JP5927057B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）を用いた液晶表示装置に関する。

ＰＤＬＣは、高分子ネットワークと液晶との屈折率の差を利用して入射光を散乱させる、光散乱型の液晶表示装置である。そのため、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）で使用された偏光板が不要であり、さらに、液晶分子を配向させるための配向膜を形成する必要がない。そのため、光の損失が極めて少なく、明るい表示が可能である。

ＰＤＬＣは、三次元の網状に形成された高分子（高分子ネットワーク）内において液晶が相分離した構造を有し、高分子ネットワークの側壁に沿って液晶分子がランダムに配置した状態と、電界を印加して液晶分子が電界方向に配列した状態とで光の散乱状態と光の透過状態とをそれぞれ作り出す。散乱度合いは、液晶に印加される電圧により決定され、液晶に印加される電圧は、高分子材料と液晶との分圧により決定される。

図１７は、散乱度合いを透過率に置き換えて、複数種類の温度（一例として、−１０℃、２５℃、及び５０℃）における電圧及び透過率の関係を示すグラフである。図１７から理解できるように、同じ電圧での透過率が温度により大きく変化している。この原因は、液晶は、温度が高いと誘電率が小さくなり、逆に温度が低いと誘電率が大きくなるが、高分子材料は、数十℃の温度差では誘電率の変化は少ない。このため、液晶に実質印加される実効電圧は高分子材料によって分圧されるため、高温の場合は実効電圧が高く、低温の場合は実効電圧が低くなる。よって、ＰＤＬＣの特性は、図１７のように温度による変化が大きくなる。

散乱及び透過の２値表示を行う場合は、温度が変化しても表示に影響しないが、電圧により中間調を表示しようとすると、温度により透過率が大きく変化する。例えば電圧２．２Ｖの場合、２５℃では透過率５０％であるが、５０℃では透過率８６％、−１０℃では透過率５％となり、５０℃及び−１０℃の場合には中間調が表現できず、２値表示並みになってしまうという問題がある。

また、特許文献１には、ディザリングにより中間調を表示する技術が開示されている。

特表２００３−５３３７５１号公報

本発明は、広い温度範囲での中間調表示が可能な液晶表示装置を提供する。

本発明の一態様に係る液晶表示装置は、第１及び第２のキャラクタを表示可能な液晶表示装置であって、第１及び第２の基板と、前記第１の基板上に設けられた第１の下部表示電極と、前記第１の下部表示電極上に設けられた第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上に設けられ、複数の開口部を有する網目状パターンからなる第１の上部表示電極と、前記第１の絶縁層上に設けられた第１の対向電極と、前記第２の基板上に設けられた第２の下部表示電極と、前記第２の下部表示電極上に設けられた第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層上に設けられ、複数の開口部を有する網目状パターンからなる第２の上部表示電極と、前記第２の絶縁層上に設けられた第２の対向電極と、前記第１の上部表示電極と前記第２の対向電極とが対向し、かつ前記第２の上部表示電極と前記第１の対向電極とが対向する状態で前記第１及び第２の基板に挟持された高分子分散型液晶層とを具備し、前記第１のキャラクタは、前記第１の下部表示電極、前記第１の上部表示電極及び前記第２の対向電極から構成され、前記第２のキャラクタは、前記第２の下部表示電極、前記第２の上部表示電極及び前記第１の対向電極から構成されることを特徴とする。

本発明によれば、広い温度範囲での中間調表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。

本実施形態に係る液晶表示装置の平面図及び側面図。 本実施形態に係る液晶表示装置の断面図。 上部表示電極のパターンを説明する平面図。 電圧制御時における高分子分散型液晶層の配向状態を説明する概略図。 透明状態における電圧波形。 散乱状態における電圧波形。 第１の中間調における電圧波形。 第２の中間調における電圧波形。 下部表示電極に対する上部表示電極の面積比と透過率との関係を示すグラフ。 構成例１に係るキャラクタの上部表示電極の平面図。 図１０に示したＡ−Ａ´線に沿った液晶表示装置の断面図。 構成例２に係るキャラクタの平面図。 図１２に示したＡ−Ａ´線に沿った液晶表示装置の断面図。 比較例に係るキャラクタの上部表示電極の平面図。 比較例に係る液晶表示装置の断面図。 基板に設けられた配線の引き回し例を示す概略図。 高分子分散型液晶における電圧及び透過率の関係を示すグラフ。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率などは必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置などによって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

