JP2001296541A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電圧無印加時の均一状態と電圧印加時の液晶
配向を変調した多分域領域による散乱により、偏光板不
要の液晶表示素子を得る。 【解決手段】 透明かつ平坦な第１の基板上に、導電性
の網目状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対向する
透明かつ平坦な第２の基板上に、第１電極とは異なる導
電性の網目状ないしは特殊形状の第２電極を有し、これ
らの二つの基板間にネマチックの性質を持つ液晶材料を
充填することを特徴とする液晶表示素子。
配向を変調した多分域領域による散乱により、偏光板不
要の液晶表示素子を得る。 【解決手段】 透明かつ平坦な第１の基板上に、導電性
の網目状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対向する
透明かつ平坦な第２の基板上に、第１電極とは異なる導
電性の網目状ないしは特殊形状の第２電極を有し、これ
らの二つの基板間にネマチックの性質を持つ液晶材料を
充填することを特徴とする液晶表示素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子に係
る。特に液晶配向を変調した多分域領域による散乱を用
いた偏光板不要の液晶表示素子に関する。
る。特に液晶配向を変調した多分域領域による散乱を用
いた偏光板不要の液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまでに報告されている液晶表示方式
としては、ツイステッドネマチック（ＴＮ）方式をはじ
めとして、ゲストホスト（ＧＨ）方式、動的散乱（Ｄ
Ｓ）方式、電界制御複屈折（ＥＣＢ）方式、強誘電性液
晶（ＦＬＣ）方式、ポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）方
式、相転移方式、熱光学方式などがあり、極めて多彩で
ある。また最近は、従来問題となっていた視覚特性やコ
ントラスト比、色つき等を改善した表示方式が盛んに検
討されており、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）方
式やマルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）方式、光学補償
複屈折（ＯＣＢ）方式、軸対称配向マイクロセル（ＡＳ
Ｍ）方式など、洗練された方式も数々報告され始めてい
る。
としては、ツイステッドネマチック（ＴＮ）方式をはじ
めとして、ゲストホスト（ＧＨ）方式、動的散乱（Ｄ
Ｓ）方式、電界制御複屈折（ＥＣＢ）方式、強誘電性液
晶（ＦＬＣ）方式、ポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）方
式、相転移方式、熱光学方式などがあり、極めて多彩で
ある。また最近は、従来問題となっていた視覚特性やコ
ントラスト比、色つき等を改善した表示方式が盛んに検
討されており、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）方
式やマルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）方式、光学補償
複屈折（ＯＣＢ）方式、軸対称配向マイクロセル（ＡＳ
Ｍ）方式など、洗練された方式も数々報告され始めてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の表示方式を光透
過量に基づき考えると、ＴＮ、ＧＨ、ＥＣＢ、ＦＬＣ、
相転移、ＩＰＳ、ＭＶＡ、ＯＣＢ、ＡＳＭの各方式は偏
光板を必要とし、これにより光透過光量が50%となる点
が一つの問題点となる。その他の方式では、ＤＳ方式は
消費電力量が大という点、ＰＤＬＣ方式ではヒステリシ
スの存在および高電圧動作の点、相転移および熱光学方
式では応答時間が長い点が問題となり、いずれの方式も
一長一短である。
過量に基づき考えると、ＴＮ、ＧＨ、ＥＣＢ、ＦＬＣ、
相転移、ＩＰＳ、ＭＶＡ、ＯＣＢ、ＡＳＭの各方式は偏
光板を必要とし、これにより光透過光量が50%となる点
が一つの問題点となる。その他の方式では、ＤＳ方式は
消費電力量が大という点、ＰＤＬＣ方式ではヒステリシ
スの存在および高電圧動作の点、相転移および熱光学方
式では応答時間が長い点が問題となり、いずれの方式も
一長一短である。
【０００４】上記問題の改善を目指し、また従来の液晶
