JPH03131823A - 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
クコ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ば、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、さらに画素を微細化した場合、バリスタ
の印刷面積の割合が増大し、画面全体に対する点灯部分
の割合を示す、いわゆる開口率が低下するという問題が
生ずる。このため、開口率を低下させないようにバリス
タの印刷面積を縮小した場合には、バリスタ電圧のバラ
ツキが起こりやすく、均一な表示が得られ難かったり、
バリスタに充分な電流が流せないことによる輝度の低下
が起こったりするという問題点があった。この輝度の低
下は高デユーテイ比になるに従い著しくなる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは前記問題点を解決するために、バリスタの
電極構成に関する検討を行った結果、バリスタ電圧の安
定度はバリスタの有効断面積が増すに従い増加すること
を見出した。第２図に示されるような同一基板２の電極
３上に形成されたバリスタ素子の場合、バリスタ５の有
効断面積は、バリスタ素子長Ｃ１）と有効バリスタ高（
ｈ）との積にほぼ等しく、この電極構成において、形成
されたバリスタ素子を使った液晶表示装置にて画素を微
細化した場合、バリスタ素子長（ｆ）が減少し、バリス
タの有効断面積が減少し、前記問題点を生じさせている
ことが判った。しかしながら問題点を解決するためにバ
リスタ素子長（ｆ）を長くすることはバリスタ印刷面積
の割合が増大し、開口率の低下すなわち輝度の低下をも
たらし、またバリスタ高を高くしても有効バリスタ高は
ある程度以上高くならず効果は見られなかった。そこで
本発明者らは、上記問題点を解決するためにさらに鋭意
検討した結果、本発明に到った。

本発明は、画素電極と、この画素電極に信号を送る信号
電極とを有する第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の基板との間に液晶が充填され、画素電極と信号電極
とがバリスタによって接続されている液晶表示装置にお
いて、第２の基板上に前記電極とは別体の島状電極が設
けられ、咳島状電極を中継して画素電極と信号電極とを
接続するように、前記バリスタが第１の基板と第２の基
板間を充填するように形成されてなる液晶表示装置に関
する。

以下に本発明を図面を参照して説明する。

第３図は、第１の基板２の一部を画素電極面より見た図
であり、画素電極３と信号電極４が配設されている。第
４図は第２の基ｖｉ６を電極面を裏にして基板面より見
た図であり、画素電極３と対向するように走査電極７と
、走査電極７から切り離された島状電極８とが配設され
ている。第５図は、本発明の第２の基板側から見た電極
、バリス夕の配設関係を示す部分拡大図である。斜線部
はバリスタ５であり、第１の基板２上の信号電極４と第
２の基板６上の島状電極８間、及び第１の基板２上の画
素電極３と第２の基板６上の島状電極８間をそれぞれ電
気的に接続するように充填されて形成されている。第６
図はバリスタ５の様子を示す液晶表示装置の縦断面図で
ある。本図においては、信号電極４と画素電極３とは島
状電極８を中継し、２個のバリスタ素子を直列に間に挟
んで接続されている。なお、本発明の説明に当たり、第
５図のように島状電極５により接続されるバリスタ素子
が個りに分離している必要はなく、第７図のように！、
≧２１２の条件下では２個のバリスタ間をバリスタ粒子
により充填しても動作上何らの問題点がない。

本発明によれば、第１図に示すようにバリスタ素子が第
１及び第２の基板上の電極を利用して平行電極間に形成
されている。このためバリスタの有効断面積は電極面積
に等しくなり、画素サイズを微細化しても、第２図に示
す場合に比較してバリスタ電圧が安定し、電流電圧特性
が低下することがない。

本発明における、バリスタ素子を主としてバリスタ粉を
含むペーストを原料とするものとすれば、印刷やデイス
ペンサ等により、基板の任意の位置にバリスタを形成す
ることができ、薄膜形成技術を用いる場合等に比べ、製
造方法が簡易で、安価であり、広い面積に一度に素子を
作成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素子と
すれば、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。バリスタ電圧の調整は上下基板間距離
及び／またはバリスタ粉の粒径によって行うことができ
るが、通常はバリスタ粉の粒径によって調整することが
好ましい。通常用いられるバリスタ粉の粒径は１〜３０
０μｍである。第６図には島状電極５を中継し、２個の
バリスタ素子５を直列に接続した例を説明したが、一方
のバリスタ素子を銀点等に代えることにより、信号電極
４と画素電極３間のバリスタ電圧を１／２に低減するこ
とも可能である。第８図には島状電極５と画素電極３間
を銀点により導通させる例を示したが、信号電極４と島
状電極８間を銀点１０により導通させてもよい。

バリスタ素子を形成するには、バリスタ粉、バインダを
主成分とするペーストをスクリーン印刷やデイスペンサ
により、第１の基板２または第２の基板６の所定位置に
所定量塗布後、スペーサを間に挟んでもう一方の基板を
重ね合わせ、次いでバインダを硬化させることにより、
基板間にバリスタ素子を形成する。基板間距離は間に挟
むスペーサの大きさを適宜変更することにより変えるこ
とができる。バインダとしては通常ポリマーやポリマー
前駆体及びそれらからなる接着剤等が用いられ、好まし
くはエポキシ樹脂や、光硬化性樹脂等が用いられる。ま
た低融点ガラスなどの無機物を用いて熱処理しても良い
。

