JPH03256024A - 反射型液晶表示装置 - 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、ラップトツブコンピュータやノートタイプパ
ソコンなどの用途に適した、低消費電力で明るい表示が
可能な反射型液晶表示装置に関するものである。

従来の技術 近年デスクトップコンピュータに代わって、省スペース
化２個人ユースに適し、携帯性・機動性に優れた、ラッ
プトツブコンビエータやノートタイプパソコンが急速に
普及しつつある。

このような用途におけるデイスプレィとしては、必然的
にフラットデイスプレィが用いられるが、液晶デイスプ
レィ（ＬＣＤ　；　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｇｔａｌｐｉ
ｇｐｌａ７）の採用が圧倒的に多い。Ｉ、ＣＤの、薄型
、軽量、低電圧駆動といった優れた特長が、他の特性上
の短所を補って余シあるからである。

ＬＣＤのなかでも、現在の主流は、５ＴＮ−ＬＣＤ（Ｓ
ＴＮ；　Ｓｕｐ＠ｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ
　）　？ある。

５ＴＮ−ＬＣＤは、９０度程度であったＴＮ−ＬＣＤ（
Ｔｗｉ　ｓ　ｔ　ａｄ　Ｎｅｍａ　ｔ　ｉ　ｃ　）のツ
イスト角を１８０〜２７０１ｍ程度とし、かつ液晶分子
の光軸に対して４６度の直線偏光を入射させるモードで
ある。これによって、電界に対する光透過特性が従来の
τＮ−ＬＣＤよシもよシ急峻にｔｂ、マルチプレクス駆
動特性が改善されている。

しかし５ＴＮ−ＬＣＤ　　は、主として２つの短所があ
る。

その１つは、旋光分散現象によるＬＣＤパネルの着色で
ある。これに対しては、位相補償セルや、位相補償フィ
ルムを用いて白黒表示の実現を図ろうとされているが、
前者はコストの点で、後者は温度特性や量産性の点で、
課題を有する。

２つ目は、偏光板を用いているため、明るい表示を実現
するのに、バックライトによる照明が必須であジ、その
結果、低消費電力という液晶本来の特長が損なわれてい
ることであるｅ″！！たさらなる薄型・軽量化の市場ニ
ーズに対しても、この点が大きな制約となっている。

とシわけラップトツブコンピュータやノートタイプパソ
コンなどへの用途展開における究極の目標は、バックラ
イトを必要としない反射型の白黒表示可能なＬＣＤ　パ
ネルの実現である。

このような市場ニーズがあるなかで、近年、光散乱を表
示原理に利用したポリマー分散型液晶表示装置Ｃ以下Ｐ
Ｄ−ＬＣＤ：Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｄｉｓｐ＠ｒｓｅｄ−Ｌ
ＣＤ）が新しい表示モードとして注目を浴びている。

これはＰＤ−ＬＣＤが、基本的に偏光板を必要とせず明
るい表示が可能という、上記市場ニーズにきわめて整合
性の高い特長を有するからである。

さらにこれ以外にも、 θ）＃造プロセスが比較的簡単である （２）低コスト （３）応答速度が比較的速く、映像表示に対応できる （４）大面積化が容易 に）低電圧動作可能 ■　電界効果型で、従来の電流効果型ＤＳＭモードＬＣ
Ｄに比べて信頼性の点で優れている。

といった特長を備えている。

このようなＰＤ−ＬＣＤ研究開発例としては、例えば、
「メリッズ　ツー　オプティン　ローワ−ボルテージ　
アクチベイテッド　ポリマー　ディスバースト　リキッ
ド　クリスタル　ディスプレイヤーズＪ　（Ａ、Ｍ、　
Ｌａｃｋｎ＠ｒ　Ｊ、Ｄ、Ｍａｒｇ＠ｒｕｍ。

Ｌ、１．　Ｍｉｌｌ＠ｒ、　ＦＩＧ、　Ｙａｍａｇｉｓ
ｈｉ、　Ｅ、Ｒａｍｏｓ。

Ｋ、Ｃ，Ｌｉｍ、　Ｗ、Ｈ，Ｓｍ１ｔｈ、　Ｉｔ　、　
、　Ｃ，Ｉ　、　ｖａｎ　Ａｎｔ　：”Ｍｅｔｈｏｄｓ
　ｔｏ　０ｂｔａｉｎ　Ｌｏｖｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　
ＡｃｔｉｖａｔｓｄＰｏｌｙｍｅｒ　Ｄｉｓｐｏｒｔｅ
ｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙｓ
”。