［１］ 液晶表示装置の構成
本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、高分子ネットワークと液晶との屈折率の差を利用して入射光を散乱させる、光散乱型の液晶表示装置である。また、本実施形態に係る液晶表示装置は、文字、図形及び模様などを含む複数のキャラクタを表示可能なパターン表示型の液晶表示装置である。図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１の平面図及び側面図である。

基板１０及び１１間には、高分子分散型液晶層が設けられている。高分子分散型液晶層は、基板１０及び１１に挟持され、シール材１２によって基板１０及び１１間に封入されている。シール材１２で囲まれた領域が液晶表示装置１の表示領域ＤＡであり、この表示領域ＤＡに高分子分散型液晶層が設けられている。基板１０には、キャラクタを表示するための電極に電気的に接続された複数の端子１３が設けられている。端子１３には、キャラクタを表示するための電極に電圧を印加する駆動回路（図示せず）が接続される。

図１の表示領域ＤＡには、キャラクタＣＲの一例として、複数のロの字のパターン、及び丸、三角、四角のパターンを示している。ロの字のパターンは、カメラのファインダーなどに表示させるフォーカスポイントを表している。キャラクタＣＲのパターンは、任意に設計可能である。また、表示領域ＤＡには、クロップ枠ＣＦが設けられている。クロップ枠は、画像のサイズを変えるために使用するものであり、クロップ枠で表示領域の一部をマスキングすることで、表示される画像の縦横比を変えることができる。クロップ枠の形状及び位置は、任意に設計することが可能である。

図２は、本実施形態に係る液晶表示装置１の断面図である。基板１０の上面（液晶側の面）には、下部表示電極２０が設けられている。また、基板１０の上面には、下部表示電極２０を覆うように、絶縁層２１が設けられている。絶縁層２１上には、上部表示電極２２及び対向電極２３が設けられている。

基板１１の上面（液晶側の面）には、下部表示電極３０が設けられている。また、基板１１の上面には、下部表示電極３０を覆うように、絶縁層３１が設けられている。絶縁層３１上には、上部表示電極３２及び対向電極３３が設けられている。なお、ここでいう上部とは、基板を基準として液晶に向かう方向を意味している。基板１１の底面（液晶側の面と反対面）が液晶表示装置１の画像表示面となる。

下部表示電極２０、上部表示電極２２及び対向電極３３からなるユニットは、１つのキャラクタＣＲ１又は１つのキャラクタＣＲ１の一部を表示する。また、下部表示電極３０、上部表示電極３２及び対向電極２３からなるユニットは、１つのキャラクタＣＲ２又は１つのキャラクタＣＲ２の一部を表示する。すなわち、１つのキャラクタを表示するための下部表示電極及び上部表示電極は、基板１０及び１１のそれぞれに設けられる。上部表示電極２２及び３２の各々は、複数の開口部を有する網目状パターンを有する。一方、下部表示電極２０、３０、及び対向電極２３、３３は、網目状パターンを有していない。下部表示電極２０及び上部表示電極２２は、同じ形状（外形）を有している。

液晶表示装置１は、上部表示電極及び下部表示電極を利用したディザリングによって、透明状態と散乱状態との中間調を表示する。１つのキャラクタを表示する方法としては、（１）下部表示電極２０及び上部表示電極２２をキャラクタのパターンに加工する方法と、（２）対向電極３３をキャラクタのパターンに加工する方法とがある。方法（１）の場合は、対向電極３３は、上部表示電極２２と同じかそれより大きいサイズを有するように加工される。方法（２）の場合は、下部表示電極２０及び上部表示電極２２は、対向電極３３と同じかそれより大きいサイズを有するように加工される。下部表示電極３０、上部表示電極３２及び対向電極２３でキャラクタを表示する場合も上記と同様である。

