JP3049855B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JP3049855B2 JP19427591A JP19427591A JP3049855B2 JP 3049855 B2 JP3049855 B2 JP 3049855B2 JP 19427591 A JP19427591 A JP 19427591A JP 19427591 A JP19427591 A JP 19427591A JP 3049855 B2 JP3049855 B2 JP 3049855B2
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle

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  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示素子は上下基板各々の内
側表面を液晶が一方向に揃うように処理を行っている。
さらに、素子中の液晶が同じ方向に捻れ角を持つように
するために、基板と接している液晶分子が基板に対し一
定の角度を持つように処理に工夫を加え、カイラル液晶
を少量混入している。この様にして作成された液晶表示
素子は全体で液晶が同一の構造をしているので均一な表
示が得られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては液晶表示素子全体で液晶の捻れ角が一方向に
片寄っているために視角方向によって表示特性が大きく
変化するという課題があった。そこで本発明における目
的は、液晶の捻れ方向の異なる複数の領域を一画素内に
設ける事により視角特性に優れた液晶表示素子とその製
造方法を提供するところにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶表示素子に
おいて、前記液晶表示素子に形成される電極が所定の角
度で屈曲してなり、前記屈曲した電極に対応する領域内
に前記一方の基板に施したラビング方向に対して互いに
異なる方向に前記液晶の分子が配列した領域を形成した
ことを特徴とする。
【0005】また、本発明の液晶表示素子の製造方法
は、a)少なくとも一方の基板にジグザグな形状に電極
を構成する工程と、b)高電圧を印加しながら液晶を等
方相よりネマチック相へ相転移させる工程を含むことを
特徴とする。
【0006】
【実施例】以下に本発明を実施例を用いて詳細に説明す
る。
【0007】(実施例1)図1,2に本発明の液晶表示
素子の構成を示す。これは本発明を透過型TN(ツイス
テッドネマチック)モードの液晶表示素子に応用したも
のである。図1中、1は液晶セル、2は入射光側偏光
板、3は観察者側偏光板、4は入射光で、5は入射光側
基板、6は観察者側基板、7は入射光側電極、8は観察
者側電極、9は液晶、10は観察者、11は接着剤であ
る。図2は図1の入射光側電極7の3画素を観察者側か
ら見たものであり、図2中、5は入射光側基板、7は入
射光側電極、99は入射側電極に接する液晶分子で、1
2,13はお互いに液晶の配向方向が異なる領域であ
り、この2領域で1画素を構成する。
【0008】本実施例の液晶表示素子は以下に従って製
造した。入射光側基板5に入射光側電極7を角度29が
160度である様に形成する。観察者側基板6には観察
者側電極8を入射光側電極7と直角方向に形成し、入射
光側電極7と直角に配向処理を施す。入射光側電極7お
よび観察者側電極8の幅は200ミクロンとした。入射
光側基板5と観察者側基板6を接着して作成したセルギ
ャップ3.8ミクロンの液晶セル1に液晶9を封入す
る。液晶9にはカイラル剤を使用せず、メルク社製のT
N液晶ZLI−4801−100のみを使用した。液晶
セル1を暖め、液晶9が等方相に相転移した後に入射光
側電極7、観察者側電極8の間に200ボルトの高電圧
を印加しながら液晶9がネマチック相を呈するまで徐冷
した。以上の工程により液晶9は図2に示すように電極
端と直角な方向に並ぶ。
【0009】図3は本実施例における、基板と接してい
る液晶分子の長軸方向と、観察者側から見た液晶9の捻
れている方向を示す。14は入射光側基板と接している
