JPH10288773A - 液晶素子およびそれを用いた携帯用電子機器 - Google Patents

液晶素子およびそれを用いた携帯用電子機器

Info

Publication number
JPH10288773A
JPH10288773A JP9778597A JP9778597A JPH10288773A JP H10288773 A JPH10288773 A JP H10288773A JP 9778597 A JP9778597 A JP 9778597A JP 9778597 A JP9778597 A JP 9778597A JP H10288773 A JPH10288773 A JP H10288773A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
layer
thickness
inorganic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP9778597A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Nagata
光夫 永田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP9778597A priority Critical patent/JPH10288773A/ja
Publication of JPH10288773A publication Critical patent/JPH10288773A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】プラスチック基板を用いた従来の液晶素子にお
いて発生していた電流値の経時変化を改善する。 【解決手段】プラスチック基板表面に形成された透明導
電膜の上部と下部のうち、一方もしくは双方に、プラス
チック基板から液晶層へ不純物が溶出する事を防止する
効果を有する無機膜を、それらの無機膜の厚さが、合計
して少なくとも0.3μm以上、望ましくは0.5μm
以上形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高分子基材である透
明プラスチック基板を用いた液晶素子(以下PLCとす
る)に関する。
【0002】
【従来の技術】PLCは、軽く・薄く・割れないとい
う、ガラス基板を用いた液晶素子にない特徴を生かし
て、既に電卓・ページャー等の携帯用電子機器に用いら
れている。また今後、携帯電話や携帯情報端末等に広く
用いられると予測されている。
【0003】これまでのPLCは、それほど表示情報量
が大きくなかったため、液晶の動作モードとしてはTN
方式が用いられてきた。しかし、表示情報量の拡大に対
応するため、既にスーパーツイストネマチック方式(以
下STN方式とする)PLCの実用化がなされている。
【0004】従来の構成のPLCの断面構造図の1例を
図1に示した。図1において1はプラスチック基板であ
る。2はガスバリア層で、典型的にはポリビニルアルコ
ールもしくは塩化ビニルとポリビニルアルコール共重合
体等が用いられる。3は透明導電膜で通常ITO膜が用
いられる。4は配向膜である。5は液晶セルのシール部
である。6は液晶層である。
【0005】従来このような構成のPLCが使用されて
いた。従来のSTN方式PLCにおいては、軽い、薄
い、割れない等の特徴が評価され、駆動電圧については
それ程問題にはされなかった。しかし最近ガラス基板を
用いた小型のSTN方式LCDでは、駆動電圧の低電圧
化が進んだ。このためSTN方式PLCにも駆動電圧を
より低くする事が求められてきている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところがPLCにおい
て駆動電圧を下げるため、閾値電圧の低い液晶材料を用
いると、従来の構成のPLCでは消費電流の経時変化が
大きくなる事が分かってきた。この経時変化は使用する
液晶材料の閾値電圧が低くなる程大きくなる傾向があ
る。このような問題はガラス基板の場合にはなかった。
あるいはあっても殆ど問題にならない程度でしかなかっ
た。従ってこの問題はPLCに特徴的な問題だと考えら
れる。
【0007】本発明は、このようなSTN方式PLCで
発生する電流値の経時変化を解決する事を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の液晶素子は、高分子基材である第1の基板
と、前記第1の基板と対向配置した第2の基板と、前記
第1の基板と前記第2の基板との間に配置した液晶層と
を有し、前記第1の基板の面のうち前記液晶層側の面に
は、0.3μm以上の厚みを有する第1の無機層が形成
されていることを特徴とする。
【0009】又、前記第1の無機層は、前記第1の基板
上に形成した第1の無機膜と、前記第1の無機層上に形
成した導電層上に形成した第2の無機膜と、を含み、前
記第1の無機膜と第2の無機膜との厚みの合計が0.3
μm以上であることを特徴とする。
【0010】又、前記第2の基板は高分子基材であり、
前記第2の基板の面のうち前記液晶層側の面には、0.