また、基板１０の上面（液晶側の面）には、下部表示電極２０、上部表示電極２２及び対向電極２３にそれぞれ電気的に接続された複数の配線２４が設けられている。上部表示電極２２及び対向電極２３の各々は、絶縁層２１内に設けられたコンタクトプラグ２５を介して、対応する配線２４に電気的に接続されている。複数の配線２４の各々は、図１に示した端子１３を介して駆動回路４１に電気的に接続されている。

基板１１の上面（液晶側の面）には、下部表示電極３０、上部表示電極３２及び対向電極３３にそれぞれ電気的に接続された複数の配線３４が設けられている。上部表示電極３２及び対向電極３３の各々は、絶縁層３１内に設けられたコンタクトプラグ３５を介して、対応する配線３４に電気的に接続されている。複数の配線３４の各々は、図１に示した端子１３を介して駆動回路４１に電気的に接続されている。

基板１０及び１１間には、高分子分散型液晶層４０が設けられている。具体的には、高分子分散型液晶層４０は、上部表示電極２２及び対向電極３３が向き合うように配置された基板１０及び１１によって挟持されている。また、高分子分散型液晶層４０は、シール材１２によって基板１０及び１１間に封入され、シール材１２は、基板１０及び１１を接着している。高分子分散型液晶層４０の厚さ（ギャップ）は、例えば７μｍ程度である。

高分子分散型液晶層４０は、例えば誘電率異方性が正のネマティック液晶と、光によって重合反応する高分子材料との混合溶液を基板間に封入し、光照射により上記混合溶液の高分子材料を光重合させて高分子と液晶とを相分離させる方法で形成される。これにより、高分子分散型液晶層４０は、三次元の網状に形成された高分子（高分子ネットワーク）内において液晶が相分離した構造を有している。

基板１０及び１１の各々は、ガラス、石英、又はプラスチック等からなる透明基板である。下部表示電極、上部表示電極、対向電極、配線、及びコンタクトプラグの各々は、透明電極で構成され、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられる。下部表示電極、上部表示電極、及び対向電極の膜厚はそれぞれ、例えば２５ｎｍ程度である。絶縁層２１及び３１としては、例えばシリコン窒化物が用いられる。絶縁層２１及び３１の膜厚はそれぞれ、例えば５００ｎｍ程度である。

図３は、上部表示電極２２のパターンを説明する平面図である。なお、上部表示電極３２の構成も図３と同じである。

上部表示電極２２は、複数の開口部２２Ａを有する網目状パターンからなる。開口部２２Ａの形状については、図３に示すように円であってもよいし、楕円、四角形又はその他の多角形であってもよい。前述したように、下部表示電極２０及び上部表示電極２２が同じ外形を有しているので、開口部２２Ａの下方には、必ず下部表示電極２０が設けられている。開口部２２Ａの径Ｄは例えば５０μｍ程度、開口部間の距離Ｓは例えば１８μｍ程度である。

本実施形態では、下部表示電極２０及び上部表示電極２２のディザリングによって中間調を表示する。よって、中間調表示を一様にするために、上部表示電極２２に形成される開口部２２Ａは、均一に配置されていることが望ましい。本実施形態では、上部表示電極２２に形成される開口部２２Ａは、千鳥配列を有している。千鳥配列とは、隣接する２つの開口部間の距離、又は隣接する２つの開口部の中心間の距離（ピッチという）の半分の位置に次の行の開口部を配置するようにして、複数の開口部が配列されたパターンである。上部表示電極２２に形成される開口部２２Ａのパターンとして千鳥配列を用いた場合、ディザリングによる中間調に表示ムラが生じるのを防ぐことができる。