液晶分子の領域12における配向方向、15は入射光側
基板と接している液晶分子の領域13における配向方
向、18は観察者側基板と接している液晶分子のラビン
グ方向、16は領域12における液晶の捻れ角方向、1
7は領域13における液晶の捻れ角方向である。この図
にみられるように、液晶9は領域12では観察者側から
入射光側に向かって左回りに80度捻れていて、領域1
3では右回りに80度捻れている。1画素内に反対方向
の捻れ角を持つ2つの領域が存在するために視角による
光学特性の差異が平均化され、均一な表示が得られる。
【0010】図4は本実施例における上下方向のコント
ラスト比の変化のグラフである。それぞれ101は正
面、102は上方30度、103は上方15度、104
は下方30度、105は下方15度から見た時の電圧と
透過率の関係を表すグラフである。これにより、本実施
例では視角特性の良好な液晶表示素子が得られているこ
とがわかる。
【0011】(比較例1)従来の技術における透過型T
N(ツイステッドネマチック)モードの液晶表示素子に
おいては液晶の捻れ角が右回りあるいは左回りの90度
で固定される。そのため視角方向による特性が大きい。
【0012】図8は本比較例における上下方向のコント
ラスト比の変化のグラフである。それぞれ201は正
面、202は上方30度、203は上方15度、204
は下方30度、205は下方15度から見た時の電圧と
透過率の関係を表すグラフである。視角によるコントラ
ストの低下、および中間調の反転が著しい事が判る。
【0013】(実施例2)図1,図5に本発明の液晶表
示素子の構成を示す。これは本発明を透過型TN(ツイ
ステッドネマチック)モードの液晶表示素子に応用した
ものである。図1中、1は液晶セル、2は入射光側偏光
板、3は観察者側偏光板、4は入射光で、5は入射光側
基板、6は観察者側基板、7は入射光側電極、8は観察
者側電極、9は液晶、10は観察者、11は接着剤であ
る。図5は図1の入射光側電極7の3画素を観察者側か
ら見たものである。図5中、5は入射光側基板、7は入
射光側電極、99は入射光側電極に接する液晶分子で、
21,22はお互いに液晶の配向方向が異なる領域で、
30は入射光側電極7に開いた穴の入射光側電極7に対
する傾き角度、31は領域21,22の境界線である。
【0014】本実施例は以下に従って製造した。入射光
側基板5に図2の入射光側電極7を、角度30が70度
であるように形成する。観察者側基板6には観察者側電
極8を入射光側電極7と直角方向に形成し、境界線31
と平行に配向処理を施す。入射光電極7および観察者側
電極8の幅は300ミクロンとした。入射光側基板5と
観察者側基板6を接着して作成したセルギャップ4.7
ミクロンの液晶セル1に液晶9を封入する。液晶9には
カイラル剤を使用せず、メルク社製のZLI−4761
−000のみを使用した。液晶セル1を暖め、液晶9が
等方相に相転移した後に入射光側電極7、観察者側電極
8の間に170ボルトの高電圧を印加しながら液晶9が
ネマチック相を呈するまで徐冷した。液晶9は図2に示
すように電極端と直角な方向に並ぶ。
【0015】図6は本実施例における、基板と接してい
る液晶分子の長軸方向と、液晶9の捻れている方向を示
す。23は入射光側基板と接している液晶分子の領域2
1における配向方向、24は入射光側基板と接している
液晶分子の領域22における配向方向、18は観察者側
基板と接している液晶分子の配向方向、25は領域21
における観察者側から入射光側に向かっての液晶の捻れ
角方向、26は領域22における液晶の捻れ角方向であ
る。この図にみられるように、液晶9は領域21では入
射光側から観察者側に向かって右回りに80度捻れてい
て、領域22では左回りに80度捻れている。1画素内
に反対方向の捻れ角を持つ2つの領域が存在するために
視角による光学特性の差異が平均化され、実施例1同様
均一な表示が得られる。
【0016】(実施例3)図1,7に本発明の液晶表示
素子の構成を示す。これは本発明を透過型TN(ツイス
テッドネマチック)モードの液晶表示素子に応用したも
のである。図1中、1は液晶セル、2は入射光側偏光
板、3は観察者側偏光板、4は入射光で、5は入射光側
基板、6は観察者側基板、7は入射光側電極、8は観察
者側電極、9は液晶、10は観察者、11は接着剤であ