3μm以上の厚みを有する第2の無機層が形成されてい
ることを特徴とする。より好ましくは、第1の無機層は
0.5μm以上の厚みを有するとよい。
【0011】又、前記第2の無機層は、前記第2の基板
上に形成した第3の無機膜と、前記第2の無機層上に形
成した導電層上に形成した第4の無機膜と、を含み、前
記第1の無機膜と第2の無機膜との厚みの合計が0.3
μm以上であることを特徴とする。より好ましくは、第
2の無機層は0.5μm以上の厚みを有するとよい。
【0012】又、前記液晶層には、その閾値電圧が少な
くとも1.8ボルト以下のスーパーツイストネマチック
方式(STN)対応の液晶材料が用いられていることを
特徴とする。
【0013】又、前記第1の無機膜、前記第2の無機
膜、前記第3の無機膜又は前記第4の無機膜は、酸化け
い素、窒化シリコン及び酸化チタンから選ばれる材料か
らなることを特徴とする。
【0014】又、高分子基材である第1の基板と、前記
第1の基板と対向配置した第2の基板と、前記第1の基
板と前記第2の基板との間に配置した液晶層とを有し、
前記第1の基板の面のうち前記液晶層側の面には、前記
第1の基板から不純物が溶け出すのを防ぐために設けた
第1の無機層が形成されていることを特徴とする。
【0015】本発明の携帯用電子機器は、上述の液晶素
子を用いたことを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明においては、透明導電膜の上部と下部の
うち、一方もしくは双方に無機層が形成され、しかもそ
の厚さがポイントとなっている。なぜならば、詳細は実
施例の説明で述べるが、これらの膜厚を厚くしていく
程、PLCの電流値の経時変化は少なくなっていく。こ
の事より、これらの無機層は、無機層から見て液晶層と
反対側にあるプラスチック基板等の有機材料部分から、
不純物が液晶層に侵入する事を防ぐ効果を有していると
考えられる。そして侵入した不純物は液晶層の比抵抗を
低下させていると考えれば現象の説明がつく。無機層が
不純物の侵入を阻止する効果が実用的に問題ないレベル
に達するのが膜厚0.3μm以上であり、全く問題ない
レベルになるのが0.5μm以上の時であると推察され
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下実施例に基づき説明する。
【0018】〔実施例1〕本実施例で行った一連の実験
の詳細を以下に述べる。
【0019】実験に用いる各種の基板を作成するために
ポリエーテルスルフォンフィルムを基材とする厚さ約1
50μmのプラスチック基板を用い、まずその表面にス
パッタリングにより、まず酸化けい素膜を形成した。形
成した酸化けい素膜厚は0.1μm、0.2μm、0.3
μm、0.4μm、および0.6μmの5種類である。こ
れらの基板および酸化けい素膜を形成しなかった基板の
全てに透明導電膜としてITOを0.05μmの厚さに
形成した。形成時の基板温度はいずれも約80℃に設定
した。このITOをフォトリソグラフにより所定の表示
パターンにパターニングした後、これらの基板表面の一
部を除きスパッタリングにより、酸化けい素膜を形成し
た。酸化けい素膜を形成しなかった部分は液晶セルにし
た時、駆動回路との結線部分に相当するITOパターン
部である。酸化ケイ素の厚みはいずれも0.1μmとし
た。このようにして図3に示したような7種類の構成の
PLC用プラスチック基板を用意した。
【0020】次に図3に示した基板A〜Gを用いて評価
用のSTN方式の液晶セルを作成した。基板Dを用いた
STNセルの断面構造の1例を図2に示した。図2にお
いて7A及び7Bは第1及び第2の基板であるプラスチ
ック基板、8A及び8Bは第1及び第3の無機膜である
酸化けい素によるアンダーコート膜、9はITO膜、1
0A及び10Bは第2及び第4の無機膜である酸化けい
素によるオーバーコート膜、11は配向膜、12は液晶
セルのシール部、13は液晶層である。
【0021】基板A〜Gを用いてを作成したSTN方式
の液晶セルに注入した液晶材料は図4に示した3種類で
ある。
【0022】これらのセルの初期電流値を測定した後、
90℃の恒温槽に放置した。1000時間後の電流値と
初期値の比の平均値を図5に示した。図5より基板の構成
