JP3506804B2 - 液晶表示パネル - Google Patents
液晶表示パネルInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネルに関
し、特に、低電圧駆動に適したホモジニアス配列の液晶
表示パネルに関する。
し、特に、低電圧駆動に適したホモジニアス配列の液晶
表示パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示パネル（液晶パネル）の視角特
性改善のために、１画素の領域内に相互に逆向きの傾き
方向を有する少なくとも２つのドメインを形成した液晶
パネルが提案されている。この液晶パネルは、２つのド
メインが１８０度異なる視角特性を有するため従来のモ
ノドメインＴＮ（ツイストネマチック）液晶パネルに比
較して、視角特性を大幅に改善することが可能である。
性改善のために、１画素の領域内に相互に逆向きの傾き
方向を有する少なくとも２つのドメインを形成した液晶
パネルが提案されている。この液晶パネルは、２つのド
メインが１８０度異なる視角特性を有するため従来のモ
ノドメインＴＮ（ツイストネマチック）液晶パネルに比
較して、視角特性を大幅に改善することが可能である。
【０００３】しかし、電圧無印加時に白表示となるノー
マリホワイトモード（偏光板クロスニコル）では、上下
方向（液晶層中央部における液晶分子の長軸方向）にお
ける視角特性の改善が十分ではない。例えば、上下方向
に関して視角が増加するとコントラストが急激に低下し
たり、輝度が反転する場合がある。上下方向の視角特性
をさらに改善するためにツイスト角を９０°未満とした
ＴＮ型液晶パネルが知られている。
マリホワイトモード（偏光板クロスニコル）では、上下
方向（液晶層中央部における液晶分子の長軸方向）にお
ける視角特性の改善が十分ではない。例えば、上下方向
に関して視角が増加するとコントラストが急激に低下し
たり、輝度が反転する場合がある。上下方向の視角特性
をさらに改善するためにツイスト角を９０°未満とした
ＴＮ型液晶パネルが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＴＮ型液晶パネルのツ
イスト角を９０°未満にすることにより、上下方向の視
角特性を改善することができる。しかし、ツイスト角を
小さくすると一般的に駆動電圧が増大する。ホモジニア
ス配列の場合は、さらに駆動電圧が増大する。液晶を弾
性変形させるために大きなエネルギが必要となるためで
ある。駆動電圧が高くなるため、例えば５Ｖ程度の電圧
印加時に液晶層に大きな屈折率異方性が残留する。大き
な屈折率異方性が残留すると、ノーマリホワイトモード
の液晶パネルにおいて電圧を印加しても完全に黒色にな
らなくなる。
イスト角を９０°未満にすることにより、上下方向の視
角特性を改善することができる。しかし、ツイスト角を
小さくすると一般的に駆動電圧が増大する。ホモジニア
ス配列の場合は、さらに駆動電圧が増大する。液晶を弾
性変形させるために大きなエネルギが必要となるためで
ある。駆動電圧が高くなるため、例えば５Ｖ程度の電圧
印加時に液晶層に大きな屈折率異方性が残留する。大き
な屈折率異方性が残留すると、ノーマリホワイトモード
の液晶パネルにおいて電圧を印加しても完全に黒色にな
らなくなる。
【０００５】駆動電圧の増大を抑制するために、液晶パ
ネルに複屈折率を有する位相差フィルムを付加した液晶
パネルが知られている。位相差フィルムを付加すること
により、液晶層に残留した屈折率異方性を補償すること
ができる。しかし、位相差フィルムは、ある視角におけ
る残留屈折率異方性を補償できても、あらゆる視角にお
ける残留屈折率異方性を補償することはできない。この
ため、屈折率異方性の大きい位相差フィルムを用いるこ
とは視角特性上好ましくない。
ネルに複屈折率を有する位相差フィルムを付加した液晶
パネルが知られている。位相差フィルムを付加すること
により、液晶層に残留した屈折率異方性を補償すること
ができる。しかし、位相差フィルムは、ある視角におけ
る残留屈折率異方性を補償できても、あらゆる視角にお
ける残留屈折率異方性を補償することはできない。この
ため、屈折率異方性の大きい位相差フィルムを用いるこ
とは視角特性上好ましくない。
【０００６】本発明の目的は、ホモジニアス配列の液晶
パネルの駆動電圧を低下させることができる液晶表示パ
ネルを提供することである。
パネルの駆動電圧を低下させることができる液晶表示パ
ネルを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、平行配置され、対向面にそれぞれ透明電極が形成さ
れた１対の基板と、前記１対の基板の対向面側に、それ
ぞれ前記透明電極を覆うように形成され、相互に平行に
配向処理された配向膜と、前記配向膜の間に挟持され、
前記透明電極間に電圧を印加していない状態でホモジニ
アス配列したネマチック液晶及び該ネマチック液晶に添
加されたカイラル剤を含んで構成された液晶層とを有
し、前記透明電極間に電圧を印加した状態では、前記ネ
マチック液晶がチルトするとともに、前記カイラル剤の
影響によりツイストし、前記基板面から一定距離離れた
ところで旋回方向が反転する液晶表示パネルが提供され
る。
と、平行配置され、対向面にそれぞれ透明電極が形成さ
れた１対の基板と、前記１対の基板の対向面側に、それ
ぞれ前記透明電極を覆うように形成され、相互に平行に
配向処理された配向膜と、前記配向膜の間に挟持され、
