JPH06222339A

JPH06222339A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH06222339A
Application number: JP1153493A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tomita; 賢時冨田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-01-27
Filing date: 1993-01-27
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】【構成】対峙する面に配向膜９、１２を配設した二枚
のガラス基板１、２間に液晶３を封入した液晶表示装置
において、前記二枚のガラス基板１、２間に比抵抗が１
×１０¹²Ω・ｃｍ以上の液晶３を封入すると共に、この
液晶３内にガラスもしくはプラスチックから成る光散乱
体４を分散させた。【効果】液晶３中に侵入した光は光散乱体４により散
乱を受け高屈折率の液晶３から低屈折率の光散乱体４に
入射したとき全反射されるなどの効果で反射が効率よく
引き起こされる。また、液晶３は配向されているため、
低電圧で駆動し、ヒステリシスも発生しない。光散乱体
４は、決まった形状のものを混入すればよいので、形状
・寸法の設定は容易であり、しかも数種類混ぜ合わせる
こともできる。もって、偏光板を使用しない明るい反射
型液晶の表示装置が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関し、特
にアクティブ駆動による反射型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、アクティブマトリックス型液晶表示装置は、図３に
示すように、ガラス基板３１、３２の上下面に偏光板３
３、３４を貼着し、このガラス基板３１、３２の間にツ
イストネマティック液晶３５を封入した構造となってい
る。なお、図３中、３６は画素電極、３７は画素電極３
６に電圧を印加するための薄膜トランジスタ、３８は配
向膜、３９はカラーフィルタ、４０は対向電極、４１は
配向膜、４２はブラックマトリックスである。

【０００３】ところが、この従来のアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置のように、ガラス基板３１、３２の
上下面に偏光板３３、３４を貼着すると、光の透過率は
４０％に減少し、光の有効効率が低いという問題があっ
た。また、ツイストネマティック液晶３５のような光透
過型液晶では、バックライトが必要となり、装置の厚
さ、重量、消費電力、明るさの点で、携帯型表示装置の
要求を満足しない。さらに、白黒モードでの反射型液晶
表示装置は、実用化されているが、カラー表示を行う場
合、カラーフィルタを設けなければならず、光がカラー
フィルタを通過することによって表示が暗くなりすぎ、
実用化には至っていない。

【０００４】一方、最近、光散乱効果を利用することで
偏光板の使用を不必要とした方式として、図４に示すよ
うな、ポリマー分散型液晶表示装置が注目されている。
すなわち、ガラス基板５１に薄膜トランジスタ５２と画
素電極５３を設けると共に、ガラス基板５４に対向電極
５５を設け、このガラス基板５１、５２間に空孔を有す
るポリマー５６を配置して、このポリマー５６の空孔に
液晶５７を充填したものである。このようなポリマー分
散型液晶表示装置では、画素電極５３と対向電極５５に
電圧を印加しない場合は、液晶５７がランダムに配向し
て光は散乱すると共に、画素電極５３と対向電極５５に
電圧を印加した場合は、液晶が垂直に配向して、光が透
過するものである。このような液晶表示装置は、偏光板
を使用しないことから、明るい表示装置となり、プロジ
ェクターなどへの応用が期待されている。

【０００５】ところが、このポリマー分散型液晶表示装
置は、基本的には前方散乱機構であり、反射型液晶表示
装置への適用は困難である。また、ポリマー分散型液晶
表示装置は、駆動電圧が高く、Ｖ−Ｔ特性でヒステリシ
スがある。このように、駆動電圧が高くなると、駆動用
ＩＣの形状が大きくなり、高価になると共に、高速駆動
が困難になる。また、ヒステリシスがあると、履歴の影
響があり、例えば右半分黒、左半分白の画面を同じ電圧
の「灰色」にしても、残像効果によって左右の部分に濃
淡の差があらわれてしまう。さらに、従来のポリマー分
散型液晶表示装置では、液晶ドロップレット５７の粒径
を均一に再現良く形成することは実際上難しいという問
題もある。