本発明で使用される液晶としては、ＤＳ（Ｄｙｎａａ＋
ｉｃ　Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）型、Ｔ　Ｎ　（Ｔｗｉｓ
ｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）型、Ｅ　ＣＢ　（Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒ
ｉｎｇｅｎｃｅ）型、Ｐ　Ｃ（Ｐｈａｓｅ　Ｃｈａｎｇ
ｅ）型、ゲスト・ホスト型等のほか、ポリマー分散型、
ポリマーネットワーク型等のポリマーに含有された液晶
等を挙げることができる。ネマチック液晶のように流動
性の高い液晶を用いる場合には前述のように、バリスタ
が基板間に形成され貼り合わされた２枚の基板間に液晶
を注入することにより、液晶表示装置を製造することが
できる。ポリマー分散型液晶の場合には、例えばポリマ
ー前駆体と液晶からなる溶液を前述のようにバリスタが
電極間に形成されて貼り合わされた２枚基板間に注入し
、次いでポリマー前駆体を硬化させることにより製造す
ることができる。前記したポリマー前駆体としては、光
や熱により硬化するポリマー前駆体、例えばエポキシ樹
脂フェス等、または２−エチルへキシルアクリレート、
ジシクロペンテニルアクリレート等の光硬化型のモノマ
ーやポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート
等のプレポリマー、及びこれらの混合物、モノマーまた
は／及びプレポリマーを含む組成物等が使用可能であり
、その他、放射線硬化型、電子線硬化型等のポリマー前
駆体も使用可能である。あるいは一方の基板上に少なく
ともバリスタ形成部分を除いてポリマー分散型液晶を塗
布し、同じ基板上、あるいはもう一方の基板上にバリス
タペーストを塗布した後、ポリマー分散型液晶をスペー
サ化わりに使用して重ね合わせ、次いでバリスタペース
トを硬化させて、液晶表示装置を製造することができる
。

〔実施例〕

以下に実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。

実施例１ 粒径１〜５μｍのバリスタ粉末をエポキシ樹脂と混合し
ペーストとした。第３図に示したＩＴＯパターンを形成
した第１の基板２の所定の位置に上記ペーストを１６μ
ｍになるように印刷した。

−力筒４図に示したパターンを形成した第２の基板６を
間に１５μｍのスペーサを挟んで第９図のように所定位
置で合うように重ね合わせた上で、ペーストを硬化させ
た。同時に基板の回りを液晶注入口を残して接着剤でシ
ールした。この時のバリスタの面積は信号電極４上、画
素電極３上も０゜０１ａｏｎ”であった、なお、信号電
極４と画素電極３との間隔は３０μｍである。

次に、エポキシモノマー及び硬化剤（合計４０ｇ）から
なるポリマー前駆体と二色性染料１．８ｇとを溶かした
液晶６０ｇを良く混合し、前記セルの注入口より減圧下
にて注入した。室温で２４時間放置して黒色不透明のポ
リマー分散型液晶からなる液晶表示装置を製造した。

この液晶表示装置を±１８０ｖでアクティブマトリック
ス駆動（デユーティ比１／１２Ｂ）したところ、コント
ラスト１２で、はとんど輝度のバラツキのない表示がで
きた。

同じ構成で作ったバリスタ素子の電流電圧特性は、第１
１図中の曲線ａのようになり、高電流域まで特性が良い
。バリスタ電圧のの変動も小さく標準偏差は１．８　Ｖ
であった。

比較例１ 第２の基板６上に島状電極８を設けなかった以外は前記
実施例１と同様なパターン、同様な操作により第１Ｏ図
のような液晶表示装置を作成した。

この液晶表示装置を前記実施例１の場合と同様な条件で
駆動したところ、コントラスト１０であり、輝度にバラ
ツキが見られた。

同じ構成で作ったバリスタ素子の電流電圧特性は、第１
１図中の曲線すのようになり高電流域の特性が悪い、ま
たバリスタ電圧の変動は太き（、標準偏差は４．２■で
あった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、画素を微細化した場合にも、バリスタ
電圧にバラツキが小さく、コントラストが一定であり、
また輝度も高い。また高電流値においての電流電圧特性
に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバリスタ部を示す図である。 第２図は、従来の同一の基板の電極上に形成されたバリ
スタ部を示す図である。第３図は、第１の基板上の画素
電極、信号電極の配設関係を示す図であり、第４図は、
第２の基板上の走査電極、島状電極の配設関係を示す図
である。 第５図は本発明の液晶表示装置を第２の基板側からみた
バリスタと各電極との配設関係を示す平面図である。第
６図〜８図は本発明の液晶表示装置の縦断面図である。 第９図は本発明の液晶表示装置を第２の基板側からみた
バリスタと各電極の配設関係を示す平面図である。第１
０図は従来の液晶表示装置を第２の基板側からみたバリ
スタと各電極との配設関係を示す平面図である。第１１
図は、電流電圧特性を示す図である。 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：島状電極、９：液晶層、１０
：銀点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画素電極と、この画素電極に信号を送る信号電極
   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
   基板との間に液晶が充填され、画素電極と信号電極とが
   バリスタによって接続されている液晶表示装置において
   、第２の基板上に前記電極とは別体の島状電極が設けら
   れ、該島状電極を中継して画素電極と信号電極とを接続
   するように、前記バリスタが第１の基板と第２の基板間
   を充填するように形成されてなる液晶表示装置。