前記透明電極間に電圧を印加していない状態でホモジニ
アス配列したネマチック液晶及び該ネマチック液晶に添
加されたカイラル剤を含んで構成された液晶層とを有
し、前記透明電極間に電圧を印加した状態では、前記ネ
マチック液晶がチルトするとともに、前記カイラル剤の
影響によりツイストし、前記基板面から一定距離離れた
ところで旋回方向が反転する液晶表示パネルが提供され
る。
【０００８】本発明の他の観点によると、さらに、前記
基板の外側に配置され、複屈折性を有し、屈折率異方性
Δｎと厚さｄとの積Δｎｄが１００ｎｍ以下であり、前
記透明電極に電圧を印加した状態において、電圧無印加
時のホモジニアス配列方向に残留する屈折率異方性を補
償する位相差フィルムを有する液晶表示パネルが提供さ
れる。
基板の外側に配置され、複屈折性を有し、屈折率異方性
Δｎと厚さｄとの積Δｎｄが１００ｎｍ以下であり、前
記透明電極に電圧を印加した状態において、電圧無印加
時のホモジニアス配列方向に残留する屈折率異方性を補
償する位相差フィルムを有する液晶表示パネルが提供さ
れる。
【０００９】本発明の他の観点によると、前記透明電極
が、前記液晶層に相互に独立して電界を印加することが
できる複数の画素を画定し、前記配向膜に、前記１つの
画素中に液晶分子の傾き方向が相互に逆向きの少なくと
も２つの領域を有するようにプレチルト角が付与されて
いる液晶表示パネルが提供される。
が、前記液晶層に相互に独立して電界を印加することが
できる複数の画素を画定し、前記配向膜に、前記１つの
画素中に液晶分子の傾き方向が相互に逆向きの少なくと
も２つの領域を有するようにプレチルト角が付与されて
いる液晶表示パネルが提供される。
【００１０】本発明の他の観点によると、さらに、前記
透明電極に電圧を印加していない状態における前記ネマ
チック液晶の配向方向と４５度の角度をなす偏光軸を有
し、前記１対の基板の外側にクロスニコル配置された１
対の偏光板を有する液晶表示パネルが提供される。
透明電極に電圧を印加していない状態における前記ネマ
チック液晶の配向方向と４５度の角度をなす偏光軸を有
し、前記１対の基板の外側にクロスニコル配置された１
対の偏光板を有する液晶表示パネルが提供される。
【００１１】
【作用】ホモジニアス配列した液晶層にカイラル剤を添
加すると、液晶層に電界を印加したとき液晶分子がチル
トすると同時にツイストする。液晶分子がツイストする
と液晶分子を基板面へ垂直に投影した像の長軸方向が当
初の配向方向から傾き、屈折率異方性の配向方向に平行
な成分が小さくなる。このため、液晶分子のチルトが不
十分であっても、屈折率異方性の配向方向の残留分が少
なくなる。
加すると、液晶層に電界を印加したとき液晶分子がチル
トすると同時にツイストする。液晶分子がツイストする
と液晶分子を基板面へ垂直に投影した像の長軸方向が当
初の配向方向から傾き、屈折率異方性の配向方向に平行
な成分が小さくなる。このため、液晶分子のチルトが不
十分であっても、屈折率異方性の配向方向の残留分が少
なくなる。
【００１２】偏光板をクロスニコル配置したノーマリホ
ワイトモードの液晶パネルにおいて、屈折率異方性の残
留分が小さくなると透過光量が少なくなり、より黒色に
近づく。このため、コントラストを向上させることがで
きる。
ワイトモードの液晶パネルにおいて、屈折率異方性の残
留分が小さくなると透過光量が少なくなり、より黒色に
近づく。このため、コントラストを向上させることがで
きる。
【００１３】位相差フィルムを付加することにより、液
晶層の屈折率異方性の残留分を補償することができる。
屈折率異方性の残留分がほとんどなくなるため、電圧印
加時により黒色に近づけることができる。なお、液晶層
にカイラル剤を添加しているため、もともと屈折率異方
性の残留分が少ない。このため、位相差フィルムの屈折
率異方性Δｎと厚さｄとの積Δｎｄは１００ｎｍ以下で
十分である。
晶層の屈折率異方性の残留分を補償することができる。
屈折率異方性の残留分がほとんどなくなるため、電圧印
加時により黒色に近づけることができる。なお、液晶層
にカイラル剤を添加しているため、もともと屈折率異方
性の残留分が少ない。このため、位相差フィルムの屈折
率異方性Δｎと厚さｄとの積Δｎｄは１００ｎｍ以下で
十分である。
【００１４】１画素中に液晶の傾き方向が相互に逆向き
の少なくとも２つの領域を形成すると、この２つの領域
の視角特性は１８０度異なることになる。２つの領域が
視角特性を相互に補うため、より良好な視角特性を得る
ことができる。
の少なくとも２つの領域を形成すると、この２つの領域
の視角特性は１８０度異なることになる。２つの領域が
視角特性を相互に補うため、より良好な視角特性を得る
ことができる。
【００１５】
【実施例】図１（Ａ）は、本発明の実施例による液晶パ
ネルの断面図を示す。透明基板４Ａ、４Ｂの一方の面に
それぞれストライプ状の透明電極３Ａ、３Ｂが形成され
ている。透明基板４Ａ、４Ｂの透明電極が形成された面
及び透明電極を覆うように、それぞれ配向膜２Ａ、２Ｂ
が形成されている。
ネルの断面図を示す。透明基板４Ａ、４Ｂの一方の面に
それぞれストライプ状の透明電極３Ａ、３Ｂが形成され
ている。透明基板４Ａ、４Ｂの透明電極が形成された面
及び透明電極を覆うように、それぞれ配向膜２Ａ、２Ｂ
が形成されている。
【００１６】配向膜２Ａ、２Ｂが形成された面が向かい
合うように、透明基板４Ａ、４Ｂをほぼ平行に対向配置
し、その間隙部にカイラル剤を添加したネマチック液晶
を挟み込み液晶層１を形成している。ストライプ状の透