［２］ 液晶表示装置１の動作
次に、液晶表示装置１の動作について説明する。液晶表示装置１の画像表示動作は、駆動回路４１によって制御される。

駆動回路４１は、下部表示電極２０、上部表示電極２２及び対向電極３３に電気的に接続されており、下部表示電極２０及び対向電極３３間に２値の電圧を印加し、また、上部表示電極２２及び対向電極３３間に２値の電圧を印加する。これにより、下部表示電極２０と上部表示電極２２とは、独立して電圧制御が可能となる。同様に、駆動回路４１は、下部表示電極３０、上部表示電極３２及び対向電極２３に電気的に接続されており、下部表示電極３０及び対向電極２３間に２値の電圧を印加し、また、上部表示電極３２及び対向電極２３間に２値の電圧を印加する。これにより、下部表示電極３０と上部表示電極３２とは、独立して電圧制御が可能となる。以下の例では、下部表示電極２０、上部表示電極２２及び対向電極３３からなるユニットに関する表示動作を説明するが、下部表示電極３０、上部表示電極３２及び対向電極２３からなるユニットに関する表示動作についても同様である。

図４は、電圧制御時における高分子分散型液晶層４０の配向状態を説明する概略図である。図４（ａ）は、高分子分散型液晶層４０の散乱状態を説明する図であり、図４（ｂ）は、高分子分散型液晶層４０の透過状態を説明する図である。なお、図４には、上部表示電極２２と対向電極３３とに挟まれた高分子分散型液晶層４０の一部を抽出して示している。

高分子分散型液晶層４０に電圧を印加していない（電圧を０Ｖにする）場合、液晶分子に電界が印加されず、液晶分子がランダムに配置される。よって、高分子分散型液晶層４０に白色光を入射すると、入射した光が散乱して外部からは白濁した状態として観察される。一方、高分子分散型液晶層４０に高電圧（例えば５Ｖ）を印加した場合、液晶分子が電界方向に配列する。よって、高分子分散型液晶層４０に白色光を入射すると、入射光を透過して外部からは透明な状態として観察される。

本実施形態では、上部表示電極２２の開口部２２Ａの下方には下部表示電極２０が存在するため、上部表示電極２２及び対向電極３３が直接向き合った第１の領域の高分子分散型液晶層と、下部表示電極２０及び対向電極３３が直接向き合った第２の領域の高分子分散型液晶層との透過状態を独立して制御することが可能となる。よって、１つのキャラクタを表示する場合、第１の領域と第２の領域とのディザリングにより、透明、２種類の中間調（弱い散乱１及び２）、散乱の４通りの表示が可能となる。

図５は、透明状態における電圧波形である。透明状態では、駆動回路４１は、上部表示電極２２及び対向電極３３間に５Ｖを印加し、同様に、下部表示電極２０及び対向電極３３間に５Ｖを印加する。これにより、キャラクタ全体に５Ｖが印加されるため、キャラクタ全体を透明状態にすることができる。なお、直流電圧を液晶に印加し続けると液晶が劣化してしまうため、一定時間ごとに電圧の極性を反転させる反転駆動を適用している。反転駆動を行う周期は、液晶の材料などによって適宜設計可能であり、本実施形態では、例えば“１／３０”秒である。

図６は、散乱状態における電圧波形である。散乱状態では、駆動回路４１は、上部表示電極２２及び対向電極３３間を０Ｖ、すなわち上部表示電極２２及び対向電極３３を同電位にし、同様に、下部表示電極２０及び対向電極３３間を０Ｖ、すなわち上部表示電極２２及び対向電極３３を同電位にする。これにより、キャラクタ全体に電界が印加されていないため、キャラクタ全体を散乱状態にすることができる。

図７は、第１の中間調（弱い散乱状態１）における電圧波形である。弱い散乱状態１では、駆動回路４１は、上部表示電極２２及び対向電極３３間に５Ｖを印加し、一方、下部表示電極２０及び対向電極３３間を０Ｖにする。これにより、キャラクタパターンのうち、上部表示電極２２及び対向電極３３が直接向き合った第１の領域には５Ｖが印加され、下部表示電極２０及び対向電極３３が直接向き合った第２の領域には電界が印加されないため、第１の領域を透明状態、第２の領域を散乱状態にすることができる。従って、図７の電圧制御により、ディザリングによる第１の中間調が表示できる。

