JPH04219731A - 液晶表示素子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ネガ型液晶表示素子に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の計器類、あるいはラップ
トップパソコン、ワープロ、時計等の表示に用いられて
いる液晶表示素子は、暗い表示画面に明るい文字、図形
などの表示を行うネガ型表示が多く採用されている。

【０００３】

【発明の解決しようとする課題】これらの液晶表示素子
では、基板間隔すなわち液晶層の厚みを面内均一に保持
するため、グラスファイバー、ビーズ等のスペーサを基
板間に分散、保持することが通常である。

【０００４】この様な場合、グラスファイバー等のスペ
ーサが単に散布されただけの場合には、スペーサ部分で
光抜けを生じることがある。また、電圧の印加等によっ
てスペーサが移動し、液晶分子の配向方向を制御する配
向制御膜を傷つけたり、スペーサが凝集したりし、これ
によってコントラスト比の低下や表示品位の劣化の原因
になる。

【０００５】このため、スペーサとして暗色に着色し、
遮光性としたものを用い、更にこのスペーサを基板に接
着剤で固定することが提案されている。しかし、これに
よっても、スペーサと基板の間の接着剤部分での配向乱
れによる光漏れを生じ、コントラスト低下の原因になる
問題点がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、電極を設けた一対の
基板の周辺部をシール材でシールするとともに内部に液
晶を封入したネガ型液晶表示素子において、該一対の基
板間に分散保持されるスペーサを暗色のものとし、かつ
該スペーサを暗色接着剤により少なくとも一方の基板に
固定したことを特徴とする液晶表示素子を提供するもの
である。

【０００７】本発明を図面を参照しつつ説明する。

【０００８】図１は、本発明のネガ型液晶表示素子の一
実施例の断面図を示す。

【０００９】図１において、基板１Ａの上に電極２Ａが
形成され、さらにその上には配向制御膜３Ａが形成され
ている。一方、他方の基板１Ｂには、その上に電極２Ｂ
、その上に配向制御膜３Ｂが形成されている。これらの
２枚の基板の電極面が相対向するように配置して、周辺
をシ−ル材６でシ−ルし、内部にネマチック液晶を注入
して液晶層７　を形成して液晶セルを形成する。また、
この液晶セルの両面には、一対の偏光板８Ａ、８Ｂが配
置されている。

【００１０】本発明では、暗色スペーサ４　を暗色接着
剤５　により基板上に設けられた配向制御膜３Ｂ上に固
定する。

【００１１】図２、図３は、暗色スぺーサを固定するた
めの方法を示す断面図である。

【００１２】図２において、配向制御膜３Ｂ上には予め
黒色色素等の暗色色素を添加し、暗色とした接着剤５　
を表面に塗布した暗色スペーサ４　が均一に散布される
。

【００１３】この接着剤は、加熱昇温の過程で一旦、可
塑性を示す樹脂が好ましい。接着剤としては、配向制御
膜との接着性が強いものがよく、たとえば、配向制御膜
がポリイミド系の有機高分子の場合には、接着剤はエポ
キシ変成樹脂、ポリエステル系樹脂等を用いればよい。

【００１４】本発明では、この接着剤を暗色、好ましく
は黒色とする。これには、染料または顔料等の着色剤を
添加するのが良い。暗色色素としては通常液晶に用いら
れる二色性色素等の色素、染料、顔料等が使用でき、異
なる色を混ぜ合わせたり、あるいは異なる色素を混ぜ合
わせてもよい。

【００１５】本発明で使用される暗色スペーサは、市販
の液晶表示素子用の遮光性スペーサが使用でき、具体的
には、ガラス繊維、プラスチック粒子、セラミック粒子
等が主成分となるものがある。

【００１６】図３において、配向制御膜３Ｂ上には暗色
接着剤５　が塗布された暗色スペーサ４　が均一に散布
されており、加熱することによって暗色接着剤５　は可
塑性を示し、自重により、垂下し、配向制御膜３Ｂに暗
色スペーサ４　が暗色接着剤５　により固定される。

