表
示素子を用いた液晶モジュール並びにこの液晶モジュー
ルを実装した電子機器の一例を具体的に説明する。

【００３７】図４は本発明による液晶表示素子の構成部
材の相互配置を説明する模式的斜視図であって、液晶層
７を挟持する２枚の基板（第１の基板１と第２の基板
２）間で液晶分子がねじれたらせん構造をなすように配
向させる。このらせん構造は、第１の基板１に形成した
第１透明電極８と第２の基板２に形成した第２透明電極
９上を覆って形成した第１の配向膜５と第２の配向膜６
に接する。

【００３８】第１の配向膜５と第２の配向膜６の配向方
向は、例えばポリイミドからなる有機高分子樹脂の薄膜
の表面を、例えば布などで一方向にこする方法、所謂ラ
ビングを施すことにより得られる。

【００３９】このようにして配向処理された配向膜を形
成した第１の基板１と第２の基板２をそれぞれのラビン
グ方向が互いにほぼ１８０度から３６０度の範囲で交叉
するように対向させ、液晶を注入するための切り欠け部
１６Ａを備えた枠状のシール材１６により接着し、その
間隙に正の誘電異方性をもち旋光物質を所定量添加した
ネマチック液晶を封入すると、液晶分子は第１と第２の
基板１と２の間でねじれ角を持ったらせん構造の分子配
列が形成される。

【００４０】このようにして構成された第１の基板１の
上側に複屈折効果をもたらす部材として第１位相差板１
３Ａを設置し、さらにこの上に第１の偏光板１４Ａを積
層する。

【００４１】また、第２の基板２も同様に、第２透明電
極９上に第２配向膜６を配置し、さらに第２位相差板１
３Ｂと第２の偏光板１４Ｂが設置される。

【００４２】なお、同図ではカラー液晶表示素子とする
場合のカラーフィルタ構造は図示を省略してある。

【００４３】図５は本発明による液晶表示素子をカラー
化する場合の第１の基板の構成例を説明する部分破断し
た斜視図であって、前記実施例と同一符号は同一部分に
対応する。

【００４４】同図において、第１の基板１の内面にカラ
ーフィルタ１１（赤フィルタ１１Ｒ，緑フィルタ１１
Ｇ，青フィルタ１１Ｂ）がブラックマトリクス１０で区
画されて形成され、その上に、これらのカラーフィルタ
およびブラックマトリクスの凹凸の影響を軽減させるた
めの絶縁物からなる平滑層１２が被着されている。そし
て、平滑層１２上に第１透明電極８および第１の配向膜
５が形成されている。

【００４５】なお、図４と図５では前記実施例で説明し
た配線電極の部分は図示を省略してある。

【００４６】図６は本発明による液晶表示素子を用いて
構成した液晶モジュールの構成例を説明する分解斜視図
である。

【００４７】この液晶モジュールは、表示窓２１を有す
るフレーム２０、絶縁シート２２、プリント基板２３、
スペーサ２４、液晶表示素子２５、クッション材２６、
バックライト２７、導光体２８、およびモールドフレー
ム２９をこの順で積層してフレーム２０とモールドフレ
ーム２９で鋏込んで固定される。なお、３０はバックラ
イト２７に給電するための電源ソケットである。

【００４８】この形式では、液晶表示素子２５とプリン
ト基板２３とはテープキャリアパッケージで接続される
が、これに代えて液晶表示素子を構成する基板の周辺部
に直接駆動ＩＣ等を含む周辺回路を実装してもよい。

【００４９】図７は本発明による液晶表示素子を組み込
んだ液晶モジュールを用いた電子機器の一例としてのラ
ップトップパソコンの斜視図である。

【００５０】このラップトップパソコンは本体部３６と
モニター部３２とからなり、モニター部には本発明によ
る液晶表示装置を組み込んだ液晶モジュール３１を実装
している。なお、３３は明るさボリウム、３４はコトラ
ストボリウム、３５は表示背景と画像の反転スイッチで
ある。

