JPH03113420A - 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〕 本発明はクロストークがほとんどなくかつ輝度の高い液
晶表示装置に係る。

〔従来技術及びその問題点〕

液晶表示装置は、低電圧駆動が可能であり、かつ消費電
力が小さく、またＩＣによって直接駆動できるため、装
置を容易に小型にし、また薄型にできる利点を有する。

特にＴＮ型液晶は、低電圧、低消費電力の点で優れ、従
来から腕時計、電卓等に広く用いられている。

近年、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等の
情報処理装置の普及に伴い、装置の可搬性、薄型化、小
型化が求められるようになり、ＣＲＴにかわる表示素子
として、液晶表示素子が採用され始めている。上記情報
処理装置においては漢字表示をするために、腕時計、電
卓等の用途に比べその画素数は非常に多くなり、液晶表
示装置の駆動方法も通常Ｘ−Ｙ状に電極を交差させる単
純マトリクス駆動回路が用いられる。単純マトリクス駆
動方式において各画素は個々に画素電極が独立していな
いために隣接画素にも一定の電圧が印加されることとな
り、隣接画素は完全に非表示状態とはならず、いわゆる
クロストークが発生する場合がある。

このクロストークを改善するために、各画素ごとにダイ
オード、薄膜トランジスタ、バリスタ等の非線形素子を
設ける方法がある。

しかしながら、数千〜数十万画素にものぼる画素ごとに
ダイオード、薄膜トランジスタ等を、欠陥なしにあるい
は略同−特性に配設することは困難であり、特性のバラ
ツキが少なく、大面積に形成可能な非線形素子の作製が
望まれていた。

一方、面積が大きい表示装置に用いられる液晶の開発が
進み、近年、ポリマーのマトリクス中に液晶の小さな球
を分散させたＮ　ＣＡ　Ｐ　（ＮｅｍａｔｉｃＣｕｒｖ
ｉｌｉｎｅａｒ　Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｐｈａｓｅ：ネマチ
ック曲線式整列相）液晶、あるいは網目状構造のポリマ
ーマトリクスの空隙部に液晶が連続相として入っている
液晶複合膜のようなポリマー分散型液晶と呼ばれる新規
な液晶技術が開発されている。ポリマー分散型液晶は、
液晶層の厚さの制御が容易なため、大型表示装置の液晶
材料として好適であり、応答時間が早い、偏光板を必要
としない、視野角が広い等の特徴を有している。

しかしながら、ＴＮ型液晶の駆動電圧が５Ｖ程度である
のに対して上記のＮＣＡＰ液晶等の駆動電圧は数十〜数
百Ｖ程度と高く、非線形素子として薄膜素子等よりも耐
電圧の高い素子の開発や駆動電圧を低減させることが望
まれていた。

本発明者らは、主としてバリスタ粉からなる膜を非線形
素子として使用したポリマー分散型液晶層からなる液晶
表示装置を特願昭６３−１３８８７０号として提案した
。上記提案の液晶表示装置は、クロストークのほとんど
ない表示ができる。

〔本発明の目的〕

しかしながら、駆動電圧を低減させるために液晶層を薄
くシて、上記提案に示された方法によってポリマー分散
型液晶層とバリスタ層が配設された基板とを貼り合わせ
て液晶表示装置を製造した場合に、第１の基板上に配設
されたバリスタ層の頭頂部と対向する第２の基板上の電
極とが接触あるいは極度に近接する場合、バリスタの頭
頂部を通して信号線から第２の基板上の電極へ電流が流
れることがあり、このため一部の画素のコントラストに
バラツキが生じることがあった。

本発明は、前記問題点を解決したコントラストのバラツ
キの少ないポリマー分散型液晶からなる液晶表示装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、画素電極と、この画素電極と間隔をもって配
設され画素電極に信号を送る信号電極と、前記画素電極
と前記信号電極とを接続するバリスタとを有する第１の
基板、前記画素電極と対向するように電極が設けられた
第２の基板、及び第１の基板と第２の基板との間に充填
されたポリマー分散型液晶層からなる液晶表示装置にお
いて、信号電極上のバリスタの厚みが画素電極と信号電
極との間隔よりも短く、且つ信号電極上のバリスタと第
２の基板上の電極とが接触しないことを特徴とする液晶
表示装置に関する。

詳しくは、信号電極上のバリスタの厚みが画素電極と信
号電極との間隔よりも短く、且つ液晶動作電圧下におい
て第１の基板の信号電極上のバリスタ頭頂部と第２の基
板上の電極との間に電流が流れない程度まで、バリスタ
頭頂部と第２の基板上の電極との距離を離すことを特徴
とする液晶表示装置に関する。

バリスタ頭頂部と第２の基板上の電極との間には、ポリ
マー分散型液晶、あるいは他のポリマー有機物、無機物
が充填される。あるいは空気や窒素ガス等が充填されて
もよく、また空隙となっていてもよい。バリスタ頭頂部
と第２の基板上の電極との距離は、間に充填される物質
によって適宜設定される。耐電圧性の良い物質の場合に
は比較的短い距離に設定でき、一方耐電圧性の悪い物質
の場合には比較的長い距離に設定する必要がある。

以下に本発明を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の液晶表示装置１の一実施態様を示す
部分拡大縦断面図である。第２図は、第１の基板２上に
設けられた画素電極３、信号電極４及びバリスタ５の配
設の関係を示す平面図である。

