JP3043470B2 - 液晶表示器 - Google Patents

液晶表示器

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JP3043470B2
JP3043470B2 JP3167335A JP16733591A JP3043470B2 JP 3043470 B2 JP3043470 B2 JP 3043470B2 JP 3167335 A JP3167335 A JP 3167335A JP 16733591 A JP16733591 A JP 16733591A JP 3043470 B2 JP3043470 B2 JP 3043470B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示器に関し、特
に透明基板の間にスペーサが配置された液晶表示器に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示器に使用されていたスペ
ーサは、透明であってその屈折率が液晶の屈折率と異な
っていたため、光が散乱してしまい、特に透過形の液晶
表示器では光がもれたり、また、反射形の液晶表示器で
はコントラストが低下するという問題があった。
【0003】そこで、実開昭60−191031号公報
記載の液晶防眩装置では、スペーサとして用いるビーズ
の材質、すなわちプラスチック、又はガラスの組成や添
加剤、又は重合度等を選択することにより、スペーサの
屈折率を同時に使用する液晶の屈折率と等しくしたり、
さらにスペーサ自体を着色して、スペーサと液晶の界面
での光の散乱を防ぐようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の液晶表示器にあっては、表示内容に応じて表
示画素のオンオフが頻繁に行なわれる場合に、そのオン
オフの切替時に生じるスペーサと液晶の界面での光のも
れがコントラストを低下させることが知られており、問
題となっている。
【0005】また、この光のもれは、スペーサの散布密
度の大きい表示モード、例えば、STN(super twiste
d nematic )モードなどでは、画素面積に占めるスペー
サの見かけの面積の割合が大きくなるため、一層コント
ラストの低下をもたらしている。
【0006】このような光のもれは、表示画素のオンオ
フの切替時にスペーサと液晶の誘電率の違いによる界面
近傍での電界の乱れによって、液晶分子の運動が攪乱さ
れていることが原因と考えられるので、スペーサの屈折
率と液晶の屈折率とを等しくする上記従来の手段では対
応できないという問題があり、対策が望まれていた。
【0007】そこで、本発明は、このような液晶表示器
の表示画素のオンオフ切替時に生じる光のもれを無く
し、コントラストの良好な液晶表示器を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
透明電極が形成された一対の透明基板と、前記一対の透
明基板間に挟まれた液晶と、前記一対の透明基板間の間
隙を一定の距離に保持するスペーサと、を備え、前記液
晶とスペーサの誘電率を等しくした液晶セルから成る液
晶表示器において、前記スペーサに有機強誘電性高分子
化合物を混合したことを特徴とする。
【0009】請求項記載の発明は、透明電極が形成さ
れた一対の透明基板と、前記一対の透明基板間に挟まれ
た液晶と、前記一対の透明基板間の間隙を一定の距離に
保持するスペーサと、を備えた液晶セルから成る液晶表
示器において、前記液晶の誘電率と導電率の積を前記ス
ペーサの誘電率と導電率の積に等しくしたことを特徴と
し、
【0010】請求項記載の発明は、前記スペーサに導
電性高分子化合物を含むプラスチックビーズを用いたこ
とを特徴とする。
【0011】
【作用】請求項1記載の発明によれば、液晶とスペーサ
の誘電率を等しくしたことにより、液晶表示器の表示画
素のオンオフ切替時における液晶とスペーサの界面での
電界の乱れが無くなり、光のもれによるコントラストの
低下を防止し、スペーサの誘電率の調整に有機強誘電性
高分子化合物を混合することにより、少ない混合量で容
易に調整を行うことができる。
【0012】請求項記載の発明によれば、液晶とスペ
ーサのそれぞれの誘電率と導電率の積が等しくなるよう
に調整することにより、異種誘電体の界面で電荷が蓄積
する界面分極が起こり難くなり、スペーサと液晶の界面
での電界の乱れによる光のもれを防止する。
【0013】請求項記載の発明によれば、請求項
載のスペーサに導電性高分子化合物を含むプラスチック
ビーズを用いたことにより、透明基板の間でスペーサが
膨張・収縮しても液晶中に気泡等が発生しなくなる。
【0014】
【実施例】第1実施例
【0015】図1は、本発明に係る液晶表示器の一実施
例を示す構成断面図である。
【0016】まず、本第1実施例の基本的な構成につい
て説明する。
【0017】図1に示されるように、液晶表示器1は、
ガラス又はプラスチックフィルム等から成る透明基板2
