JPH01279223A - 液晶表示装置 - 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、簡単な構造で、コントラストが高く、かつカ
ラー表示装置への応用が可能な大表示容量の液晶表示装
置に関する。

〔技術の背景〕

従来、高デユーテイ比のマルチプレックス駆動において
高コントラストで大容量の表示が可能な液晶表示装置と
して、Ｓ　Ｂ　Ｅ　（Ｓｕｐｅｒｔｗｉｓｔｅｄ　Ｂｉ
ｒ−ｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ　Ｂｆｆｅｃｔ）タイプの液
晶表示装置が開示されている。

しかし、このＳＢＥタイプの液晶表示装置は、複屈折効
果を利用しているために表示画像部および背景部が特定
の色に着色するという欠点があり、そのため、■表示品
質が劣る、■色彩に対するユ−ザーの好みに対応できな
い、■カラー表示が困難である、等の問題があった。

しかるに、斯かる着色の問題を解決して明瞭な白黒表示
を達成する技術として、下記の技術が提案された。

（１）液晶における屈折率異方性の大きさΔｎと液晶層
の厚さｄ、　（Ｉ！ｓ）　　との積Δｎ−ｄの値を、０
．４〜０．６ｐ程度にして、着色を防止するＯＭ１方式
％式％ （２）一方の液晶セルに、液晶層の液晶分子のねじれ方
向が逆である他方の液晶セルを重ね合わせて２層セル構
造とし、当該他方の液晶セルを光学補償板として用いる
ことにより着色を防止する２層セル方式（日経マイクロ
デバイス、　１９８７年１０月号Ｐ８４〜８８参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記技術（１）のＯＭＩ方式においては、高コ
ントラストが得られず、表示画像が暗く、また着色を完
全に防止することが困難である、という問題がある。

また、上記技術（２）の２層セル方式においては、１つ
の液晶セルのみにより装置を構成する場合に比して製造
コストが高くなり、しかも重量が増大し、また２つの液
晶セルの厚さを均一化することが困難であるため光学補
償板としての機能が十分に得られず、そのため着色を完
全に防止することが困難である、という問題がある。

本発明は以上の如き事情に基づいてなされたものであっ
て、その目的は、構造が簡単で製造コストの低減化を図
りながら、高デユーテイ比のマルチプレックス駆動にお
いて高コントラストでかつ着色の少ない明瞭な表示を実
現し、カラーフィルターとの組合せにより色純度の高い
カラー表示が可能な液晶表示装置を提供するものである
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、対
向して配置された各々配向層を有する一対の電極基板間
に、旋光性物質を添加したネマチック液晶がねじれ構造
を形成して配置された液晶層を備えた液晶セルと、当該
液晶セルの両側に配置された一対の偏光板とを有してな
り、以下の条件（ａ）〜（ｄ）を満たすことを特徴とす
る。

条件（ａ）；液晶層におけるねじれ構造のねじれ角αが
２２０〜３００°であること。

条件ら）；電極基板面に接する液晶分子のダイレクタ方
向と当該電極基板面とのなす角度（プレティルト角）θ
０が２５°以上であること。

条件（ｃ）；ネマチック液晶の屈折率異方性の大きさΔ
ｎと、液晶層の厚さｄｏｔｓ＞との積Δｎ−ｄが０，６
５〜０．９０ｙａであること。

条件（ｄ）；ねじれ角αとの関係において、一対の偏光
板の偏光軸と、当該偏光板のそれぞれに隣接する電極基
板の配向処理方向とのなす角度（ずれ角）βおよびγが
下記式［１］を満足すること。

式［１］；α＋β−γ−１８０°＝９０°−δ（０°　
〈δ＜３０”　） また、ねじれ角αとの関係に右いて、ずれ角βがさらに
下記式■を満足することが好ましい。

さらに、以下の条件（ｅ）〜（ｇ）を満たすことが好ま
しい。

条件（ｅ）；旋光性物質を添加した状態のネマチック液
晶の自発ねじれピッチＰ、と、配向層によりねじれ構造
が強制的に規制されたときの液晶層の規制ねじれピッチ
Ｐｃが下記式■を満足すること。

式■；　−０，１＜（ｐｃ　−Ｐｓ　）　／ｐｓ　＜　
０．３条件（ｆ）；ネマチック液晶におけるスプレィ弾
性定数ｋｌ＋またはツイスト弾性定数に２□と、ベンド
弾性定数ｋｆｆ３とが下記式〇または■の少なくとも一
方を満足すること。

式■：　１．８　＜　ｋ、１３／　ｋ２２＜　２．８式
■；０．９　＜ｋ３３／ｋ１１＜　１．５条件（田；ネ
マチック液晶における透電率異方性Δεおよび液晶分子
長軸方向に直角方向の誘電率ε工の比Δε／ε上が１．
８以上であること。

以下、本発明を具体的に説明する。

通常、白黒表示の液晶表示装置に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）
、青（Ｂ）の３色のカラーフィルターを組合せて、加法
混色カラー表示を行う場合、色純度の高いカラー表示を
実現するためには液晶表示装置が次の条件を満たさなけ
ればならない。

