JPH04237019A

JPH04237019A - 液晶表示パネル

Info

Publication number: JPH04237019A
Application number: JP479591A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Hanaoka; 一孝花岡; Hideshi Yoshida; 秀史吉田; Kimiaki Nakamura; 公昭中村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-01-19
Filing date: 1991-01-19
Publication date: 1992-08-25

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】ラップトップ型パソコンや投射型
テレビなどのディスプレイとして、ＬＣＤ（液晶ディス
プレイ）が多用されている。本発明は、投射型のディス
プレイに適する液晶表示パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ＴＮ型液晶パネルは、印
加電圧が低くてすむという利点はあるが、ＴＮ型液晶パ
ネルの殆どが偏光板を挟んでいるため、光透過率が半分
以下となり、暗くなるという問題がある。

【０００３】これに対し、投射型ディスプレイ等に応用
されるポリマー分散型ＬＣＤやＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅ
ｒ　Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａ
ｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）等のポリマー分散型液晶ディスプ
レイは、ネマティック液晶の中に高分子を分散させたも
ので、偏光板を用いずに白濁と透明の２状態を得ること
が出来る。すなわち、印加電圧がオフの状態では、ポリ
マーと液晶との屈折率の差により光は散乱され、白濁状
態に見える。一方、電圧印加状態における液晶の屈折率
ｎ０　がポリマーの屈折率ｎｐ　と一致するように設定
することで、透明状態となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにポリマー分
散型液晶ディスプレイは、表示が明るいため、特に投射
型ディスプレイとして注目されて来ている。ところが、
ポリマー分散型液晶ディスプレイを製造するには、光硬
化樹脂等をネマティック液晶と混合し攪拌した後、セル
に封入して固めるなどの手法が採られるが、液晶とポリ
マーを混合する手法、工程などが煩雑であり、加えて均
等に分散させ、歩留り良く製造することが困難で、均一
な表示も得にくい。

【０００５】分散後に、ポリマーが液晶中に溶け出して
変質し、時間経過に伴って表示特性が悪化するという指
摘もある。また、ポリマー分散型液晶ディスプレイは、
液晶にポリマーを混入しているため、駆動電圧が非常に
高くなり、高電圧を印加しないと十分なコントラストを
得るのが困難である。

【０００６】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、ポリマー分散型液晶ディスプレイと同様に偏光
板を必要とせず、明るい表示が可能で、しかもＴＮ液晶
表示パネルと同程度に印加電圧を小さくでき、製造も容
易な液晶表示パネルを実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は請求項１の液晶表
示パネルの基本原理を説明する断面図である。１、２は
ガラス基板であり、各々の内側３、４が粗面となってい
る。両ガラス基板１、２間にネマティック液晶５が封入
されている。そして、両ガラス基板１、２の内面に透明
電極が積層され、両透明電極間に電圧を印加するように
なっている。

【０００８】請求項２の発明は、前記液晶５の電圧印加
時の屈折率ｎ０　が、前記ガラス基板１、２の屈折率ｎ
Ｇ　と同等となるようなガラス基板と液晶を用いたもの
である。

【０００９】請求項３の発明は、図３に記載のように、
２枚のガラス基板９、１０間にネマティック液晶１１を
封入し、両ガラス基板９、１０の一方もしくは両方を、
ガラス基板の面方向に相対的に微振動するような微振動
機構Ａを有しているものである。

【００１０】請求項４の発明は、請求項３における微振
動機構Ａとして、ガラス基板９、１０の振幅Ｓが、液晶
表示パネルの１画素幅Ｗに比べて無視できる程度の微小
振幅となるようなものを用いたものである。

【００１１】

【作用】請求項１の発明では、両ガラス基板の内面３、
４が粗面となっており、図１（ａ）のように液晶の分子
ｍが、粗面に沿ってランダムな向きとなり、屈折率が変
化してｎｅ　となるため、ガラス基板１、２の屈折率ｎ
Ｇ　との差が拡大する。その結果、入射光が、液晶５と
ガラス基板内面との境界面で散乱し、白濁状態に見える
。　　一方、（ｂ）のように、両ガラス基板１、２の内
面に形成された透明電極の間に電圧を印加することで、
液晶分子ｍがガラス基板１、２と垂直方法に配向し、こ
の状態における屈折率ｎ０　がガラス基板１、２の屈折
率ｎＧ　に近づく。その結果、入射光は散乱せず、透過
するため、明状態になる。しかも、偏光板を必要としな
いため、光の透過量が多く、非常に明るい表示が可能と
なる。