表示素子の変遷で解決されてきた長所を生かす方式とし
て、電圧無印加の均一状態と、電圧印加時の液晶配向を
変調した多分域領域による散乱を用いた液晶表示素子を
提供する。
表示素子の変遷で解決されてきた長所を生かす方式とし
て、電圧無印加の均一状態と、電圧印加時の液晶配向を
変調した多分域領域による散乱を用いた液晶表示素子を
提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、透明かつ
平坦な第１の基板上に、導電性の網目状ないしは特殊形
状の第１電極を有し、対向する透明かつ平坦な第２の基
板上に、第１電極とは異なる導電性の網目状ないしは特
殊形状の第２電極を有し、これらの二つの基板間にネマ
チックの性質を持つ液晶材料を充填することを特徴とす
る液晶表示素子に関する。
平坦な第１の基板上に、導電性の網目状ないしは特殊形
状の第１電極を有し、対向する透明かつ平坦な第２の基
板上に、第１電極とは異なる導電性の網目状ないしは特
殊形状の第２電極を有し、これらの二つの基板間にネマ
チックの性質を持つ液晶材料を充填することを特徴とす
る液晶表示素子に関する。
【０００６】第２の発明は、透明かつ平坦であり水平な
いしは傾斜した水平配向処理を施した第１の基板上に、
導電性の網目状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対
向する透明かつ平坦であり水平配向処理を施した第２の
基板上に、第１電極とは異なる導電性の網目状ないしは
特殊形状の第２電極を有し、これらの二つの基板間にネ
マチックの性質を持つ液晶材料を充填することを特徴と
する液晶表示素子に関する。
いしは傾斜した水平配向処理を施した第１の基板上に、
導電性の網目状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対
向する透明かつ平坦であり水平配向処理を施した第２の
基板上に、第１電極とは異なる導電性の網目状ないしは
特殊形状の第２電極を有し、これらの二つの基板間にネ
マチックの性質を持つ液晶材料を充填することを特徴と
する液晶表示素子に関する。
【０００７】第３の発明は、透明かつ平坦であり垂直な
いしは傾斜した垂直配向処理を施した第１の基板上に、
導電性の網目状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対
向する透明かつ平坦であり垂直ないしは傾斜した垂直配
向処理を施した第２の基板上に、第１電極とは異なる導
電性の網目状ないしは特殊形状の第２電極を有し、これ
らの二つの基板間にネマチックの性質を持つ液晶材料を
充填することを特徴とする液晶表示素子に関する。
いしは傾斜した垂直配向処理を施した第１の基板上に、
導電性の網目状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対
向する透明かつ平坦であり垂直ないしは傾斜した垂直配
向処理を施した第２の基板上に、第１電極とは異なる導
電性の網目状ないしは特殊形状の第２電極を有し、これ
らの二つの基板間にネマチックの性質を持つ液晶材料を
充填することを特徴とする液晶表示素子に関する。
【０００８】第４の発明は、透明かつ平坦であり水平な
いしは傾斜した水平配向処理を施した第１の基板上に、
導電性の網目状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対
向する透明かつ平坦であり垂直ないしは傾斜した垂直配
向処理を施した第２の基板上に、第１電極とは異なる導
電性の網目状ないしは特殊形状の第２電極を有し、これ
らの二つの基板間にネマチックの性質を持つ液晶材料を
充填することを特徴とする液晶表示素子に関する。
いしは傾斜した水平配向処理を施した第１の基板上に、
導電性の網目状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対
向する透明かつ平坦であり垂直ないしは傾斜した垂直配
向処理を施した第２の基板上に、第１電極とは異なる導
電性の網目状ないしは特殊形状の第２電極を有し、これ
らの二つの基板間にネマチックの性質を持つ液晶材料を
充填することを特徴とする液晶表示素子に関する。
【０００９】詳細には、図１に液晶表示部の平面図の１
例を示すように、網目状の電極形状を有する第１の基板
と、対向しかつ第１の基板に対し４５゜の電極方向を有
する第２の基板を用いることで、電圧印加時の液晶配向
を乱し多分域領域を形成する方式である。なお、本発明
はかかる平面図（図１）に限定されるものではない。