【０００６】また、液晶に染料を導入するゲスト・ホス
ト型液晶を用いた反射型液晶表示装置の報告もあるが、
コントラストが低くなって、耐候性も劣るという問題が
あった。

【０００７】

【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、このような従来装置の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その特徴とするところは、対峙する面に配向
膜を配設した二枚のガラス基板間に液晶を封入した液晶
表示装置において、前記二枚のガラス基板間に比抵抗が
１×１０¹²Ω・ｃｍ以上の液晶を封入すると共に、この
液晶内にガラスもしくはプラスチックから成る光散乱体
を分散させた点にある。

【０００８】

【作用】上記のように構成することにより、光が高屈折
率の液晶から低屈折率の光散乱体に入射したとき、全反
射されるなどの効果で反射が効率よく引き起こされ、後
方散乱機能が大きく改善される。もって、偏光板を使用
しない明るい反射型液晶表示装置が実現できる。また、
液晶は配向されているため、低電圧でも駆動でき、ヒス
テリシスも発生しない。さらに、光散乱体は、形状や寸
法の設定を広範囲に行うことができ、しかも数種類混ぜ
合わせることもできることから製造も容易である。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳
細に説明する。図１は、本発明に係る液晶表示装置の一
実施例を示す断面図であり、１、２は基板、３は液晶、
４は光散乱体である。

【００１０】基板１、２は、＃７０５９ガラスや透光性
樹脂などで構成される。

【００１１】一方の基板１上には、透明導電膜などから
成る画素電極５、この画素電極５に電圧を印加するため
の薄膜トランジスタ６、この画素電極５と薄膜トランジ
スタ６を保護するための保護膜７、光の透過を防止する
ためのクロム（Ｃｒ）などから成る黒色膜８、および所
定方向にラビングされたポリイミドなどから成る配向膜
９が形成されている。

【００１２】また、他方の基板２上には、カラーフィル
タ１０、対向電極１１、および所定方向にラビングされ
た配向膜１２が形成されている。なお、図１中、１３は
カラーフィルタ１０間に形成されたブラックマトリック
スである。

【００１３】上記二枚の基板１、２は、２〜１００μｍ
の間隔を有するように接着され、この二枚の基板１、２
間に、液晶３が封入される。この液晶３は、その比抵抗
が１×１０¹²Ω・ｃｍ以上と大きいもので構成される。
後述する光散乱体４の比抵抗が１×１０¹²〜１×１０¹⁴
Ω・ｃｍであるため、駆動電圧を低電圧化するために
は、比抵抗が１×１０¹²Ω・ｃｍ以上の液晶を用いなけ
ればならない。すなわち、比抵抗の小さい液晶材料４を
用いると、電圧が光散乱体４に奪われて、液晶材料４を
配向させるために、非常に大きな駆動電圧が必要とな
る。このような比抵抗の大きい液晶材料４には、フッ素
系液晶、塩素系液晶などがある。

【００１４】この液晶３内には、光散乱体４が分散され
ている。この光散乱体４は、無アルカリガラスなどのガ
ラス、メラミン樹脂あるいは尿素樹脂、ベンゾグアナミ
ン樹脂などの樹脂から成る。無アルカリガラスで形成す
る場合、紡糸して棒状に形成する。また、樹脂で形成す
る場合、粒状に形成する。いづれの場合も、可視光を散
乱させるために、直径２〜１１μｍ程度に形成する。ま
た、球状や棒状のものに限らず、楕円状のものやフレー
ク状のものであってもよい。さらに、光散乱効果を高め
るために、光散乱体４の表面を凹凸状態にすることも有
効である。光散乱体４の表面を凹凸状にするには、例え
ばエッチング液などに浸漬すればよい。また、光散乱体
４は、同一形状のものを混入させる場合に限らず、複数
種のものを混入してもよい。なお、この光散乱体４は、
決まった形状のものを混入するのみでよいのでポリマー
分散型液晶表示装置のように、ポリマーの厳密な硬化条
件を探す必要はなく、極めて簡便に製造できる。

