JPH0519266A

JPH0519266A - 液晶表示器

Info

Publication number: JPH0519266A
Application number: JP3167335A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sakayori; 寛幸坂寄
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-07-09
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1993-01-29
Anticipated expiration: 2015-05-22
Also published as: JP3043470B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、液晶表示器に関し、液晶表示器の
表示画素のオンオフ切替時に生じる光のもれを無くし、
コントラストの良好な液晶表示器を提供することを目的
とする。【構成】透明電極６ａ、６ｂが形成された一対の透明
基板２ａ、２ｂ間に液晶４を充填し、その中に前記透明
基板２ａ、２ｂ間の間隙を一定に保持するスペーサ５が
配設されている。この液晶４とスペーサ５との誘電率が
等しくなるように調整したり、また、液晶４とスペーサ
５のそれぞれの誘電率と導電率の積が等しくなるように
調整することにより、液晶４とスペーサ５の界面での光
のもれが発生し難くなり、コントラストが良好になるよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示器に関し、特
に透明基板の間にスペーサが配置された液晶表示器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示器に使用されていたスペ
ーサは、透明であってその屈折率が液晶の屈折率と異な
っていたため、光が散乱してしまい、特に透過形の液晶
表示器では光がもれたり、また、反射形の液晶表示器で
はコントラストが低下するという問題があった。

【０００３】そこで、実開昭６０−１９１０３１号公報
記載の液晶防眩装置では、スペーサとして用いるビーズ
の材質、すなわちプラスチック、又はガラスの組成や添
加剤、又は重合度等を選択することにより、スペーサの
屈折率を同時に使用する液晶の屈折率と等しくしたり、
さらにスペーサ自体を着色して、スペーサと液晶の界面
での光の散乱を防ぐようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の液晶表示器にあっては、表示内容に応じて表
示画素のオンオフが頻繁に行なわれる場合に、そのオン
オフの切替時に生じるスペーサと液晶の界面での光のも
れがコントラストを低下させることが知られており、問
題となっている。

【０００５】また、この光のもれは、スペーサの散布密
度の大きい表示モード、例えば、ＳＴＮ（super twiste
d nematic ）モードなどでは、画素面積に占めるスペー
サの見かけの面積の割合が大きくなるため、一層コント
ラストの低下をもたらしている。このような光のもれ
は、表示画素のオンオフの切替時にスペーサと液晶の誘
電率の違いによる界面近傍での電界の乱れによって、液
晶分子の運動が攪乱されていることが原因と考えられる
ので、スペーサの屈折率と液晶の屈折率とを等しくする
上記従来の手段では対応できないという問題があり、対
策が望まれていた。

【０００６】そこで、本発明は、このような液晶表示器
の表示画素のオンオフ切替時に生じる光のもれを無く
し、コントラストの良好な液晶表示器を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
透明電極が形成された一対の透明基板と、前記一対の透
明基板間に挟まれた液晶と、前記一対の透明基板間の間
隙を一定の距離に保持するスペーサと、を備えた液晶セ
ルから成る液晶表示器において、前記液晶とスペーサの
誘電率を等しくしたことを特徴とし、請求項２記載の発
明は、前記スペーサに有機高分子化合物を用いたことを
特徴とし、請求項３記載の発明は、前記スペーサに有機
強誘電性高分子化合物を混合して誘電率を調整すること
を特徴とする。

【０００８】請求項４記載の発明は、透明電極が形成さ
れた一対の透明基板と、前記一対の透明基板間に挟まれ
た液晶と、前記一対の透明基板間の間隙を一定の距離に
保持するスペーサと、を備えた液晶セルから成る液晶表
示器において、前記液晶の誘電率と導電率の積を前記ス
ペーサの誘電率と導電率の積に等しくしたことを特徴と
し、請求項５記載の発明は、前記スペーサに導電性高分
子化合物を含むプラスチックビーズを用いたことを特徴
とする。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明によれば、液晶とスペーサ
の誘電率を等しくしたことにより、液晶表示器の表示画
素のオンオフ切替時における液晶とスペーサの界面での
電界の乱れが無くなり、光のもれによるコントラストの
低下を防止する。請求項２記載の発明によれば、スペー
サに弾力性のある有機高分子化合物を用いたので、透明
基板の間でスペーサが膨張・収縮しても液晶中に気泡等
が発生しなくなる。