明電極３Ａ、３Ｂが相互に直交し、配向膜２Ａ、２Ｂの
ラビング方向が平行になるように配置する。すなわち、
液晶層１中の液晶分子はホモジニアスに配列する。透明
基板４Ａ、４Ｂの外側に、それぞれ偏光板５Ａ、５Ｂが
配置されている。
合うように、透明基板４Ａ、４Ｂをほぼ平行に対向配置
し、その間隙部にカイラル剤を添加したネマチック液晶
を挟み込み液晶層１を形成している。ストライプ状の透
明電極３Ａ、３Ｂが相互に直交し、配向膜２Ａ、２Ｂの
ラビング方向が平行になるように配置する。すなわち、
液晶層１中の液晶分子はホモジニアスに配列する。透明
基板４Ａ、４Ｂの外側に、それぞれ偏光板５Ａ、５Ｂが
配置されている。
【００１７】図１（Ｂ）は、偏光板の偏光軸と配向膜の
ラビング方向との関係を示す。偏光板５Ａ、５Ｂの偏光
軸６Ａ、６Ｂが相互に直交するようにクロスニコル配置
とされている。配向膜２Ａ、２Ｂのラビング方向７が、
偏光軸６Ａ、６Ｂに角度４５度で交わるように配置され
ている。すなわち、偏光軸６Ａ、６Ｂと配向方向７とが
４５度の角度で交わる。
ラビング方向との関係を示す。偏光板５Ａ、５Ｂの偏光
軸６Ａ、６Ｂが相互に直交するようにクロスニコル配置
とされている。配向膜２Ａ、２Ｂのラビング方向７が、
偏光軸６Ａ、６Ｂに角度４５度で交わるように配置され
ている。すなわち、偏光軸６Ａ、６Ｂと配向方向７とが
４５度の角度で交わる。
【００１８】図２（Ａ）は、図１の液晶パネルの１画素
を拡大した断面図を示す。透明基板４Ｂ側の配向膜２Ｂ
は、２層構造とされ下層配向膜２Ｂａと上層配向膜２Ｂ
ｂから構成されている。下層配向膜２Ｂａは透明基板４
Ｂのほぼ全面に形成されている。上層配向膜２Ｂｂは１
画素中の一部領域にのみ形成されている。また、下層配
向膜２Ｂａと上層配向膜２Ｂｂとは、プレチルト角の異
なる材料で形成されている。図２（Ａ）では、下層配向
膜２Ｂａのプレチルト角が上層配向膜２Ｂｂのそれより
も大きい場合を示している。なお、プレチルト角は液晶
分子のディレクタが基板（配向膜）表面となす角であ
る。
を拡大した断面図を示す。透明基板４Ｂ側の配向膜２Ｂ
は、２層構造とされ下層配向膜２Ｂａと上層配向膜２Ｂ
ｂから構成されている。下層配向膜２Ｂａは透明基板４
Ｂのほぼ全面に形成されている。上層配向膜２Ｂｂは１
画素中の一部領域にのみ形成されている。また、下層配
向膜２Ｂａと上層配向膜２Ｂｂとは、プレチルト角の異
なる材料で形成されている。図２（Ａ）では、下層配向
膜２Ｂａのプレチルト角が上層配向膜２Ｂｂのそれより
も大きい場合を示している。なお、プレチルト角は液晶
分子のディレクタが基板（配向膜）表面となす角であ
る。
【００１９】配向膜２Ａのプレチルト角は、下層配向膜
２Ｂａ及び上層配向膜２Ｂｂのプレチルト角の中間の大
きさである。また、各配向膜のプレチルト角は、配向膜
２Ａにおいて液晶分子の長軸方向が右上がり、配向膜２
Ｂａ及び２Ｂｂにおいて液晶分子の長軸方向が右下がり
になるように付与されている。
２Ｂａ及び上層配向膜２Ｂｂのプレチルト角の中間の大
きさである。また、各配向膜のプレチルト角は、配向膜
２Ａにおいて液晶分子の長軸方向が右上がり、配向膜２
Ｂａ及び２Ｂｂにおいて液晶分子の長軸方向が右下がり
になるように付与されている。
【００２０】下層配向膜２Ｂａが露出した領域において
は、下層配向膜２Ｂａ側のプレチルト角が大きいため、
下層配向膜２Ｂａ側のプレチルトが優勢になり大部分の
液晶分子は長軸方向が右下がりになるようチルトする。
これに対し、上層配向膜２Ｂｂが形成されている領域で
は、配向膜２Ａ側のプレチルト角が大きいため、配向膜
２Ａ側のプレチルトが優勢になり大部分の液晶分子は長
軸方向が右上がりになるようチルトする。このようにし
て、１画素の中にチルト角が逆向きの２つのドメインを
形成することができる。
は、下層配向膜２Ｂａ側のプレチルト角が大きいため、
下層配向膜２Ｂａ側のプレチルトが優勢になり大部分の
液晶分子は長軸方向が右下がりになるようチルトする。
これに対し、上層配向膜２Ｂｂが形成されている領域で
は、配向膜２Ａ側のプレチルト角が大きいため、配向膜
２Ａ側のプレチルトが優勢になり大部分の液晶分子は長
軸方向が右上がりになるようチルトする。このようにし
て、１画素の中にチルト角が逆向きの２つのドメインを
形成することができる。
【００２１】図２（Ｂ）に示すように、透明基板４Ｂ側
の配向膜だけでなく、透明基板４Ａ側の配向膜も２層構
造としてもよい。配向膜２Ｂａの露出面に対向する領域
に配向膜２Ａｂを形成し、配向膜２Ｂｂに対向する領域
に配向膜２Ａａを露出させる。配向膜２Ａｂのプレチル
ト角を配向膜２Ａａのプレチルト角よりも小さくするこ
とにより、配向膜２Ｂａの表面が露出した領域では配向
膜２Ｂａによるプレチルトが支配的になり、配向膜２Ｂ
ｂが形成された領域では、配向膜２Ａａによるプレチル
トが支配的になる。このようにして、１画素の中にチル
ト角が逆向きの２つのドメインを形成することができ
る。
の配向膜だけでなく、透明基板４Ａ側の配向膜も２層構
造としてもよい。配向膜２Ｂａの露出面に対向する領域
に配向膜２Ａｂを形成し、配向膜２Ｂｂに対向する領域
に配向膜２Ａａを露出させる。配向膜２Ａｂのプレチル
ト角を配向膜２Ａａのプレチルト角よりも小さくするこ
とにより、配向膜２Ｂａの表面が露出した領域では配向
膜２Ｂａによるプレチルトが支配的になり、配向膜２Ｂ
ｂが形成された領域では、配向膜２Ａａによるプレチル
トが支配的になる。このようにして、１画素の中にチル
