JPS63269124A - ネジレネマチツク液晶表示装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、遮光膜を形成したネガ型表示を行なう液晶表
示装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、自動車の計器類、あるいは時計等の表示に用いら
れている液晶表示装置は、暗い表示面に明るい文字１図
形などの表示を行うネガ型表示が多く採用されている。

ネガ型液晶表示装置は、背景部分では、液晶層に電圧が
印加されていないため、液晶分子がねじれており、これ
に沿って光がねじれて進み、一対の偏光膜の偏光軸を並
行させて配置させることにより、背景部分で光が透過し
ないようにされている。しかし、通常のこのネガ型液晶
表示装置の背景部分では、光がねじれて進むが、光の色
によって屈折率が異なるため、ある程度特定の色が透過
してきてしまう問題点があった。

単に一対の偏光膜てその偏光軸を直交して配置した時と
、偏光軸を平行に配置した時との比（コントラスト比）
は１０００以上にもなる。しかし、通常のネガ型液晶表
示装置で、この間に液晶層な挟持した場合には、前述の
ごとく、背景部分では光がねじれて進むため、全ての色
で充分な偏光が得られなく、背景部分での光の漏れを生
じ、これが問題となっていた。

このため、この背景部分に遮光膜を形成し、背景部分の
光の漏れを防止することが提案されている。

しかし、単に背景部分の光の漏れをなくすために遮光膜
を設けた場合には、背景部分は暗くなるが、表示パター
ンの部分のうち、光が透過してこないようにされる非表
示パターンの部分では、光がある程度漏れてくるため前
述の背景部分と同じ問題を生じ′、背景部分とこの非表
示パターン部分との暗さの比が大きくなると、本来光が
透過しないはずの部分を光が透過していると表示を見誤
る恐れが出てきた。

これを解決する為に、特開昭６０−１６２２２７号公報
の、背景部分に遮光膜を設けるとともに、偏光膜をポジ
型液晶表示装置の場合と同様に、液晶に電圧を印加しな
い部分で光が透過してくるように配置し、表示パターン
の駆動を光が透過しないようにする部分の液晶に電圧を
印加するようにすることが提案された。これにより、液
晶に電圧を印加した部分では液晶が立ち上っているため
、色による影響がなく、一対の偏光膜をその偏光軸が直
交するように配置しておけば、はぼ偏光膜の有する偏光
性能を充分に生かして、高い遮光性が得られ、コントラ
スト比が１０００以上というように高いものが得られる
ようになった。

しかし、この高いコントラスト比の液晶表示装置におい
ても、その表示より受ける感覚は平面的で単調な為、充
分な表示品位を満たしているとは言えない。

［発明の解決しようとする問題点］ 各種パターンを表示する素子は、それを使用する人の目
の疲労が出来るだけ少なく、出来るだけ広い視野角から
容易にまた印象深く短時間で認識できることが望ましい
、従来のネジレネマチック液晶表示素子において、裏側
の偏光膜の背後に照明手段を設けた場合に、表示パター
ンを通して透過してくる光は表側の偏光膜を通った時点
の偏光となって認識され、平坦な偏光膜での平面発光と
なってみえる為、かなり単調な表示品位の印象を与えて
いる。

本発明の目的は従来技術でコントラスト比が１０００以
上と非常に高いものが得られているが、前述の欠点を解
決していなく、これを解消しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は前述の問題点を解決すべくなされた。

ものであり、電極を設けた基板間にネマチック液晶層を
挟持し、表示パターンに対応する部分以外には遮光膜を
設け、所望の表示パターン以外の表示パターン部分の電
極に前記ネマチック液晶が励起する以上の電圧を印加す
る液晶セルの両面に偏光膜の偏光軸を電圧無印加部分で
光が透過してくるように一対の偏光膜を配置したネガ型
表示の液晶表示装置において、その前面に表示パターン
部分とそれ以外の部分とで先の屈折の程度に差を設けた
フィルターを配置したことを特徴とするネジレネマチッ
ク液晶表示装置を提供するものである。

本発明を図面を参照しつつ説明する。

第１図は、本発明のネガ型表示のネジレネマチック液晶
表示装置の基本的な例の断面図を示す。

第１図において、ＩＡは基板であり、２Ａはその上に形
成された電極であり、さらにその上には配向ＩＩ！３Ａ
が形成されている。一方、他方の基板ＩＢには、その上
に電極２Ｂ、表示パターン以外の部分に遮光膜４、それ
らの上に配向膜３Ｂが形成されている。これらの２枚の
基板の電極面が相対向するように配置して１周辺をシー
ル材５で−シールし、内部にネマチック液晶層８を形成
して液晶セルを形成する。

