JPS626226A - 液晶表示装置 - 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】 「発明の利用分野」 この発明は、反射型のカラー液晶表示装置に関するもの
であって、スメクチック液晶特に例えば強誘電性液晶（
以下ＦＬＣという）を用いた表示パネルを設けることに
より、マイクロコンピュータ、ワードプロセッサまたは
テレビ等の表示部の薄膜化を図る液晶表示装置に関する
ものである。

「従来の技術」 固体表示パネルは各絵素を独立に制御する方式が大面積
用として有効である。このようなパネルとして、従来は
、二周波液晶例えばツウイスティック・ネマチック液晶
（以下ＴＮ液晶という）を用い、横方向４００素子主た
縦方向２００素子とするＡ４判サイズの単純マトリック
ス構成にマルチプレキシング駆動方式を用いた表示装置
が知られている。

しかし、かかるＴＮ液晶を用いて反射型液晶表示装置を
作らんとする場合、偏向板を２枚一対の基板の外側に互
いに９０’回転して配設しなければならない。さらに反
射板はこの偏向板の外側（光入射光に対して最も奥側）
に配設しなければならない。即ち、光の経路を示すと、
入射光は第１の偏向板、対抗ガラス、対抗透光性導電膜
、ＴＮ液晶、透光性導電膜、ガラス基板、第２の偏向板
、アルミニューム反射基板、さらにここでの反射光はこ
の逆に第２の偏向板を経て入射光側に反射される。

このためカラー表示を反射型で構成させることはその光
量の減衰により実用化は不可能であった。

故に、バックライトを用いた透過型しかカラー表示を行
うことが不可能であった。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしかかるＴＮ液晶を用いると、 （１）２枚の偏向板を用いるため、反射光および透過光
量が減少する （２）２枚のガラス基板での光の吸収損失が見られる。

（３）バックライト方式ではこの光源の電気エネルギの
消費が携帯用に無視し得ない程大きい。

（４）アクティブ素子を基板側に設けるとこの周辺の有
機樹脂により吸収損失を与えてしまう等の多くの欠点を
存する。

本発明はかかる問題点を解くものである。

「問題を解決するための手段」 かかる問題を解決するため、液晶材料としてスメクチッ
クＣ相（ＳｍＣ“）を呈する強誘電性液晶を用いた。即
ちセルの間隔を４μｍまたはそれ以下とすることにより
双安定状態を得ることができる。

そしてかかる薄いセルに等方性の液晶状態で液晶を混入
し、温度降下させ、ＳｍＡを得、さらに双安定なＳｍＣ
”になる。するとらせん構造をとくことができる。かか
るＳｍＣ”に電圧を印加すると、分子が一方向に並びそ
の角度は約４５度を得ることができる。また逆の電圧を
印加すると、逆に約−４５度（４５度±５度以内）を得
ることができる。そしてこの２つの状態は電圧を切って
もほとんど変化しない不揮発性を有し、かつ互いに約９
０度（±１ｏ度以内）の角度を有する。このため偏向板
は１枚で光の透過、不透過を成就することができること
がわかった。このため、本発明はセルを構成する一対の
基板（光の入射側を対抗電極、反射側を単に基板という
）とその内側に接続する電極（光の入射側の電極を対抗
電極ｑ内部側を単に電極という）さらにその間に封入さ
れたＦＬＣを有する。そして偏向板を入射光側に１枚配
設した。

特に本発明はこの可視光領域の光を反射する層を１つの
電極即ち基板上の電極により構成せしめ、さらにこのフ
ィルタと反射性電極とは１０μ以下の距離を有せしめた
。

その場合、入射光の経路は偏向板、対抗基板、対抗電極
、ＦＬＣ、電極、さらにここで反射され、逆の経路をた
どる。

このため、入射の後透過した光を反射においてもほぼす
べて（９０％以上）が透光する。そのため反射光の色調
をフィルタにより十分制御することが可能となり得る。

また本発明でも残された問題点の使用温度範囲は、現在
複数の異なったＦＬＣを組合わせて（ブレンドして）０
〜５０℃において使用が可能となっている。このため実
用上はそれほど問題とならず、また階調に関してはカラ
ーも８色までとするならば階調が不要であり、マイクロ
コンピュータ等のディスプレイとしては十分実用が可能
であることが判明した。