ト角が逆向きの２つのドメインを形成することができ
る。
【００２２】また、配向膜に部分的に紫外光を照射して
表面特性を変化させ、部分的に異なるプレチルト角を付
与してもよい。次に、図１に示す液晶パネルの基本的な
光透過特性について説明する。図１（Ａ）の液晶パネル
の偏光板５Ｂ側から光が入射し、偏光板５Ａ側へ透過す
るものとする。
表面特性を変化させ、部分的に異なるプレチルト角を付
与してもよい。次に、図１に示す液晶パネルの基本的な
光透過特性について説明する。図１（Ａ）の液晶パネル
の偏光板５Ｂ側から光が入射し、偏光板５Ａ側へ透過す
るものとする。
【００２３】偏光板５Ｂを通過した光は、偏光軸６Ｂに
平行な偏波面を有する直線偏光光になる。直線偏光光
は、液晶層１中を進むに従って、偏光軸６Ｂの方向に長
い楕円偏波、円偏波、偏光軸６Ａの方向に長い楕円偏波
になり、液晶層１の上面で偏光軸６Ａに平行な偏波面を
有する直線偏光光になる。この直線偏光光は偏光板５Ａ
を透過するため、電圧無印加時に白色になる。
平行な偏波面を有する直線偏光光になる。直線偏光光
は、液晶層１中を進むに従って、偏光軸６Ｂの方向に長
い楕円偏波、円偏波、偏光軸６Ａの方向に長い楕円偏波
になり、液晶層１の上面で偏光軸６Ａに平行な偏波面を
有する直線偏光光になる。この直線偏光光は偏光板５Ａ
を透過するため、電圧無印加時に白色になる。
【００２４】電圧を印加すると、液晶層１中の液晶分子
の長軸が基板面に垂直になるように立ち上がる。液晶分
子が立ち上がると、液晶層１は基板面に垂直方向に進む
光に対して屈折率異方性を示さなくなる。偏光板５Ｂで
直線偏光された光はそのまま液晶層１を伝搬し、偏光板
５Ａに入射する。偏光板５Ａの偏光軸６Ａは、偏光軸６
Ｂに対して直交する向きに配置されているため、光はほ
とんど透過しない。このため、電圧印加時に、黒色にな
る。
の長軸が基板面に垂直になるように立ち上がる。液晶分
子が立ち上がると、液晶層１は基板面に垂直方向に進む
光に対して屈折率異方性を示さなくなる。偏光板５Ｂで
直線偏光された光はそのまま液晶層１を伝搬し、偏光板
５Ａに入射する。偏光板５Ａの偏光軸６Ａは、偏光軸６
Ｂに対して直交する向きに配置されているため、光はほ
とんど透過しない。このため、電圧印加時に、黒色にな
る。
【００２５】次に、図３、図４を参照して図１（Ａ）に
示す液晶層１に電圧を印加したときの液晶分子の配列状
態について説明する。図３は、メルク社製のフッソ系の
液晶ＺＬＩ−４７９２を使用した場合、図４は、液晶Ｚ
ＬＩ−４７９２にらせんピッチ１０μｍのカイラル剤を
添加した場合の配列状態のシミュレーション結果を示
す。なお、液晶層１の厚さは２．８μｍとした。
示す液晶層１に電圧を印加したときの液晶分子の配列状
態について説明する。図３は、メルク社製のフッソ系の
液晶ＺＬＩ−４７９２を使用した場合、図４は、液晶Ｚ
ＬＩ−４７９２にらせんピッチ１０μｍのカイラル剤を
添加した場合の配列状態のシミュレーション結果を示
す。なお、液晶層１の厚さは２．８μｍとした。
【００２６】図３（Ａ）及び図４（Ａ）は、液晶分子の
チルト角を表し、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）は、液晶分
子のツイスト角を表す。各グラフ共、横軸は液晶層１の
厚さ方向の位置を正規化して表す。図３（Ａ）、図４
（Ａ）の縦軸はチルト角を単位「度」で表し、図３
（Ｂ）、図４（Ｂ）の縦軸はツイスト角を単位「度」で
表す。なお、ツイスト角は、図１（Ｂ）に示すラビング
方向７を０度としている。液晶層１に印加する電圧に対
応してチルト角若しくはツイスト角を１本の曲線で示
す。曲線に付した数値は印加した電圧である。
チルト角を表し、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）は、液晶分
子のツイスト角を表す。各グラフ共、横軸は液晶層１の
厚さ方向の位置を正規化して表す。図３（Ａ）、図４
（Ａ）の縦軸はチルト角を単位「度」で表し、図３
（Ｂ）、図４（Ｂ）の縦軸はツイスト角を単位「度」で
表す。なお、ツイスト角は、図１（Ｂ）に示すラビング
方向７を０度としている。液晶層１に印加する電圧に対
応してチルト角若しくはツイスト角を１本の曲線で示
す。曲線に付した数値は印加した電圧である。
【００２７】図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、
チルト角はカイラル剤の添加の有無に関わらず同様の傾
向を示し、液晶層の厚さ方向に関して上に凸の曲線にな
る。印加電圧を増加するとチルト角も増加し、印加電圧
が５Ｖのとき厚さ方向の中間点において約８５度にな
る。印加電圧が５Ｖ以下のときは、チルト角は８５度以
下になり、厚さ方向の中間点以外においてはさらにチル
ト角は小さくなる。
チルト角はカイラル剤の添加の有無に関わらず同様の傾
向を示し、液晶層の厚さ方向に関して上に凸の曲線にな
る。印加電圧を増加するとチルト角も増加し、印加電圧
が５Ｖのとき厚さ方向の中間点において約８５度にな
る。印加電圧が５Ｖ以下のときは、チルト角は８５度以
下になり、厚さ方向の中間点以外においてはさらにチル
ト角は小さくなる。
【００２８】チルト角が９０度であれば、液晶層の厚さ
方向に伝搬する光に対して屈折率異方性を示さないが、
チルト角が９０度未満の場合には屈折率異方性が残留
し、屈折率異方性を示す。屈折率異方性の残留量はチル
ト角が小さいほど大きくなる。
方向に伝搬する光に対して屈折率異方性を示さないが、
