(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過率が印加電圧に応じて変化する液晶により閉領域の表示を行う液晶表示装置において、
対向する一対の透光性基板と、
前記一対の透光性基板の間に平坦且つ均一な厚さで配置されるとともに、光透過率と印加電圧とが第１の関係で変化する、前記閉領域に対応する第１の液晶領域と、
前記第１の液晶領域の周囲に配置された、光透過率と印加電圧とが第１の関係と異なる第２の関係で変化する第２の液晶領域と、
前記一対の透光性基板の全面にそれぞれ設けられると共に、前記第１の液晶領域と前記第２の液晶領域に対して共通の電圧を印加する透光性電極とを有し、
前記第１の液晶領域および前記第２の液晶領域は、高分子分散型液晶から構成され、前記第１の液晶領域と前記第２の液晶領域とは、前記高分子分散型液晶の液晶と高分子樹脂との混合比が互いに異なり、
前記第１の液晶領域と前記第２の液晶領域の透過率差によって前記閉領域を表示することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記印加電圧を変化させることにより前記第１の液晶領域と前記第２の液晶領域との光透過率を同一または近似させて前記閉領域を視認できないようにすることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に高分子分散型液晶を用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高分子分散型液晶による液晶表示装置は、高分子樹脂と液晶を分散させて形成した液晶表示素子を用い、印加電圧により光の透過・不透過を制御して所定の表示を行うものとして公知である。ここで、高分子分散型液晶は、電圧を印加したとき、光透過性となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高分子分散型液晶を用いた従来の液晶表示装置において所定の表示をするために、表示パターンに対応してガラス基板上に透光性電極をパターニングした場合、次のような問題が生じる。図９に示すように、ガラス基板上の全面に高分子分散型液晶層９１を形成し、この液晶層９１において図９の実線で示す閉領域９２を表示する場合、領域９２に対応して図の破線で示すようにパターニングされた透光性電極９３をガラス基板に形成し、更に電極９３に連続して端子部９３ａを形成し、この端子部９３ａを介して外部から電圧を印加する。
【０００４】
図９のように、閉領域９２を表示させる場合、端子部９３ａから電圧を印加すると、電極９３に対応する閉領域９２の光透過率が上昇し、閉領域９２の光透過率が周囲と異なるようになるため、閉領域９２が表示されるが、このとき同時に端子部９３ａに対応する領域もその光透過率が変化するため表示されてしまう。このように、高分子分散型液晶を用いた従来の液晶表示装置において閉領域を表示させようとすると、端子部のような不要の領域まで表示させてしまい、液晶表示品質上好ましくない。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な電極構成で閉領域を表示することのできる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の達成のため、本発明は、光透過率が印加電圧に応じて変化する液晶により閉領域の表示を行う液晶表示装置において、対向する一対の透光性基板と、前記一対の透光性基板の間に平坦且つ均一な厚さで配置されるとともに、光透過率と印加電圧とが第１の関係で変化する、前記閉領域に対応する第１の液晶領域と、前記第１の液晶領域の周囲に配置された、光透過率と印加電圧とが第１の関係と異なる第２の関係で変化する第２の液晶領域と、前記一対の透光性基板の全面にそれぞれ設けられると共に、前記第１の液晶領域と前記第２の液晶領域に対して共通の電圧を印加する透光性電極とを有し、前記第１の液晶領域および前記第２の液晶領域は、高分子分散型液晶から構成され、前記第１の液晶領域と前記第２の液晶領域とは、前記高分子分散型液晶の液晶と高分子樹脂との混合比が互いに異なり、前記第１の液晶領域と前記第２の液晶領域の透過率差によって前記閉領域を表示することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、第１の液晶領域と第２の液晶領域は光透過率と印加電圧との関係が相違するため、印加電圧が所定の状態であるとき、両領域の各光透過率が異なるため、第１及び第２の液晶領域を区別して視認できる。これにより、電極を特にパターニングすることなく所定の表示を行うことができ、また、電極の端子部等が表示されてしまう、といった問題は生じない。
【０００８】
また、前記印加電圧を変化させることにより第１の液晶領域と第２の液晶領域との光透過率を同一または近似させて前記閉領域を視認できないようにすることを特徴とする。
【０００９】
これにより、両液晶領域の光透過率の差によって所定の表示を行う一方、第１の関係と第２の関係によって決まる所定の電圧に制御して両光透過率を同一または近似させることによって、第１及び第２の液晶領域を区別できなくして視認できないようにする。このようにして、所定の表示を行い、また非表示にできる。
