JP2000267104A

JP2000267104A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000267104A
Application number: JP7586699A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Yoshida; 秀史吉田; Yasutoshi Tasaka; 泰俊田坂; Takashi Sasabayashi; 貴笹林; Yohei Nakanishi; 洋平仲西
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2000-09-29
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP4357622B2

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動電圧を低減でき、かつ明るい画像を表示
できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】ガラス基板１１側に一対の電極１２，１
３を有するＩＰＳ型液晶表示装置において、基板１１側
に垂直配向膜を形成し、基板２１側に水平配向膜を形成
する。水平配向膜のラビング方向は電極１２，１３によ
り発生する電界の方向とする。また、基板１１側に水平
配向膜を形成し、基板２１側に垂直配向膜を形成しても
よい。この場合、液晶層の厚さｄと液晶の自然捩じれピ
ッチ（カイラルピッチ）ｐとの比ｄ／ｐを例えば０．３
５±０．１とし、液晶層の厚さｄと液晶の複屈折率Δｎ
との積Δｎｄを例えば０．７±０．２の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、一方の基板側に一
対の電極が配置されたＩＰＳ（In-Plane Switching）型
液晶表示装置に関する。

【従来の技術】一般的に、液晶表示装置は２枚の透明基
板の間に液晶を封入した構造を有している。それらの透
明基板の相互に対向する２つの面のうち、一方の面側に
は対向電極、カラーフィルタ及び配向膜等が形成され、
他方の面側にはＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜ト
ランジスタ）、画素電極及び配向膜等が形成されてい
る。対向電極及び画素電極は透明であることが必要であ
り、通常、これらの電極材料としてＩＴＯ（indium-tin
oxide：インジウム酸化スズ）が使用されている。各透
明基板の対向面と反対側の面には、それぞれ偏光板が貼
り付けられている。これらの２枚の偏光板は、例えば偏
光軸が互いに直交するように配置されており、画素電極
と対向電極との間に電圧をかけない状態では光が透過し
て明表示となり、電圧を印加した状態では遮光して暗表
示となる。また、２枚の偏光板の偏光軸を互いに平行に
配置した場合は、画素電極と対向電極との間に電圧をか
けない状態では暗表示となり、電圧を印加した状態では
明表示となる。近年、液晶表示装置に対する需要が多様
化している。当初、液晶表示装置は主にノート型パーソ
ナルコンピュータのディスプレイ装置として使用されて
いたが、ディスクトップ型パーソナルコンピュータやワ
ークステーション及びテレビ（ＴＶ）等にも使用される
ようになった。また、近年、液晶表示装置には、駆動電
圧の低減、より明るい表示、及び製造コストの低減が要
望されている。比較的安価に製造可能な液晶表示装置と