例を示すように、網目状の電極形状を有する第１の基板
と、対向しかつ第１の基板に対し４５゜の電極方向を有
する第２の基板を用いることで、電圧印加時の液晶配向
を乱し多分域領域を形成する方式である。なお、本発明
はかかる平面図（図１）に限定されるものではない。
【００１０】これまでにも、電極形状ないしはパターン
形状を工夫することでマルチドメインを形成する手法は
報告されている。電極形状の工夫としては、例えばN.Ko
maらはSID'95 Digest, 869 (1995)で囲い電極法を報告
している。また、A.LienらはSID'93 Digest, 269 (199
3)でフリンジ電界法を報告している。さらに、N.Yamada
らはJournal of the SID, 3/4,p.155(1995)他で軸対称
配向微小セルの検討を報告している。パターン形状の工
夫としては、例えばY.TanakaらがSID'99 Digest,206 (1
999)等でストライプ状の突起を作ることで分割配向を得
られることを報告している。
形状を工夫することでマルチドメインを形成する手法は
報告されている。電極形状の工夫としては、例えばN.Ko
maらはSID'95 Digest, 869 (1995)で囲い電極法を報告
している。また、A.LienらはSID'93 Digest, 269 (199
3)でフリンジ電界法を報告している。さらに、N.Yamada
らはJournal of the SID, 3/4,p.155(1995)他で軸対称
配向微小セルの検討を報告している。パターン形状の工
夫としては、例えばY.TanakaらがSID'99 Digest,206 (1
999)等でストライプ状の突起を作ることで分割配向を得
られることを報告している。
【００１１】しかしながら、これらの試みはすべて広視
野角を実現するためのものであり、１００ミクロン程度
の寸法である１画素に数分割された領域を形成する方法
であるため分割領域が数十ミクロン程度と大きく、偏光
板を用いた報告に留まっていた。
野角を実現するためのものであり、１００ミクロン程度
の寸法である１画素に数分割された領域を形成する方法
であるため分割領域が数十ミクロン程度と大きく、偏光
板を用いた報告に留まっていた。
【００１２】散乱型の表示方式として代表的なものとし
ては、J.L.FergasonがSID'85 Digest, 68 (1985)でポリ
マー分散型液晶（PDLC）表示方式について報告してい
る。これは、数ミクロンサイズの液滴をポリマー中に分
散し、これにより光散乱を得る方式である。
ては、J.L.FergasonがSID'85 Digest, 68 (1985)でポリ
マー分散型液晶（PDLC）表示方式について報告してい
る。これは、数ミクロンサイズの液滴をポリマー中に分
散し、これにより光散乱を得る方式である。
【００１３】上記電極形状形成と、PDLC方式の発想を組
み合わせて考えると、10ミクロン程度またはそれ以下の
微小な液晶分域を作製することで、偏光板不要の散乱型
表示方式となるのではないかと考えた。
み合わせて考えると、10ミクロン程度またはそれ以下の
微小な液晶分域を作製することで、偏光板不要の散乱型
表示方式となるのではないかと考えた。
【００１４】電極形状は、図２に示すように、一方を網
目状、もう一方を特殊形状としても良い。電極材料とし
ては、光の有効利用と電極部で同一ポテンシャルとなる
効果により、さらに複雑な分域構造を形成するためのイ
ンジュウム錫酸化物（IndiumTin Oxide: ITO）の様な透
明電極が考えられる。また、光の有効利用、複雑な分域
形成の観点からは離れるが、Al、Ta、Cr、Mo等の不透明
金属電極も使用可能である。
目状、もう一方を特殊形状としても良い。電極材料とし
ては、光の有効利用と電極部で同一ポテンシャルとなる
効果により、さらに複雑な分域構造を形成するためのイ
ンジュウム錫酸化物（IndiumTin Oxide: ITO）の様な透
明電極が考えられる。また、光の有効利用、複雑な分域
形成の観点からは離れるが、Al、Ta、Cr、Mo等の不透明
金属電極も使用可能である。
【００１５】配向処理については、水平配向処理、垂直
配向処理、傾斜配向処理、異種配向処理など、通常液晶
表示素子として使用されているすべての配向が適用可能
である。本発明は特にセル厚を限定されるものではない
が、セル厚が厚過ぎると駆動電圧が高くなり、また薄す
ぎると充分な散乱状態が得られないので、１μｍ〜１２
０μｍの範囲が好ましい。より好ましくは１μｍ〜１０