【００１０】請求項３記載の発明によれば、スペーサの
誘電率の調整に有機強誘電性高分子化合物を混合するこ
とにより、少ない混合量で容易に調整を行うことができ
る。請求項４記載の発明によれば、液晶とスペーサのそ
れぞれの誘電率と導電率の積が等しくなるように調整す
ることにより、異種誘電体の界面で電荷が蓄積する界面
分極が起こり難くなり、スペーサと液晶の界面での電界
の乱れによる光のもれを防止する。

【００１１】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載のスペーサに導電性高分子化合物を含むプラスチック
ビーズを用いたことにより、透明基板の間でスペーサが
膨張・収縮しても液晶中に気泡等が発生しなくなる。

【００１２】

【実施例】

第１実施例図１は、本発明に係る液晶表示器の一実施例を示す構成
断面図である。まず、本第１実施例の基本的な構成につ
いて説明する。図１に示されるように、液晶表示器１
は、ガラス又はプラスチックフィルム等から成る透明基
板２ａ、２ｂを対向させて、その周縁部をシール材３で
シールし、その内部に液晶４をスペーサ５と共に封入し
たものである。

【００１３】スペーサ５は、有機樹脂又はガラス製の球
状あるいは円筒状の粒子によって構成されている。両基
板の対向面には、一対の透明電極６ａ、６ｂが形成さ
れ、その内側には配向膜７ａ、７ｂが形成されており、
配向処理がなされている。そして、透明基板２ａ、２ｂ
の外側には、表示モードに応じて偏光板、反射板、位相
板など（図示しない）が設置されている。

【００１４】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１の液
晶表示器内部の電場状態を示す模式図である。図２各図
に示されるように、液晶４の誘電率ε_LCとスペーサ５の
誘電率ε_Sの大きさが変わることによって、電界印加時
において液晶４とスペーサ５の界面で電気力線８の屈折
が生じる。特に、ε_LCとε_Sとの大きさが異なる（ａ）
と（ｃ）の場合は、スペーサと液晶の界面近傍で電場の
乱れが生じていることがわかる。

【００１５】そこで、本第１実施例では、図２（ｂ）に
示すように、液晶４の誘電率ε_LCとスペーサ５の誘電率
ε_Sとを等しくすることによって、液晶４とスペーサ５
の界面近傍での電場の乱れを無くし、光のもれによるコ
ントラストの低下を防止している。次に、本第１実施例
における具体的な構成及び作用について説明する。

【００１６】本第１実施例では、図１の液晶表示器１の
透明基板２ａ、２ｂに、それぞれ1.1mm 厚のＩＴＯ（in
dium tin oxide）付ソーダガラス基板が用いられてい
る。そして、一方の透明基板２ａにポリイミドを印刷
後、ラビングによる配向処理を施して、ポリスチレンに
有機強誘電性高分子化合物であるポリフッ化ビニリデン
を混合したスペーサを散布する。そして、他方の透明基
板２ｂにも上記と同様な配向処理を施した後、エポキシ
樹脂のシールを印刷し、先程の透明基板２ａと貼り合わ
せ、さらに液晶を注入し、最後に偏光板を貼り付けて液
晶表示器１を作成した。