この液晶セルの両面には、一対の偏光膜７Ａ。

７Ｂが配置され、その偏光軸は通常のポジ型表示の液晶
表示素子の場合と同様に、電圧を印加した部分で光が遮
断されるようにされている。

具体的には、はぼ９０″のねじれになるように配向膜を
形成し、液晶の分子が電圧を印加しない状態でほぼ９０
°ねじれた状態にし、偏光膜の偏光軸は、それぞれの配
向方向と平行または直交するように配置すればよい、即
ち、偏光膜の偏光軸は相互にほぼ９０″になるように配
置される。

また、第１図において、９は拡散フィルターてあり、１
０は光源である。拡散フィルターは、カラーフィルター
と併用で用いられることもある。拡散フィルターが用い
られない場合やカラーフィルターとしてのみ用いられる
場合もある。

８は、これら構成要素よりなる液晶表示素子の前面に設
置する透明または半透明の光屈折の程度に差を設けたフ
ィルターである０本発明の光の屈折の程度に差を設けた
フィルターとは、表示パターン部分と背景部分とで光の
屈折の程度に差をつけられるものであればよく、表示パ
ターン部分に凸部、凹部または孔が形成されたものやそ
の部分のみ屈折率の異なる他の材質としたもの等が使用
できる。又、この部分に微細な凹凸を形成して乱屈折を
生じさせて、視角を広げることもできる。

第１図では、透明樹脂基板を用いその表面に表示パター
ンと同一形状にて凹形に掘削加工を行い、加工面を液晶
パネル側とし１表示パターンと同一位置に設置したもの
である。使用材料の厚みや掘削深さは自由に選択できる
。使用材料も成型加工性の良いアクリル樹脂等を用い、
成型加工にて凹凸加工することもできる。その他の透明
、半透明樹脂材料で、あらかじめ着色された基板を用い
ることもできる。

また基板材料として、ガラス基板も使用てきる。ガラス
基板としては透明硝子以外に曇りガラス基板や着色ガラ
ス基板を使用することもでき、これらの基板の表面に所
望のパターンをエツチング加工することにより、目的の
基板を得ることができる。

さらに、透明または半透明のインクを基板の代りに用い
、所望の表示パターン形状に偏光膜の上や透明基板の上
に塗布することにより、前述の機能と同様のものを得る
ことが可能である。

凹凸化処理等を行なって得る表示パターンの形状は、第
１図４の遮光膜でさえぎられなく透過してくる光と同一
パターンを基本とするが、それよりやや大きい形状やや
や小さい形状もそれぞれに特徴のある表示品位をもち実
用上有効である。

又、凹凸化処理の代りに孔をあけてもよい。

本発明では、さらに、これらの所望のパターン形状に加
工したものの表面にカラーインクや蛍光インクとの混合
品を塗布することにより、より表示品位が高く、高級感
があり視認性の良いものを得ることができる。

第１図において遮光膜は後側の基板１Ｂの上に形成され
ているが表側の基板ＩＡの上でもよく、またＩＡとＩＢ
両方に同時に適用することも可能である。

［作用］ 本発明では、非常にコントラストの高いネガ型の液晶表
示素子において、その前面に表示パターン部分と背景部
分との間の屈折の程度に差をつけたフィルターを配置す
ることにより、その表示パターンに添って光屈折作用を
付加し、より広い視野でも明確に表示パターンが認識で
き、しかも、より立体的な映像として認識できる。

光屈折作用の方法として、透明材料の表面への凹凸化処
理部において、その表面を微細に凹凸処理し、光を乱屈
折させる場合と、その表面を平滑な面として加工する場
合があるが、それぞれに特徴のある表示ができる。すな
わち、乱屈折の場合、輝度は減少するがより視角の広い
表示が得られ、平滑な面の場合、輝度の減少することが
少ない明るい表示が得られる。

透明材料の表面への凹凸化処理において加工方向は液晶
表示装置面に対して垂直である必要はなく、表示パター
ンに添って徐々に狭く掘削する等の方法でより立体的な
表示が可能となる。

［実施例］ 実施例１ 第１図に示すような構成で液晶として、メルク社製ＺＬ
Ｉ−２９７８−０００、偏光膜として、日東電工社製Ｇ
−１２２０ＤＵ、セル間隔は５．フル層とした。遮光膜
はセル内面に形成し、カーボンインクによる印刷で厚さ
約２終膳、光の透過率的０．５％とした。また、駆動電
圧はｌＯｖとした。このセル仕様で最大コントラスト比
１０００以上を得たが、このセルの表面に第１図に示す
ごとく透明アクリル板の裏側に表示パターンに添って掘
削加工を行うことにより凹部を形成したフィルターを設
置したところ、立体感があり視野範囲の広い表示が得ら
れた。