して、ＩＴＯを使用せず、一方の基板側に一対の金属電
極を形成するＩＰＳ型液晶表示装置が開発されている
（特開平６−１６０８７８号公報、特開平９−２３０３
６１号公報等）。図１１は水平配向膜を用いた従来のＩ
ＰＳ型液晶表示装置を示す断面図である。この液晶表示
装置は、２枚のガラス基板５１，６１の間に正の誘電率
異方性を有する液晶６９が封入されている。ガラス基板
５１上にはアルミニウム等の金属からなる一対の電極５
２，５３が相互に平行に配置されている。また、ガラス
基板５１上には絶縁膜５４が形成されており、電極５
２，５３はこの絶縁膜５４に覆われている。絶縁膜５４
の上には水平配向膜５５が形成されている。この水平配
向膜５５には、液晶分子の配向方向を決めるために、配
向処理が施されている。配向処理としては、布製のロー
ラにより配向膜の表面を一方向に擦るラビング法が一般
的である。この場合、配向処理方向（ラビング方向）は
電極５２，５３にほぼ平行な方向である。また、配向処
理として、光の照射により配向方向及びプレチルト角を
決める方法も知られている（特開平１０−１４２６０８
号公報）。一方、ガラス基板６１の下面側にも水平配向
膜６２が形成されている。この配向膜６２も、電極５
２，５３とほぼ平行な方向に配向処理が施されている。
ガラス基板５１の下側には偏光板５６が配置されてお
り、ガラス基板６１の上側には偏光板６３が配置されて
いる。このように構成された液晶表示装置において、電
極５２，５３間に電圧を印加しない状態では、図１２
（ａ）に示すように、液晶分子６９ａは配向膜５５，６
２の配向処理方向（ラビング方向）に配向する。電極５
２，５３間に十分な電圧を印加すると、基板５１，６１
にほぼ平行な電界が発生し、図１２（ｂ）に示すように
液晶分子６９ａは電界（図中破線で示す）に沿った方向
に配向する。偏光板５６，６３の偏光軸が電極５２．５
３に対し平行に配置されているとすると、電極５１，６
１間に電圧を印加しないときは明表示となり、電圧を印
加したときは暗表示となる図１３は垂直配向膜を用いた従来のＩＰＳ型液晶表示装
置を示す断面図である。この液晶表示装置は、２枚のガ
ラス基板７１，８１の間に正の静電率異方性を有する液
晶８９が封入されている。ガラス基板７１の上にはアル
ミニウム等からなる一対の電極７２，７３が相互に平行
に配置されている。また、ガラス基板７１上には絶縁膜
７４が形成されており、電極７２，７３はこの絶縁膜７
４に覆われている。絶縁膜７４の上には垂直配向膜７５
が形成されている。また、他方のガラス基板８１の下面
側にも、垂直配向膜８２が形成されている。ガラス基板
７１の下側には偏光板７６が配置され、ガラス基板８１
の上側には偏光板８３が配置されている。このように構
成された液晶表示装置において、電極７２，７３間に電
圧を印加しない状態では、図１４（ａ）に示すように、
液晶分子８９ａは配向膜７５，８２に垂直な方向に配向
する。また、電極７２，７３間に十分な電圧を印加する
と、図１４（ｂ）に示すように液晶分子８９ａは電界
（図中破線で示す）に沿って基板７１，８１にほぼ平行
な方向に配向する。偏光板７６，８３の偏光軸が電極７
２，７３に対し平行に配置されているとすると、電極７
２，７３間に電圧を印加しないときは明表示、電圧を印
加したときは暗表示となる。また、偏光板７６，８３の
偏光軸が互いに垂直でいずれか一方がラビング方向と平
行に配置されているとすると、電極７２，７３間に電圧
を印加しないときは暗表示、電圧を印加したときは明表
示となる。

