JP2012208277A - Liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セグメント表示型の液晶表示素子に関するものである。 The present invention relates to a segment display type liquid crystal display element.
従来、セグメント表示型の液晶表示素子は、表示画素をオンオフさせることで表示を行っており、平面的な表示に限られるものであった。これに対し、特許文献1には、幅がステップ状に変化する第1,第2のセグメント電極を櫛歯状に配置し、表示色を異ならせて立体表示効果を得るものが開示されている。また、特許文献2には、電極の一部(副セグメント電極)に微小な開口を設けることでセグメントの輪郭で濃淡を表現し、より立体感のある表示を行うものが開示されている。
Conventionally, a segment display type liquid crystal display element performs display by turning on and off display pixels, and is limited to planar display. On the other hand,
しかしながら、特許文献2に開示される電極の一部に微小な開口を形成する方法においては、開口のサイズが小さすぎる場合には10%程度の薄い表示とする場合に液晶の配向制御ができなくなり、また、反対に大きすぎる場合にはセグメントに発光ムラが目立ち、開口のサイズによっては表示品位が低下するという問題があった。 However, in the method of forming a minute opening in a part of the electrode disclosed in Patent Document 2, if the size of the opening is too small, the liquid crystal orientation cannot be controlled when the display is about 10% thin. On the other hand, if it is too large, uneven light emission is conspicuous in the segment, and there is a problem that the display quality is lowered depending on the size of the opening.
そこで、本発明は、表示品位を低下させることなく立体的な表示が可能な液晶表示素子を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of three-dimensional display without deteriorating display quality.
本発明は、前記課題を解決するために、液晶層を挟持する1対の基板と、前記基板の内面にそれぞれ形成され、前記液晶層に電界を印加するための1対の電極と、を備えた液晶表示素子であって、前記各電極の一部領域あるいは全領域に複数の開口部が形成され、この開口部のピッチは75μm以上150μm以下であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes a pair of substrates that sandwich a liquid crystal layer, and a pair of electrodes that are respectively formed on the inner surface of the substrate and that apply an electric field to the liquid crystal layer. In the liquid crystal display element, a plurality of openings are formed in a partial region or the entire region of each electrode, and the pitch of the openings is 75 μm or more and 150 μm or less.
本発明によれば、表示品位を低下させることなく立体的な表示が可能となる。 According to the present invention, a three-dimensional display is possible without degrading display quality.
以下、図1から図4に基づいて、本発明をセグメント表示型の液晶表示素子に適用した一実施形態を説明する。なお、本発明は下記の実施形態及び図面によって限定されるものではない。下記の実施形態(図面に記載された態様も含む。)に変更(構成要素の削除又は付加等を含む)を加えることが出来るのはもちろんである。 An embodiment in which the present invention is applied to a segment display type liquid crystal display element will be described below with reference to FIGS. In addition, this invention is not limited by the following embodiment and drawing. It goes without saying that changes (including deletion or addition of components) can be added to the following embodiments (including the aspects described in the drawings).