【００１７】ここでは、スペーサ５と液晶４の誘電率が
等しくなるように、スペーサ５中のポリフッ化ビニリデ
ンの量が調整してある。本第１実施例では、上記したよ
うに、スペーサに有機強誘電性高分子化合物であるポリ
フッ化ビニリデンを混合してスペーサ５と液晶４の誘電
率を等しくしたため、少ない混合量で誘電率を容易に調
整することが可能となり、また弾力性のある有機高分子
化合物を用いているので、温度差による膨張・収縮があ
っても液晶中に気泡が生じ難く、好適である。そして、
スペーサ５と液晶４との誘電率を等しくしたので、図２
（ｂ）に示すように、スペーサ５の界面近傍で電場の乱
れがなくなった。このため、表示画素のオンオフ切替時
（電界印加時）における光のもれが無くなり、コントラ
ストの低下が防止できるようになった。

【００１８】また、上記実施例では透明基板２ａ、２ｂ
にＩＴＯ付ソーダガラス基板を用いて実施したが、これ
以外にプラスチックフィルムであるポリエチレンテレフ
タレート（以下、ＰＥＴと略す）フィルムを用いて実施
することも可能である。その場合は、上記効果に加えて
液晶表示器の薄形化及び軽量化を図ることができる。第２実施例本第２実施例の液晶表示器自体の構成は、図１と同様で
あり、重複説明を省略する。

【００１９】本第２実施例の特徴的な構成は、図１に示
される液晶４の誘電率と導電率の積をスペーサ５の誘電
率と導電率の積に等しくなるように調整したものであ
る。一般に液晶とスペーサのように、誘電率および導電
率の異なる誘電体から成る不均質誘電体の場合、個々の
誘電体、すなわち液晶およびスペーサが誘電吸収を示さ
ないものであっても、不均質誘電体となったことによ
り、誘電分散や誘電吸収が発生する。

【００２０】これは、図３に示されるように、液晶４と
スペーサ５における異種誘電体の界面に、時間遅れを伴
う表面電荷の蓄積が行なわれるためであって、このよう
な分極現象は界面分極として知られている。この界面分
極は、液晶表示器の表示画素のオンオフ切替時（電界印
加時）に液晶４とスペーサ５の界面で発生し、電界を乱
すことから光のもれの原因になっていると推定される。

【００２１】そこで、本願発明者らは、このような界面
分極を生じないようにするため、２種の誘電体（液晶と
スペーサ）のそれぞれの誘電率と導電率の積が等しくな
るように調整することによって、電界の乱れが無くな
り、光のもれ防止に効果的であることを見い出した。次
に、本第２実施例における具体的な構成及び作用につい
て説明する。

【００２２】本第２実施例の液晶表示器に使用する液晶
は、ＴＮあるいはＳＴＮなどのいずれのモードでも使用
することができる。そして、スペーサ５としては、一般
に使用されているジビニルベンゼン重合体やポリスチレ
ン系のプラスチックビーズ等を好ましく使用することが
でき、導電性ポリマーや有機金属錯体などをドープする
ことによって、容易に導電率の調整を行うことができ
る。

【００２３】本第２実施例では、図１に示されるよう
に、ＳＴＮ型の液晶４を使用し、ＩＴＯ透明電極６ａ、
６ｂが形成されたＰＥＴフィルムから成る透明基板２
ａ、２ｂの内側対向面に、さらにポリイミド系の配向膜
７ａ、７ｂが形成されている。この配向膜７ａ、７ｂに
は、ラビングにより配向処理が施されている。スペーサ
５は、ＰＥＴフィルムの片側２ａの配向膜７ａの上にフ
レオンを使用して湿式にて散布したものである。反対側
のＰＥＴフィルム（透明基板）２ｂには、シール材３と
してエポキシ樹脂をスクリーン印刷法により印刷して２
枚のＰＥＴフィルムを貼り合わせてセルを作成した。そ
して、このセルに液晶４を真空注入法により注入した。
最後に、液晶４の注入口を図示しない封止材のエポキシ
樹脂で封止して、液晶セル１を作成した。

【００２４】本第２実施例で用いたスペーサ５は、スチ
レンの乳化重合により得られた直径6.5 μｍのプラスチ
ックビーズであって、重合時にポリピロールを添加する
ことによって導電率を約５×10^-10Ｓ・cm^-1に調整し
た。そして、このスペーサ５の誘電率は、約３であっ
た。これに対して、液晶４には、ＺＬＩ4540（メルク社
製）を使用し、その誘電率は15であって、導電率は１×
10^-10Ｓ・cm^-1であった。