第１の基板２上には、画素電極３及び信号電極４が配設
されている。画素電極３と信号電極４とは間隔ｌ、をも
って配置されており、両者はバリスタ５で電気的に結合
されている。画素電極３と信号電極４との間隔！、は一
般に５〜４００　ｐｍである。また信号電極４上のバリ
スタ５の厚み１２は一般に５〜４００μｍである。第２
の基板、６上には画素電極３と対向するように走査電極
７が配設されている。第１の基板２と第２の基板６との
間にはポリマー分散型液晶層８が挟持されている。本発
明において、信号電極４上のバリスタ５の厚み１２は、
画素電極３と信号電極４との間隔！１よりも短くなって
いる。

本図によれば、駆動電圧を低減させるためにポリマー分
散型液晶層８の厚みを薄（した場合にも、第１の基板上
に配設されたバリスタ５の頭頂部と対向する第２の基板
上の走査電極との間にポリマー分散型液晶層が設けられ
ているため、信号電極４とバリスタ５の頭頂部間のバリ
スタ電圧が、信号電極４と画素電極３間のバリスタ電圧
よりも小さいにも拘らず、信号電極４からバリスタ５の
頭頂部を通して第２の基板上の走査電極７に電流が流れ
ることがない。従って、液晶とバリスタ５との正常なマ
トリックス回路が形成され、各画素のコントラストにバ
ラツキを生じることがない。

バリスタ５の頭頂部と対向する第２の基板上の走査電極
との間隔は、信号電極４からバリスタ５の頭頂部を通し
て第２の基板上の走査電極７に電流が流れない程度の間
隔であればよく、その間隔は間に充填される物質の種類
によって適宜設定される。本発明によれば信号電極４上
のバリスタの厚みを特に薄くすることができ、またポリ
マー分散型液晶層の厚みを薄くすることができるため液
晶表示装置の駆動電圧をより低減することができる。

本発明においては、バリスタを主としてバリスタ粉より
なるバリスタ膜とすれば、基板上の任意の位置及び大き
さにバリスタを作製することができる。さらに、前記バ
リスタ膜を、バリスタ粉を主成分とするペーストを用い
た印刷法によって、画素電極と信号線との間に個別に形
成すれば、薄膜形成技術を用いる場合等と比較して、製
造方法が簡易で、安価であり、広い面積に一度に素子を
作製することが可能であり、特性のバラツキ等が少なく
安定したバリスタ素子を形成することができる。

バリスタを主としてバリスタ粉よりなるバリスタ膜とす
る場合、粒径のそろったほぼ球形のバリスタ粉を用いる
ことにより、各画素電極と信号電極間のバリスタ闇値電
圧がほぼ一定となり、きれいな表示が得られる。バリス
タ粉の粒径は一般には０．２〜３０μｍ、好ましくは０
．２〜２０μｍである。

本発明で使用するポリマー分散型液晶としては、ＮＣＡ
Ｐ液晶のようなポリマーのマトリクス中に多数のカプセ
ル状の液晶体（球状に限定されない）が分散含有された
もの、熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等のポリマーに分散
含有された液晶等のいわゆるポリマー分散型液晶、ある
いは三次元網目状構造のポリマー中の空隙部に液晶が連
続相として入っている液晶複合膜等を挙げることができ
る。

〔実施例〕

以下、製造例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。

製造例１ まず、透明な走査電極７を有する基板６の走査電極７側
にポリビニールアルコール２ｇを溶かした水溶液２０ｇ
、液晶５ｇ、黒色二色性色素０．２ｇからなるエマルジ
ョンを、９゛０μｍのドクターブレードを用いて塗布、
乾燥してポリマー分散型液晶層８（厚さ２０μｍ）を形
成した。

一方、第２図に示すように、透明電極でできた信号電極
４と画素電極３との間（信号電極４と画素電極３間の距
離：３０μｍ）に、印刷法によりバリスタ素子１２（バ
リスタ層の厚み１０μｍ±３μｍ）を形成した。

次に第１の基板２とポリマー分散型液晶層８を形成した
第２の基板６とを貼り合わせた。

この液晶表示装置の信号電極４と走査電極７との間に交
流電圧±１２０ｖでマルチプレックス駆動（デユーティ
比１／１２８）したところ、望みの画素部分がクロスト
ークなしに明るく　（コントラスト比〜２０）点灯する
ことができた。またコントラストのバラツキも見られな
かった。

なお説明するに際し第２の基板上の電極を走査電極とし
たが、必ずしもこれに限定されるものではなく、駆動時
に第１の基板上の信号電極を走査してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、駆動電圧を低減させるためにポリマー
分散型液晶層の厚みを薄くシた場合にも、信号電極から
バリスタを介して走査電極に電流が流れることがなく、
液晶とバリスタとの正常なマトリックス回路が形成され
高輝度であり高コントラスト表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置の部分縦断面図である。 第２図は第１の基板上の画素電極、信号電極及びバリス
タの配設関係を示す平面図である。 ２．６：基板、３：画素電極、４：信号電極、５：バリ
スタ、７：走査電極、８：ポリマー分散、型液晶層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画素電極と、この画素電極と間隔をもって配設さ
   れ画素電極に信号を送る信号電極と、前記画素電極と前
   記信号電極とを接続するバリスタとを有する第１の基板
   、前記画素電極と対向するように電極が設けられた第２
   の基板、及び第１の基板と第２の基板との間に充填され
   たポリマー分散型液晶層からなる液晶表示装置において
   、 信号電極上のバリスタの厚みが画素電極と信号電極との
   間隔よりも短く、且つ信号電極上のバリスタと第２の基
   板上の電極とが接触しないことを特徴とする液晶表示装
   置。