図８は、第２の中間調（弱い散乱状態２）における電圧波形である。弱い散乱状態２では、駆動回路４１は、上部表示電極２２及び対向電極３３間を０Ｖにし、一方、下部表示電極２０及び対向電極３３間に５Ｖを印加する。これにより、キャラクタパターンのうち、上部表示電極２２及び対向電極３３が直接向き合った第１の領域には電界が印加されず、下部表示電極２０及び対向電極３３が直接向き合った第２の領域には５Ｖが印加されるため、第１の領域を散乱状態、第２の領域を透明状態にすることができる。従って、図８の電圧制御により、第１の中間調と異なる第２の中間調が表示できる。

本実施形態における中間調の透過率は、上部表示電極２２に形成された開口部の大きさや開口部間の距離を変えること、すなわち、下部表示電極２０と上部表示電極２２との外形が同じである場合に、下部表示電極２０に対する上部表示電極２２の面積比を変えることによって制御可能である。ここでいう上部表示電極２２の面積とは、上部表示電極２２の外形の面積から開口部の面積を引いた値である。

図９は、下部表示電極２０に対する上部表示電極２２の面積比と透過率との関係を示すグラフである。図９には、散乱、弱い散乱１、及び弱い散乱２、透明の４つの波形を載せている。図９の縦軸は透過率（％）を表しており、横軸は下部表示電極２０に対する上部表示電極２２の面積比を表している。

図９から理解できるように、散乱状態及び透明状態では、面積比が変わってもほぼ一定の透過率を維持することができる。一方、面積比を変えることで、中間調（弱い散乱状態１、及び弱い散乱状態２）の透過率を任意に制御することが可能となる。このように、下部表示電極２０に対する上部表示電極２２の面積比を適宜設定して図５乃至図８の電圧制御を行うことで、キャラクタを４通りの階調で表示することが可能となる。

上部表示電極２２の開口部２２Ａの条件としては、開口部２２Ａの径が２５μｍ以下と小さい場合は、光の回折により光が分光して虹が見えてしまうため、開口部２２Ａの径は２５μｍ以上であることが望ましい。また、開口部２２Ａの径が１００μｍ以上と大きい場合には、キャラクタ表示が均一に見えず、例えばドットが見えるなどの表示ムラが生じるため、開口部２２Ａの径は１００μｍ以下であることが望ましい。さらに、キャラクタ表示の均一性をより向上させるためには、開口部２２Ａの径は５０μｍ以下であることが望ましい。

［３］ キャラクタの構成例１
次に、キャラクタの具体的な構成例について説明する。
図１０は、構成例１に係るキャラクタＣＲの上部表示電極の平面図である。図１１は、図１０に示したＡ−Ａ´線に沿った液晶表示装置１の断面図である。図１０に示したキャラクタＣＲは、図１に示したロの字のパターンである。図１０及び図１１は、例えば、基板１０側の上部表示電極２２でキャラクタＣＲを構成した例である。

ロの字のキャラクタＣＲは、このキャラクタＣＲと同じ外形を有する下部表示電極２０及び上部表示電極２２−１によって表現されている。ロの字の線幅は、例えば１２０μｍである。上部表示電極２２−１は、例えば５０μｍ径の開口部２２Ａを有する網目状パターンを有する。

キャラクタＣＲの内側の領域には、開口部を有さない上部表示電極２２−２が設けられている。キャラクタＣＲの外側の領域には、開口部を有さない上部表示電極２２−３が設けられている。上部表示電極２２−１と上部表示電極２２−２とは、ギャップＧＰによって電気的に分離され、上部表示電極２２−１と上部表示電極２２−３とは、ギャップＧＰによって電気的に分離されている。上部表示電極２２−２及び２２−３は、ジャンパＪＰによって電気的に接続され、同じ電圧で制御される。対向電極３３は、上部表示電極２２−１〜２２−３に対向する領域に設けられている。

キャラクタＣＲは、透明、第１の中間調、第２の中間調、散乱の４階調で表示される。キャラクタＣＲの内側及び外側の領域は、上部表示電極２２−２及び２２−３が開口部を有していないため、透明、散乱の２階調のみで表示される。