「作用」 かくすることにより、 （１）偏向板が１枚のため光の損失を少なくできる。

（２）カラーフィルタを通して入射した光の大部分はぼ
１００％　（９０％以上）を同一フィルタを通して反射
光として放出させ得る。

（３）部品点数が少ない。

（４）　ＦＬＣを用いるため視野角が大きく、かつ省エ
ネルギである。

（５）反射型電極の下側（基板と電極との間）に非線型
素子を設けることによりカラーの階調の制御が可能とな
る。

さらに、非線型素子（ＮＥ）と強誘電性液晶（ＦＬＣ）
とを直列にして各画素を構成せしめる場合、Ａ４版また
はそれ以上の大面積のマトリックス化にそれぞれの画素
間のクロストークを除去し、初めて成就せしめることが
可能となった。

かくして本発明は強誘電性液晶の一対の電極の一方の側
にカラーフィルタを設け、それを赤（Ｒという）、緑（
Ｇという）、青（Ｂという）を繰り返して配設してドツ
ト用フィルタとした。

以下に実施例に従って本発明を説明する。

「実施例１」 第１図はパッシブ型の液晶表示装置に本発明を用いた平
面図（Ａ）及びＡ−Ａ”の縦断面図（Ｂ）を示す。

図面より明らかなごとく、Ｙ方向の線状パターン（２−
１）、（２−２）　　・・・（２−ｎ）よりなる（２）
とＸ方向の線状パターン（３−１）　、　（３−２）　
　・・・（３−ｍ）よりなる（３）を有し、その交点が
１つのドツト（９）（例えば２−２．３−１の交点）を
構成する。それぞれの線状パターンは第２の基板（１゛
）、第１の基板（１）に設けられている。またそれぞれ
の線状パターンは外部接続端子（１１）　、　（１１′
）を有し、この領域により周辺回路と連結される。

それぞれの電極は周辺部をシール材（４）で封止され内
部にはスメクチック相を有する液晶（７）が充填されて
いる。

さらに第１の基板（１）の内側には反射性電極（２）を
有し、実用上はアルミニュームの真空蒸着法により作製
した。

他方の第２の基板（１′）はその上面に偏光板（８）を
有している。第１図はカラー表示の構成を示す。

ここではフィルタ（４）を基板（１゛）の内側に密接し
て設け、各ドツトがＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を交
互に繰り返すように配列させている。

かくしてフィルタ（４）と反射性電極との距離は１０μ
以下、一般的には３〜５μとなし得る。そのため入射光
のほとんどすべてが同一フィルタを通して反射させ得る
。

更にフィルタ（４）の保護用の被膜（５）（ポリイミド
系をここでは使用）をこれらの上面に設け、その表面（
５゛）を平坦にしている。　さらにこの上面（図面では
下面）に密接して透光性電極（３）をＸ軸方向に線状に
設けている。この電極はＣＴＦ（導電膜透光性膜）より
なり、具体的にはＩＴＯ（酸化インジュームスズ）をス
パッタ法により形成して設けた。

この一対の電極（２）　、　（３）の内側表面には非対
称配向層を形成した。

非対称配向層の一方の非ラビング層（ラビング処理を行
わない層）として１．１．１．　）リメチルシラザン（
１，１，１，ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｚａｎｅ）を
１χにメタノール（Ｍｅ　ｔｈｏｎｏ　ｌ）溶解して１
分子塗布法により塗布乾燥させて形成した。

他方のラビング層はＣＴＦ上に同様の１．１．１．　）
リメチルシラザンを塗布乾燥せしめ、さらにこの上面に
ｂ−ナイロン（ｂ−Ｎｙｌｏｎｅ）を１χに６０Ｘ　ｍ
−クレゾール（ｍ−ｃｒｅｓｏｌ）と４０％メタノール
（ｍｅｔｈａｎｏｌ）の希釈溶液にて希釈してスピン法
により塗布して形成した。