【００５１】図８は図７に示したラップトップパソコン
における液晶表示装置のコントロール回路の概略ブロッ
ク図であって、本体部のマイクロプロセッサ３６で処理
した結果をコントロール用ＬＳＩ３７を介して駆動用Ｉ
Ｃ３９で液晶表示モジュールを駆動する。なお、ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ等のメモリ３８は表示の手順や表示データの
格納を行うものである。

【００５２】上記した実施例によれば、表示領域の視野
角が広く、高表示品質の液晶表示装置が得られる。

【００５３】なお、本発明は上記実施例で説明した透過
型に限るものではなく、反射型液晶表示素子あるいはＴ
ＦＴ等の所謂アクティブマトリクス型の液晶表示素子に
も同様に適用できる。また、反射型の液晶表示素子の場
合は、その液晶パネルを構成する第２の基板は透明基板
である必要はない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶パネルの表示面側に設置された偏光板を透過した光
が広範囲に拡散されるため、視野角が拡大し、見易く高
い表示品質の液晶表示素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子の第１実施例を説明
する第１の偏光板の構造を説明する模式断面図である。

【図２】本発明による液晶表示素子の第２実施例を説明
する第１の偏光板の構造を説明する模式断面図である。

【図３】本発明による液晶表示素子の第１実施例の全体
構成を説明する模式断面図である。

【図４】本発明による液晶表示素子の構成部材の相互配
置を説明する模式的斜視図である。

【図５】本発明による液晶表示素子をカラー化する場合
の第１の基板の構成例を説明する部分破断した斜視図で
ある。

【図６】本発明による液晶表示素子を用いて構成した液
晶モジュールの構成例を説明する分解斜視図である。

【図７】本発明による液晶表示素子を組み込んだ液晶モ
ジュールを用いた電子機器の一例としてのラップトップ
パソコンの斜視図である。

【図８】図７に示したラップトップパソコンにおける液
晶表示装置のコントロール回路の概略ブロック図であ
る。

【図９】従来の単純マトリクス型液晶表示素子の構成例
を説明する要部断面模式図である。

【図１０】図９における偏光板の構造を説明する断面模
式図である。

【符号の説明】

１ 第１の基板 ２ 第２の基板 ５ 第１の配向膜 ６ 第２の配向膜 ７ 液晶層 ８ 第１透明電極 ９ 第２透明電極 １０ ブラックマトリクス（ＢＭ） １１ カラーフィルタ １２ 平滑層 １３Ａ 第１位相差板 １３Ｂ 第２位相差板 １４Ａ 第１の偏光板 １４Ｂ 第２の偏光板。 １５Ａ 第１保護膜 １５Ｂ 第２保護膜 １７ａ，１７ｂ ＴＡＣ １８ 偏光子 １９ 透明な球形プラスチックビーズ １９’ 透明な不定形プラスチック粒子。

フロントページの続き (72)発明者 石井 克彦 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 石井 幸二 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA06 BB03 BB33 BB43 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA31X FB02 FB07 FC18 LA12 LA19

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一方の内面に画素選択用の透明
   電極を形成した第１の基板と第２の基板を所定の間隙で
   対向させ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、
   上記間隙に液晶層を封入してなる液晶セルと、 上記液晶セルの出射光側および入射光側のそれぞれに配
   置した第１の偏向板と第２の偏向板と、 上記第１の偏向板と第２の偏向板と上記第１の基板と第
   ２の基板の間に介挿した第１の位相差板と第２の位相差
   板とから構成され、 上記第１の偏向板の層内に上記液晶セルの少なくとも表
   示領域の全域にわたり分散配置された透明粒子を有する
   ことを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】前記透明粒子の前記第１の偏向板の厚み方
   向の平均サイズを当該液晶セルの画素サイズ以下、かつ
   前記間隙を保持するスペーサの液晶パネルの厚み方向サ
   イズと略々同一またはそれ以下としたことを特徴とする
   請求項１に記載の液晶表示素子。