【００１０】
また、前記第１の液晶領域および前記第２の液晶領域は、高分子分散型液晶から構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記第１の液晶領域と前記第２の液晶領域とは、前記高分子分散型液晶の液晶と高分子樹脂との混合比が互いに異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電極の端子部等が表示されてしまうことなく簡単な電極構成で閉領域を表示することのできる液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による第１〜第３の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
〈第１の実施の形態〉
図１は本発明の第１の実施の形態による高分子分散型液晶を用いた液晶表示装置の平面図であり、図２は図１のII−II線断面図、図３は同じくIII−III線断面図である。図１に示す液晶表示装置１は、電圧−光透過率特性の異なる高分子分散型液晶１０と１１とを備え、高分子分散型液晶１１が数字「８８８８」を表示できるようになっている。
【００１５】
図２及び図３の断面図に示すように、液晶表示装置１は、一対のガラス基板１３，１３の間に、高分子分散型液晶１０，１１が形成されており、その周囲がシール材１４により封止されている。ガラス基板１３，１３の各液晶１０，１１に接する側には全面に透光性電極１２，１２がそれぞれ形成されている。透光性電極１２，１２は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等から蒸着等により形成することができる。
【００１６】
図４に第１の実施の形態における各液晶１０，１１の印加電圧と光透過率との関係を示す。図４に示す電圧光透過率特性曲線１０１が液晶１０の特性を、電圧光透過率曲線１０２が液晶１１の特性をそれぞれ示している。図４から分かるように、印加電圧がＶ１のとき、液晶１０の光透過率Ｔ１（Ｖ１）と液晶１１の光透過率Ｔ２（Ｖ１）とが等しくなり、両液晶１０，１１の光透過率に差がないため、液晶１１による数字「８８８８」は視認できない。しかし、印加電圧が低下してＶ２となると、液晶１０の光透過率Ｔ１（Ｖ２）が液晶１１の光透過率Ｔ２（Ｖ２）よりも大きくなるため、両液晶１０，１１の光透過率に差が生じるために、液晶１１による数字「８８８８」を視認できるようになる。印加電圧がＶのときの光透過率差ＤＴ（Ｖ）は、次の式（１）により表すことができる。
ＤＴ（Ｖ）＝ａｂｓ（Ｔ１（Ｖ）−Ｔ２（Ｖ）） （１）
ここで、ａｂｓ（ ）は絶対値を求める関数、Ｔ１（Ｖ）は液晶１０の印加電圧がＶであるときの光透過率、Ｔ２（Ｖ）は液晶１１の印加電圧が同じくＶであるときの光透過率である。
【００１７】
このようにして、液晶に対する印加電圧を変化させることにより、液晶表示装置１の表示数字等のコントラストを変化させることができる。このような液晶表示装置１をバックライト照明した場合、印加電圧Ｖ１において液晶１０と液晶１１の各領域はともに白色（高輝度）に見え、印加電圧Ｖ２において液晶１０は白色（高輝度）に見えるとともに液晶１１はグレー（低輝度）に見える。更に、電圧を下げて無印加の状態にすると、液晶１０はグレー（高輝度）に見え、液晶１１は黒色（低輝度）に見える。
【００１８】
このように、電圧の無印加時に、数字等が表示される一方、印加電圧を上げていくとある電圧以上で数字等が見えなくなる。かかる構成の液晶表示装置は、電圧を印可していない状態で表示ができるので、例えば電圧低下時の警告をする警告灯の表示に用いることができる。
【００１９】
なお、この場合、電圧Ｖは、直流電圧でよいが、交流電圧でもよく、また液晶表示装置は、デューティ駆動により行われる。
【００２０】
また、高分子分散型液晶を図４のように電圧光透過率特性に差を持たせるように作製するには、例えば、液晶と高分子樹脂との混合比を変えることにより実現でき、また、高分子樹脂に紫外光硬化性のものを用いた場合には硬化時の温度を変えて硬化後の樹脂の網目構造を変えることにより実現できる。
【００２１】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態における液晶表示装置は、図１〜図３に示すものと同一の構成であるが、各液晶１０，１１における印加電圧と光透過率との関係を図５のようにしたものである。
【００２２】
図５に示す電圧光透過率特性曲線１０３が液晶１０の特性を、電圧光透過率曲線１０４が液晶１１の特性をそれぞれ示している。図４から分かるように、印加電圧がＶ３のとき、液晶１０の光透過率Ｔ３（Ｖ３）と液晶１１の光透過率Ｔ４（Ｖ３）とが等しくなり、両液晶１０，１１の光透過率に差がないため、液晶１１による数字「８８８８」は視認できない。しかし、印加電圧が上昇してＶ４となると、液晶１０の光透過率Ｔ３（Ｖ４）が液晶１１の光透過率Ｔ４（Ｖ４）よりも小さくなるため、両液晶１０，１１の光透過率に差が生じるために、液晶１１による数字「８８８８」を視認できるようになる。印加電圧Ｖのときの光透過率差ＤＴ（Ｖ）は、式（１）と同じように次の式（２）により表すことができる。