キャラクタＣＲの線幅は１２０μｍ程度と細いため、キャラクタＣＲのパターンエッジでは、上部表示電極２２−１の開口部が途中で切れる場合がある。この開口部が切れた領域には上部表示電極２２−１が存在しないため、上部表示電極２２−１によって高分子分散型液晶層４０の配向制御ができず、パターンエッジの表示がボケやすい。このパターンエッジの表示ボケを抑制するために、上部表示電極２２−１をキャラクタＣＲのパターンエッジに沿って縁取りすることが望ましい。すなわち、キャラクタＣＲのパターンエッジには、必ず上部表示電極２２−１の縁取り部ＥＧが設けられる。これにより、パターンエッジにおいて高分子分散型液晶層４０の配向制御を行うことができるため、パターンエッジの表示ボケを抑制することができる。

［４］ キャラクタの構成例２
次に、他のキャラクタの具体的な構成例について説明する。
図１２は、構成例２に係るキャラクタＣＲの平面図である。図１３は、図１２に示したＡ−Ａ´線に沿った液晶表示装置１の断面図である。図１２に示したキャラクタＣＲは、図１に示したクロップ枠ＣＦ内に配置された丸のキャラクタＣＲである。図１２及び図１３は、例えば、基板１１側の上部表示電極３２でキャラクタＣＲを構成した例である。

下部表示電極３０及び上部表示電極３２は、クロップ枠ＣＦと同じ外形を有する。上部表示電極３２は、網目状パターンを有する。下部表示電極３０は、配線３４を介して駆動回路４１に電気的に接続され、上部表示電極３２は、コンタクトプラグ３５及び配線３４を介して駆動回路４１に電気的に接続される。対向電極２３−１は、円のキャラクタＣＲと同じ外形を有する。対向電極２３−２は、クロップ枠ＣＦと同じ外形を有する。対向電極２３−１と対向電極２３−２とは、所定のギャップを空けて電気的に分離されている。対向電極２３−１及び２３−２の各々は、コンタクトプラグ２５及び配線２４を介して駆動回路４１に電気的に接続される。

キャラクタＣＲは、下部表示電極３０、上部表示電極３２及び対向電極２３−１の電圧を制御することで、透明、第１の中間調、第２の中間調、散乱の４階調を表示することができる。同様に、クロップ枠ＣＦは、下部表示電極３０、上部表示電極３２及び対向電極２３−２の電圧を制御することで、透明、第１の中間調、第２の中間調、散乱の４階調を表示することができる。すなわち、（１）キャラクタＣＲをクロップ枠ＣＦと同じ階調にすることでクロップ枠ＣＦのみを表示する、（２）クロップ枠ＣＦの中にクロップ枠ＣＦと異なる階調でキャラクタＣＲを表示する、（３）クロップ枠ＣＦを消して（透明にして）キャラクタＣＲのみを表示する、（４）クロップ枠ＣＦ及びキャラクタＣＲを消す、などの表示が可能である。

また、本実施形態では、キャラクタＣＲ及びクロップ枠ＣＦ間のギャップは、配線間のスペースに対応する。例えば、製造装置に起因する配線加工寸法の限界値（最小加工寸法）が配線幅３μｍ、スペース３μｍであるものとすると、キャラクタＣＲ及びクロップ枠ＣＦ間のギャップは、対向電極２３−１及び２３−２間のスペースに対応し、このギャップは３μｍとなる。これにより、クロップ枠ＣＦ及びキャラクタＣＲを同じ中間調で表示した場合でも、クロップ枠ＣＦ及びキャラクタＣＲの境界が目視で認識されるのを防ぐことができる。

図１４は、比較例に係るキャラクタＣＲ１及びＣＲ２の上部表示電極の平面図である。図１５は、比較例に係る液晶表示装置の断面図である。比較例では、一方の基板１０側に形成された下部表示電極２０及び上部表示電極２２を用いて隣接するキャラクタＣＲ１及びＣＲ２を形成するものとする。

