JPH03118517A - 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、帯電を防止した２層型の液晶表示装置に関す
る。

（従来の技術） 液晶表示装置は、コンピュータの端末、ワードプロセッ
サのデイスプレィ、テレビジョン等の広い分野で使用さ
れている。これらの分野で用いられている液晶表示装置
には、電圧無印加時に光を遮断するノーマリ−ブラック
タイプで、しかも２つの液晶セルを有する２層型のもの
がある（特公昭６３−５３５２８号、特公昭６３−５３
５２９号、特開昭６３−２３４２２５号等）。２層型の
ノーマリ−ブラックタイプ液晶表示装置は、電圧無印加
時の光を遮断する効果が光の波長に依存しないという特
徴を有している。

第５図に従来の２層型液晶表示装置の１例を示す。この
表示装置は液晶分子をツイストネマティック配向させた
２つの液晶セルを有している。２つの液晶セルの一方は
表示動作を行うために設けられた表示用液晶セル１であ
り、アクティブマトリクス駆動方式が用いられている。

もう一方は、表示用液晶セルｌでの旋光分散によって楕
円偏光となった光を、直線偏光に戻すための補償用液晶
セル２である。

表示用液晶セル１は一対の透明性基板２３ａ及び２３ｂ
を有し、一方の基板２３ｔ）の内面には多数の絵素電極
５０がマトリクス状に配されている。

それぞれの絵素電極５０にはＴＦＴ４０が接続され、ア
クティブマトリクス基板３０を構成している。第５図で
は簡単のため、それぞれ１個のみの絵素電極５０及びＴ
ＰＴ４０を模式的に示しである。基板２３ａには対向電
極５１が全面に形成されている。ＴＰＴ４０、絵素電極
５０及び対向電極５１の上には配向膜２４及び２４が設
けられている。

同様に、補償用液晶セル２は一対の透明性基板２２ａ及
び２２ｂを有している。補償用液晶セル２には電極は設
けられていない。それぞれの基板２２ａ及び２２ｂの内
面には配向膜２４及び２４が設けられている。

表示用液晶セル１及び補償用液晶セル２はそれぞれ基板
２３ａ及び２２ｂによって接している。

基板２２ａ及び２３ｂの外側には、偏光板２１ａ及び２
１ｂが設けられている。これらの偏光板２１ａ及び２１
ｂは直交ニコルとなるように配されている。

基板２２ａと２２ｂとの間、及び基板２３ａと２３ｂと
の間には、それぞれ液晶層２６及び２８がシール材２５
によって封入されている。液晶層２６及び２８の何れに
於いても、液晶分子の捩れ角は９０°である。しかし、
液晶層２８の液晶分子は左旋性に配回し、液晶層２６の
液晶分子は右旋性に配向している。即ち、２つの液晶セ
ル１及び２で螺旋方向が互いに逆になるように設定され
ている。そして、液晶層２６の基板２２ｂの近傍におけ
る液晶分子の配回方向と、液晶層２８の基板２３ａの近
傍における液晶分子の配向方間とは、互いに直交するよ
うに配されている。

表示用液晶セル１及び補償用液晶セル２のセルギャップ
は、基板２３ａ及び２３ｂの間、並びに基板２２ａ及び
２２ｂの間に挿入されたプラスチックスペーサ３２及び
３３によって、それぞれ設定されている。第５図ではプ
ラスチックスペーサ３２及び３３を、それぞれ２つのみ
を模式的に示しであるが、実際の液晶セルでは多数のプ
ラスチックスペーサが散在している。

上述のように互いに逆の螺旋方向を有する２層の液晶セ
ルを用いれば、表示用液晶セル１での旋光分散によって
楕円偏光となった光は、補償用液晶セル２での旋光分散
によって直線偏光に戻される。このように２層型液晶表
示装置では、生じた楕円偏光が直線偏光に戻されるので
、光を遮断する効果が光の波長に依存しない。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このような２層型液晶表示装置では、補償用
液晶セル２に電気的な信号を与える必要がないので、補
償用液晶セル２を構成する基板２２ａ及び２２ｂには電
極は設けられていない。そのため、補償用液晶セル２で
は基板２２ａの表面の導電性が低く、容易に帯電する。

この帯電現象は液晶層２６の比抵抗値が大きい場合に顕
著に現れる。

液晶表示装置に用いられる液晶材料には、信頼性等の性
能を確保するために高純度のものが用いられているので
、液晶材料の比抵抗は一般に大きい。特に、第５図のよ
うにＴＰＴ等を用いたアクティブマトリクス方式の表示
装置では、液晶層２８の比抵抗は１０日Ωｃｍ以上とい
う非常に高い値となっている。光学特性の等個性を保つ
ため、及び生産プロセス上の問題から、補償用液晶セル
２に用いられる液晶には、通常、表示用液晶セル１に用
いられる液晶と殆ど同じものが用いられる。

僅かに螺旋方向を規定するために添加される光学活性物
質が異なるのみである。従って、通常の２層型液晶表示
装置では補償用液晶セル２に用いられる液晶層２６も比
抵抗が大きい。

