JP2869452B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JP2869452B2 JP2869452B2 JP11461890A JP11461890A JP2869452B2 JP 2869452 B2 JP2869452 B2 JP 2869452B2 JP 11461890 A JP11461890 A JP 11461890A JP 11461890 A JP11461890 A JP 11461890A JP 2869452 B2 JP2869452 B2 JP 2869452B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示素子に関し、特に正の誘電異方性を
有する液晶が液晶層の厚み方向に90゜以上ねじれた構造
を有するSTN型液晶表示素子に関するものである。
有する液晶が液晶層の厚み方向に90゜以上ねじれた構造
を有するSTN型液晶表示素子に関するものである。
従来主に用いられてきた液晶の表示モードは、ツイス
トネマティック（TN）型と呼ばれ、一対の基板間で液晶
分子が約90゜ねじれた構造をとっており、液晶による偏
光面の回転と、電圧印加によるその効果の消失を利用し
ている。この表示モードは、時計や電卓等の低時分割駆
動では十分なものであったが、表示容量を増大させるた
めに高時分割駆動させると、コントラストが低下した
り、視角がせまくなるという欠点があった。これは、高
時分割駆動によると、選択点と非選択点にかかる電圧の
比が１に近づくためで、高コントラスト、広視角の表示
素子を得るためには、素子の相対透過率が10％変化する
電圧V10に対する50％変化する電圧V50の比（V50/V10）
で表わされる急峻度γをできるだけ小さくすることが必
要である。
トネマティック（TN）型と呼ばれ、一対の基板間で液晶
分子が約90゜ねじれた構造をとっており、液晶による偏
光面の回転と、電圧印加によるその効果の消失を利用し
ている。この表示モードは、時計や電卓等の低時分割駆
動では十分なものであったが、表示容量を増大させるた
めに高時分割駆動させると、コントラストが低下した
り、視角がせまくなるという欠点があった。これは、高
時分割駆動によると、選択点と非選択点にかかる電圧の
比が１に近づくためで、高コントラスト、広視角の表示
素子を得るためには、素子の相対透過率が10％変化する
電圧V10に対する50％変化する電圧V50の比（V50/V10）
で表わされる急峻度γをできるだけ小さくすることが必
要である。
ツイストネマティック型の場合、このγ値は1.13程度
である。このγ値を小さくするために、液晶分子のねじ
れ角を大きくし、偏光軸を液晶配向方向とずらす方式が
提案されており、SBEモードやSTNモードと呼ばれてい
る。このような方式によると、γ値を1.1以下にするこ
とができ、1/400デューティ程度の高時分割駆動が可能
になる。
である。このγ値を小さくするために、液晶分子のねじ
れ角を大きくし、偏光軸を液晶配向方向とずらす方式が
提案されており、SBEモードやSTNモードと呼ばれてい
る。このような方式によると、γ値を1.1以下にするこ
とができ、1/400デューティ程度の高時分割駆動が可能
になる。
しかし、このような方式では、複屈折による着色及び
その電圧による変化を利用するため、液晶セルの透過光
または反射光には着色を生じ着色背景上への表示とな
る。
その電圧による変化を利用するため、液晶セルの透過光
または反射光には着色を生じ着色背景上への表示とな
る。
一方、このような液晶表示素子において、１つの表示
セルを用いて異なる背景色の表示を実現し、部分強調や
情報内容の区分などに用い多彩な表示を実現することが
望まれているが、これまでのところ、このような多彩な
表示を実現する具体的な手法についての提案はなされて
いない。
セルを用いて異なる背景色の表示を実現し、部分強調や
情報内容の区分などに用い多彩な表示を実現することが
望まれているが、これまでのところ、このような多彩な
表示を実現する具体的な手法についての提案はなされて
いない。
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされ
たもので、上記のような多彩な表示を可能とする液晶表
示素子を提供することを目的とする。
たもので、上記のような多彩な表示を可能とする液晶表
示素子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、正の誘
電異方性を有する液晶組成物からなる液晶層が、電極を
備えた一対の基板間で、電圧無印加時に基板に対して略
水平に配向し、液晶層の厚み方向に120゜以上、360゜以
下のねじれた構造を有するように構成された液晶セル
と、該液晶層を挟むように設けた一対の偏光子との間の
少なくとも一方に、ラビング処理された基板上に形成さ
れた高分子液晶層を有し、該基板のラビング方向が部分
的に異なっていることを特徴とする液晶表示素子が提供
される。
電異方性を有する液晶組成物からなる液晶層が、電極を
備えた一対の基板間で、電圧無印加時に基板に対して略
水平に配向し、液晶層の厚み方向に120゜以上、360゜以
