JPH03166515A - 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］ 本発明は液晶としてポリマシート中にマイクロカプセル
化した液晶を分散させて成るフィルム液晶（ポリマディ
スパーズドリキッドクリスタル、マイクロカプセル化液
晶等ともいい、ＮＣＡＰ液晶という商品名として知られ
ている）を用いた液晶表示装置（Ｌ　Ｃ　Ｄ）に関する
。

［従来の技術］ 現在、例えば液晶テレビの画像表示装置には大別して単
純マトリックス方式とアクティブマトリックス方式とが
ある。

単純マトリックス方式は直角を成して設けられた２組の
帯状電極群（行電極群と列電極群）の間に複数の液晶画
素を行列状に配して接続したものであり、これら帯状電
極間に駆動回路によって所定の電圧を印加して液晶画素
を作動させる。この方式は、構造が簡単なため低価格で
システムを実現できるという利点があるが、各液晶画素
でのクロストークが生じるため画像のコントラストが低
く、液晶テレビの画像表示を行う際、画質の低下は避け
られないものであった。

これに対し、アクティブマトリックス方式は各液晶画素
毎にアクティブマトリックス素子から成るスイッチを設
けて電圧を保持するものであり、液晶表示装置を時分割
駆動しても液晶画素が選択時の電圧を維持することがで
きるため、表示容量の増大が可能で、コントラスト等の
画質に関する特性が良く、液晶テレビの高画質画像表示
を実現できるものである。

従来のアクティブマトリックス型液晶表示装置として、
バリスタをアクティブマトリックス素子として用いたも
のを第７図及び第８図に示す。

図示のように、下側ガラス基板１０上に行電極１１と画
素電極ｌ２とを所定の間隔を隔てて設け、これら行電極
１１と画素電極ｌ２とをＺｎＯから成る焼結体バリスタ
素子ｌ３で接続してある。そして、これらの上部に所定
の間隔ｄを隔てて、列電極に接続された対向電極ｌ５及
びカラーフィルタ１６が設けられた上側ガラス基板１７
を設け、下側ガラス基板１０と上側ガラス基板ｌ７との
間に液晶１４を注入充填してある。

行電極１１に印加された電圧に基づいて液晶１４をスイ
ッチ駆動する焼結体バリスタ素子ｌ３は、ＺｎＯ粒子を
Ｍｎ，Ｃｏ酸化物薄膜等の金属絶縁膜で被覆したバリス
タ粒子をガラスフリットで焼結したものであり、粒径約
５μｍのバリスタ粒子１個当り約３ｖのしきい値電圧が
得られる。従って、行電極１１と画素電極ｌ２との間隔
を３０μｍに設定すれば、この間隔内に存在する実質的
に直列６個のバリスタ粒１３ａを介して行電極１ｍと画
素電極１２とが接続ざれ、これら電極１１１２間には６
個Ｘ３Ｖ＝１８Ｖのしきい値電圧が得られる。すなわち
、このしきい値電圧を超えた電圧が印加されたときに、
液晶１４が駆動される状態になり、他の液晶素子への印
加電圧の影響を排除して、クロストークの発生を防止す
ることができる。

尚、アクティブマトリックス素子としては、薄膜トラン
ジスタから成るＴＰＴ型、メタル・インシュレータ・メ
タル素子から成るＭＩＭ型等も知られており、焼結体バ
リスタ素子と同様にクロストークの発生を防止すること
ができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の液晶表示装置でもアクティブマトリックス方式の
ものは、上記のようにコントラスト等の画質に関する特
性が良く、液晶テレビの画像表示を実現できるものであ
るが、近年の大画面化の傾向に伴って次のような問題が
ある。

従来の液晶表示装置は液晶１４の厚さを一定化するため
に画面全体にわたって下側ガラス基板１Ｏと上側ガラス
基板ｌ７との間隔ｄを精度よく一定に設定しなければな
らないが、大画面化するとガラス基板の挫屈が生じてこ
の間隔ｄを一定に保つことができず、液晶層の厚さのば
らつきにより画像が不鮮明なものとなってしまっていた
。尚、ガラス基板を厚くしてこれに対処しようとする場
合には、液晶表示装置が無用に大型化してしまったり、
透光性が悪くなって画面が暗くなってしまう等の新たな
問題が生ずる。

また、従来の液晶表示装置は下側ガラス基板１０と上側
ガラス基板ｌ７との間に液状の液晶ｌ４を充填した構造
であるため、視野角が大きくとれず、大画面化が困難で
あった。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、液晶と
して視野角が広くとれるフイルム液晶を用いることで大
画面化を実現することができる液晶表示装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る液晶表示装置は、アクティブマトリックス
素子を設けた下側透明基板と上側透明基板との間に液晶
を設け、アクティブマトリックス素子により液晶をスイ
ッチ駆動する液晶表示装置において、前記液晶をポリマ
シート中にマイクロカプセル化した液晶を分散させて成
るフィルム液晶としたことを特徴とする。