チルト角が９０度未満の場合には屈折率異方性が残留
し、屈折率異方性を示す。屈折率異方性の残留量はチル
ト角が小さいほど大きくなる。
【００２９】図３（Ｂ）に示すように、液晶にカイラル
剤を添加していない場合は、電圧印加の有無に関わらず
ツイスト角は０である。これは、液晶分子を液晶基板面
に垂直に投影した像の長軸が、すべての液晶分子に関し
てラビング方向を向くことを表している。
剤を添加していない場合は、電圧印加の有無に関わらず
ツイスト角は０である。これは、液晶分子を液晶基板面
に垂直に投影した像の長軸が、すべての液晶分子に関し
てラビング方向を向くことを表している。
【００３０】図４（Ｂ）に示すように、液晶にカイラル
剤を添加すると、電圧を印加したときに液晶分子がツイ
ストする。液晶分子のツイスト方向は、中間点を境にし
て一方の基板面側の領域（厚さ方向の位置が０〜０．
５）では負であり、他方の基板面側の領域（厚さ方向の
位置が０．５〜１）では正である。
剤を添加すると、電圧を印加したときに液晶分子がツイ
ストする。液晶分子のツイスト方向は、中間点を境にし
て一方の基板面側の領域（厚さ方向の位置が０〜０．
５）では負であり、他方の基板面側の領域（厚さ方向の
位置が０．５〜１）では正である。
【００３１】基板面から遠ざかるに従ってツイスト角の
絶対値は徐々に大きくなる。基板面から一定距離離れた
ところで旋回方向が反転してツイスト角の絶対値は徐々
に小さくなり、中間点で０になる。基板面近傍における
ツイストは、カイラル剤の影響によるもの考えられる。
絶対値は徐々に大きくなる。基板面から一定距離離れた
ところで旋回方向が反転してツイスト角の絶対値は徐々
に小さくなり、中間点で０になる。基板面近傍における
ツイストは、カイラル剤の影響によるもの考えられる。
【００３２】カイラル剤を添加した場合には、電圧印加
時に液晶分子がツイストする。各液晶分子を基板面に垂
直に投影した像の長軸方向は、ラビング方向に対して一
定の角度をなし、その大きさはツイスト角に等しい。各
液晶分子の屈折率異方性のラビング方向成分は、ツイス
ト角が０の場合に比べて小さくなる。従って、液晶層の
屈折率異方性の残留分は、カイラル剤を添加しない場合
よりも小さくなる。なお、屈折率異方性のラビング方向
に垂直な方向の成分は、中間点の両側で相互に打ち消し
合うため、液晶層の屈折率異方性としてはラビング方向
成分のみが実質残る。
時に液晶分子がツイストする。各液晶分子を基板面に垂
直に投影した像の長軸方向は、ラビング方向に対して一
定の角度をなし、その大きさはツイスト角に等しい。各
液晶分子の屈折率異方性のラビング方向成分は、ツイス
ト角が０の場合に比べて小さくなる。従って、液晶層の
屈折率異方性の残留分は、カイラル剤を添加しない場合
よりも小さくなる。なお、屈折率異方性のラビング方向
に垂直な方向の成分は、中間点の両側で相互に打ち消し
合うため、液晶層の屈折率異方性としてはラビング方向
成分のみが実質残る。
【００３３】従って、印加電圧が同一であれば、カイラ
ル剤を添加した液晶層の屈折率異方性の残留分が、カイ
ラル剤を添加しない液晶層のそれよりも少なくなる。ま
た、カイラル剤を添加することにより、カイラル剤を添
加しない場合よりも低電圧で屈折率異方性の残留分を同
程度まで減少させることができる。ノーマリホワイトの
液晶パネルにおいて、屈折率異方性の残留分が少なくな
ると電圧印加時により黒色に近づくため、コントラスト
比が高くなる。従って、低電圧で比較的高いコントラス
トを得ることが可能になる。
ル剤を添加した液晶層の屈折率異方性の残留分が、カイ
ラル剤を添加しない液晶層のそれよりも少なくなる。ま
た、カイラル剤を添加することにより、カイラル剤を添
加しない場合よりも低電圧で屈折率異方性の残留分を同
程度まで減少させることができる。ノーマリホワイトの
液晶パネルにおいて、屈折率異方性の残留分が少なくな
ると電圧印加時により黒色に近づくため、コントラスト
比が高くなる。従って、低電圧で比較的高いコントラス
トを得ることが可能になる。
【００３４】図５は、添加するカイラル剤のらせんピッ
チを変化させたときのコントラスト比のシミュレーショ
ン結果を示す。横軸は添加するカイラル剤のらせんピッ
チを単位μｍで表し、縦軸はコントラスト比を表す。な
お、液晶がＺＬＩ−４７９２、カイラル剤がコレステリ
ルノナノエート（cholesteryl nonanoate,Ｃ8 Ｈ17ＣＯ
Ｏ−（Ｃ27Ｈ45））、配向膜が日本合成ゴム製のＪＡＬ
Ｓ２１４であり、ホモジニアス配列させ、駆動電圧が５
Ｖの場合を示している。
チを変化させたときのコントラスト比のシミュレーショ
ン結果を示す。横軸は添加するカイラル剤のらせんピッ
チを単位μｍで表し、縦軸はコントラスト比を表す。な
お、液晶がＺＬＩ−４７９２、カイラル剤がコレステリ
ルノナノエート（cholesteryl nonanoate,Ｃ8 Ｈ17ＣＯ
Ｏ−（Ｃ27Ｈ45））、配向膜が日本合成ゴム製のＪＡＬ
Ｓ２１４であり、ホモジニアス配列させ、駆動電圧が５
Ｖの場合を示している。
【００３５】らせんピッチが約４μｍのときコントラス
ト比は約１１であり、らせんピッチが長くなるに従って
コントラスト比は低下する。らせんピッチが１０μｍ程
度になるとコントラスト比はほぼ７になり、それ以上ら
せんピッチを長くしてもほとんど低下しなくなる。らせ
んピッチが無限大になると、カイラル剤を添加しない場
合と等価になる。らせんピッチが短くなるに従ってコン
トラスト比が上昇しており、カイラル剤を添加した効果
が現れていることがわかる。
ト比は約１１であり、らせんピッチが長くなるに従って
コントラスト比は低下する。らせんピッチが１０μｍ程
度になるとコントラスト比はほぼ７になり、それ以上ら
せんピッチを長くしてもほとんど低下しなくなる。らせ
んピッチが無限大になると、カイラル剤を添加しない場
合と等価になる。らせんピッチが短くなるに従ってコン
トラスト比が上昇しており、カイラル剤を添加した効果
が現れていることがわかる。
【００３６】図６は、カイラル剤を添加したホモジニア
ス配列の液晶パネルの視角特性のシミュレーション結果
を示す。図の上下方向がラビング方向である。図中の点
線で示した同心円は、内側から順番に視角が２０度、４
０度、６０度、８０度を表している。図中の実線は等コ
ントラスト線を表し、実線に付した数字はコントラスト
比を表している。左右方向に関して±約４５度、上下方
向に関して±約４０度の範囲で、１０以上のコントラス
ト比が確保されている。
ス配列の液晶パネルの視角特性のシミュレーション結果
を示す。図の上下方向がラビング方向である。図中の点
線で示した同心円は、内側から順番に視角が２０度、４
０度、６０度、８０度を表している。図中の実線は等コ
ントラスト線を表し、実線に付した数字はコントラスト
比を表している。左右方向に関して±約４５度、上下方
向に関して±約４０度の範囲で、１０以上のコントラス
ト比が確保されている。
【００３７】このように、ホモジニアス配列させた液晶
パネルの液晶層にカイラル剤を添加することにより、比
較的広い視野角を確保することが可能になる。図１
（Ａ）では、位相差フィルムを付加しない場合を示した
が、偏光板５Ａ、５Ｂの内側に位相差フィルムを配置
し、電圧印加時の屈折率異方性の残留分を補償してもよ
い。残留分を補償することにより、電圧印加時の透過光
量を低下させ、より黒色に近づけることができる。液晶
層にカイラル剤を添加すると、前述のように屈折率異方
性の残留分を少なくすることができるため、屈折率異方
性の小さな位相差フィルムで十分補償することができ
る。例えば、屈折率異方性Δｎと厚さｄとの積Δｎｄが
１００ｎｍ以下でも十分であろう。このため、位相差フ
ィルムを付加することによる視角特性の低下が抑制され
る。
パネルの液晶層にカイラル剤を添加することにより、比
較的広い視野角を確保することが可能になる。図１
（Ａ）では、位相差フィルムを付加しない場合を示した
が、偏光板５Ａ、５Ｂの内側に位相差フィルムを配置
し、電圧印加時の屈折率異方性の残留分を補償してもよ
い。残留分を補償することにより、電圧印加時の透過光
量を低下させ、より黒色に近づけることができる。液晶
層にカイラル剤を添加すると、前述のように屈折率異方
性の残留分を少なくすることができるため、屈折率異方
性の小さな位相差フィルムで十分補償することができ
る。例えば、屈折率異方性Δｎと厚さｄとの積Δｎｄが
１００ｎｍ以下でも十分であろう。このため、位相差フ
ィルムを付加することによる視角特性の低下が抑制され
る。
【００３８】図２では、１画素を複数のドメインに分割
したマルチドメイン構造の液晶パネルを示したが、モノ
ドメイン構造の液晶パネルの液晶層にカイラル剤を添加
しても、低電圧駆動及びコントラスト比の向上といった
効果を得ることができるであろう。マルチドメイン構造
にすれば視角特性をより向上することができる。
したマルチドメイン構造の液晶パネルを示したが、モノ
ドメイン構造の液晶パネルの液晶層にカイラル剤を添加
しても、低電圧駆動及びコントラスト比の向上といった
効果を得ることができるであろう。マルチドメイン構造
にすれば視角特性をより向上することができる。
【００３９】図１（Ａ）では、単純マトリクス駆動の液
晶パネルの例を示したが、上記実施例はＴＦＴ駆動の液
晶パネルに適用され得ることは当業者に自明であろう。
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれ
らに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改
良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろ
う。
晶パネルの例を示したが、上記実施例はＴＦＴ駆動の液
晶パネルに適用され得ることは当業者に自明であろう。
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれ
らに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改
良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろ
う。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ホモジニアス配列の液晶パネルを、比較的低電圧で駆動
し、高いコントラスト比を得ることが可能になる。
ホモジニアス配列の液晶パネルを、比較的低電圧で駆動
し、高いコントラスト比を得ることが可能になる。
【図１】本発明の実施例による液晶パネルの断面図、及
び偏光軸と配向方向との関係を示す図である。
び偏光軸と配向方向との関係を示す図である。
【図２】図１の液晶パネルの１画素を拡大した断面図で
ある。
ある。
【図３】従来例によるホモジニアス配列の液晶パネルの
液晶分子のチルト角及びツイスト角を、印加電圧に対応
して示すグラフである。
液晶分子のチルト角及びツイスト角を、印加電圧に対応
して示すグラフである。
【図４】図１に示す液晶パネルの液晶分子のチルト角及
びツイスト角を、印加電圧に対応して示すグラフであ
る。
びツイスト角を、印加電圧に対応して示すグラフであ
る。
【図５】液晶層に添加したカイラル剤のらせんピッチに
対してコントラスト比を示すグラフである。
対してコントラスト比を示すグラフである。
【図６】液晶パネルの視角特性を示すグラフである。
１ 液晶層
２Ａ、２Ｂ 配向膜
３Ａ、３Ｂ 透明電極
４Ａ、４Ｂ 透明基板
５Ａ、５Ｂ 偏光板
６Ａ、６Ｂ 偏光軸
７ 配向方向
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大室 克文
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(72)発明者 鈴木 洋二
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(56)参考文献 特開 昭64−78233（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−222366（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−281938（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−331988（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−306217（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−240928（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−279224（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−209424（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−4212（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−226713（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−40427（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−173106（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−95117（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−289097（ＪＰ，Ａ)
特許2572537（ＪＰ，Ｂ２)
特許2809980（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13 - 1/141
Claims (4)
- 【請求項１】 平行配置され、対向面にそれぞれ透明電
極が形成された１対の基板と、 前記１対の基板の対向面側に、それぞれ前記透明電極を
覆うように形成され、相互に平行に配向処理された配向
膜と、 前記配向膜の間に挟持され、前記透明電極間に電圧を印
加していない状態でホモジニアス配列したネマチック液
晶及び該ネマチック液晶に添加されたカイラル剤を含ん
で構成された液晶層とを有し、 前記透明電極間に電圧を印加した状態では、前記ネマチ
ック液晶がチルトするとともに、前記カイラル剤の影響
によりツイストし、前記基板面から一定距離離れたとこ
ろで旋回方向が反転する 液晶表示パネル。 - 【請求項２】 さらに、前記基板の外側に配置され、複
屈折性を有し、屈折率異方性Δｎと厚さｄとの積Δｎｄ
が１００ｎｍ以下であり、前記透明電極に電圧を印加し
た状態において、電圧無印加時のホモジニアス配列方向
に残留する屈折率異方性を補償する位相差フィルムを有
する請求項１に記載の液晶表示パネル。 - 【請求項３】 前記透明電極は、前記液晶層に相互に独
立して電界を印加することができる複数の画素を画定
し、 前記配向膜には、前記１つの画素中に液晶分子の傾き方
向が相互に逆向きの少なくとも２つの領域を有するよう
にプレチルト角が付与されている請求項１または２に記
載の液晶表示パネル。 - 【請求項４】 さらに、前記透明電極に電圧を印加して
いない状態における前記ネマチック液晶の配向方向と４
５度の角度をなす偏光軸を有し、前記１対の基板の外側
にクロスニコル配置された１対の偏光板を有する請求項
１〜３のいずれかに記載の液晶表示パネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12392995A JP3506804B2 (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 液晶表示パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12392995A JP3506804B2 (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 液晶表示パネル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313909A JPH08313909A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3506804B2 true JP3506804B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=14872846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12392995A Expired - Fee Related JP3506804B2 (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 液晶表示パネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3506804B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2572537B2 (ja) | 1993-02-10 | 1997-01-16 | スタンレー電気株式会社 | 液晶表示装置とその製造方法 |
| JP2809980B2 (ja) | 1993-02-10 | 1998-10-15 | スタンレー電気株式会社 | 液晶表示素子とその製造方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH083584B2 (ja) * | 1986-04-14 | 1996-01-17 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶光シヤツタ |
| JPS63279224A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-16 | Casio Comput Co Ltd | 液晶素子 |
| JPS6478233A (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-23 | Fujitsu Ltd | Liquid crystal driving method |
| JPH01209424A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-23 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学装置 |
| JPH024212A (ja) * | 1988-06-23 | 1990-01-09 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶シャッタ素子 |
| JPH02306217A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-19 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学素子 |
| JPH03226713A (ja) * | 1990-02-01 | 1991-10-07 | Asahi Glass Co Ltd | 液晶表示装置 |
| JPH0440427A (ja) * | 1990-06-07 | 1992-02-10 | Sony Corp | 液晶表示素子 |
| JPH05173106A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-13 | Toshiba Corp | 液晶表示素子 |
| JPH05289097A (ja) * | 1992-04-10 | 1993-11-05 | Toshiba Corp | 液晶表示素子 |
| JP2914851B2 (ja) * | 1992-12-04 | 1999-07-05 | 富士通株式会社 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| JPH0695117A (ja) * | 1992-09-09 | 1994-04-08 | Seikosha Co Ltd | 液晶パネル |
| JPH06281938A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Toshiba Corp | 液晶表示素子 |
| JPH06331988A (ja) * | 1993-05-21 | 1994-12-02 | Toshiba Corp | 液晶表示素子 |
-
1995
- 1995-05-23 JP JP12392995A patent/JP3506804B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2572537B2 (ja) | 1993-02-10 | 1997-01-16 | スタンレー電気株式会社 | 液晶表示装置とその製造方法 |
| JP2809980B2 (ja) | 1993-02-10 | 1998-10-15 | スタンレー電気株式会社 | 液晶表示素子とその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08313909A (ja) | 1996-11-29 |
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| JP3896135B2 (ja) | 液晶表示素子および光学異方素子 |
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