Ｐｒｏｃ、　ＩａｐａｎＤｉｓｐｌａｙ’　８９　、　
ｐｐ　、　４００−４０３（１９８９）　）や「エレク
トロ−オプティック　プロパティーズ　アンド　マルチ
プレックスビリティ　フォー　ポリマー　ネットワーク
　リキッドクリスタル　　ティスプレィＪ　（Ｔ、Ｆｕ
ｊｉｓａｗａ、　Ｈ。

Ｏｇａｗａ　、　Ｈ，Ｏｇａｗａ　、　Ｋ、　Ｍａｒｕ
ｙａｍａ　：　＠Ｅｌ　ｅａｔ　ｒｏ　−０ｐｔｉｃ　
Ｐｒｏｐｅｒｔｉ＠ｓ　ａｎｄ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｚｉ
ｂｉｌｉｔｙｆｏｒ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ
　Ｌｉｑｕｉｄ　ＣｒｙｓｔａｌＤｉ　５ｐｌａｙ　（
ＰＮ−ＬＣＤ　）　”　、　Ｐｒｏｃ、　Ｊａｐａｎ　
Ｄｉｓｐｌａｙ’８９、　ｐｐ、６９０−６９３（１９
８９））　　などが挙げられる。

発明が解決しようとする課題 ＰＤ−ＬＣＤは、電圧無印加時、液晶組成物領域と非液
晶性高分子化合物領域との界面、および液晶組成物の内
部において、入射光は散乱され、暗状態を示す。一方電
圧印加時は、液晶分子は電界方向に配向し、高分子化合
物の屈折率と液晶分子の常光屈折率がほぼ等しくなシ、
入射光は散乱することなく直進し、明状態を示す。した
がってその表示モードは、ノーマリ−ブラック（ネガ表
示）モードとなる。

ところが、ＦＤ−ＬＣＤでは急峻な閾値特性が得られに
くいため、従来のマルチプレクス駆動では、ＰＤ−ＬＣ
Ｄ　　のダイナミックレンジを十分に利用することがで
きない。その結果、コントラストの低下が生ム高い表示
品位を得るうえでは不利であった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、比較的簡易
な構成で、コントラストが大きく、表示品位の高い反射
型液晶表示装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明の反射型液晶表示装置は、一対の基板間に、少な
くとも液晶組成物と非液晶性高分子化合物とからなる混
合物層が挟持され、一対の基板の少なくとも一方に反射
部材を配した反射型液晶表示装置において、一対の基板
の少なくとも一方の対向内面上に非線形素子のマトリク
スアレイが配され、前記液晶組成物が非線形素子によっ
て駆動されるものである。

作　　用 本発明は上記＆戒によシ、ＰＤ−ＬＣＤを準スタティッ
クに駆動することができ、ＰＤ−ＬＣＤの急峻性の低い
閾位特性にもとづく広いダイナミックレンジを、十分に
利用することができる。その結果、コントラストの増大
を図シ、高い表示品位を得ることができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例における反射型液晶表示装置
の基本構成断面図である。ここでは、非線形素子が薄膜
電界効果型トランジスタの場合について説明をする。

第１図において、１が液晶組成物、２が高分子化合物で
、これらが、基板３ａ、３ｂの間に挟持される。

基板３ａと３ｂの対向内面にはそれぞれ、対向電極４と
画素電極６が形成されており、この間に印加される電界
によって、液晶組成物１が駆動されることになる。この
とき、対向電極４はＡ４゜ＭｑＯ，Ｍ９ＣＯ３，Ａ９．
Ｒｈなどの材料からなる反射電極で、画素電極６はＩ　
Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ　−Ｏｘ　ｉ　ｄ・）な
どの透明電極である。

６は共通電極で、第１層間絶縁膜７を介し、画素電極５
との間で蓄積容量を形成する。次だし、共通電極６と第
１層間絶縁膜７は必ずしも必要な構成要素ではない。８
ａ、８ｂは第２層間絶縁膜で、８ａは薄膜トランジスタ
のゲート絶縁膜を兼ねる。

薄膜電界効果型トランジスタは、ゲート絶縁膜８Ｍ、ゲ
ート電極９、半導体層１ｏ、チャネル保護層１１、ソー
ス・ドレイン電極１２ａ、１２ｂによシ構成される。ド
レイン電極は、画素電極６と電気的に接続されている。