下のねじれた構造を有するように構成された液晶セル
と、該液晶層を挟むように設けた一対の偏光子との間の
少なくとも一方に、ラビング処理された基板上に形成さ
れた高分子液晶層を有し、該基板のラビング方向が部分
的に異なっていることを特徴とする液晶表示素子が提供
される。
次に、図面を参照して、本発明の構成を詳述する。第
１図は本発明の液晶表示素子の構成例を示す断面図であ
る。この図において、セル10はSTNセルで、基板1,11は
それぞれ配向処理が施された配向膜3,13と透明電極4,14
を有し、離間、対向して配設され、その間に液晶６が封
入され、シール剤５によって外気と遮断される。この液
晶セル10が第１偏光子２および第２偏光子12に挟まれ、
基板１と偏光子２との間に高分子液晶層７が配設されて
液晶表示素子を構成している。
１図は本発明の液晶表示素子の構成例を示す断面図であ
る。この図において、セル10はSTNセルで、基板1,11は
それぞれ配向処理が施された配向膜3,13と透明電極4,14
を有し、離間、対向して配設され、その間に液晶６が封
入され、シール剤５によって外気と遮断される。この液
晶セル10が第１偏光子２および第２偏光子12に挟まれ、
基板１と偏光子２との間に高分子液晶層７が配設されて
液晶表示素子を構成している。
本発明の液晶表示素子の構成例のように、基板と偏光
子の間に高分子液晶層を設ける場合、基板としては透光
性を有するガラス、プラスチックなどを用いる。プラス
チック基板を用いたときは、基板の厚さを0.2mm以下の
薄厚にすることが容易であり、そのため表示素子をきわ
めて薄く、かつ軽量にすることができる。また、基板が
薄いために表示が二重像にならず広視角の表示素子を得
ることができる。
子の間に高分子液晶層を設ける場合、基板としては透光
性を有するガラス、プラスチックなどを用いる。プラス
チック基板を用いたときは、基板の厚さを0.2mm以下の
薄厚にすることが容易であり、そのため表示素子をきわ
めて薄く、かつ軽量にすることができる。また、基板が
薄いために表示が二重像にならず広視角の表示素子を得
ることができる。
本発明の液晶表示素子の各基板における配向処理は、
液晶分子が電圧無印加時に略水平配向するように行わ
れ、この配向処理方向に沿って液晶分子が優先配向す
る。この場合、液晶分子の配向に関していう略水平と
は、液晶分子の基板に対する傾き角がおおよそ０゜から
30゜の範囲にあることを言う。この配向制御は、基板に
対して、従来公知の斜方蒸着や、無機または有機被膜を
形成した後に綿布などでラビングすることにより行うこ
とができる。本発明に使用する配向膜3,13としては、ポ
リアミド、ポリイミドなどの高分子被膜等にラビング処
理したものや、SiO、MgO、MgF2などを用いて斜め蒸着し
たものが用いられる。
液晶分子が電圧無印加時に略水平配向するように行わ
れ、この配向処理方向に沿って液晶分子が優先配向す
る。この場合、液晶分子の配向に関していう略水平と
は、液晶分子の基板に対する傾き角がおおよそ０゜から
30゜の範囲にあることを言う。この配向制御は、基板に
対して、従来公知の斜方蒸着や、無機または有機被膜を
形成した後に綿布などでラビングすることにより行うこ
とができる。本発明に使用する配向膜3,13としては、ポ
リアミド、ポリイミドなどの高分子被膜等にラビング処
理したものや、SiO、MgO、MgF2などを用いて斜め蒸着し
たものが用いられる。
本発明の高分子液晶層７は、第２図に示すように、基
板のラビング方向が部分的に異なる領域を有する。すな
わちこの部分の領域の基板ラビング方向ｂはそれ以外の
領域の基板のラビング方向ａと異なっている。液晶セル
を透過した光が高分子液晶層に入射する時、高分子液晶
層と対応する部位の基板のラビング方向が違うと、ラビ
ング方向に配向した液晶分子の長軸方向と短軸方向に対
する光の振動成分が異なるため、高分子液晶層を透過し
た光の偏光状態も異なってくる。このため、高分子液晶
層の基板のラビング方向を部分的に異ならせることによ
り、表示素子の背景色及び表示色を部分的に異ならせる
ことが可能となる。なお、第２図の例は、ラビング方向
の違う領域が１ケ所であるが、勿論２ケ所以上であって
も良い。
板のラビング方向が部分的に異なる領域を有する。すな
わちこの部分の領域の基板ラビング方向ｂはそれ以外の
領域の基板のラビング方向ａと異なっている。液晶セル
を透過した光が高分子液晶層に入射する時、高分子液晶
層と対応する部位の基板のラビング方向が違うと、ラビ
ング方向に配向した液晶分子の長軸方向と短軸方向に対
する光の振動成分が異なるため、高分子液晶層を透過し
た光の偏光状態も異なってくる。このため、高分子液晶
層の基板のラビング方向を部分的に異ならせることによ
り、表示素子の背景色及び表示色を部分的に異ならせる
ことが可能となる。なお、第２図の例は、ラビング方向
の違う領域が１ケ所であるが、勿論２ケ所以上であって
も良い。
以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
（実施例１） ストライプ状の透明電極を有する上下ガラス基板間で
の液晶のねじれ角が180゜であり、液晶層のリターデー