ＤＴ（Ｖ）＝ａｂｓ（Ｔ３（Ｖ）−Ｔ４（Ｖ）） （２）
【００２３】
〈第３の実施の形態〉
図６は本発明の第３の実施の形態によるより具体的な液晶表示装置の分解斜視図である。図６示す液晶表示装置１９は、電圧−光透過率特性の異なる高分子分散型液晶層１６ａ，１６ｂと、これらの液晶層１６ａ，１６ｂを挟み込むように配置された透光性電極１５ａ，１５ｂと、これらの電極１５ａ，１５ｂに交流電圧を付加する交流電源１７と、この電源１７をＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチ１８とを備えている。スイッチ１８により高分子分散型液晶層１６ａ，１６ｂの光透過性、光拡散状態を制御する。
【００２４】
高分子分散型液晶層１６ａ，１６ｂの各電圧−光透過率特性を図７に示し、電圧光透過率特性曲線１０５ａが液晶層１６ａの特性を、電圧光透過率曲線１０５ｂが液晶層１６ｂの特性をそれぞれ示している。図７から分かるように、高分子分散型液晶層１６ｂは、電圧を印可していない状態で大きな光透過率を示す。
【００２５】
図８は、図６の液晶表示装置１９の表示状態を示す平面図である。いま、交流電源１７の電圧をＶ５にしてスイッチ１８をオンすると、図７に示すように、図６の両電極１５ａ，１５ｂに挟まれた液晶層１６ａは光透過率が上昇し、電極１５ａ，１５ｂに挟まれていない液晶層１６ｂの光透過率とほぼ等しくなる。液晶層１６ａに対応するのは図８の領域２０であり、液晶層１６ｂと対応するのが領域２１であるから、図８において領域２０と領域２１とは区別の付かない状態となる。なお、電極１５ａ，１５ｂの交流電源との接続のための各端子は、図６のように互いに重なり合わないように電極１５ａでは図の上方側に、電極１５ｂでは図の下方側に、それぞれ設けられているから、スイッチ１８がオンのとき、電圧は液晶層１６ｂには印加されない。
【００２６】
次に、スイッチ１８をオフにすると、図６の液晶層１６ａは光拡散状態（白濁状態）となり光透過率がほぼゼロとなる一方、液晶層１６ｂはスイッチオフ前と同じ光透過状態であるから、図８において領域２０と領域２１とは明りょうに区別できるようになる。このようにして、光透過性であり明るい領域２１の中に閉領域である光透過性でない暗い領域２０を表示することができる。そして、かかる構成を、電極の配置が複雑とならずに簡単な電極配置により、実現することができる。
【００２７】
以上のように、各実施の形態によれば、領域毎に高分子分散型液晶の各電圧−光透過率特性を異ならせることにより、全面に透光性電極を配置しても（または電極の簡単な配置で）閉領域の表示・非表示が可能となる。従って、図９に示す従来の液晶表示装置のように、閉領域の表示のために必然的に生じてしまう電極端子部の表示といった表示品質の低下の問題はない。
【００２８】
なお、透光性電極を分割して形成し、高分子分散型液晶の第１の液晶領域と第２の液晶領域とをそれぞれ独立して制御するようにすると、印加電圧をそれぞれ独立に設定できるから、例えば第１の液晶領域と第２の液晶領域の光透過率の差が大きくなるようにでき、コントラスト差が大きくなり、表示の視認性を高めることが可能となる。また、各光透過率をほぼ等しくして表示を見えなくすることを、任意の光透過率において可能とすることができる。
【００２９】
また、例えば図４に示す電圧光透過率特性が温度依存性を有する場合、温度が両液晶領域の光透過率の差として現れるから、温度計としても利用することができる。この場合、電極に印加する液晶の駆動電圧を調整することにより、温度校正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態による高分子分散型液晶を用いた液晶表示装置の平面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１の各高分子分散型液晶の印加電圧と光透過率との関係を示す図である。
【図５】第２の実施の形態における各高分子分散型液晶の印加電圧と光透過率との関係を示す図である。
【図６】第３の実施の形態による液晶表示装置の分解斜視図である。
【図７】図６の各高分子分散型液晶層の印加電圧と光透過率との関係を示す図である。
【図８】図６の液晶表示装置の平面図である。
【図９】従来の液晶表示素子を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１，１９   液晶表示装置
１０   高分子分散型液晶（第１の液晶領域）
１１   高分子分散型液晶（第２の液晶領域）
１０１，１０３，１０５ａ   第１の液晶領域の電圧光透過率特性曲線
１０２，１０４，１０５ｂ   第２の液晶領域の電圧光透過率特性曲線
１２   透光性電極
１３   ガラス基板
１４   シール材
１６ａ   高分子分散型液晶層（第１の液晶領域）
１６ｂ   高分子分散型液晶層（第２の液晶領域）
１５ａ，１５ｂ   透光性電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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