また、本発明に係る液晶表示装置は、上記の発明におい
て、上側透明基板が、金属薄膜から成るブラックマトリ
ックスを設け、その上に絶縁層を介してカラーフィルタ
を設け、更にその上に対向電極を設けたものであること
を特徴とし、鮮明なカラー表示を実現するものである。

また、本発明に係る液晶表示装置は、上記の発明におい
て、アクティブマトリックス素子がバリスタ素子あるい
は薄膜トランジスタあるいはメタル・インシュレータ・
メタル素子であることを特徴とする。

［作用］ 本発明の液晶表示装置では、液晶にフィルム液晶を用い
ることにより、それ自体で下側透明基板と上側透明基板
との間隔を保持し、更に視野角を広くし、大画面化して
も鮮明な画像表示を実現する。

［実施例コ 本発明に係る液晶表示装置を実施例に基づいて具体的に
説明する。

まず、液晶表示装置に用いるフィルム液晶を第３図〜第
６図に基づいて説明する。

第４図及び第５図に示すように、フィルム液晶２４は、
高分子バインダ（ボリビニルアルコール等の水溶性樹脂
）に液晶を混ぜてエマルジョンをつくり、これをシート
状に塗布して乾燥固化させたものであり、厚さ１０μＩ
ｉ〜５０μｍのボリマ層２４ｂ中に粒径１μＩＴ１〜１
０μｍのマイクロカプセル状の液晶２４ａが分散した構
造となっている。

このようなフィルム液晶２４は、第３図に示すように、
透明導電層２０を設けたプラスチックフィルム２ｌ上に
形成され、これを透明導電Ｆｉ２２を設ζナたプラスチ
ックフィルム２３で挟み込んだ形で一般的に使用される
。

第６図（ａ）に示すようにフィルム液晶２４に電圧が印
加されていないときには、マイクロカプセル化液晶２４
ａが光を散乱させるため、フィルム液晶２４は乳白色の
不透明状態となっている。

一方、第６図（ｂ）に示すようにフィルム液晶２４に電
圧が印加されたときには、マイクロカプセル化液晶２４
ａの方向が揃うるため、光が透過してフィルム液晶２４
は透明な状態となる。

次に、上記フィルム液晶２４を用いた液晶表示装置を第
１図及び第２図に基づいて説明する。尚、第７図及び第
８図に基づいて先に説明した従来例と同一部分には同一
符号を付して重複する説明は省略する。

第１図に示すように、本実施例の液晶表示装置は下側ガ
ラス基板１０と上側ガラス基板１７との間にフィルム液
晶２４を挟み込んだ構成となっている。下側ガラス基板
１０には行電極１１、画素電極１２及びアクティブマト
リックス素子としての，ｔＪ結体バリスタ素子１３が設
けられており、上劃ガラス基板ｌ７には透明対向電極１
５、赤・緑・青のカラーフィルタ１６Ｒ−１６Ｇ・１　
６Ｂ，Ｓ　ｉ　０２から成る絶ｋｉＮ２６、ｃｒから成
る金属薄膜ブラックマトリックス２５が設けられている
。

ここに、鮮明なカラー画像表示を実現するために金属薄
膜から成るブラックマトリックス２５を設けており、こ
のブラックマトリックス２５と対向電極１５との短絡を
防止するため、上側ガラス基板１７上に設けたブラック
マトリックス２６の上に絶縁層２６を介してカラーフィ
ルタ１６Ｒ・１６Ｇ・１６Ｂを設け、更にその上に対向
電極１５を設けてある。

上記構成の液晶表示は、第２図に示すような工程で製造
される。

まず、第２図（ａ）に示すように、下側ガラス基板１０
上にマグネトロンスパッタ装置を用いて酸化インジウム
膜（Ｉ　Ｔｏ膜）を厚さＩＯＯＯＡに成膜し、これにフ
ォトプロセスによりレジストパターンを形成して酸化第
二鉄：塩酸＝ｌ：３のエッチング液にて行電極１ｌ及び
画素電極１２を形成する。更に、原料となるＺｎＯ粉を
１　２００℃で１時間焼結した後、これをボールミルで
粉砕してエア分級し、５μｍ〜１０μｍのＺｎＯ単結晶
粒子粉を得、これにＣｏ２０３を０．　　５モル％及び
ＭｎＣＯ３を０．　　５モル％加えて再度１２００℃で
１時間焼成してバリスタ特性を有するバリスタ粉を得、
このバリスタ粉にガラスフリットを２５重量％及びエチ
ルセルロース（粘度５０ｃｐｓ）を１０重量％加えてカ
ルビトールを溶剤としてペースト化し、このペーストを
下側ガラス基板１０上にシルクスクリーン印刷で焼結体
バリスタ素子のパターンに印刷し、これを４８０℃で３
０分焼成して焼結体バリスタ素子１３を形成する。