と液晶材料により電流値の経時変化に大きな差がでる事
がわかる。
【0023】電流値の経時変化の許容範囲を90℃×1
000時間で初期値の1.5倍以内という基準で図5の結果
を判断すると、次のようになる。
【0024】 SS−4356 :いずれの条件でも問題ない。
【0025】RDP−40490:D、E、F、Gの条
件では問題ない。但しEはボーダーライン。
【0026】 RDP−21146:F、Gの条件なら問題ない。
【0027】このように電流値の経時変化は液晶材料お
よび酸化けい素膜の膜厚により差がでる。その理由は次
のように考えられる。
【0028】一般的に液晶材料の閾値が低いもの程誘電
異方性が大きく、極性の大きな材料の組成比が大きくな
っている。極性の大きな液晶程、液晶層が接する基板か
ら不純物、恐らく主として有機の不純物、を溶かし込み
やすい。このようにして液晶中に溶け込んだ不純物が電
流値の上昇の原因となる。これが液晶材料により差がで
る理由と考えられる。
【0029】ところが本実施例のように基板上のITO
の上部と下部のうち一方もしくは双方に酸化けい素膜を
形成すると、この酸化けい素膜は不純物の液晶中への溶
出を阻止する作用を有する。この作用は酸化けい素膜の
厚みが大きな程顕著になると考えられる。
【0030】液晶材層への不純物溶出の目安としては、
液晶の誘電異方性と強い正の相関がある液晶の閾値電圧
を便宜的に用いる事ができる。また経時変化の良否の判
断基準として初期値の1.5倍程度をボーダーラインと
すると、本実施例より、閾値電圧が2ボルトの液晶(S
S−4356)では酸化けい素膜が無くとも問題はな
い。また閾値電圧が1.47ボルトの液晶(RDP−2
1146)では酸化けい素膜厚の合計が0.5μm以上
であれば問題ない。さらに閾値電圧が1.6ボルトの液
晶(RDP−40490)では酸化けい素膜厚の合計が
0.3μm以上であれば経時変化がちょうど1.5倍に
なる。しかしボーダーラインであるので、酸化けい素膜
厚が0.3μmの場合、閾値電圧はSS−4356とR
DP−40490の中間である1.8ボルトであれば問
題ないと思われる。
【0031】〔実施例2〕本実施例ではポリカーボネー
トフィルムを基材とする厚さ約130μmのプラスチッ
ク基板を用い、まずその表面にスパッタリングにより、
まず酸化けい素膜を形成した。形成した酸化けい素膜厚
は0.1μm、0.2μm、0.4μm、の3種類の基板
を作成した。これらの基板および酸化けい素膜を形成し
なかった基板の全てに透明導電膜としてITOを0.0
5μmの厚さに形成した。形成時の基板温度はいずれも
約80℃に設定した。このITOをフォトリソグラフに
より所定の表示パターンにパターニングした後、これら
の基板の一部にスパッタリングにより、その表面に酸化
けい素膜を形成した。酸化ケイ素の厚みはいずれも0.
1μmとした。このようにして図6に示したような6種類
の構成のPLC用プラスチック基板を用意した。
【0032】次に図6に示した基板H〜Mを用いて評価
用のSTN方式の液晶セルを作成した。これらのセルに
注入した液晶は図4に示した3種類である。
【0033】これらのセルの初期電流値を測定した後、
90℃の恒温槽に放置した。1000時間後の電流値と
初期値の比の平均値を図7に示した。図7より基板の構成
と液晶材料により電流値の経時変化に大きな差がでる事
がわかる。
【0034】電流値の経時変化の許容範囲を90℃×1
000時間で初期値の1.5倍以内という基準で図7の結果
を判断すると、次のようになる。
【0035】 SS−4356 :いずれの条件でも問題ない。
【0036】 RDP−40490:L、Mの条件では問題ない。
【0037】 RDP−21146:Mの条件なら問題ない。
【0038】このように本実施例においての電流値の経
時変化は液晶材料および酸化けい素膜の膜厚により差が
でる。
【0039】本実施例においても、閾値電圧が2ボルト
の液晶(SS−4356)では酸化けい素膜が無くとも
問題はない。また閾値電圧が1.47ボルトの液晶(R
DP−21146)では酸化けい素膜厚の合計が0.5
μm以上であれば問題ない。さらに閾値電圧が1.6ボ
ルトの液晶(RDP−40490)では酸化けい素膜厚
の合計が0.3μm以上であれば問題ない。