【発明が解決しようとする課題】本願発明者は、上述し
た従来の液晶表示装置には、以下に示す問題点があると
考える。図１１に示す水平配向膜５５，６２を使用した
ＩＰＳ型液晶表示装置では、配向膜５５，６２の近傍の
液晶分子６９ａは、配向膜５５，６２に強力にアンカリ
ングされているため、電極５２，５３間に電圧を印加し
ても、液晶分子６９ａが電界に平行となるように移動す
ることが困難である。このため、配向膜５５，６２の近
傍の液晶分子６９ａを電界の方向に配向させるために
は、電極５２，５３間に高い電圧を印加する必要があ
り、駆動電圧を低くすることができない。また、図１３
に示す垂直配向膜７５，８２を使用したＩＰＳ型液晶表
示装置では、図１４（ｂ）に示すように、電極７２側の
液晶分子７９ａは右方向に回転し、電極７３側の液晶分
子７９ａは左方向に回転するので、電極７２，７３間の
中央部分の液晶分子７９ａの回転する方向が決まらず、
いわゆるディスクリネーションが発生する。このため、
電極７２，７３の間に黒い筋状の表示に寄与しない領域
が発生し、十分な明るさを得ることができないととも
に、駆動電圧が高くなる。以上から本発明の目的は、駆
動電圧を低減でき、かつ明るい画像を表示できる液晶表
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】上記した課題は、図１に
例示するように、第１の基板１１と、前記第１の基板１
１上に対向して配置された第１の電極１２及び第２の電
極１３と、第１の基板１１上方に形成された第１の配向
膜１５と、第２の基板２１と、前記第２の基板２１の前
記第１の基板１１側の面に形成された第２の配向膜２２
と、カイラル剤が添加され、前記第１の基板と前記第２
の基板との間に封入された液晶２９とを有し、前記第１
の配向膜１５及び第２の配向膜２２のいずれか一方が水
平配向膜であり、他方が垂直配向膜であることを特徴と
する液晶表示装置より解決する。なお、図１ではＴＦＴ
基板を用いた実際の構成を考慮して絶縁膜１４が付加さ
れているが、絶縁膜１４は必須ではない。以下、本発明
の作用について説明する。本発明においては、第１の基
板及び第２の基板のうちの一方の基板側に水平配向膜を
設け、他方の基板側に垂直配向膜を設ける。そして、こ
れらの基板間に、カイラル剤を添加した液晶を封入す
る。正の誘電率を有する液晶の場合、液晶分子は一方の
基板側では水平配向膜の配向処理方向に配向し、他方の
基板側では基板に垂直方向に配向して、その間の液晶分
子は一方の基板側から他方の基板側に向かうにつれてカ
イラル剤により決まる方向に捩じれながら、かつ水平方
向から垂直方向に徐々に立ち上がるように配列する。こ
の状態では、液晶層に入射した偏光光は、偏光軸が液晶
分子の捩じれ方向に徐々に捩じれながら液晶層を通過す
る。一方、第１の電極及び第２の電極間に電圧を印加し
て基板に平行な方向に電界を発生すると、液晶分子は電
界に沿って配列する。この状態では、液晶層に入射した
偏光光は、偏光軸の方向を変えることなく液晶層を通過
する。この場合、例えば、水平配向膜の配向処理方向が
電界の方向とほぼ同じであるとすると、水平配向膜の近
傍の液晶分子は電圧を印加していないときと電圧を印加
したときとで配向方向が殆ど変化しない。すなわち、水
平配向膜と液晶分子とのアンカリングは液晶分子の電界
方向への配向を阻害しない。このため、比較的低い電圧
で液晶分子を電界方向に配向させることができ、液晶表
示装置の駆動電圧の低減が達成される。また、第１の電
極と第２の電極との間に発生した電界は、液晶分子の捩
じれを解く方向に作用し、ディスクリネーションの発生
が回避されるので、明るい表示が可能となる。液晶層の
厚さｄと液晶の自然捩じれピッチｐとの比ｄ／ｐを０．
１２５〜３の範囲とすることが好ましい。ｄ／ｐが０．
１２５未満の場合は光透過率が低くなり、明るい画像を
得ることができない。また、ｄ／ｐの値が３を超える
と、配向が乱れたり、液晶中で反射が発生して良好な画
像を得ることができない。なお、ｄ／ｐのより好ましい
範囲は０．２〜３であり、更に好ましい範囲は０．３５
±０．１である。また、前記液晶の複屈折率Δｎと、前
記液晶層の厚さｄとの積Δｎｄは０．７±０．２の範囲
内とすることが好ましい。Δｎｄの値がこの範囲を外れ
ると、光の透過率が低減して明るい画像を得ることがで
きなくなる。なお、特開平４−３０５６２４号公報、特
開昭５２−４５８９７号公報及び特開昭５２−４５８９
５号公報には、一方の基板側では垂直配向、他方の基板
側では水平配向とした液晶表示装置が記載されている。
しかし、これらはいずれも第１の基板及び第２の基板に
それぞれ電極が形成された構成を有しており、水平配向
膜の近傍の液晶分子の配向方向を、電圧を印加しないと
きと電圧を印加したときとで配向方向が殆ど変わらない
ようにすることにより駆動電圧を低減するという本発明
とは構成及び作用が異なる。