図1及び図2のように、液晶表示素子100は、液晶層110と、上側基板120と、下側基板130と、を備える。なお、上側、下側基板120、130の外側には、それぞれ図示していない偏光板が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid
液晶層110は、上側基板120と下側基板130とによって挟持された、液晶分子を含む液晶によって構成される。上側基板120と下側基板130とは、封止部材(図示しない)を挟んで、所定の距離を保って対向するように重ね合わされ、固着される。上側基板120と下側基板130と前記封止部材によって密閉空間が形成され、形成された密閉空間内に液晶が閉じこめられる。液晶を閉じこめる方法は公知の方法で行うことができる。前記密閉空間内に閉じこめられた液晶は液晶層110を構成する。液晶は、例えば、誘電率異方性が負の特性を持つ液晶材料によって構成される。
The
上側基板120は、光を透過する透明基板(例えば透明ガラス基板)であり、内面、すなわち下側基板130との対向面上に、表示部190を構成する所定形状の透明電極121が形成される。透明電極121は、公知の方法(例えば、スパッタ、蒸着、又は、エッチング)によって形成される。なお、上側基板120上には、図示ない絶縁膜が透明電極121を覆うように形成され、さらに、前記絶縁膜を覆うように図示しない配向膜が前記絶縁膜上に形成される。これら前記絶縁膜及び前記配向膜は、それぞれ、公知の方法(例えば、フレクソ印刷)によって形成される。
The
透明電極121は、例えば、光を透過するITO(酸化インジウムスズ)によって形成されるものである。透明電極121の詳細については後述する。
The
下側基板130は、上側基板120と略同様の構成を有し、上側基板120に対応する透明基板である。下型基板130の内面、即ち上側基板120との対向面上には、透明電極121に対応する透明電極131が形成されている。また、下側基板130は、図示しない絶縁膜、配向膜を備えており、上側基板120に設けた前記絶縁膜、配向膜に対応する。
The
透明電極121、131は、所望の形状で複数形成される。透明電極121、131は、それぞれ、1以上形成されればよい。互いに対向する、各透明電極121と各透明電極131とは、平面形状(液晶層110の厚さ方向から見た形状)が略同形状になる。液晶表示素子100の表示面における、複数の透明電極121と複数の透明電極131との対向個所に対応する領域が、液晶表示素子100が表示パターンを表示する表示部190になる。つまり、複数の透明電極121と複数の透明電極131とによって、表示部190が形成される。
A plurality of
各透明電極121、131は、後述するセグメント191を構成するモノクロ電極部122、132と、後述するグレースケール部192を構成するグレースケール電極部123、133と、から構成される。モノクロ電極部122、132は、セグメント191に対応した形状に形成され、その全領域において全てITOが形成される。グレースケール電極部123、133は、モノクロ電極部122、132の周縁に位置し、モノクロ電極部122、132の輪郭の一部に対応した形状に形成され、その一部領域あるいは全領域においてITOの一部を除去し、微小な開口部124、134を設けてなるものである。ITOが部分的に除去されることで、グレースケール部192においてはITOの有無によって、電圧印加のオンオフにより液晶の配向が制御される個所(すなわち、光が透過可能な個所)と液晶の配向が制御されない個所と(すなわち、光が透過されない個所)が生じ、その結果、セグメント191よりも淡いグレースケールで表示される。液晶表示素子100は、グレースケール部192によって濃淡を表現してセグメント191の輪郭を強調することでセグメント191のみの表示と比較して立体的な表示パターンを得ることができる。なお、表示部190の背景が黒であり、セグメント191が白色で表示される場合は、グレースケール部192はセグメント191よりも白が薄くなったグレーで表示されることとなる。また、濃淡の階調はグレースケール電極部123、133における開口率(電極部の所定の単位面積に対する開口部の面積の割合)を変更することで調整することができ、開口率を徐々に変更することで濃淡の階調を変化させ、グラデーションを表現することも可能である。図3は、グレースケール電極部123、133における開口部124、134の具体的な形成例を示したものである。グレースケール電極部123、133ではITOの一部を除去して開口部124、134が形成される設計を行う。ここで、開口部124、134の形成個所は、斜め電界の影響を排除するため、グレースケール電極部123、134で同一個所とし、開口部124、134を互いに対向させることが好ましい。なお、開口部124、134の形状は、図3で示す矩形状のほか、円状、三角形状などでもよい。また、本願発明者が鋭意検討した結果、グレースケール電極部123、133において液晶の配向制御を良好に行い、また、開口部124、134による発光ムラを目立たせないために、開口部124、134のピッチ(幅)W(本実施形態においては隣り合う開口部の端部間の距離)を、75μm以上150μm以下(さらに望ましくは75μm以上100μm以下)とすることを見いだした。なお、開口部124、134のサイズは開口部124、134のピッチWと開口率とによって任意に定められるものであるが、開口部124、134を正方形状に形成する場合、例えば一辺の長さが5μm〜140μm程度で形成される。