る。図7は図1の入射光側電極7を観察者側から見たも
のである。図5中、5は入射光側基板、7は入射光側電
極、9は入射光側電極に接する液晶分子である。
【0017】本実施例は植毛布を用いて回転ラビングを
する事により作成した。すなわち、観察者側基板6には
一方向に配向処理を施し、入射光側基板5に長さ3ミリ
メートルの毛の内2ミリメートルが基板と接するように
植毛布を配置して回転ラビングを施した。このようにし
て作成すると、液晶セル1全体において液晶9が右80
度から左80度の捻れを持つ領域がまんべんなく存在す
る事になる。そのために視角の違いによる特性の差が平
均化される。
【0018】
【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、電
極の形状をジグザグにし、高電圧を印加しながら液晶を
等方相よりネマチック相へ相転移させたので、一画素内
に捻れ角の異なる領域が複数存在し、観察する方向の違
いによる特性の差を減らす事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により作成した実施例1、実施例2およ
び実施例3における液晶表示素子の断面図。
【図2】本発明により作成した実施例1における液晶表
示素子の入射光側基板を観察者側からみた図。
【図3】本発明により作成した実施例1における液晶表
示素子の液晶の配向方向と捻れ角を表す図。
【図4】本発明により作成した実施例1における液晶表
示素子の電圧−透過率特性の視角依存性を表す図。
【図5】本発明により作成した実施例2における液晶表
示素子の入射光側基板を観察者側からみた図。
【図6】本発明により作成した実施例2における液晶表
示素子の液晶の配向方向と捻れ角を表す図。
【図7】本発明により作成した実施例3における液晶表
示素子の入射光側基板を観察者側からみた図。
【図8】従来技術により作成した比較例1における液晶
表示素子の電圧と透過率の関係を表す図。
【符号の説明】
1 液晶セル 2 入射光側偏光板 3 観察者側偏光板 4 入射光 5 入射光側基板 6 観察者側基板 7 入射光側電極 8 観察者側電極 9 液晶 10 観察者 11 接着剤 12 観察者側から入射光側に向かって液晶が左回り
になっている領域 13 観察者側から入射光側に向かって液晶が右回り
になっている領域 14 入射光側基板における領域12での液晶の配向
方向 15 入射光側基板における領域13での液晶の配向
方向 16 領域12での液晶の捻れ方向 17 領域13での液晶の捻れ方向 18 観察者側基板における液晶の配向方向 21 観察者側から入射光側に向かって液晶が右回り
になっている領域 22 観察者側から入射光側に向かって液晶が左回り
になっている領域 23 入射光側基板における領域21での液晶の配向
方向 24 入射光側基板における領域22での液晶の配向
方向 25 領域21での液晶の捻れ方向 26 領域22での液晶の捻れ方向 29 入射光側電極7の折れ曲がり角度 30 入射光側電極7に開いた穴の入射光側電極7に
対する傾き角度 31 一画素内における捻れ方向の違う2つの領域の
境界線 99 入射光側電極に接する液晶分子 101 正面からみた電圧と透過率の関係 102 上方30度からみた電圧と透過率の関係 103 上方15度からみた電圧と透過率の関係 104 下方30度からみた電圧と透過率の関係 105 下方15度からみた電圧と透過率の関係 201 正面からみた電圧と透過率の関係 202 上方30度からみた電圧と透過率の関係 203 上方15度からみた電圧と透過率の関係 204 下方30度からみた電圧と透過率の関係 205 下方15度からみた電圧と透過率の関係

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶表
    示素子において、 前記液晶表示素子に形成される電極が所定の角度で屈曲
    してなり、前記屈曲した電極に対応する領域内に前記一
    方の基板に施したラビング方向に対して互いに異なる方
    向に前記液晶の分子が配列した領域を形成したことを特
    徴とする液晶表示素子。
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