【００１２】また、ガラス基板内面の粗面による液晶分
子の乱れに抗して、液晶分子をガラス基板面と垂直方向
に配向させるには、数ボルト程度の印加電圧で足りる。したがって、従来のポリマー分散型液晶ディスプレイに
おける印加電圧が４０ボルト程度必要であったのに比べ
ると、印加電圧を大幅に低減できる。

【００１３】前記のように、電圧印加状態における液晶
の屈折率ｎ０　がガラス基板１、２の屈折率ｎＧ　にで
きるだけ近い方が、光の透過性が良い。請求項２に記載
のように、液晶の電圧印加時の屈折率ｎ０　が、ガラス
基板１、２の屈折率ｎＧ　と同等となるようなガラス基
板と液晶を選択することで、最良の表示特性が得られる
。

【００１４】請求項３に記載のように、２枚のガラス基
板９、１０の一方もしくは両方が、ガラス基板の面方向
に相対的に微振動することにより、内部の液晶１１がガ
ラス基板９、１０の面方向に機械的にこすられる。その
結果、液晶１１の分子が常に揺り動かされて機械的に乱
され、そのときの屈折率ｎｅ　がガラス基板９、１０の
屈折率ｎＧ　と異なるために、入射光が散乱し、白濁状
態に見える。

【００１５】一方、電圧印加状態では、機械的微振動に
より液晶分子を乱す力よりも、電界により液晶分子をガ
ラス基板面と垂直方向に配向する力が大きいため、（ｂ
）　のように透明電極間に電圧印加された領域のみ、液
晶分子がガラス基板面と垂直方向に配向し、入射光が透
過する。その結果、透明状態に見える。

【００１６】請求項４に記載のような微振動機構を設け
ることで、ガラス基板９、１０の振幅Ｓが、液晶表示パ
ネルの一画素幅Ｗに比べて無視できる程度の微小振幅と
なるため、微振動機構の構成を簡素化でき、またガラス
基板９と１０が相対的に振動する構成も容易に実現でき
る。

【００１７】

【実施例】次に本発明による液晶表示パネルが実際上ど
のように具体化されるかを実施例で説明する。図２は粗
面化による白濁機構の実施例を示す図で、（ｂ）に示す
ように、２枚のガラス基板１、２の間に、Ｐ型のネマテ
ィック液晶５が封入されている。上側のガラス基板１の
粗面化された内面には、（ａ）に示すように、例えば左
右方向にストライプ状の透明電極（ＩＴＯ）　６が形成
され、下側のガラス基板２の粗面化された内面には、（
ｃ）に示すように、例えば上下方向にストライプ状の透
明電極（ＩＴＯ）　７が形成されている。

【００１８】したがって、電圧印加された透明電極６、
７の交点の液晶が、ガラス基板１、２と垂直方向に配向
することで、透明状態となり、他の領域は白濁状態とな
る。なお、透明電極６、７は、ガラス基板内面の粗面に
沿ってコートされ、粗面の状態となる。なお、配向処理
は行なわない。

【００１９】封入される液晶５としては、電圧印加時に
液晶分子がガラス基板１、２と垂直に配向するＰ型の液
晶または水平に配向するＮ型液晶のいずれでもよい。ま
た、図示例のように、ガラス基板１と２との間に、両面
が粗面化されたガラス基板８を挿入すると、該ガラス基
板８の両面でも、液晶分子ｍの配向がランダムに乱され
、白濁効果が向上する。

【００２０】ガラス基板１、２、８の粗面化は、すりガ
ラスを用いることで容易に実現できるが、エッチングな
どの手法で粗面化してもよい。また、粗さの程度は、液
晶分子の長さと同等以上が好ましい。

【００２１】いま、ガラス基板１、２の屈折率ｎＧ　が
１．５　、ネマティック液晶５の電圧印加時の屈折率ｎ
０　が１．５　であり、粗面による液晶５の白濁状態の
屈折率ｎｅ　が１．７　とすると、ガラス基板１、２の
屈折率ｎＧ　と白濁状態の液晶の屈折率ｎｅとの差Δｎ
が０．２　となる。この屈折率の差Δｎが大きいほど、
液晶とガラスの界面が凹凸なため光の散乱が生じ、良好
な白濁効果（ＯＦＦ状態）が得られる。なお、屈折率異
方性Δｎが少なくとも０．１５以上となるように液晶お
よびガラス基板を選択することが望ましい。