ションが0.95μｍであるSTNセルＡを作製した。液晶は
正の誘電異方性を有するネマチック液晶ZLI2293（メル
ク社製）にカイラルネマティック液晶S811（メルク社
製）を添加したものを用いた。配向処理は、ポリイミド
膜のラビング処理により行った。
の液晶のねじれ角が180゜であり、液晶層のリターデー
ションが0.95μｍであるSTNセルＡを作製した。液晶は
正の誘電異方性を有するネマチック液晶ZLI2293（メル
ク社製）にカイラルネマティック液晶S811（メルク社
製）を添加したものを用いた。配向処理は、ポリイミド
膜のラビング処理により行った。
ガラス基板上に配向膜としてポリイミド膜を形成し、
表示領域の一部をマスクするラビングマスクを用いてラ
ビング処理して（ラビング方向ａ）、次に前記マスクの
マスクされなかった領域をマスクし、マスクされた領域
をマスクしないラビングマスクを用いてラビングを行っ
た（ラビング方向ｂ）。ラビング方向ｂは、セルＡの液
晶分子のねじれの向きラビング方向ａから45゜の角度を
成すようにした。この配向膜上に、各々下記（１）式及
び（２）式で示される繰返し単位を持つ２種のポリシロ
キサン系高分子液晶の混合溶媒を、リターデーションが
0.95μｍ、ねじれの向きがセルＡと逆でねじれ角が240
゜となるように塗布し、高分子液晶層Ｂを形成した。次
に該高分子液晶層ＢをセルＡの上に、セルＡと高分子液
晶層Ｂのねじれの向きが逆で、セルＡの上側基板のラビ
ング方向とラビング方向ａが直交するように重ねた。
表示領域の一部をマスクするラビングマスクを用いてラ
ビング処理して（ラビング方向ａ）、次に前記マスクの
マスクされなかった領域をマスクし、マスクされた領域
をマスクしないラビングマスクを用いてラビングを行っ
た（ラビング方向ｂ）。ラビング方向ｂは、セルＡの液
晶分子のねじれの向きラビング方向ａから45゜の角度を
成すようにした。この配向膜上に、各々下記（１）式及
び（２）式で示される繰返し単位を持つ２種のポリシロ
キサン系高分子液晶の混合溶媒を、リターデーションが
0.95μｍ、ねじれの向きがセルＡと逆でねじれ角が240
゜となるように塗布し、高分子液晶層Ｂを形成した。次
に該高分子液晶層ＢをセルＡの上に、セルＡと高分子液
晶層Ｂのねじれの向きが逆で、セルＡの上側基板のラビ
ング方向とラビング方向ａが直交するように重ねた。
そして下側偏光板の透過軸がセルＡの下側基板のラビ
ング方向と45゜を成し、上側偏光板の透過軸が下側偏光
板の透過軸と直交するように、上下偏光板を設置し、本
発明の液晶表示素子とした。
ング方向と45゜を成し、上側偏光板の透過軸が下側偏光
板の透過軸と直交するように、上下偏光板を設置し、本
発明の液晶表示素子とした。
以上のようにして作製した液晶表示素子の液晶セルＡ
を時分割駆動させたところ、高分子液晶層Ｂのラビング
方向がａの領域では非選択画素が黒、選択画素が白とな
り、ラビング方向がｂの領域では非選択画素が青、選択
画素が黄色となった。以上のように、本実施例では１つ
の表示セルを用いて、異なる背景色の表示を実現するこ
とができた。
を時分割駆動させたところ、高分子液晶層Ｂのラビング
方向がａの領域では非選択画素が黒、選択画素が白とな
り、ラビング方向がｂの領域では非選択画素が青、選択
画素が黄色となった。以上のように、本実施例では１つ
の表示セルを用いて、異なる背景色の表示を実現するこ
とができた。
（実施例２） 実施例１のセルＡと同様にして、ねじれ角が240゜、
リターデーションが0.86μｍの液晶セルＣを作製した。
リターデーションが0.86μｍの液晶セルＣを作製した。
そして実施例１と同様にして、ガラス基板上にポリイ
ミド配向膜を形成し、表示領域の一部のラビング方向を
ｂ、他の領域をラビング方向をａ（ａとｂの成す角は45
゜）とし、ラビング処理を行った後、前記（１）式で示
される繰返し単位を持つポリシロキサン系高分子液晶を
塗布し、リターデーションが0.55μｍのホモジニアル配
向した高分子液晶層Ｄを形成した。
ミド配向膜を形成し、表示領域の一部のラビング方向を
ｂ、他の領域をラビング方向をａ（ａとｂの成す角は45
゜）とし、ラビング処理を行った後、前記（１）式で示
される繰返し単位を持つポリシロキサン系高分子液晶を
塗布し、リターデーションが0.55μｍのホモジニアル配
向した高分子液晶層Ｄを形成した。
次に高分子液晶層Ｄを液晶セルＣの上に、セルＣの上
側基板のラビング方向と高分子液晶層Ｄのラビング方向
ａが直交するように重ねた。そして、さらに下側偏光板
の透過軸がセルＣの下側基板のラビング方向と45゜の角
度を成し、上側偏光板の透過軸が上側基板のラビング方
向と45゜、下側偏光板の透過軸と30゜を成すように上下
偏光板を配向して本発明の液晶表示素子とした。
側基板のラビング方向と高分子液晶層Ｄのラビング方向
ａが直交するように重ねた。そして、さらに下側偏光板
の透過軸がセルＣの下側基板のラビング方向と45゜の角
度を成し、上側偏光板の透過軸が上側基板のラビング方
向と45゜、下側偏光板の透過軸と30゜を成すように上下
偏光板を配向して本発明の液晶表示素子とした。
以上のようにして作製した液晶表示素子のセルＣを時
分割駆動させたところ、高分子液晶層Ｄのラビング方向