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照して説明する。（第１の実施の形態）図１（ａ）は本発明の第１の実施
の形態の液晶表示装置の平面図、図１（ｂ）は図１
（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。また、図２は第
１の実施の形態の液晶表示装置の模式図であり、図２
（ａ）は電極１２，１３間に電圧を印加しない状態、図
２（ｂ）は電極１２，１３間に電圧を印加した状態を示
す。なお、図２は、液晶表示装置の１つの画素を示して
いる。また、カラー液晶表示装置の場合、一方の基板側
にカラーフィルタ及びブラックマトリクスを形成する
が、本願ではこれらの図示を省略している。本実施の形
態の液晶表示装置は、図１（ｂ）に示すように、２枚の
ガラス基板１１，２１の間に正の誘電率異方性を有する
液晶２９が封入されている。この液晶２９には、液晶分
子の捩じれ方向を決めるためにカイラル剤が添加されて
いる。ガラス基板１１上には、引出線１２ａにより相互
に電気的に接続された複数本の電極１２と、引出線１３
ａにより相互に電気的に接続された複数本の電極１３と
が形成されている。これらの電極１２及び電極１３は相
互に平行に配置されている。これらの電極１２，１３及
び引出線１２ａ，１３ａの材料として、本実施の形態に
おいては、クロム（Ｃｒ）又はアルミニウム（Ａｌ）等
の金属を使用する。電極１２，１３は、酸化シリコン又
は窒化シリコンからなる絶縁膜１４に覆われている。こ
れは、通常のＴＦＴの構成でのものであり、絶縁膜１４
を省略することも可能である。この絶縁膜１４の上には
垂直配向膜１５が形成されている。垂直配向膜１５は、
例えば側鎖としてアルキル基を有するポリイミド又はポ
リアミック酸により形成されている。電極１２には、図
１（ａ）に示すように、データ配線８からＴＦＴ１０を
介してデータが供給される。このＴＦＴ１０のゲートに
は、ゲート配線９を介して走査信号が供給される。ま
た、電極１３は共通配線（コモン配線）７に接続されて
いる。ガラス基板２１の下面側には水平配向膜２２が形
成されている。この配向膜２２は、例えば直鎖の可溶性
ポリイミドにより形成されており、その表面には電極１
２，１３に対しほぼ垂直な方向にラビング処理が施され
ている。また、基板１１の下側には偏光板１６が配置さ
れており、基板２１の上側には偏光板２３が配置されて
いる。これらの２枚の偏光板１６，２３は、偏光軸が垂
直（クロスニコル）又は平行（パラニコル）になるよう
に配置される。ここでは、偏光板２３の偏光軸は電極１
２，１３に対し垂直な方向（図２（ａ），（ｂ）に矢印
で示す方向）であり、偏光板１６の偏光軸が電極１２，
１３に平行な方向であるとする。このように構成された
液晶表示装置において、電極１２，１３間に電圧を印加
しない状態では、図２（ａ）に示すように、基板１１側
では液晶分子２９ａは配向膜１５に垂直な方向に配向
し、基板２１側では配向膜２２のラビング方向に配向し
て、基板１１側から基板２１側に向かうにつれて液晶分
子２９ａは垂直方向から水平方向に徐々に傾いていくと
ともに、カイラル剤により決まる捩じれ方向に徐々に捩
じれている。偏光板１６を介してガラス基板１１の下側
から液晶層に入射した偏光光は、液晶層を進むときに偏
光軸が液晶分子２９ａの捩じれ方向に徐々に捩じれて偏