【0040】〔実施例3〕図4に示した液晶よりもさら
に閾値電圧が低い液晶を用いた時にどうなるかを調べる
ため、図8に示したように閾値電圧1.3ボルトの液晶
材料を用いたPLCテストセルを作成し、実施例1、2
と同様に電流値の経時変化を調べた。なお使用した無機
膜は実施例1、2と同様、酸化けい素のスパッタ膜であ
る。
【0041】その結果電流値の変化は初期値の1.2倍
であった。これより閾値電圧が1.3ボルトとかなり低
くても酸化けい素層が0.5μmあれば電流値の上昇は
押さえられる事がわかった。
【0042】実施例1〜3より明らかなように、電流値
の経時変化は液晶材料の閾値電圧と酸化けい素膜の膜厚
に大きく依存する。実施例では酸化けい素膜のみを示し
たが、原理的に考えると有機不純物が液晶層に溶出する
事を防止できる膜であれば何でもよい事は明らかであ
る。具体的には、例えば窒化けい素、酸化チタン等の無
機膜であれば同様の効果がある。またこれらの膜のうち
複数の膜を用いる事も可能である。
【0043】実施例1〜3を総合的に考慮すると、無機
膜の厚みが0.3μmあれば少なくとも閾値電圧1.8
ボルト程度の液晶の電流値上昇は防止できる。また、
0.5μmあれば、閾値電圧1.5ボルト以下の液晶で
あっても電流値上昇は防止できる。
【0044】〔実施例4〕図3に示した基板Fを用い、
STN方式の液晶パネルを作成した。用いた液晶材料
は、RDP−21146である。この液晶パネルをヒー
トシールを用い駆動回路と結線、実装し、液晶表示装置
を作成した。駆動は、デューティ比16分の1、駆動電
圧は約4.8ボルトに設定した。この液晶表示装置を、
元々ガラス基板を使用した液晶パネルを使った表示装置
を用いていた携帯電話に組み込んだ。この携帯電話の本
来の駆動電圧も約4.8ボルトであるので駆動回路に全
く変更を加える事なく良好な表示を行う事ができた。こ
の携帯電話はガラス基板を用いた液晶表示装置を組み込
んだ状態より約2.5グラム軽くなった。またこの電話
を意図的に固い床に落としショックを加えても液晶パネ
ルが破壊する事はなかった。
【0045】このように本発明に基づく液晶表示装置を
用いた電子機器、特に携帯電話のような携帯用の電子機
器は、ガラス基板を用いた液晶表示装置を用いた時と同
様良好な表示ができ、また本発明により信頼性的にも何
ら遜色のないものとなった。それだけでなく、ガラス基
板を用いたこれまでの液晶表示装置をを搭載した時より
軽量化でき、落下時のようなショックを与えても液晶表
示装置が破壊するような事もなくなった。
【0046】
【発明の効果】本発明によって、PLCにおいて発生す
る電流値の経時変化を防止し、信頼性の高い液晶素子を
実現する事ができる。また本発明による液晶表示装置を
搭載した携帯用電子機器はガラス基板を使用した従来の
液晶表示装置を用いた場合よりも軽量化され、落下時の
表示装置の破壊という問題もなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の構成のPLCの断面構造図。
【図2】本発明の構成のPLCの断面構造図。
【図3】実施例1で使用した基板構造の説明図。
【図4】実施例1、実施例2で使用した液晶材料の説明
図。
【図5】実施例1の電流値経時変化結果の一覧図。
【図6】実施例2で使用した基板構造の説明図。
【図7】実施例2の電流値経時変化結果の一覧図。
【図8】実施例3で使用したセルの諸条件の説明図。
【符号の説明】
1.プラスチック基板 2.ガスバリア層 3.ITO膜 4.配向膜 5.シール部 6.液晶層 7A.プラスチック基板(第1の基板) 7B.プラスチック基板(第2の基板) 8A.アンダーコート膜(第1の無機膜) 8B.アンダーコート膜(第3の無機膜) 9. ITO膜 10A.オーバーコート膜(第2の無機膜) 10B.オーバーコート膜(第4の無機膜) 11.配向膜 12.シール部 13.液晶層

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高分子基材である第1の基板と、前記第1
    の基板と対向配置した第2の基板と、前記第1の基板と
    前記第2の基板との間に配置した液晶層とを有し、 前記第1の基板の面のうち前記液晶層側の面には、0.