【００２２】次に微振動による液晶の白濁機構を説明す
る。図３に記載のように、透明電極６と７との対向する
領域Ｗが、液晶１１に電圧を印加できる領域であり、液
晶表示パネルの１画素となる。微振動機構Ａによってガ
ラス基板９、１０が微振する振幅Ｓは、前記の１画素よ
り十分小さくて足り、１画素幅Ｗに比べて無視できる程
度の微小振幅でよい。

【００２３】微振動の周期は、乱された液晶分子が、安
定状態に戻る前に、逆方向にガラス基板９、１０を振動
できる程度の周期とする必要がある。ガラス基板９、１
０として、図２のようにすりガラスなどを用いることで
、液晶１１と接する面を粗面化すると、液晶１１とガラ
ス基板９、１０との摩擦係数が大きくなり、液晶分子の
配向をより効果的に乱すことができ、白濁効果が向上す
る。

【００２４】ガラス基板９と１０が相対的に面方向に微
振動可能とするには、ガラス基板９と１０との間のシー
ル部が可動式になっていることが必要である。そこで、
図４に示すように、上下の基板９、１０を貼り合わせ、
かつ液晶１１を封入しているシール１２が、フレキシブ
ルになっている。

【００２５】シール１２を可撓性にするには、シール１
２として、ゴム状に硬化する接着剤が適しているが、接
着しないで、２枚のガラス基板９、１０間にパッキンを
挟み、液晶１１が漏れ出さないようにすることもできる
。

【００２６】微振動機構Ａとしては、モーターによる加
振装置で実現できる。なお、微振動機構Ａは、両方のガ
ラス基板９、１０に設けるのが白濁効果を得る上で有効
であるが、両ガラス基板９、１０の間隔が１０〜２０μ
ｍ程度と薄いため、片方のみを微振動させても十分白濁
する。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ガラス基
板の液晶と接する面を粗面化したり、ガラス基板を微振
動させることで、液晶を白濁させる構成なため、偏光板
を用いなくても、透明状態と白濁状態を得ることができ
、明るい表示が可能となる。

【００２８】ポリマー分散型液晶ディスプレイと違って
、従来のＴＮ液晶表示パネルと同程度のしきい値電圧、
同程度の応答速度で表示が可能となる。また、パネル作
成が極めて容易であり、歩留りが向上する。液晶が経時
劣化するようなこともなく、長期にわたって安定した表
示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の基本原理を説明する断面図で
ある。

【図２】請求項１の発明の実施例を示す図である。

【図３】請求項３の発明の基本原理を示す断面図である
。

【図４】請求項３の発明の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１，２　ガラス基板（すりガラス）３，４　ガラス基板の内面（　粗面部　）５　　（ネマ
ティック）液晶ｍ　　液晶分子６，７　透明電極８　　ガラス基板９，１０　　ガラス基板１１　　（ネマティック）液晶１２　　可撓性シール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　内側が粗面となった２枚のガラス基板
（１）（２）間にネマティック液晶（５）　を封入し、
両ガラス基板（１）（２）の内面に形成された透明電極
間に電圧を印加する構成としたことを特徴とする液晶表
示パネル。
【請求項２】　　前記の液晶（５）　の電圧印加時の屈
折率（ｎ０　）が、前記ガラス基板（１）（２）の屈折
率（ｎＧ　）と同等となるようなガラス基板と液晶を用
いたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項３】　　２枚のガラス基板（９）　（１０）間
にネマティック液晶（１１）を封入し、両ガラス基板（
９）　（１０）の一方もしくは両方を、ガラス基板の面
方向に相対的に微振動するような微振動機構（Ａ）　を
有することを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項４】　　前記の微振動機構（Ａ）　は、ガラス
基板（９），（１０）の振動幅（Ｓ）　が、液晶表示パ
ネルの１画素幅（Ｗ）　に比べて無視できる程度の微小
振幅となるような機構であることを特徴とする請求項３
記載の液晶表示パネル。