なお本発明の思想に従えば、当然ながら、対向電極４が
透明電極で、画素電極６が反射電極の場合もありうる。

本発明の反射型液晶表示装置の典型的な製造方法を述べ
る。

通常のネマテ・イック液晶混合物を（６，〜３０ｗｔ優
の割合でポリマー前駆体である樹脂と混合し、これを、
一対の基板間に挟持したうえで硬化する。

このとき、一方の基板３ａ上には、第１図に示したよう
な薄膜トランジスタのマトリクスアレイが配されておシ
、もう一方の基板３ｂ上には、対向電極が形成されてい
る。

樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂な
どを用い、硬化方法は、光（ＵＶ光照射）硬化、熱硬化
、場合によってはその併用などの方法で行たう。

上記の製造方法によって、第１図に示す反射型液晶表示
装置が得られる。

次にその動作原理について説明する。

第１図にも示すように、ＰＤ−ＬＣＤＯ中では、液晶組
成物は、高分子化合物中に通常は小球状に分散して存在
し、その中で液晶分子はランダムに配向している。この
とき液晶の透電異方性Ｉｔは正で、常光に対する屈折率
が、ポリマーとほぼ等しくなるように各材料が選択され
る。

電圧無印加時、基板３ａ側から入射した光は、液晶中お
よび液晶／高分子化合物界面で散乱され暗状態となる。

一方電圧印加時は、液晶分子は電界方向に配向し、入射
光は液晶組成物１と高分子化合物２とからなる混合物層
中をその″１筐直進する。基板３ｂに達した光は、反射
電極を兼ねた対向電極で反射され、出射し、明状態を示
す。

本発明による反射型液晶表示装置について、実際に反射
率−電圧特性を測定した結果を第２図に示す。

コントラストは約２０：１、飽和電圧は１２〜１３Ｖ程
度で、良好な表示特性が得られた。また反射率は開口率
６０％のブラックストライプ基板と組み合わせた場合で
も約ｓｏ％と々シ、実用上十分な特性である。

１＆、反射部材については、基板内面に反射電極として
設けてもよいし、基板外面に反射部材を接合することも
可能である。

さらに本発明はモノクロ表示、カラー表示いずれにも適
用可能であることはいう管でもない。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、比較的簡易な
構成によって、白黒表示が可能でしかも明るい反射型液
晶表示装置が得られるとともに、そのコントラストの向
上を図シ、表示品位を高めることかでき、実用的にきわ
めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における反射型液晶表示装置
の基本構成断面図、第２図は反射型液晶表示装置の反射
率と印加電圧の関係を示す特性図である。 １・・・・・・液晶組成物、２・・・・・・高分子化合
物、３ａ。 ３ｂ・・・・・・基板、４・・・・・・対向電極、６・
・・・・・画素電極、８ａ・・・・・・ゲート絶縁膜、
９・・・・・・ゲート電極、１゜・・・・・・半導体層
、１１・・・・・・チャネル保護層、１２ａ。 １２ｂ・・・・・・ソース・ドレイン電極。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の基板間に、少なくとも液晶組成物と非液晶
   性高分子化合物とからなる混合物層が挟持され、一対の
   基板の少なくとも一方に反射部材を配した反射型液晶表
   示装置において、一対の基板の少なくとも一方の対向内
   面上に非線形素子のマトリクスアレイが配され、前記液
   晶組成物が非線形素子によって駆動されることを特徴と
   する反射型液晶表示装置。
2. （２）反射部材が、非線形素子に電気的に接続された反
   射電極であることを特徴とする請求項１に記載の反射型
   液晶表示装置。
3. （３）反射部材が、非線形素子のマトリクスアレイが配
   された基板と対向する基板の対向内面に形成された反射
   電極であることを特徴とする請求項１に記載の反射型液
   晶表示装置。
4. （４）非線形素子が、単結晶シリコンまたは多結晶シリ
   コンまたは非晶質シリコンを半導体層の主成分とする薄
   膜電界効果型トランジスタであることを特徴とする請求
   項１に記載の反射型液晶表示装置。
5. （５）反射部材が、Ａｌ、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ＿３、Ａｇ
   、Ｒｈの元素または化合物のうち少なくとも１種を主成
   分として構成されることを特徴とする請求項１に記載の
   反射型液晶表示装置。