光板２３を透過する。すなわち、この液晶表示装置で
は、電極１２，１３間に電圧を印加しない状態では明表
示となる。電極１２，１３間に電圧を印加すると、図２
（ｂ）に示すように、液晶分子２９ａは電界に沿った方
向、すなわち電極１２，１３に対し垂直な方向に配向す
る。この場合、偏光板１６を介して基板１１の下側から
液晶層に入射した偏光光は、液晶層で偏光軸の方向が変
えられないため、偏光板２３で遮断される。すなわち、
電極１２，１３に電圧を印加した状態では暗表示とな
る。本実施の形態においては、電極１２，１３間に印加
した電圧により発生する電界は、液晶の捩じれを解く方
向に作用する。このとき、水平配向膜２２によりアンカ
リングされた水平配向膜２２の近傍の液晶分子２９ａの
配向方向と電界の方向とが一致しているので、アンカリ
ングが液晶分子２９ａの配向を阻害することはない。従
って、印加電圧が低くても液晶分子２９ａを電界方向に
配向させることが可能であり、駆動電圧の低減が達成さ
れる。また、電極１２，１３間の液晶分子２９ａが一方
向に配向するのでディスクリネーションが発生せず、明
るい画像の表示が可能になる。（１）ｄ／ｐの好ましい範囲以下、本発明の液晶表示装置について、セル厚ｄとカイ
ラルピッチ（自然捩じれピッチ）ｐとの比ｄ／ｐの好ま
しい範囲を調べた結果について説明する。図３は、横軸
のセルギャップ（液晶層の厚さ）をとり、縦軸に光透過
率をとって、液晶のカイラルピッチと正面輝度との関係
を計算により求めた結果を示す図である。但し、液晶の
複屈折率Δｎは０．１とした。この図３からわかるよう
に、カイラルピッチが２μｍのとき、及び６４μｍのと
きはセルギャップを変化させても光透過率はそれほど高
くならない。カイラルピッチが４μｍから３２μｍまで
の間で、かつセルギャップが４μｍから１２μｍまでの
間であるときは、光透過率が比較的高くなる。特に、カ
イラルピッチが１６μｍでセルギャップが８μｍのとき
に、光透過率が最も高くなる。このことから、本発明に
おいては、セルギャップｄとカイラルピッチｐとの比ｄ
／ｐの好ましい範囲は０．１２５（４／３２）〜３（１
２／４）とする。（２）ｄ／ｐのより好ましい範囲及びΔｎｄの好ましい
範囲図１に示す構造の液晶表示装置を実際に製造し、ｄ／ｐ
と光透過率との関係及びΔｎｄと光透過率との関係を調
べた。電極１２，１３の幅を４μｍとし、電極１２，１
３間の間隔は６μｍ、１０μｍ、１６μｍ又は２５μｍ
とした。また、垂直配向膜１５は、側鎖としてアルキル
基を有する可溶性ポリイミドを使用し、５００Åの厚さ
に形成した。すなわち、スピナーを使用し、ガラス基板
１１を１５００ｒｐｍの回転速度で回転させ、ガラス基
板１１上に可溶性ポリイミドを滴下して、ガラス基板１
１上にポリイミドを塗布した。そして、ポリイミド塗布
後のガラス基板１１を温度が９０℃のプレートの上に載
置し、１分間加熱して予備乾燥した。その後、ガラス基
板１１を温度が１８０℃のオーブン内で１時間加熱し、
ポリイミド膜をキュアした。なお、垂直配向膜１５には
ラビング等の処理は行わない。一方、水平配向膜２２
は、直鎖の可溶性ポリイミドを使用し、垂直配向膜１５
と同様の方法により、ガラス基板２１上に５００Åの厚
さに形成した。但し、水平配向膜２２には、キュア後、
レーヨンのベルベット布で配向膜２２の表面を一方向に
擦るラビング処理を施した。ガラス基板１１，２１間に