０μｍの範囲、さらに好ましくは１μｍ〜２０μｍの範
囲であるが、セル厚が１２０μｍより厚くても本発明の
効果を得られる。
配向処理、傾斜配向処理、異種配向処理など、通常液晶
表示素子として使用されているすべての配向が適用可能
である。本発明は特にセル厚を限定されるものではない
が、セル厚が厚過ぎると駆動電圧が高くなり、また薄す
ぎると充分な散乱状態が得られないので、１μｍ〜１２
０μｍの範囲が好ましい。より好ましくは１μｍ〜１０
０μｍの範囲、さらに好ましくは１μｍ〜２０μｍの範
囲であるが、セル厚が１２０μｍより厚くても本発明の
効果を得られる。
【００１６】液晶材料の屈折率異方性としては、液晶配
向状態でミニマム条件を満たすことが望ましい。セル厚
を薄くし、かつ散乱状態を得るためには、屈折率異方性
は高い方が望ましい。液晶材料の誘電率異方性について
は正負を問わない。液晶材料の弾性定数については、基
本的に小さいことがしきい電圧低減の観点からは望まし
い。また本方式の観点から言えば、欠陥生成を利用して
散乱状態を得るため、液晶材料の弾性定数は小さい方が
好ましい。例えばリバースチルト欠陥を生じさせる電界
形状を利用する際は、液晶材料のスプレイ弾性定数K11
およびベント弾性定数K33が小さい方が望ましい。また
リバースツイスト欠陥を伴う際は、液晶材料のツイスト
弾性定数K22が小さい方が望ましい。液晶表示素子の応
答速度を小さくするために液晶材料の粘度は低い方が望
ましい。本発明はネマチック液晶組成物だけでなく、そ
れにカイラル剤を含ませたカイラルネマチック液晶でも
同様の表示方式を実現することが可能である。
向状態でミニマム条件を満たすことが望ましい。セル厚
を薄くし、かつ散乱状態を得るためには、屈折率異方性
は高い方が望ましい。液晶材料の誘電率異方性について
は正負を問わない。液晶材料の弾性定数については、基
本的に小さいことがしきい電圧低減の観点からは望まし
い。また本方式の観点から言えば、欠陥生成を利用して
散乱状態を得るため、液晶材料の弾性定数は小さい方が
好ましい。例えばリバースチルト欠陥を生じさせる電界
形状を利用する際は、液晶材料のスプレイ弾性定数K11
およびベント弾性定数K33が小さい方が望ましい。また
リバースツイスト欠陥を伴う際は、液晶材料のツイスト
弾性定数K22が小さい方が望ましい。液晶表示素子の応
答速度を小さくするために液晶材料の粘度は低い方が望
ましい。本発明はネマチック液晶組成物だけでなく、そ
れにカイラル剤を含ませたカイラルネマチック液晶でも
同様の表示方式を実現することが可能である。
【００１７】
【実施例】以下、実際の実施例について述べる。なお、
本発明は実施例に限定されるものではない。
本発明は実施例に限定されるものではない。
【００１８】透明かつ平坦な第１および第２の基盤上に
各々電極幅3μｍ、電極間隔30μｍの異なる導電性の網
目状電極１１、２１（図１）を設けた。これら二つの基
板をセル厚10μｍにし、ネマチックの性質を持つ液晶材
料GR-63（誘電率異方性Δε=13.7、屈折率異方性Δｎ=
0.157）を充填して、偏光板を用いない表示方式を実現
できる液晶表示素子とした。
各々電極幅3μｍ、電極間隔30μｍの異なる導電性の網
目状電極１１、２１（図１）を設けた。これら二つの基
板をセル厚10μｍにし、ネマチックの性質を持つ液晶材
料GR-63（誘電率異方性Δε=13.7、屈折率異方性Δｎ=
0.157）を充填して、偏光板を用いない表示方式を実現
できる液晶表示素子とした。
【００１９】この偏光板不要の液晶素子に、光源にHe-N
eレーザ光及びタングステンランプ光を使用したとこ
ろ、図３に示した電圧−透過率（He-Neレーザを光源と
し、偏光板なし）の関係を得た。透明状態の光量を明、
散乱状態の光量を暗としたときのコントラスト比は11:1
であった。また、白色光源下でのコントラスト比は5:1
であった。矩形波電圧印加での応答時間は立上り61ms、
立下り146msであった。
eレーザ光及びタングステンランプ光を使用したとこ
ろ、図３に示した電圧−透過率（He-Neレーザを光源と
し、偏光板なし）の関係を得た。透明状態の光量を明、
散乱状態の光量を暗としたときのコントラスト比は11:1
であった。また、白色光源下でのコントラスト比は5:1
であった。矩形波電圧印加での応答時間は立上り61ms、
立下り146msであった。
【図１】液晶表示部の電極配置平面図
【図２】特殊形状の電極配置の例
【図３】電圧透過率特性