更に掘削加工面に蛍光塗料を混入したカラーインクを塗
布した所、より美しく視認性の良い表示が得られた。

実施例２ 第２図に示すように実施例１のフィルター８に代え凹部
の形状を底で巾が広くなるように形成したフィルター８
Ａを用いたところ、実施例１とは異なる立体感を生じた
。

実施例３ 第３図に示すように実施例１のフィルター８に代え、凹
部に微細な凹凸を形成したフィルター８Ｂを用いたとこ
ろ、実施例１よりも視角の広い立体感のある表示が得ら
れた。

実施例４ 第４図に示すように、実施例１のフィルターに代え１表
示パターンと同一形状にて、透明アクリル板をレーザー
で加工して孔あけしたフィルター８Ｃを設置した。この
場合、特に表示面に対し斜め方向から見た場合に立体感
のある表示となり、液晶表示装置の欠点である斜め方向
でのコントラストの低下による視認性の低下に対し、そ
の欠点を補い視認性の改善が確認された。

実施例５ 第５図に示すように、実施例１のフィルター８に代え、
フィルターの表側に底部が狭くなるような凹部を形成し
てフィルター８Ｄを設けた。

この場合、実施例１とは異った立体感が得られた。

実施例６ 第６図に示すように、実施例１のフィルター８に代え、
偏光膜７Ａ上に透光性のインクを印刷して凸部を形成し
、フィルター８Ｅを設けた。この場合も、実施例１とは
異った立体感が得られた。

実施例７ 第７図に示すように、実施例１のフィルター８に代え、
表示パターン部分のみ凸部を形成したフィルター８Ｆを
設けた。この場合も、実施例１とはかなり異った立体感
が得られた。

［発明の効果］ 本発明のごとく、表示部以外は遮光膜で光のぬけを防ぎ
、表示部においてもコントラストが高い表示装置におい
て、強い輝度のバック照明を用いて点灯表示パターンの
輝度を上げ、更にその光を種々の方向に屈折作用を行な
うことにより、表現自由度の高い表示処理が可能である
。

また、第１図に示すように偏光膜の表面に透明アクリル
板等を用いることにより、偏光膜の保護膜としての役目
を兼ねることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の構成例の断面図である。 第２図、第３図は第１図におけるフィルターの加工形状
を変更した例の断面図てあり、第１図と同様に光屈折加
工面は透明基板の裏側である。 第４図は透明基板を完全にくりぬいて孔をあけたフィル
ターを用いた例の断面図である。 第５図は透明基板の表面側に光屈折加工処理をしたフィ
ルターを配置した例の断面図である。 第６図は表側偏光膜の上にインクを厚膜状に塗布してフ
ィルターを形成した例の断面図である。 第７図は透明基板の表側に凸状にパターンが形成される
ように樹脂を成型加工したフィルターを配置した例の断
面図である。 ＩＡ、ＩＢ・・・基板、　２Ａ、２Ｂ・・・電極、３Ａ
　、　３Ｂ・・・配向膜、４・・・遮光膜、５・・・シ
ール材、６・・・液晶層、７Ａ、７Ｂ・・・偏光膜、８
・・・フィルター、９・・・光拡散フィルター、ｌＯ・
・・バック照明光源。 第　ＩＴ￥］ 第２図 系　３　図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極を設けた基板間にネマチック液晶層を挟持し
   、表示パターンに対応する部分以外には遮光膜を設け、
   所望の表示パターン以外の表示パターン部分の電極に前
   記ネマチック液晶が励起する以上の電圧を印加する液晶
   セルの両面に偏光膜の偏光軸を電圧無印加部分で光が透
   過してくるように一対の偏光膜を配置したネガ型表示の
   液晶表示装置において、その前面に表示パターン部分と
   それ以外の部分とで光の屈折の程度に差を設けたフィル
   ターを配置したことを特徴とするネジレネマチック液晶
   表示装置。
2. （２）凹凸を形成することにより光の屈折の程度に差を
   設けたフィルターを使用する特許請求の範囲第１項記載
   のネジレネマチック液晶表示装置。
3. （３）透明または半透明材料として、ガラス基板を用い
   、所望のパターン形状にエッチングしてなるフィルター
   を用いる特許請求の範囲第２項記載のネジレネマチック
   液晶表示装置。
4. （４）透明または半透明材料として、有機樹脂を所望の
   パターン形状に成形加工または掘削加工してなるフィル
   ターを用いる特許請求の範囲第２項記載のネジレネマチ
   ック液晶表示装置。
5. （５）透明または半透明材料として、インク材料を用い
   所望のパターンに塗布してなるフィルターを用いる特許
   請求の範囲第２項記載のネジレネマチック液晶表示装置
   。
6. （６）孔を形成することにより光の屈折の程度に差を設
   けたフィルターを用いる特許請求の範囲第１項記載のネ
   ジレネマチック液晶表示装置。