封入する液晶２９としては、正の誘電率異方性を有する
フッ素系の液晶を使用した。この液晶２９の複屈折率Δ
ｎは０．１２２７である。また、カイラル剤としてはコ
レステリルノナノエート（メルク社製）を使用した。セ
ル厚を３．５μｍ（Δｎｄ＝０．４２９）、４．５μｍ
（Δｎｄ＝０．５５２）又は５．５μｍ（Δｎｄ＝０．
６７５）とし、カイラルピッチｐが１２．２μｍ、１
５．８μｍ又は２０．２μｍの液晶を使用して、ｄ／ｐ
の値を０．１７〜０．４５とし、電圧（Ｖ）−光透過率
（Ｔ）特性を調べた。その結果を図４〜図６に示す。こ
れらの図４〜図６から明らかなように、Δｎｄが０．４
２９のとき（図４（ａ）〜図４（ｃ））は光透過率が低
く、満足できるものではない。Δｎｄが０．５以上のと
き（図５（ａ）〜図５（ｃ）及び図６（ａ）〜図６
（ｃ））は、透過率が高い。特に、Δｎｄが０．６７５
のとき（図６（ａ）〜図６（ｃ））は、光透過率が高
く、明るい画像を得ることができた。このような実験結
果から、ｄ／ｐの値は０．２以上であることが好まし
く、より好ましい範囲は０．３５±０．１とした。ま
た、Δｎｄの好ましい範囲は、０．７±０．２の範囲と
した。このようにｄ／ｐの値及びΔｎｄの値を設定する
ことにより、電圧無印加時の光透過率が高く、５Ｖ程度
の電圧の印加によって黒表示が可能となり、コントラス
トが高く表示品質の良好な画像が得られる。（第２の実施の形態）図７は本発明の第２の実施の形態
の液晶表示装置の断面図、図８は同じくその模式図であ
り、図８（ａ）は電極間に電圧を印加しない状態を示
し、図８（ｂ）は電圧を印加した状態を示す。なお、図
７，図８において、図１，図２と同一物には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。本実施の形態におい
ては、基板１１側に水平配向膜１７が形成されており、
基板２１側に垂直配向膜２４が形成されている。水平配
向膜１７の表面は、電極１２，１３に対しほぼ直角な方
向にラビング処理が施されている。このように構成され
た液晶表示装置において、基板１１側の水平配向膜１７
の近傍の液晶分子２９ａは、電極１２，１３間に電圧が
印加されていない状態では、図８（ａ）に示すように、
電極１２，１３に対しほぼ直角な方向（ラビング方向）
に配向している。また、基板２１側の垂直配向膜２４の
近傍の液晶分子２９ａは、配向膜２４に対し垂直な方向
に配向している。そして、基板１１，２１間の液晶分子
２９ａは、基板１１側から基板２１側に向かうにつれて
カイラル剤により決まる方向に徐々に捩じれ、かつ基板
１１に対し水平な方向から垂直な方向に徐々に立ち上が
るように配列している。このとき、基板１１の下側から
偏光板１６を介して液晶層に入射した光は、液晶層を進
む間に偏光軸が徐々に捩じれて偏光板２３を透過する。
すなわち、電極１２，１３間に電圧を印加しないときは
明表示となる。電極１２，１３間に電圧を印加すると、
図８（ｂ）に示すように、液晶分子２９ａは電界の方向
に配向する。このとき、基板１１の下側から液晶層に入
射した光は、偏光軸の方向が変化しないので、偏光板２
３を透過することができない。すなわち、電極１２，１
３に電圧を印加したときは暗表示となる。本実施の形態
においては、電極１２，１３間に電圧が印加されていな
い状態から電圧が印加された状態に変化しても、水平配
向膜１７の近傍の液晶分子２９ａの配向方向は殆ど変化