キャラクタＣＲ１を構成する下部表示電極２０−１及び上部表示電極２２−１は、同じ外形を有し、また、上部表示電極２２−１は、網目状パターンを有している。同様に、キャラクタＣＲ２を構成する下部表示電極２０−２及び上部表示電極２２−２は、同じ外形を有し、また、上部表示電極２２−２は、網目状パターンを有している。対向電極３３は、キャラクタＣＲ１及びＣＲ２に共通である。

このように構成された比較例において、キャラクタＣＲ１及びＣＲ２の境界では、キャラクタＣＲ１のエッジの配線幅３μｍと、キャラクタＣＲ１及びＣＲ２間のスペース３μｍと、キャラクタＣＲ２のエッジの配線幅３μｍとの合計９μｍ以上の幅が必要となり、この境界において網目状パターンが不連続になる。このため、キャラクタＣＲ１及びＣＲ２を透明表示及び散乱表示させた場合には境界が目視で認識できないが、キャラクタＣＲ１及びＣＲ２を中間調表示させた場合には境界が目視で認識できてしまう。

これに対して、本実施形態では、図１２及び図１３に示すように、中間調を表示する機能と、キャラクタを表示する機能とをそれぞれ別の基板に持たせることができる。すなわち、中間調表示を行う２種類のパターン（キャラクタ及びクロップ枠を含む）が隣接する場合、一方の基板では対向電極を所定のパターンに加工し、他方の基板では、パターンに関係なく、上部表示電極を網目状パターンに加工する。これにより、２種類のパターンの境界で網目状パターンが不連続にならないので、２種類のパターンを中間調表示した場合でも２種類のパターンの境界が目視で認識されるのを防ぐことができる。

［５］ 配線２４及び３４の引き回し例
次に、下部表示電極、上部表示電極及び対向電極から配線を引き出す場合の構成例について説明する。図１６は、基板１０及び１１にそれぞれ設けられた配線２４及び３４の引き回し例を示す概略図である。例えば、液晶表示装置１が複数のセグメントに分割され、セグメントごとに配線を接続するものとする。図１６には、基板１０に設けられた下部表示電極２０及び上部表示電極２２用の配線２４と、基板１１に設けられた下部表示電極３０及び上部表示電極３２用の配線３４とを一例として示している。すなわち、基板１０では、セグメントごとに下部表示電極２０及び上部表示電極２２用の２本の配線２４を図示しており、基板１１では、セグメントごとに下部表示電極３０及び上部表示電極３２用の２本の配線３４を図示している。

本実施形態では、下部表示電極及び上部表示電極は、基板１０及び１１の両方に配置される。このため、全セグメントのうち一部のセグメントについては、基板１０に下部表示電極２０及び上部表示電極２２用の配線２４を配置し、残りのセグメントについては、基板１１に下部表示電極３０及び上部表示電極３２用の配線３４を配置することができる。これにより、基板１０及び１１にそれぞれ配置される配線数を低減できるため、配線の引き回しが容易となり、基板１０及び１１のそれぞれにおいて配線を引き回すための領域を低減できる。

なお、一方の基板にのみ下部表示電極及び上部表示電極を設けた比較例では、一方の基板に全てのセグメントの配線が設けられることになる。このため、比較例では、一方の基板に設けられる配線数が増大し、また、配線を引き回すための領域も増大してしまう。これに対し、本実施形態では、比較例のような問題を回避できる。

［６］ 効果
以上詳述したように本実施形態では、下部表示電極、網目状パターンを有する上部表示電極、及び対向電極を基板１０及び１１の両方に設けるようにしている。具体的には、基板１０側に設けられた下部表示電極２０及び上部表示電極２２と、基板１１側に設けられた対向電極３３とを用いて第１のキャラクタを構成し、また、基板１１側に設けられた下部表示電極３０及び上部表示電極３２と、基板１０側に設けられた対向電極２３とを用いて第２のキャラクタを構成するようにしている。

従って本実施形態によれば、ディザリングを用いて、０Ｖと高電圧（５Ｖ）との中間電圧を使用せずに中間調表示が可能になる。これにより、広い温度範囲での中間調表示が可能となる。また、２値の電圧を用いて中間調を表示することができため、中間調を表示するまでの反応時間を速くすることができる。