a、2bを対向させて、その周縁部をシール材3でシー
ルし、その内部に液晶4をスペーサ5と共に封入したも
のである。
【0018】スペーサ5は、有機樹脂又はガラス製の球
状あるいは円筒状の粒子によって構成されている。両基
板の対向面には、一対の透明電極6a、6bが形成さ
れ、その内側には配向膜7a、7bが形成されており、
配向処理がなされている。
【0019】そして、透明基板2a、2bの外側には、
表示モードに応じて偏光板、反射板、位相板など(図示
しない)が設置されている。
【0020】図2(a)、(b)、(c)は、図1の液
晶表示器内部の電場状態を示す模式図である。
【0021】図2各図に示されるように、液晶4の誘電
率εLCとスペーサ5の誘電率εSの大きさが変わること
によって、電界印加時において液晶4とスペーサ5の界
面で電気力線8の屈折が生じる。特に、εLCとεSとの
大きさが異なる(a)と(c)の場合は、スペーサと液
晶の界面近傍で電場の乱れが生じていることがわかる。
【0022】そこで、本第1実施例では、図2(b)に
示すように、液晶4の誘電率εLCとスペーサ5の誘電率
εSとを等しくすることによって、液晶4とスペーサ5
の界面近傍での電場の乱れを無くし、光のもれによるコ
ントラストの低下を防止している。
【0023】次に、本第1実施例における具体的な構成
及び作用について説明する。
【0024】本第1実施例では、図1の液晶表示器1の
透明基板2a、2bに、それぞれ1.1mm 厚のITO(in
dium tin oxide)付ソーダガラス基板が用いられてい
る。そして、一方の透明基板2aにポリイミドを印刷
後、ラビングによる配向処理を施して、ポリスチレンに
有機強誘電性高分子化合物であるポリフッ化ビニリデン
を混合したスペーサを散布する。そして、他方の透明基
板2bにも上記と同様な配向処理を施した後、エポキシ
樹脂のシールを印刷し、先程の透明基板2aと貼り合わ
せ、さらに液晶を注入し、最後に偏光板を貼り付けて液
晶表示器1を作成した。
【0025】ここでは、スペーサ5と液晶4の誘電率が
等しくなるように、スペーサ5中のポリフッ化ビニリデ
ンの量が調整してある。
【0026】本第1実施例では、上記したように、スペ
ーサに有機強誘電性高分子化合物であるポリフッ化ビニ
リデンを混合してスペーサ5と液晶4の誘電率を等しく
したため、少ない混合量で誘電率を容易に調整すること
が可能となり、また弾力性のある有機高分子化合物を用
いているので、温度差による膨張・収縮があっても液晶
中に気泡が生じ難く、好適である。そして、スペーサ5
と液晶4との誘電率を等しくしたので、図2(b)に示
すように、スペーサ5の界面近傍で電場の乱れがなくな
った。このため、表示画素のオンオフ切替時(電界印加
時)における光のもれが無くなり、コントラストの低下
が防止できるようになった。
【0027】また、上記実施例では透明基板2a、2b
にITO付ソーダガラス基板を用いて実施したが、これ
以外にプラスチックフィルムであるポリエチレンテレフ
タレート(以下、PETと略す)フィルムを用いて実施
することも可能である。その場合は、上記効果に加えて
液晶表示器の薄形化及び軽量化を図ることができる。
【0028】第2実施例
【0029】本第2実施例の液晶表示器自体の構成は、
図1と同様であり、重複説明を省略する。
【0030】本第2実施例の特徴的な構成は、図1に示
される液晶4の誘電率と導電率の積をスペーサ5の誘電
率と導電率の積に等しくなるように調整したものであ
る。
【0031】一般に液晶とスペーサのように、誘電率お
よび導電率の異なる誘電体から成る不均質誘電体の場
合、個々の誘電体、すなわち液晶およびスペーサが誘電
吸収を示さないものであっても、不均質誘電体となった
ことにより、誘電分散や誘電吸収が発生する。
【0032】これは、図3に示されるように、液晶4と
スペーサ5における異種誘電体の界面に、時間遅れを伴
う表面電荷の蓄積が行なわれるためであって、このよう
な分極現象は界面分極として知られている。この界面分
極は、液晶表示器の表示画素のオンオフ切替時(電界印
加時)に液晶4とスペーサ5の界面で発生し、電界を乱
すことから光のもれの原因になっていると推定される。
【0033】そこで、本願発明者らは、このような界面
分極を生じないようにするため、2種の誘電体(液晶と
スペーサ)のそれぞれの誘電率と導電率の積が等しくな
るように調整することによって、電界の乱れが無くな
り、光のもれ防止に効果的であることを見い出した。
【0034】次に、本第2実施例における具体的な構成
及び作用について説明する。
【0035】本第2実施例の液晶表示器に使用する液晶
は、TNあるいはSTNなどのいずれのモードでも使用
することができる。
【0036】そして、スペーサ5としては、一般に使用
されているジビニルベンゼン重合体やポリスチレン系の
プラスチックビーズ等を好ましく使用することができ、
導電性ポリマーや有機金属錯体などをドープすることに
よって、容易に導電率の調整を行うことができる。