しない。水平配向膜１７の近傍の液晶分子は配向膜１７
に強くアンカリングされているが、本実施の形態ではア
ンカリングの方向と電圧を印加したときの液晶分子２９
ａの配向方向とがほぼ同じ方向となる。このため、本実
施の形態では、低い電圧で液晶分子を電界の方向に配向
させることができる。すなわち、本実施の形態の液晶表
示装置は、第１の実施の形態に比べて駆動電圧をより一
層低くできるという利点がある。（第３の実施の形態）図９は、本発明の第３の実施の形
態の液晶表示装置を示す模式図である。なお、図９にお
いて、図２と同一物には同一符号を付してその詳しい説
明は省略する。本実施の形態においては、１つの画素領
域を２つの領域Ａ，Ｂに分割し、各領域の水平配向膜の
ラビング方向を逆方向としている。第１の実施の形態で
説明したようにガラス基板１１上に水平配向膜を形成し
た後、例えば領域Ｂの水平配向膜のみレジスト膜で覆っ
て領域Ａの水平配向膜を一方向にラビングし、その後領
域Ａの水平配向膜のみレジスト膜で覆って領域Ｂの水平
配向膜を逆方向にラビングする。このようにして、領域
Ａ，Ｂで異なる方向にラビングを行うことにより、図９
に示すように、領域Ａ，Ｂで液晶分子２９ａのプレチル
トの方向が逆になり、いわゆる配向分割が発生される。
このように、１つの画素に配向方向が異なる領域を複数
設けることにより、液晶表示装置の視角特性がよくな
る。なお、プレチルト角θは２°〜５°とすることが好
ましい。（第４の実施の形態）図１０は本発明の第４の実施の形
態の液晶表示装置を示す模式図であり、図１０（ａ）は
電極間に電圧を印加していない状態を示し、図１０
（ｂ）は電極間に電圧を印加した状態を示す。本実施の
形態においては、基板１１と基板２１との間に封入する
液晶として、負の静電率異方性を有する液晶を使用して
いる。この液晶中にも、液晶の捩じれ方向を決めるため
に、カイラル剤を添加する。その他の構成は、基本的に
第２の実施の形態の液晶表示装置と同じである。すなわ
ち、基板１１側には水平配向膜が形成され、基板２１側
には垂直配向膜が形成されている。本実施の形態では、
電極１２，１３間に電圧を印加していない状態では、図
１０（ａ）に示すように、液晶分子２９ｂは、基板１１
側から基板２１側に向かうにつれてカイラル剤により決
まる方向（図中φで示す方向）に捩じれつつ、基板１１
に水平な状態から垂直な状態まで角度が徐々に変化して
配列している。基板１１の下側及び基板１１の上側、そ
れぞれ配置された偏光板の偏光軸が相互に直交している
とすると、基板１１の下側から一方の偏光板を介して液
晶層に入射した偏光光は、液晶分子の捩じれ方向に偏光
軸が捩じれて、他方の偏光板を透過する。すなわち、電
圧を印加していない状態では明表示となる。一方、電極
１２，１３間に電圧を印加した状態では、図１０（ｂ）
に示すように、液晶分子２９ｂは基板１１側から基板２
１側に向かうにつれて水平な状態から垂直な状態に角度
が変化するが、液晶の捩じれが解けて、各液晶分子２９
ｂは電界の方向に垂直な方向に配向する。このとき、基
板１１の下側から一方の偏光板を介して液晶層に入射し
た偏光光は、液晶層で偏光軸が変化することがなく、他
方の偏光板で遮断される。すなわち、電圧を印加するこ
とにより暗表示となる。本実施の形態においても、第１
の実施の形態と同様に、駆動電力を低減することができ
て、ディスクリネーションがなく明るい画像の表示が可
能となる。