【００１７】本発明で使用される基板は、ガラス、プラ
スチック等の透明基板であれば良く、その内面には、Ｉ
ＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）、ＳｎＯ２等の透明導電
膜による透明電極が形成されている。なお、この透明電
極には、このほか金属や導電ペースト等による低抵抗の
導電性材料の膜が細線状、格子状等に形成されていても
よい。

【００１８】配向制御膜は、ポリイミド、ポリアミド、
ポリビニルアルコール等の有機高分子、ＳｉＯ２、Ｔｉ
Ｏ２、Ａｌ２Ｏ３　等の無機材料による膜をラビングし
たり、斜め蒸着したりした液晶を配向させる膜であれば
よく、必要に応じて、多層としてもよい。

【００１９】なお、電極と配向制御膜との間に基板間短
絡防止のためにＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３　の絶
縁膜を設けたりしてもよい。

【００２０】シ−ル材は、通常のエポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂等のシ−ル材でよく、通常はその一部に開口部
を形成しておき、セル化して後、その開口部から液晶を
注入し、その開口部を封止する。

【００２１】また、シ−ル材には、シ−ル側からの光漏
れをなくすために暗色色素を添加したシ−ル材を使用す
ると、ネガ型液晶表示素子のコントラストが向上するの
できわめて好ましい。

【００２２】注入する液晶は、通常のネマチック液晶で
よく、ＴＮ素子のようにほぼ９０°のねじれとなるよう
にカイラル物質を添加してもよいし、スーパーツイスト
素子のように１６０　°〜３００　°ねじれとなるよう
にカイラル物質を添加してあってもよい。また、ネマチ
ック液晶中には、コントラスト比を向上させるためや色
相調整のために二色性色素等の色素を添加してもよい。

【００２３】ＴＮ素子の偏光板の偏光軸は、通常のネガ
型表示の液晶表示素子の場合と同様にほぼ平行に配置さ
れてもよいし、通常のポジ型表示の液晶表示素子の場合
と同様にほぼ直交するように配置されてもよい。

【００２４】もっとも、直交するように配置した場合に
は電圧を印加した部分が黒くなるので、通常のネガ型表
示の液晶表示素子の駆動とは逆に明るくしたい画素には
電圧を印加せず、暗くしたい画素には電圧を印加する逆
の駆動法を取る必要がある。このような液晶表示装置は
、通常のネガ型表示の液晶表示装置に比して、暗い部分
の遮光度が高いため、高コントラスト比が得られるとい
う利点がある。

【００２５】電極に電圧を印加する駆動手段としては、
通常の液晶表示装置に使用される駆動手段が使用でき、
通常しきい値以上の交流電圧を供給できる駆動手段が用
いられる。

【００２６】本発明は、通常のネガ型表示の液晶表示装
置にも使用できるが、前述のごとく一対の偏光板の偏光
軸を直交するように配置し、全体としてはネガ型表示で
あるが、電極への電圧の印加はポジ型表示と同様に行う
駆動手段を用いた液晶表示装置に適用した場合にその効
果が大きい。

【００２７】すなわち、表示部分のうち、光を透過させ
る画素においては、液晶分子が立ち上るしきい値以下の
電圧を印加し、遮光画素においては、しきい値電圧以上
の電圧を印加する。なお、電圧の印加の方法については
、各画素を個別駆動してもよいし、また複数の画素を共
通の信号で駆動するマルチプレックス駆動を用いてもよ
い。

【００２８】駆動する電圧については、主に観察される
角度で高いコントラストが得られる電圧を選べばよい。 一般には高い電圧で駆動するほど高い角度（基板に垂直
方向）で高いコントラストが得られる。低い電圧で駆動
すれば低角度で高いコントラストが得られるが、電圧が
低すぎる場合には、充分なコントラストが得られない。 一般的には、垂直方向のしきい値電圧の１．５　倍から
６　倍の範囲内で駆動することが望ましい。

【００２９】このほか、カラーフィルター層を基板の内
面または外面に形成したり、基板を偏光基板としたり、
基板の外側にタッチスイッチ、紫外線カットフィルター
、無反射フィルターを積層したりしてもよい。また、偏
光板を設けないか、セルの外側に１枚だけ設けるネガ型
のゲストホストタイプの液晶表示素子にも本発明は適用
できる。本発明は効果を損しない範囲内で通常の液晶表
示素子に適用しうる技術を適用することができる。