補償用液晶セル２上の偏光板２１ａの表面が帯電すると
、第５図に示すように補償用液晶セル２内の液晶分子の
配向が変化し、表示ムラが画面上に現れることになる。

液晶分子の配向の乱れは人間の手で触れることによって
生じる電荷量で容易に起こり、画像品位の著しい低下を
招（ことになる。また、この表示ムラは偏光板２１ａの
表面の電荷の放電に従って変化するので、画面上の表示
が不安定となる。

本発明はこのような問題点を解決するものであり、本発
明の目的は、帯電による液晶分子の配向の乱れを防止し
、良好で安定な画像品位を有する液晶表示装置を提供す
ることである。

（課題を解決するための手段） 本発明の液晶表示装置は、それぞれ一対の透明性基板を
有する第１の液晶セル及び第２の液晶セルと、該第１の
液晶セルの内面に設けられた電極と、該第１の液晶セル
及び該第２の液晶セルにそれぞれ挿入されたスペーサと
、を備えた液晶表示装置であって、該第２の液晶セルの
スペーサが導電性を有しており、そのことによって上記
目的が達成される。

（作用） 本発明の液晶表示装置では、第２の液晶セル、即ち、補
償用液晶セルのギャップを設定するためのスペーサが導
電性を有している。この導電性のスペーサにより、液晶
表示装置の画面上に生じた電荷は導電性スペーサを介し
て速やかに除去され、補償用液晶セル内の液晶分子の配
向の乱れが防止される。

（実施例） 本発明を実施例について以下に説明する。

第１図に本発明の１実施例の断面模式図を示す。

本実施例では２つのツイストネマティックモードの液晶
セル、即ち、表示用液晶セル１及び補償用液晶セル２が
設けられている。この表示装置にはアクティブマトリク
ス駆動方式が用いられている。

表示用液晶セル１は一対の透明性基板２３ａ及び２３ｂ
を有し、一方の基板２３ｂの内面にはＩＴＯから成る多
数の絵素電極５０がマトリクス状に配されている。それ
ぞれの絵素電極５０にはＴＦＴ４０が接続され、アクテ
ィブマトリクス基板３０を構成している。第１図では簡
単のため、それぞれ１個のみの絵素電極５０及びＴＦＴ
４０を模式的に示しである。アクティブマトリクス基板
３０の平面構成、及びＴＦＴ４０の断面構成の詳細につ
いては後述する。基板２３ａにはＩＴＯにより対同電極
５１が全面に形成されている。ＴＦＴ４０、絵素電極５
０及び対向電極５１の上には配向膜２４及び２４が設け
られている。

同様に、補償用液晶セル２は一対の透明性基板２２ａ及
び２２ｂを有している。補償用液晶セル２には電極は設
けられていない。それぞれの基板２２ａ及び２２ｂの内
面には配向膜２４及び２４が設けられている。表示用液
晶セル１及び補償用液晶セル２に形成されている４つの
配向膜２４は、ポリイミド樹脂をオフセット印刷するこ
とにより形成され、その後、ナイロン糸織布でラビング
処理されている。

表示用液晶セル１及び補償用液晶セル２はそれぞれ基板
２３ａ及び２２ｂによって接している。

基板２２ａと２３ｂとの外側には、それぞれ偏光板２１
ａ及び２１ｂが設けられている。これらの偏光板２１ａ
及び２１ｂは直交ニコルとなるように配されている。

基板２２ａと２２ｂとの間、及び基板２３ａと２３１）
との間には、それぞれ液晶層２６及び２８がシール材２
５によって封入されている。シール材２５はエポキシ樹
脂から成る。液晶層２６及び２８の何れに於いても、液
晶分子の捩れ角は９゜０である。しかし、液晶層２８の
液晶分子は左旋性に配向し、液晶層２６の液晶分子は右
旋性に配向している。即ち、２つの液晶セル１及び２で
螺旋方向が互いに逆になるように設定されている。

そして、液晶層２６の基板２２ｂの近傍における液晶分
子の配向方間と、液晶層２８の基板２３ａの近傍におけ
る液晶分子の配向方間とは、互いに直交するように配さ
れている。４つの配向膜２４のラビング処理の方向によ
り、液晶層２６及び液晶層２８内の液晶分子のこのよう
な配向が可能となる。

第２図に第１図の液晶表示装置を構成するアクティブマ
トリクス基板３０の平面図を示す。透明性基板２３ｂ上
に絵素電極５０がマトリクス状に配列され、絵素電極５
０の間には一方間に平行するゲートバス配線４１が形成
されている。ゲートバス配線４１に直交して、ソースバ
ス配線４７が設けられている。ゲートバス配線４１とソ
ースバス配線４７との交点近傍には、スイッチング素子
としてＴＦＴ４０が設けられている。ＴＦＴ４０によっ
て絵素電極５０が駆動される。