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一方の基板上に第１及び第２の電極を有する液晶表示装
置において、一方の基板側の第１の配向膜と他方の基板
側の第２の配向膜のうちいずれか一方の配向膜を水平配
向膜とし、他方の配向膜を垂直配向膜とするので、配向
膜による液晶分子のアンカリングにより液晶分子の配向
が阻害されることがなく、ディスクリネーションの発生
を回避することができて、低い駆動電圧で明るい画像を
表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態の液晶
表示装置の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線
による断面図である。

【図２】図２は第１の実施の形態の液晶表示装置の模式
図であり、図２（ａ）は電極間に電圧を印加しない状
態、図２（ｂ）は電極間に電圧を印加した状態を示す。

【図３】図３は液晶のカイラルピッチと正面輝度との関
係を計算により求めた結果を示す図である。

【図４】図４はｄ／ｐの値を変化させたときの電圧−光
透過率特性を調べた結果を示す図（その１）である。

【図５】図５はｄ／ｐの値を変化させたときの電圧−光
透過率特性を調べた結果を示す図（その２）である。

【図６】図６はｄ／ｐの値を変化させたときの電圧−光
透過率特性を調べた結果を示す図（その３）である。

【図７】図７は本発明の第２の実施の形態の液晶表示装
置の断面図である。

【図８】図８は第２の実施の形態の液晶表示装置の模式
図であり、図８（ａ）は電極間に電圧を印加しない状
態、図８（ｂ）は電圧を印加した状態を示す。

【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態の液晶表示
装置を示す模式図である。

【図１０】図１０は本発明の第４の実施の形態の液晶表
示装置を示す断面図である。

【図１１】図１１は水平配向膜を用いた従来のＩＰＳ型
液晶表示装置を示す断面図である。

【図１２】図１２（ａ）は水平配向膜を用いた従来のＩ
ＰＳ型液晶表示装置の電圧無印加時の状態を示す模式図
であり、図１２（ｂ）は電圧印加時の状態を示す模式図
である。

【図１３】図１３は垂直配向膜を用いた従来のＩＰＳ型
液晶表示装置を示す断面図である。

【図１４】図１４（ａ）は垂直配向膜を用いた従来のＩ
ＰＳ型液晶表示装置の電圧無印加時の状態を示す模式図
であり、図１４（ｂ）は電圧印加時の状態を示す模式図
である。

【符号の説明】

７共通配線、８データ配線、９ゲート配線、１０ＴＦＴ、１１，２１，５１，６１，７１，８１ガラス基板、１２，１３，５２，５３，７２，７３電極、１４，５４，７４絶縁膜、１５，２４，７５，８２垂直配向膜、１６，２３，５６，６３偏光板、１７，２２，５５，６２水平配向膜、２９，６９，８９液晶、２９ａ，２９ｂ，６９ａ、８９ａ液晶分子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笹林貴神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者仲西洋平神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 2H090 HB08Y HB13Y HC08 LA01 LA04 LA05 LA09 LA15 MA01 MA02 MA07 MA11 MA16 MB01 MB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の基板と、前記第１の基板上に対向して配置された第１の電極及び
第２の電極と、第１の基板上に形成されて前記第１の電極及び第２の電
極を覆う第１の配向膜と、第２の基板と、前記第２の基板の前記第１の基板側の面に形成された第
２の配向膜と、カイラル剤が添加され、前記第１の基板と前記第２の基
板との間に封入された液晶とを有することを特徴とする
液晶表示装置。
【請求項２】前記第１の配向膜及び第２の配向膜のい
ずれか一方が水平配向膜であり、他方が垂直配向膜であ
ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記水平配向膜の配向処理方向が、前記
第１の電極及び前記第２の電極間に発生する電界の方向
に平行であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表
示装置。
【請求項４】液晶層の厚さｄと前記液晶の自然捩じれ
ピッチｐとの比ｄ／ｐが０．１２５乃至３であることを
特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記液晶の複屈折率Δｎと、液晶層の厚
さｄとの積Δｎｄが０．７±０．２の範囲内であること
を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】１画素中に、前記水平配向膜の配向処理
方向が異なる複数の領域を有することを特徴とする請求
項２に記載の液晶表示装置。