【００３０】

【実施例】実施例１ 第１の基板として、ガラス基板上に設けられたＩＴＯの
電極をパターニングし、蒸着法によりＳｉＯ２による短
絡防止用の絶縁膜を形成し、ポリイミドのオーバーコー
トをスピンコートし、これをラビングして配向制御膜を
形成した基板を作成した。

【００３１】第２の基板として、ガラス基板上に設けら
れたＩＴＯの電極をパターニングし、蒸着法によりＳｉ
Ｏ２による短絡防止用の絶縁膜を形成し、ポリイミドの
オーバーコートをスピンコートして配向制御膜を形成し
た。 これに黒色色素を添加した接着剤が予め塗布してある遮
光性スペーサを均一に散布した。さらに、これを加熱処
理して遮光性スペーサと配向制御膜とを固定し、これを
ラビングして配向制御膜を形成した基板を作成した。

【００３２】この２枚の基板の周辺をシ−ル材でシ−ル
して、液晶セルを形成し、この液晶セル内に誘電異方性
が正のネマチック液晶を注入して９０°ねじれの液晶層
となるようにし、注入口を封止した。この液晶層では△
ｎ・ｄは１．１　μｍであった。

【００３３】この液晶セルの両面に、印加状態で光が透
過してくるように一対の偏光板をほぼ平行に配置して、
ネガ型液晶表示素子を作成した。

【００３４】このネガ型液晶表示素子は、遮光性スペー
サが基板に黒色接着剤で固定化されているため、遮光性
スペーサと基板との接着面で光漏れがなく、見かけ上の
コントラスト比は２倍以上向上して見えた。

【００３５】また、このネガ型液晶表示素子は、長時間
駆動していてもスペーサの移動がないため、配向制御膜
を傷つけたり、電極周辺にスペーサが凝集してしまい、
これによってコントラスト比か低下していくという表示
品位の劣化がなかった。

【００３６】実施例２ 実施例１のネガ型液晶表示素子において、シ−ル材に黒
色色素を添加したシ−ル材を使用することにより、シ−
ル側からの光漏れがなくなり、表示全体のコントラスト
比も向上した。

【００３７】実施例３ 実施例１のネガ型液晶表示素子において、ネマチック液
晶に二色性色素を添加した液晶を使用することにより、
コントラスト比はさらに向上した。

【００３８】

【発明の効果】本発明では、暗色スペーサが基板に固定
されているため、電圧の印加等によってスペーサが移動
し、配向制御膜を傷つけたり、電極周辺に暗色スペーサ
が凝集してしまい、これによってコントラスト比の低下
や表示品位の劣化するおそれがない。

【００３９】また、暗色スペーサが基板に暗色接着剤に
より固定化されているため、暗色スペーサと基板との間
の接着剤部分での配向みだれによる光漏れが遮光され、
光漏れによるコントラスト比の低下のおそれもない。

【００４０】本発明は、本発明の効果を損しない範囲内
で公知の液晶表示素子に使用されている種々の構成を付
加してもよく、今後種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のネガ型液晶表示素子の一実施例の断面
図

【図２】暗色スぺーサを固定するための方法を示す断面
図

【図３】暗色スぺーサを固定するための方法を示す断面
図

【符号の説明】

１Ａ　　、１Ｂ　　　　　　基板 ２Ａ　　、２Ｂ　　　　　　電極 ３Ａ　　、３Ｂ　　　　　　配向制御膜４　　　　　　
　　　　　　　　　　暗色スペーサ５　　　　　　　　
　　　　　　　　暗色接着剤６　　　　　　　　　　　
　　　　　シール材７　　　　　　　　　　　　　　　
　液晶８Ａ　　、８Ｂ　　　　　　偏光板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極を設けた一対の基板の周辺部をシール
   材でシールするとともに内部に液晶を封入したネガ型液
   晶表示素子において、該一対の基板間に分散保持される
   スペーサを暗色のものとし、かつ該スペーサを暗色接着
   剤により少なくとも一方の基板に固定したことを特徴と
   する液晶表示素子。
2. 【請求項２】シ−ル材を暗色のものとした請求項１の液
   晶表示素子。