第２図の■−■線に沿ったＴＦＴ４０の断面構成を第３
図に示す。透明性基板２３ｂ上にゲートバス配線４１が
形成され、ゲートバス配線４１の一部がＴＦＴ４０のゲ
ート電極として機能している。ゲートバス配線４１上に
は陽極酸化膜４２が形成され、陽極酸化膜４２上の全面
に、ゲート絶縁膜４３が堆積されている。ゲートバス配
線４１のゲート電極として機能する部分の上には、上述
の陽極酸化膜４２及びゲート絶縁膜４３を介して半導体
層４４が形成されている。半導体層４４上には半導体層
４４を保護するための半導体層保護膜４５が形成されて
いる。また、半導体層４４上には２つのコンタクト層４
６及び４６が設けられ、それぞれのコンタクト層４６及
び４６上にソース電極５２及びドレイン電極４８が形成
されている。

ソース電極５２はソースバス配線４７に接続され、ドレ
イン電極４８は絵素電極５０に接続されている。このよ
うに形成されたＴＦＴ４０上に保護膜４９が形成され、
保護膜４９上の全面に配向膜２４が形成されている。

表示用液晶セル１に用いた液晶材料は、ＰＣＩ（フェニ
ルシクロへ牛サン）系混合液晶である。

この液晶材料の屈折率異方性は、０．０９である。

表示用液晶セル１の液晶層２８には左旋性を付与するた
めにコレステリックノナネートを添加した。

第１図に模式的に示すように、表示用液晶セル１の基板
２３ａ及び２３ｂの間のセルギャップは、プラスチック
スペーサ３５の散布により、約５μｍに設定されている
。

補償用液晶セル２に用いた液晶材料は、表示用液晶セル
１と同様のＰＣＨ系混合液晶である。また、補償用液晶
セル２の液晶層２６には右旋性カイラル物質として、Ｃ
Ｂ−１５を添加した。補償用液晶セル２の基板２２ａ及
び２２ｂの間には、導電性のスペーサ３４が散在してい
る。スペーサ３４により、補償用液晶セル２のセルギャ
ップは約５μｍに設定されている。スペーサ３４は、例
えば、ＡＩ、Ｎｌ、Ｆｅ、Ｃｕ等の金属で形成されてい
る。尚、第１図ではスペーサ３４及び３５を、それぞれ
２個のみを模式的に示しであるが、実際の液晶セルでは
多数のスペーサが散在していこのように補償用液晶セル
２に用いられるスペーサ３４を導電性にすることにより
、表示装置の画面の帯電が防止され、良好な表示画面が
安定して得られた。

第４図に本発明の他の実施例の断面模式図を示す。第１
図の実施例では、導電性スペーサ３４によって表示装置
の画面の帯電が防止されている。

第４図の実施例では更に確実に帯電を防止するために、
補償用液晶セル２を構成する基板２２ａ及び２２ｂの内
面に、それぞれＩＴＯから成る透明導電膜３６ａ及び３
６ｂが設けられている。これらの透明導電膜３６ａ及び
３６ｂは、導電性カーボンペースト（図示していない）
によって互いに電気的に接続されている。本実施例では
導電性スペーサ３４、並びに透明導電膜３６ａ及び３６
ｂが設けられているので、表示装置の画面の帯電が更に
確実に防止されている。

（発明の効果） 本発明の液晶表示装置では、このように補償用液晶セル
のギャップを設定するために挟み込まれたスペーサが導
電性を有しているので、液晶表示装置の帯電が防止され
、液晶分子の配向が乱れることがない。従って、本発明
によれば良好で安定な画像品位を有する２層型の液晶表
示装置が提供される。

４、　　　の、　な貴Ｂ 第１図は本発明の１実施例の断面模式図、第２図は第１
図の表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の
平面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線に沿った断面図、第
４図は本発明の他の実施例の断面模式図、第５図は従来
の２層型液晶表示装置の断面模式図である。

１・・・表示用液晶セル、２・・・補償用液晶セル、２
１　ａ、　　２　ｌ　ｂ・＝偏光板、２２　ａ、　　２
２　ｂ、　　２３　ａ。

２３ｂ・・・透明性基板、２４・・・配向膜、２５・・
・シール材、２６．２８・・・液晶層、３０・・・アク
ティブマトリクス基板、３４・・・導電性スペーサ、３
５・・・プラスチックスペーサ、３６ａ、３６ｂ・・・
透明導電膜、４０・・・ＴＦＴ、４１・・・ゲートバス
配線、４３・・・ゲート絶縁膜、 ４４・・・半導体層、 ４７・・・ソース バス配線、 ５０・・・絵素電極、 １・・・対向電極。

以 上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．それぞれ一対の透明性基板を有する第１の液晶セル
   及び第２の液晶セルと、該第１の液晶セルの内面に設け
   られた電極と、該第１の液晶セル及び該第２の液晶セル
   にそれぞれ挿入されたスペーサと、を備えた液晶表示装
   置であって、 該第２の液晶セルのスペーサが導電性を有している液晶
   表示装置。