【００２５】従って、上記液晶４の誘電率と導電率の積
は、15×１×10^-10Ｓ・cm^-1＝15×10^-10Ｓ・cm^-1とな
り、また、上記スペーサ５の誘電率と導電率の積は、３
×５×10^-10Ｓ・cm^-1＝15×10^-10Ｓ・cm^-1となるた
め、同じである。本第２実施例では、このようにして、
液晶４とスペーサ５の誘電率と導電率の積が同じになる
ように調整して作成した液晶セルに偏光板を貼り、図示
しない駆動回路と接続して画像表示を行ってみたとこ
ろ、従来は電界印加時に液晶４とスペーサ５の界面で生
じていた界面分極（図３参照）が発生しなくなり、光の
もれの無い良好な液晶表示器が得られた。

【００２６】また、本第２実施例では、前記第１実施例
と同様に透明基板２ａ、２ｂにプラスチックフィルムで
あるＰＥＴフィルムを用いたため、液晶表示器が薄形化
し、軽量化することができる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、液晶とス
ペーサの誘電率を等しくしたので、液晶表示器の表示画
素のオンオフ切替時における液晶とスペーサの界面で電
界の乱れなくなり、光のもれによるコントラストの低下
を防止することができる。請求項２記載の発明によれ
ば、スペーサに弾力性のある有機高分子化合物を用いた
ので、透明基板間でスペーサの膨張・収縮があっても、
液晶中に気泡が発生せず、良好な液晶表示を行なうこと
ができる。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、スペーサの
誘電率調整に有機強誘電性高分子化合物を混合して行な
うので、少ない混合量で容易に誘電率を調整することが
できる。請求項４記載の発明によれば、液晶とスペーサ
のそれぞれの誘電率と導電率の積が等しくなるように調
整したので、界面分極が起こり難くなり、スペーサと液
晶の界面での電界の乱れによる光のもれを防止すること
ができる。

【００２９】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載のスペーサに弾力性のあるプラスチックビーズを用い
たので、透明基板間でスペーサの膨張・収縮があって
も、液晶中に気泡等が発生せず、良好な液晶表示を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示器の一実施例の液晶セル
の構造を示す断面図である。

【図２】図１の液晶表示器内部の電場状態を示す模式図
であり、その（ａ）は液晶よりもスペーサの誘電率の方
が小さい場合の図、（ｂ）は液晶とスペーサの誘電率が
等しい場合の図、（ｃ）は液晶よりもスペーサの誘電率
の方が大きい場合の図である。

【図３】異種誘電体の界面で生ずる界面分極を説明する
図である。

【符号の説明】

１液晶表示器（液晶セル）２ａ、２ｂ透明基板４液晶５スペーサ６ａ、６ｂ透明電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極が形成された一対の透明基板と、前記一対の透明基板間に挟まれた液晶と、前記一対の透明基板間の間隙を一定の距離に保持するス
ペーサと、を備えた液晶セルから成る液晶表示器において、前記液晶とスペーサの誘電率を等しくしたことを特徴と
する液晶表示器。
【請求項２】前記スペーサに有機高分子化合物を用いた
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示器。
【請求項３】前記スペーサに有機強誘電性高分子化合物
を混合して誘電率を調整することを特徴とする請求項１
記載の液晶表示器。
【請求項４】透明電極が形成された一対の透明基板と、前記一対の透明基板間に挟まれた液晶と、前記一対の透明基板間の間隙を一定の距離に保持するス
ペーサと、を備えた液晶セルから成る液晶表示器において、前記液晶の誘電率と導電率の積を前記スペーサの誘電率
と導電率の積に等しくしたことを特徴とする液晶表示
器。
【請求項５】前記スペーサに導電性高分子化合物を含む
プラスチックビーズを用いたことを特徴とする請求項４
記載の液晶表示器。