    3μm以上の厚みを有する第1の無機層が形成されてい
    ることを特徴とする液晶素子。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の液晶素子であって、 前記第1の無機層は、前記第1の基板上に形成した第1
    の無機膜と、前記第1の無機層上に形成した導電層上に
    形成した第2の無機膜と、を含み、前記第1の無機膜と
    第2の無機膜との厚みの合計が0.3μm以上であるこ
    とを特徴とする液晶素子。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載の液晶素子であっ
    て、 前記第2の基板は高分子基材であり、前記第2の基板の
    面のうち前記液晶層側の面には、0.3μm以上の厚み
    を有する第2の無機層が形成されていることを特徴とす
    る液晶素子。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の液晶素子であって、 前記第2の無機層は、前記第2の基板上に形成した第3
    の無機膜と、前記第2の無機層上に形成した導電層上に
    形成した第4の無機膜と、を含み、前記第1の無機膜と
    第2の無機膜との厚みの合計が0.3μm以上であるこ
    とを特徴とする液晶素子。
  5. 【請求項5】請求項1乃至4に記載の液晶素子であっ
    て、 前記液晶層には、その閾値電圧が少なくとも1.8ボル
    ト以下のスーパーツイストネマチック方式(STN)対
    応の液晶材料が用いられていることを特徴とする液晶素
    子。
  6. 【請求項6】請求項1乃至5に記載の液晶素子であっ
    て、 前記第1の無機膜、前記第2の無機膜、前記第3の無機
    膜又は前記第4の無機膜は、酸化けい素、窒化シリコン
    及び酸化チタンから選ばれる材料からなることを特徴と
    する液晶素子。
  7. 【請求項7】高分子基材である第1の基板と、前記第1
    の基板と対向配置した第2の基板と、前記第1の基板と
    前記第2の基板との間に配置した液晶層とを有し、 前記第1の基板の面のうち前記液晶層側の面には、前記
    第1の基板から前記液晶層に不純物が溶け出すのを防ぐ
    ために設けた第1の無機層が形成されていることを特徴
    とする液晶素子。
  8. 【請求項8】請求項1乃至7記載の液晶素子を用いた事
    を特徴とする携帯用電子機器。
JP9778597A 1997-04-15 1997-04-15 液晶素子およびそれを用いた携帯用電子機器 Withdrawn JPH10288773A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9778597A JPH10288773A (ja) 1997-04-15 1997-04-15 液晶素子およびそれを用いた携帯用電子機器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9778597A JPH10288773A (ja) 1997-04-15 1997-04-15 液晶素子およびそれを用いた携帯用電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10288773A true JPH10288773A (ja) 1998-10-27

Family

ID=14201478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9778597A Withdrawn JPH10288773A (ja) 1997-04-15 1997-04-15 液晶素子およびそれを用いた携帯用電子機器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10288773A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010237712A (ja) * 2003-03-07 2010-10-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置及びその作製方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010237712A (ja) * 2003-03-07 2010-10-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置及びその作製方法
US8634050B2 (en) 2003-03-07 2014-01-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4978203A (en) Liquid crystal device with an apparent hysteresis
JP3097945B2 (ja) 反射型液晶表示装置の製造方法
EP0695965B1 (en) Liquid crystal device
JP2001343670A (ja) 液晶表示装置
EP0554091B1 (en) Colour liquid crystal electro-optical device and method of manufacturing the same
US5227904A (en) Ferroelectric liquid crystal device
CA2012391C (en) Liquid crystal display device
JPH10288773A (ja) 液晶素子およびそれを用いた携帯用電子機器
JP2769879B2 (ja) カイラルスメクチック液晶素子
JP4485610B2 (ja) 液晶表示素子
CN1111757C (zh) 液晶显示装置
JP3093613B2 (ja) 液晶素子
KR20040044930A (ko) 전기영동 능동 매트릭스 디스플레이 디바이스
US20010017685A1 (en) Liquid crystal display panel implementing bistable liquid crystal and method of fabricating the same
JP2000105391A (ja) 液晶表示装置、及び、これを用いた受像装置と情報処理装置
Aomori et al. P‐3: Reflective MIM‐LCD Using a Plastic Substrate
JPH0682803A (ja) 液晶表示装置
JPH0718990B2 (ja) 液晶セル
US6456357B2 (en) Liquid crystal display device having spontaneous polarization and evaluation method therefor
JPH08114797A (ja) 反射型液晶表示装置およびその製造方法
JPH07292363A (ja) 液晶素子及び電子機器
JP2561603B2 (ja) 液晶装置
JP3666771B2 (ja) スイッチング素子
JP2620066B2 (ja) 液晶装置
JPH06222348A (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040706