次いて、この下側ガラス基板１０上に、高純度に精製し
た８％ポリビニルアルコール溶液にネマチック液晶を７
５重量％及び２色性染料を０．　　５重量％混ぜて作っ
たエマルジョンを、スビンナーコータ、ブレードコータ
等を用いて均一に塗布し、これを乾燥させて第２図（ｂ
）に示すように４０μｍに均一な厚さのフィルム液晶２
４を下側ガラス基板１０上に設ける。尚、フィルム液晶
２４に２色性染料を混ぜるのは、表示画面のコントラス
ト比を向上させるためてある。

次いて、第２図（Ｃ）に示すように、ＩＴＯ膜から成る
透明対向電極１５、カラーフィルタ１６Ｒ・１６Ｇ・１
６Ｂ、絶＆ｔＪ’！２６、ブラックマトリックス２５が
設けられている上側ガラス基板１７をアライメントして
フィルム液晶２４上に載せて加圧接着し、このフィルム
液晶２４を下側ガラス基板１０と上側ガラス基板１７と
で挟み込んだ形で固定する。

上記構成の液晶表示装置によれば、行電極１１の印加電
圧が焼結体バリスタ素子１３のしきい値電圧以下で、画
素電極１２と対向電極１５との間に電圧が印加されてい
ないときには、第６図（ａ）に示したように、マイクロ
カプセル化液晶２４ａが光を散乱させるためフィルム液
晶２４は不透明状態となり、該当する画素は暗となる。

一方、行電極１１の印加電圧が焼結体バリスタ素子１３
のしきい値電圧以上で、画素電極１２と対向電極１５と
の間に電圧が印加されたときには、第６図（ｂ）に示し
たように、マイクロカプセル化液晶２４ａの方向が揃う
るため光が透過してフイルム液晶２４は透明な状態とな
り、該当する画素はそのカラーフィルタの色で明となる
。すなわち、これら明暗の画素の集合によりカラー画像
を表示する。

尚、上記実施例ではアクティブマトリックス素子として
バリスタ素子を用いた例を示したが、アクティブマトリ
ックス素子として薄膜トランジスタあるいはメタル・イ
ンシュレータ・メタル素子を用いることもてきる。

［効果コ 本発明の液晶表示装置によれば、液晶にフイルム液晶を
用いたため、それ自体で下側透明基板と上側透明基板と
の間隔を保持し、更に視野角を広くし、また、画像表示
に偏光板が不要で画面が明るくなり、また、駆動の応答
性が速いというフイルム液晶の特性がそのまま発揮され
、大画面化しても高画質な画像表示を実現することがで
きる。

尚、フィルム液晶は駆動電圧が比較的高いものであるが
、本発明ではアクティブマトリックス方式と組み合わせ
ているため、高電圧の印加によるクロストークを回避す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る液晶表示装置の断面図
、第２図（ａ）〜（ｃ）液晶表示装置の製造工程を順次
示す断面図、第３図は一般的なフィルム液晶の斜視図、
第４図はその一部を拡大して示す斜視図、第５図は更に
その一部を拡大して示す斜視図、第６図（ａ）（ｂ）は
フィルム液晶の動作説明図、第７図は従来の液晶表示装
置の平面図、第８図は第７図中の■一■矢視断面図であ
る。 １１は行電極、 １２は画素電極、 １３は焼結体バリスタ素子、 １５は対向電極、 １６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂはカラーフィルタ、２４はフィ
ルム液晶、 ２４ａはマイクロカプセル化ｉ夜晶、 ２４ｂはボリマ層、 ２５はブラックマトリックス、 ２６は絶縁層である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクティブマトリックス素子を設けた下側透明基
   板と上側透明基板との間に液晶を設け、アクティブマト
   リックス素子により液晶をスイッチ駆動する液晶表示装
   置において、前記液晶をポリマシート中にマイクロカプ
   セル化した液晶を分散させて成るフィルム液晶としたこ
   とを特徴とする液晶表示装置。
2. （２）上側透明基板が、金属薄膜から成るブラックマト
   リックスを設け、その上に絶縁層を介してカラーフィル
   タを設け、更にその上に対向電極を設けたものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装
   置。
3. （３）アクティブマトリックス素子がバリスタ素子であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の液晶表示装置。
4. （４）アクティブマトリックス素子が薄膜トランジスタ
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の液晶表示装置。
5. （５）アクティブマトリックス素子がメタル・インシュ
   レータ・メタル素子であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の液晶表示装置。