【0037】本第2実施例では、図1に示されるよう
に、STN型の液晶4を使用し、ITO透明電極6a、
6bが形成されたPETフィルムから成る透明基板2
a、2bの内側対向面に、さらにポリイミド系の配向膜
7a、7bが形成されている。この配向膜7a、7bに
は、ラビングにより配向処理が施されている。
【0038】スペーサ5は、PETフィルムの片側2a
の配向膜7aの上にフレオンを使用して湿式にて散布し
たものである。反対側のPETフィルム(透明基板)2
bには、シール材3としてエポキシ樹脂をスクリーン印
刷法により印刷して2枚のPETフィルムを貼り合わせ
てセルを作成した。そして、このセルに液晶4を真空注
入法により注入した。最後に、液晶4の注入口を図示し
ない封止材のエポキシ樹脂で封止して、液晶セル1を作
成した。
【0039】本第2実施例で用いたスペーサ5は、スチ
レンの乳化重合により得られた直径6.5 μmのプラスチ
ックビーズであって、重合時にポリピロールを添加する
ことによって導電率を約5×10-10 S・cm-1に調整し
た。そして、このスペーサ5の誘電率は、約3であっ
た。
【0040】これに対して、液晶4には、ZLI4540
(メルク社製)を使用し、その誘電率は15であって、導
電率は1×10-10 S・cm-1であった。
【0041】従って、上記液晶4の誘電率と導電率の積
は、15×1×10-10 S・cm-1=15×10-10 S・cm-1
なり、また、上記スペーサ5の誘電率と導電率の積は、
3×5×10-10 S・cm-1=15×10-10 S・cm-1となる
ため、同じである。本第2実施例では、このようにし
て、液晶4とスペーサ5の誘電率と導電率の積が同じに
なるように調整して作成した液晶セルに偏光板を貼り、
図示しない駆動回路と接続して画像表示を行ってみたと
ころ、従来は電界印加時に液晶4とスペーサ5の界面で
生じていた界面分極(図3参照)が発生しなくなり、光
のもれの無い良好な液晶表示器が得られた。
【0042】また、本第2実施例では、前記第1実施例
と同様に透明基板2a、2bにプラスチックフィルムで
あるPETフィルムを用いたため、液晶表示器が薄形化
し、軽量化することができる。
【0043】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、液晶とス
ペーサの誘電率を等しくしたので、液晶表示器の表示画
素のオンオフ切替時における液晶とスペーサの界面で電
界の乱れなくなり、光のもれによるコントラストの低下
を防止することができ、スペーサの誘電率調整に有機強
誘電性高分子化合物を混合して行なうので、少ない混合
量で容易に誘電率を調整することができる。
【0044】請求項記載の発明によれば、液晶とスペ
ーサのそれぞれの誘電率と導電率の積が等しくなるよう
に調整したので、界面分極が起こり難くなり、スペーサ
と液晶の界面での電界の乱れによる光のもれを防止する
ことができる。
【0045】請求項記載の発明によれば、請求項
載のスペーサに弾力性のあるプラスチックビーズを用い
たので、透明基板間でスペーサの膨張・収縮があって
も、液晶中に気泡等が発生せず、良好な液晶表示を行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶表示器の一実施例の液晶セル
の構造を示す断面図である。
【図2】図1の液晶表示器内部の電場状態を示す模式図
であり、その(a)は液晶よりもスペーサの誘電率の方
が小さい場合の図、(b)は液晶とスペーサの誘電率が
等しい場合の図、(c)は液晶よりもスペーサの誘電率
の方が大きい場合の図である。
【図3】異種誘電体の界面で生ずる界面分極を説明する
図である。
【符号の説明】
1 液晶表示器(液晶セル) 2a、2b 透明基板 4 液晶 5 スペーサ 6a、6b 透明電極

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明電極が形成された一対の透明基板と、 前記一対の透明基板間に挟まれた液晶と、 前記一対の透明基板間の間隙を一定の距離に保持するス
    ペーサと、 を備え 前記液晶とスペーサの誘電率を等しくし た液晶セルから
    成る液晶表示器において、前記スペーサに有機強誘電性高分子化合物を混合し たこ
    とを特徴とする液晶表示器。
  2. 【請求項2】透明電極が形成された一対の透明基板と、 前記一対の透明基板間に挟まれた液晶と、 前記一対の透明基板間の間隙を一定の距離に保持するス
    ペーサと、 を備えた液晶セルから成る液晶表示器において、 前記液晶の誘電率と導電率の積を前記スペーサの誘電率
    と導電率の積に等しくしたことを特徴とする液晶表示
    器。
  3. 【請求項3】前記スペーサに導電性高分子化合物を含む
    プラスチックビーズを用いたことを特徴とする請求項2
    記載の液晶表示器。
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