【００１５】このような光散乱体の比抵抗は、上述のよ
うに１×１０¹²〜１×１０¹⁴Ω・ｃｍである。液晶３
は、上下の配向膜９、１２に強くアンカリングされてお
り、ここでは９０度にツイストさせた配向を用いたが、
０〜２７０度までの範囲でツイストさせても構わない。
この装置に入射した光は光散乱体４５により光の向きを
変えられて散乱する。このとき、液晶３の長軸に平行な
屈折率は光散乱体４の屈折率より大きいので、入射角度
よりも大きく屈折し散乱効果が高い。また、浅い角度で
光散乱体４に入射した場合は全反射が起こり、後方散乱
となり、反射型の液晶表示装置として利用できる。な
お、図３に示すような従来のポリマー分散型液晶の場
合、液滴中の液晶の方がポリマーよりも屈折率が大きい
ために、全反射が起こらず、したがって前方散乱のみと
なって、反射型液晶表示装置には用いることはできな
い。

【００１６】駆動電圧は、液晶３の配向の向きを変える
電圧でよいから、数ボルトの低い電圧でよく、駆動にか
かる負担を大幅に軽減することができる。このときの液
晶のダイレクタの方向は、図２に示すように、画素電極
５と対向電極１１に対して垂直になるため、光散乱体４
と同じ屈折率となり光は散乱せず、透明な状態となる。
薄膜トランジスタ６上に形成した黒色膜８に到達した光
は、そこで吸収されるため反射せず、したがって上から
みると黒表示となる。つまり、電圧を印加していないと
きは反射されるため白色となり、電圧を印加した場合は
黒となって、表示が可能となる。しかも、この方法によ
るとポリマー分散型液晶表示装置の場合に問題であった
ヒステリシスはなく、表示上の問題は解決される。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る液晶表示装
置によれば、二枚のガラス基板間に比抵抗が１×１０¹²
Ω・ｃｍ以上の液晶を封入すると共に、この液晶内にガ
ラスもしくはプラスチックから成る光散乱体を分散させ
たことから、従来装置と異なり、低電圧駆動で視野角が
広く明るい反射型の液晶表示装置を実現できる。また、
この反射型は、バックライトを必要としないことから、
従来は５００ｇであったパネル重量を２００ｇに減らす
ことが可能となった。また、装置厚みもランプ外形寸法
から１２ｍｍだったものを３ミリに減らせる。その上、
消費電流も６Ｗから２Ｗに減少する効果もある。このこ
とから、携帯時に問題となる重量・厚み・消費電力の点
で従来品より適しているため、ノートパソコンや情報端
末機器の高密度表示装置の実用化を促進することができ
る。さらに、この液晶表示装置は、アクティブマトリッ
クス駆動に適しており、簡単な散乱機構を原理としてい
るため、視野角が広いという点でも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の断面図
である。

【図２】本発明に係る液晶表示装置において、画素電極
に電圧を印加した場合に、黒表示になることを示す原理
図である。

【図３】従来の液晶表示装置を示す断面図である。

【図４】従来の他の液晶表示装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１、２・・・基板、３・・・液晶、４・・・光散乱体、
５・・・画素電極、６・・・薄膜トランジスタ、７・・
・保護膜、８・・・黒色膜、９・・・配向膜、１０・・
・カラーフィルタ、１１・・・対向電極、１２・・・配
向膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対峙する面に配向膜を配設した二枚のガ
ラス基板間に液晶を封入した液晶表示装置において、前
記二枚のガラス基板間に比抵抗が１×１０¹²Ω・ｃｍ以
上の液晶を封入すると共に、この液晶内にガラスもしく
はプラスチックから成る光散乱体を分散させたことを特
徴とする液晶表示装置。