また、液晶として高分子分散型液晶層４０を用いているため、偏光板や配向膜を使用せずに複数の階調が表現できる。これにより、製造コストの低減、及び微細化が可能な液晶表示装置１を実現することができる。また、光の損失が極めて少なく、明るい表示が可能な液晶表示装置を実現できる。

また、下部表示電極、上部表示電極及び対向電極に接続される配線を基板１０及び１１に分散できる。これにより、配線パターンの引き回しによる設計工数を簡略化することができる。

また、隣接するキャラクタの形状を対向電極側で設計することで、隣接するキャラクタの境界で上部表示電極の網目状パターンが不連続になるのを防ぐことができる。これにより、隣接するキャラクタを中間調表示した際に、隣接するキャラクタの境界が目視で認識されるのを防ぐことができる。

また、上部表示電極の開口部を千鳥配列にしているため、上部表示電極が均一な網目状パターンを有している。これにより、中間調の表示ムラを抑制することができる。また、上部表示電極にキャラクタのパターンエッジに沿って縁取りを施しているため、パターンエッジの表示を明瞭にすることができる。

なお、本実施形態の液晶表示装置１が表示可能なキャラクタには、文字、図形、模様など様々なものが含まれる。

本実施形態の液晶表示装置１は、カメラのファインダー、時計、双眼鏡、単眼鏡、望遠鏡、及び距離測定器などの液晶画面に適用することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。

１…液晶表示装置、１０，１１…基板、１２…シール材、１３…端子、２０，３０…下部表示電極、２１，３１…絶縁層、２２，３２…上部表示電極、２３，３３…対向電極、２４，３４…配線、２５，３５…コンタクトプラグ、４０…高分子分散型液晶層、４１…駆動回路。

Claims (7)

1. 第１及び第２のキャラクタを表示可能な液晶表示装置であって、
   第１及び第２の基板と、
   前記第１の基板上に設けられた第１の下部表示電極と、
   前記第１の下部表示電極上に設けられた第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層上に設けられ、複数の開口部を有する網目状パターンからなる第１の上部表示電極と、
   前記第１の絶縁層上に設けられた第１の対向電極と、
   前記第２の基板上に設けられた第２の下部表示電極と、
   前記第２の下部表示電極上に設けられた第２の絶縁層と、
   前記第２の絶縁層上に設けられ、複数の開口部を有する網目状パターンからなる第２の上部表示電極と、
   前記第２の絶縁層上に設けられた第２の対向電極と、
   前記第１の上部表示電極と前記第２の対向電極とが対向し、かつ前記第２の上部表示電極と前記第１の対向電極とが対向する状態で前記第１及び第２の基板に挟持された高分子分散型液晶層と、
   を具備し、
   前記第１のキャラクタは、前記第１の下部表示電極、前記第１の上部表示電極及び前記第２の対向電極から構成され、
   前記第２のキャラクタは、前記第２の下部表示電極、前記第２の上部表示電極及び前記第１の対向電極から構成されることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１の下部表示電極及び前記第１の上部表示電極は、同じ外形を有し、
   前記第２の下部表示電極及び前記第２の上部表示電極は、同じ外形を有していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１の基板上に設けられ、前記第１の下部表示電極、前記第１の上部表示電極及び前記第１の対向電極にそれぞれ電気的に接続された複数の第１の配線と、
   前記第２の基板上に設けられ、前記第２の下部表示電極、前記第２の上部表示電極及び前記第２の対向電極にそれぞれ電気的に接続された複数の第２の配線と、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１の下部表示電極、前記第１の上部表示電極及び前記第２の対向電極にそれぞれ電気的に接続された駆動回路をさらに具備し、
   前記駆動回路は、前記第１の下部表示電極及び前記第２の対向電極間の第１の電圧を制御し、前記第１の上部表示電極及び前記第２の対向電極間の第２の電圧を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記第１及び第２の電圧の各々は、２値であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記開口部の径は、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記網目状パターンは、千鳥配列を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。

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