このｂ−ナイロンではなくＰＡＮ（ポリアクリルニトリ
ル）　、　ＰＶＡ　（ポリビニールアルコール）ヲ約０
．Ｌ　μの厚さにスピン法により設け、公知のラビング
処理をした。ラビング処理の一例として、ナイロンをラ
ビング装置に９００　ＰＰＭで回転させ、その表面を２
ｍ／分の速度で基板を移動させて形成した。即ち一方の
電極（２）上には非ラビング処理膜を形成してラビング
処理を行わない配向膜とし、他方の電極（３）には前記
した有機化合物の膜を形成しラビング処理を行った。こ
の非ラビング層をＣＴＦ　（３）の内側表面としてもよ
い。さらにこの配向処理層間にはＦＬＣ例えばＳ８（オ
クチル・オキシ・ベンジリデン・アミノ・メチル・ブチ
ル・ベンゾエイト）を充填した。これ以外でもＢＯＢＡ
ＭＢＣ等のＦＬＣまたは複数のブレンドを施したＦＬＣ
を充填し得る。この画素のしきい値特性例を第２図に示
す。図面でも±５ｖ加えることにより、曲線（１３）　
、　（１３’）を得、透過、非透過をさせ得、十分反転
させるとともにメモリ効果を示すヒステリシスを得るこ
とが判明した。第２図において縦軸は透過率である。

第１図において、可視光領域の光を反射するには入射光
（１０）が偏光板（８）より第２の透光性基板（１’）
、フィルタ（４）、保護膜（５）、透光性導電膜（６）
。

非対称配向処理層（図示せず）、スメクチック液晶（７
）１反射性電極（２）となり、またここで逆の光路をへ
て反射光（１０’）として放出される。

この場合、フィルタ（４）、保護膜（５）に何等かの媒
体の色が存在する場合、また全体を一定の色調にせんと
するならば、反射性電極（２）の上面は光の干渉膜とし
てＣＴＦを３００〜１５００人の厚さの範囲で可変して
形成してもよい。

図面より明らかなごとく、スメクチック相を有する液晶
特にＳｍＣ”層を用いるならば液晶がメモリ作用を有し
、またそのチルト角を約４５°とすることにより偏光板
を一１枚用いるのみで光の「ＯＮ」ｒＯＦＦ　Ｊの制御
が可能であるということである。

またその結果、反射板を従来より公知のＴＮ液晶で第１
の基板の外側に設ける必要がない。そして１つの電極を
反射性電極とすればよい。

「効果」 さらに重要なことは、この液晶は４μ以下の厚さく一般
には１〜２μ）しか有さない。そのため入射光（１０）
と反射光（１０’）は同一フィルタを２回透過すること
である。そのため従来より公知のＴＮ液晶で用いた如く
、裏面基板の外側（図面で対応させるならば第１の基板
の下側）に反射板を配した場合は入射光がフィルタを通
り、例えば赤であり、反射光が隣の緑のフィルタを通り
得る。するとその光は赤でも緑でもない他の色となり、
それらの混合により白色の色調となってしまう。

しかし本発明においてはフィルタ（４）と反射性電極（
２）との距離が１０μ以下であるため、かかる隣のドツ
トの色が混合しないという大きな特色を有する。

本発明の第１図はセグメントは６×６であるが、それは
実験で用いた１００　Ｘ１００のマトリックスの一部を
示したものである。しかしこのドツト数は６４０　Ｘ４
００（カラーの場合は１９２０　Ｘ　４００）　、　７
２０　Ｘ　４００その他の構成を有しえる。

本発明において、カラーフィルタは透光性電極と対抗ガ
ラス基板との間に介在させた。しかしこのフィルタを液
晶と反射性電極との間に存在させてもよい。しかしかか
る場合はこのフィルタがある程度の導電性を有すること
が必要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパッシブ型の液晶表示パネルの平面図
および縦断面図を示す。 第２図は本発明に用いた強誘電性液晶の動作を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透光性基板の内側に設けられたカラーフィルタと、
   該電極の液晶の下側に配設された反射性電極とを有し、
   前記フィルタと前記反射性電極とは１０μ以下の距離を
   有することを特徴とする液晶表示装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、カラーフィルタの
   液晶側に透光性電極が設けられ、該電極と反射性電極と
   の間には４μ以下の厚さを有する強誘電性液晶が配設さ
   れたことを特徴とする液晶表示装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、自己吸収成分を除
   き反射光の９０％以上の光が同一フィルタを通して反射
   せしめられることを特徴とする液晶表示装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、カラーフィルタは
   反射性電極と液晶との間または透光性電極と基板との間
   に設けられたことを特徴とする液晶表示装置。