がａの領域では非選択画素が黒、選択画素が白となり、
ラビング方向がｂの領域では非選択画素が青、選択画素
が赤となり、１つの表示セルを用いて異なる背景色の表
示を実現することができた。
分割駆動させたところ、高分子液晶層Ｄのラビング方向
がａの領域では非選択画素が黒、選択画素が白となり、
ラビング方向がｂの領域では非選択画素が青、選択画素
が赤となり、１つの表示セルを用いて異なる背景色の表
示を実現することができた。
本発明によれば、STN型液晶表示素子において、液晶
層と偏光子の間に、部分的にラビング方向を変えた基板
上に形成された高分子液晶層を採用したことにより、１
つの表示セルを用いて異なる背景色の表示ができ、多彩
な表示を実現することができる。
層と偏光子の間に、部分的にラビング方向を変えた基板
上に形成された高分子液晶層を採用したことにより、１
つの表示セルを用いて異なる背景色の表示ができ、多彩
な表示を実現することができる。
第１図は本発明の液晶表示素子の構成例を示す断面図、
第２図は第１図の液晶表示素子の表示領域の状態を示す
図である。 1,11……基板 2,12……偏光子 3,13……配向膜 4,14……透明電極 ５……シール剤 ６……液晶 ７……高分子液晶層
第２図は第１図の液晶表示素子の表示領域の状態を示す
図である。 1,11……基板 2,12……偏光子 3,13……配向膜 4,14……透明電極 ５……シール剤 ６……液晶 ７……高分子液晶層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−149624（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−519（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/133 500 G02F 1/1337 505
Claims (1)
- 【請求項１】正の誘電異方性を有する液晶組成物からな
る液晶層が、電極を備えた一対の基板間で、電圧無印加
時に基板に対して略水平に配向し、液晶層の厚み方向に
120゜以上、360゜以下のねじれた構造を有するように構
成された液晶セルと、該液晶層を挟むように設けた一対
の偏光子との間の少なくとも一方に、ラビング処理され
た基板上に形成された高分子液晶層を有し、該基板のラ
ビング方向が部分的に異なってい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 |
|---|---|---|---|
| JP11461890A JP2869452B2 (ja) | 1990-04-28 | 1990-04-28 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11461890A JP2869452B2 (ja) | 1990-04-28 | 1990-04-28 | 液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0412316A JPH0412316A (ja) | 1992-01-16 |
| JP2869452B2 true JP2869452B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=14642368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11461890A Expired - Fee Related JP2869452B2 (ja) | 1990-04-28 | 1990-04-28 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869452B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11221521B2 (en) | 2019-03-19 | 2022-01-11 | Japan Display Inc. | Display device |
| US11340493B2 (en) | 2020-01-27 | 2022-05-24 | Japan Display Inc. | Display device |
-
1990
- 1990-04-28 JP JP11461890A patent/JP2869452B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11221521B2 (en) | 2019-03-19 | 2022-01-11 | Japan Display Inc. | Display device |
| US11340493B2 (en) | 2020-01-27 | 2022-05-24 | Japan Display Inc. | Display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0412316A (ja) | 1992-01-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |