JPH01138537A - 液晶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンピュータ端末、画像表示装置、あるいは
電気光学シャッタ等に用いられる大型大容量の液晶装置
に関するものである。

〔発明の概要〕

内側表面に配向膜を形成した相対向する２枚の透明電極
基板間に液晶組成物を挾持した液晶セルを２層重ねて成
す液晶装置において、一方の液晶セルの配向膜と他方の
液晶セルの配向膜を異なったものにすることにより、低
コストでかつ高信頼性の大型大容量の液晶装置を提供す
るものである。

Ｃ従来の技術〕 近年、表示装置あるいは電気光学シャッタ等に用いられ
る液晶装置は、薄型、軽量、低消費電力の特徴を生かし
、大変注目を集めている。

従来のスーパーツイスティドネマテインクタイプの液晶
装置（ＳＴＮ型液晶装置）は、液晶分子層が１８０°か
ら２７０°捻った螺旋構造を有するため、印加電圧変化
に対する液晶分子の立ち上がり特性が極めて急峻である
が、パネルの背景色は黄色系、点燈画素は青色素となり
、表示品質を低下させる原因になっていた。この着色の
問題を解決し、ホワイトルブラツクの表示を可能にした
２層型スーパーツイスティドネマテインクタイプの液晶
装置（ＴＳＴＮ型液晶装置）が考案され、注目されてい
る。

この液晶装置の構成断面図を第３図に示す０図中３０１
．３０２はそれぞれＳＴＮ型液晶セルであり、３０１は
実際に電圧を印加して選択的に画素を点燈させる駆動用
セル、３０２は３０１を通過した楕円偏光を直線偏光に
変え、ホワイトルブラツクの表示とし、着色を消した色
補正用セルである。駆動用セル３０１は通常のＳＴＮ型
液晶セルと全く同様の構造を有している０図中３０３ｉ
、　３０３ｂは上下一対の基板であり、ガラス、プラス
チック等の透明材料よりなる。該透明基板上には所定の
形状の透明電極３０４ａ、　３０４ｂが形成されていて
、これを外部回路、外部電源に接続して電圧印加電極を
なしている。

さらに該透明電極表面には薄膜がコーティングされてお
り、この薄膜に布等でラビング処理を施すことによつて
配向膜３０５ａ、　３０５ｂが形成される。透明基板３
０３ａ、　３０３ｂの間隙には液晶組成物３０６が封入
されており、基板平面と液晶分子のなす角度（以下、プ
レティルト角）は４°から５°の範囲にあり、液晶分子
は時計と反対回り（左回り）に１８００から２７０＠の
範囲の捻じれ螺旋構造を形成している。

色補正用セル３０２の構成は、駆動用セル３０１の構成
に類似している。透明基板３０７ａ、　３０７ｂの内側
に透明電極３０８ａ、　３０８ｂと配向膜３０９ａ、　
３０９ｂを設け、間隙に液晶組成物３１０が封入されて
いる０色補正用セルの駆動用セルに対する相違点を上げ
ると、まず透明電１３０８ａ、　３０８ｂはパターンを
形成する必要がなく、また透明電極なしでも装置として
の機能に何ら問題がないという点である。さらに、前述
のように駆動用セルの液晶組成物３０６は左回りの捻じ
れ螺旋構造を形成しているが、色補正用セルの液晶組成
物３１０は右回りの捻じれ螺旋構造を形成しているとい
う点が第２の相違点である。ただし、捻じれ角度は３０
６．３１０ともに同じである。

以上の構成よりなるＴＳＴＮ型液晶装置はホワイトルブ
ラツクの表示を可能とし、視認性を大幅に向上させ、大
型液晶装置の応用分野は多岐にわたっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の液晶装置は、液晶セルを２枚必要とする
ため、生産コストが極めて高く、液晶装置の多岐にわた
るべき応用分野を狭く限定してしまっている。その主原
因は液晶セルを２枚必要としており、前述のように該２
種の液晶セルが極めて８４ｍした構成をとっている点に
ある。すなわち、液晶セルの生産コストに限って言うと
、１枚の液晶セルの生産コストを１００とすれば、ＴＳ
ＴＮ型液晶セルの生産コストは２００となってしまうと
いう問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題を解決するためにこの発明は、色補正用セルの
配向膜が駆動用セルの配向膜と異なる液晶装置を提供す
る。具体的には色補正パネル用配向剤として、安価な材
料、低焼成材料、もしくは塗布工程の簡単な材料を用い
るものである。

〔作用〕 駆動用セルは、従来のＳＴＮ型液晶セルと全く同じであ
り、従ってヒステリシスによる表示不良を防ぐため、一
般にプレティルト角が３″以上になる配向剤が使用され
る。この目的に使用される配向剤は現在材料メーカで検
討されているが、まだ使用可能な配向剤は数種であり、
しかも安定した配向状態を得るためには３００℃以上高
温焼成が必要である。

これに対して、色補正用パネルは電圧印加されないため
上記ヒステリシスの問題はないと考えられる０本発明者
等は、プレティルト角３°以下の配向剤や、高温焼成の
配向剤を低焼成で行った場合に色補正度、外観について
ｉ１１認を行ったところ何ら問題のないことが分かった
。すなわち色補正用パネル配向剤としては、材料コスト
、製造コストの低い材料が使用可能である。

〔実施例〕

次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

ｆｉｌ実施例１ 第１図は本発明による液晶装置の構成を示す断面図であ
る０図中１０１．１０２は透明材料よりなる基板で、該
基板上に蒸着によりＩＴＯ透明導電膜を形成し、該透明
導電膜を酸エツチングにより所定の互いに絶縁された複
数の透明電極１０３．１０４を得る０次に配向膜材料と
して、口座化学製サンエバー１５０を、Ｎ−メチル２ピ
ロリドンを主成分とする溶媒に所定の濃度に溶解し、回
転ロール転写式印刷により透明電極１０３．１０４の表
面上に所定の形状に転写する。これに３００℃で焼成を
行いラビング処理を施して配向膜１０５．１０６を形成
する。このようにして表面上に透明電極１０３．１０４
と配向膜１０５、１０６が形成された透明基板１０１．
１０２を相対向させて間隔が一定になるように配置する
。該透明基板間隙にネマチック液晶混合物に旋光性物質
としてメルク社製Ｓ−８１１を所定量添加した液晶組成
物１０７を封入し、２４０°ツイストの左回り螺旋構造
をなすように形成した後、シール剤１０８でシーリング
して駆動用液晶セルとした。該液晶セルの配向膜面と液
晶分子のなす角（プレティルト角）を測定すると、面全
体が均一に４．５ｍとなっており、橿めて精度良く液晶
分子の配向制御がなされていることがわかる。

さらに、第１図中１０９．１１０は透明基板であり表面
に配向膜材料としてシラン系配向剤をディッピングによ
り塗膜した後、１２０℃で焼成しラビング処理を施して
配向膜１１１．１１２を形成した。透明基［１０９，１
１０を相対向させ、一定の間隔に配置した後、その間隙
にネマチック液晶混合物に旋光性物質としてＣＢ−１５
を所定量添加した液晶組成物１１３を封入し、２４０°
ツイストの右回り螺旋構造をなすように形成した。つい
で、シール剤１１４で封止し、色補正用液晶セルとした
。該液晶セルのプレティルト角を測定すると１．３　”
であり、駆動用液晶セルに比して大変小さい値となって
いる。駆動用液晶セルは高時分割駆動により高い周波数
でオン・オフを繰り返す必要があるため液晶分子の立ち
上がり、立ち下がりの動きが頻繁であり、２４０゜ツイ
ストを実現するためにはプレティルト角は４．０”以上
が必要であることがわかっているが、これに対し色補正
用液晶セルにおいては液晶を動かすことが不要であるか
ら、２４０°ツイストを実現するのに液晶組成物に添加
する旋光性物質の量を調整することが可能で、プレティ
ルト角は２＃以下で良い。

また図中１１５．１１６は偏光板であり、偏光板１１５
は入射光を直線偏光に変える働きを有する偏光子であり
、偏光板１１６は２層の液晶セルを通過し再び直線偏光
に戻った透過光を検光する働きを有する検光子である。

第２図は、本発明の液晶装置の透過光の概念図であり、
前述の偏光板の働きを示している０図中２０１は偏光子
、２０２は駆動用液晶セル、２０３は色補正用液晶セル
、２０４は検光子である。

こうして本発明による液晶装置を作製すると、ホワイト
ルブラツクでコントラストの極めて高い高視認性を実現
し、かつ安価なシラン系配向膜をしかもディッピング、
低焼成という従来のＰＩに比べて極めて低コストで製造
可能となった。さらに該液晶装置を４０℃で湿度９０％
の環境劣化試験に、電圧印加・無印加を一定の間隔で操
り返しながら、５００時間おいたところ、全く変化なく
良好の表示状態にあり、高信鎖性をも有することがわか
った。

（２）実施例２ 実施例１において、色補正用液晶セルの配向膜として、
日東電気工業型ＪＲ−１００を用いた。Ｎ−メチル２ピ
ロリドンを主成分とする溶媒に、前述、ＪＲ−１００を
所定の濃度に溶解させ、ディッピングによって塗膜し、
１８０℃で焼成して配向膜を形成した。

その結果、シラン系配向膜に比してラビング処理におけ
る膜キズがなくなり大幅に歩留が向上する。また、１８
０℃という低温キュアーが可能であるため、焼成工程に
かかる時間が短時間ですむ。

こうして、実施例１と同様に低コストで高（を転性の液
晶装置を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、高視認性で大容
量の液晶装置を、低コスト化することが可能となり、応
用分野を広範囲にすることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶装置の構成を示す断面図、第２図
は本発明の液晶装置の透過光の概念図、第３図は従来の
液晶装置の構成を示す断面図である。 ｉｏｔ、　１０２．１０９．１１０・・・透明基板１０
３、１０４　　・・・・・・・透明電極１０５、１０６
．１１１．１１２・・・配向膜１０７、１１３　　・・
・・・・・液晶層１０８、１１４　　・・・・・・・シ
ール剤１１５、１１６　　・・・・・・・偏光板２０１
　　　　　・・・・・・・偏光子２０２　　　　　・・
・・・・・駆動用液晶セル２０３　　　　　・・・・・
・・色補正用液晶セル２０４　　　　・・・・・・・検
光子 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 介通遁尤 水金ｅＰＩの液晶装置の透過九の徴隻図第２図 （疋来の液晶装置の講床乞ホ１断面図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内側表面に配向膜を形成した相対抗する２枚の透
   明電極基板間に液晶組成物を挾持した液晶セルを２層重
   ねてなす液晶装置において、一方の液晶セルの配向膜と
   他方の液晶セルの配向膜が異なることを特徴とする液晶
   装置。
2. （２）前記２層液晶装置において、一方の液晶セルの配
   向膜がポリイミド及びその誘導体であり、他方の液晶セ
   ルの配向膜がポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリ
   アミドイミド、シラン系、テフロン、無機酸化物及びそ
   の誘導体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の液晶装置。
3. （３）前記２層液晶装置において、一方の液晶セルの配
   向膜界面での液晶分子の傾き角（プレティルト角）より
   、他方の液晶セルの配向膜のプレティルト角の方が低い
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶装置
   。
4. （４）前記２層液晶装置において、一方の液晶セルの配
   向膜の形成温度より、他方の液晶セルの配向膜の形成温
   度の方が低いことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の液晶装置。