１１、１２： 第１の電極を示す。 ２１、２２： 第２の電極を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 悦男 千葉県市原市五井海岸５番地の１ チッソ 石油化学株式会社機能材料研究所内 (72)発明者 斎藤 秀雄 千葉県市原市五井海岸５番地の１ チッソ 石油化学株式会社機能材料研究所内 Ｆターム(参考） 2H090 KA04 LA01 MA01 MA02 MA03 MA16 2H092 GA13 JB05 NA01 QA06
Claims (4)
- 【請求項１】 透明かつ平坦な第１の基板上に、導電性
の網目状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対向する
透明かつ平坦な第２の基板上に、第１電極とは異なる導
電性の網目状ないしは特殊形状の第２電極を有し、これ
らの二つの基板間にネマチックの性質を持つ液晶材料を
充填することを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項２】 透明かつ平坦であり水平ないしは傾斜し
た水平配向処理を施した第１の基板上に、導電性の網目
状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対向する透明か
つ平坦であり水平配向処理を施した第２の基板上に、第
１電極とは異なる導電性の網目状ないしは特殊形状の第
２電極を有し、これらの二つの基板間にネマチックの性
質を持つ液晶材料を充填することを特徴とする液晶表示
素子。 - 【請求項３】 透明かつ平坦であり垂直ないしは傾斜し
た垂直配向処理を施した第１の基板上に、導電性の網目
状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対向する透明か
つ平坦であり垂直ないしは傾斜した垂直配向処理を施し
た第２の基板上に、第１電極とは異なる導電性の網目状
ないしは特殊形状の第２電極を有し、これらの二つの基
板間にネマチックの性質を持つ液晶材料を充填すること
を特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項４】 透明かつ平坦であり水平ないしは傾斜し
た水平配向処理を施した第１の基板上に、導電性の網目
状ないしは特殊形状の第１電極を有し、対向する透明か
つ平坦であり垂直ないしは傾斜した垂直配向処理を施し
た第２の基板上に、第１電極とは異なる導電性の網目状
ないしは特殊形状の第２電極を有し、これらの二つの基
板間にネマチックの性質を持つ液晶材料を充填すること
を特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000109654A JP2001296541A (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000109654A JP2001296541A (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001296541A true JP2001296541A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18622313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000109654A Pending JP2001296541A (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001296541A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7403252B2 (en) | 2003-11-29 | 2008-07-22 | Lg Display Co., Ltd. | In-plane switching mode liquid crystal display device |
-
2000
- 2000-04-11 JP JP2000109654A patent/JP2001296541A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7403252B2 (en) | 2003-11-29 | 2008-07-22 | Lg Display Co., Ltd. | In-plane switching mode liquid crystal display device |
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