Each of the
図1に戻って、液晶表示素子100は、表示パターンを所謂セグメント表示する。つまり、表示パターンを表示するための表示部190は、複数のセグメント191とセグメント191の輪郭の一部に対応した形状の複数のグレースケール部192によって構成される。1つのセグメント191は、1つのモノクロ電極部122と一つのモノクロ電極部132とによって構成され、1つのグレースケール部192は、1つグレースケール電極部123と1つのグレースケール電極部133とによって構成される。液晶表示素子100は、複数のセグメント191及びグレースケール部192のうちから選択された1以上のセグメント191及び輪郭部192を通過させた光を外部に出射させる(つまり、セグメント191及び輪郭部192を点灯させる)ことによって、複数種の表示パターン(例えば、数字の「0」〜「9」)を表示することができる。グレースケール部192においてはセグメント191よりも淡い表示がなされるのは前述の通りである。セグメント191及びグレースケール部192を点灯させるためには、所望のセグメント191及びグレースケール部192に対応する透明電極121、132間に電圧を印加させればよい。なお、セグメント部191とこれに対応するグレースケール部192は同一の配線に接続されて点灯・消灯が同期しても良いし、別個の配線に接続されて個々に点灯・消灯を切り換え可能としても良い。また、グレースケール部192の形成個所は任意であり、セグメント191の輪郭に限らず、セグメント191の一部であっても良い。
Returning to FIG. 1, the liquid
図4は、上述の液晶表示素子100において開口部124、134のピッチWをそれぞれ50μm、75μm、100μm、150μmとした場合の表示状態及び顕微鏡確認結果を示しており、下表1は目視による液晶の配向と発光ムラの評価結果を示している。なお、評価を行った液晶表示素子100においては、円弧状に配置される扇形状のセグメント191と「188」の数字を構成する略矩形状のセグメント191の一部にグレースケール比(電極部の所定の単位面積に対するITOの面積の割合)を80%、60%、40%、20%、10%としたグレースケール部192をそれぞれ形成した。その結果、開口部124、134のピッチWを100μmとした場合には、液晶の配向は安定し、各グレースケール部192に発光ムラは視認されず、各グレースケール部192の境界も目立たなかった。これに対し、開口部124、134のピッチWを小さくすると液晶の配向が徐々に不安定となり、75μmでは液晶の配向は比較的安定しているものの、50μmとすると特にグレースケール比が10%のグレースケール部192で斜め電界が掛かる領域が大きくなって液晶の配向が不安定となり良好な表示が得られなかった。また、開口部124、134のピッチWを大きくすると開口部124、134のサイズが大きくなり、150μmで各グレースケール部192に発光ムラが視認され、グレースケール比が異なる各グレースケール部192の境界が目立ってきた。したがって、グレースケール部192の発光ムラの程度は開口部124、134のピッチWが150μmより大きくなると製品上の許容範囲を超えると考えられる。
以上のように、本実施形態に係る液晶表示素子100においては、透明電極121、131の一部領域あるいは全領域に複数の微小な開口部124、134を形成し、この開口部124、134のピッチWを75μm以上150μm以下(さらに望ましくは75μm以上100μm以下)とすることで、表示品位を低下させることなく、濃淡を表現することで立体的な表示が可能となる。
As described above, in the liquid
本発明は、セグメント表示型の液晶表示素子に好適である。 The present invention is suitable for a segment display type liquid crystal display element.
100 液晶表示素子
110 液晶層
120 上側基板
121 透明電極
122 モノクロ電極部
123 グレースケール電極部
124 開口部
130 下側基板
131 透明電極
132 モノクロ電極部
133 グレースケール電極部
134 開口部
190 表示部
191 セグメント
192 グレースケール部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the pitch of the openings is 75 μm or more and 100 μm or less.
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2011
- 2011-03-29 JP JP2011073237A patent/JP2012208277A/en active Pending
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