（１）明状態（光透過状態）において、赤、緑、青の３
波長領域の光をまんべんなく透過すること。

（２）赤、緑、青の各波長領域の光に対するオン−オフ
のコントラストが十分に高いこと。

本発明者等は、従来のＳＢＥタイプの液晶セルを備えた
液晶表示装置において、明状態（光透過状態）で色付き
が生ずる原因を調べたところ、このタイプの液晶表示装
置の明状態の透過スペクトルには、第１図に示すように
、可視光波長域において光をほとんど透過しない非透過
波長域Ａのあることを見出した。

そして、この非透過波長域Ａは、ネマチック液晶におけ
る屈折率異方性の大きさΔｎと、液晶セルを構成する液
晶層の厚さｄとの積Δｎ−ｄを小さくすると、短波長側
にシフトする。

しかし、積Δｎ−ｄが過小になると、可視光波長域にお
ける光の透過率が全体的に低くなり、そのため明状態（
光透過状態）における表示が暗くなる。

そこで、斯かる知見に基づいて研究を重ねた結果、当該
積Δｎ−ｄが０．９０μｍ＋以下で、かつ０．６５ＩＪ
ｍ以上（条件（ｃ））であれば、非透過波長域Ａを可視
光波長域から紫外域へシフトできて色付きを防止でき、
しかも可視光波長域の全体における光の透過率を十分に
維持できて明状態（光透過状態）における表示を明るく
できることを見出した。

さらに研究を重ねた結果、液晶セルの両側に配置する一
対の偏光板のずれ角βおよびＴを変更すると、第１図に
示した透過スペクトルにおいて、その極小点Ｐおよび極
大点Ｑにおける透過率が変化することが判った。すなわ
ち、極小点Ｐにおける透過率は、β＋Ｔの値を９０°か
ら０°に変化させると、次第に大きくなり、極大点Ｑに
おける透過率は、ずれ角βおよびＴの絶対値の差を大き
くすると、次第に小さくなることが判明した。

従って、ずれ角βおよびγを適宜設定して透過スペクト
ルを平坦化することにより、色付きの解消を図ることが
可能となる。しかし、実際には、ずれ角βおよびγのみ
によって透過スペクトルを完全に平坦にすることが困難
であるので、必要に応じて、透過スペクトルをより平坦
化するためのフィルターを用いるか、あるいは光源の種
類を選択して透過光スペクトルを補正することが好まし
い。

一方、表示画面のコントラストを高くするためには、暗
状態（光非透過状態）における漏れ光を小さく抑制する
ことが必要である。特に、赤、緑、青の３色カラーフィ
ルターを組合せてカラー表示する場合には、色純度を高
めるために当該漏れ光を極力小さくする必要がある。

しかるに、従来のＳＢＥタイプの液晶表示装置において
は、１／１００デ二−ティ比のマルチプレックス駆動に
おいてコントラストが最大でも２０程度であり、カラー
表示用としては、いまだ不十分である。すなわち、良好
なカラー表示のためには、コントラストが３０以上であ
ることが実用上必要である。

そこで、本発明者等は、さらに研究を重ねた結果、ねじ
れ構造のネマチック液晶層を備えた液晶セルと一対の偏
光板とを組合せる場合に、当該液晶層のねじれ角αとの
関係にふいて、一方の偏光板のずれ角βを固定したとき
に、暗状態における透過率を極小にするときの他方の偏
光板のずれ角γは下記式■により決定できることを見出
した。

式［１］；α＋β−γ−１８０°＝９０°−δ（０°　
くδ＜３０°） すなわち、上記式■においてねじれ角αとの関係におい
てずれ角βおよびγを選定することにより、暗状態にお
ける透過率を極小にでき、従って、暗状態における漏れ
光を小さくでき、結果としてコントラストを高くできる
。

このδの値は、暗状態（オン電圧印加時の光非透過状態
）におけるネマチック液晶層中の液晶分子の平均ティル
ト角００Ｉ′に依存し、この平均ティルト角θ０１１が
９０°に近づくとδの値は０°に近づく。なお、平均テ
ィルト角００１′とは、液晶分子のダイレクタ方向と電
極基板面とのなす角度の液晶層の厚さ方向における平均
値をいう。この平均ティルト角θ０″は、配向層の種類
とネマチック液晶の物性およびオン電圧に依存する値で
ある。

上記式■において、左辺は一対の偏光板の偏光軸同士の
なす角度に等しい。従って、オン電圧印加時に液晶層中
の液晶分子が完全に電界方向に配向したなら（００Ｍ＝
９０“）、式■の左辺が９０°に等しいとき暗状態の漏
れ光は最小になる。しかし、実際にはオン電圧を印加し
た時、液晶層中の液晶分子は完全に垂直には立上がって
おらず（００１′＜９０°）、そのために液晶層１よ入
射光に対し若干のりタープ−ジョンを示す。暗状態の漏
れ光を最小にするためにはこのリターデーションによる
旋光効果を打ち消すために、式■の左辺の値を平均ティ
ルト角００１に応じた補正角δだけ９０°からずらさな
ければならないこきが判った。ずらす方向は、δが正の
方向でなければならない。δの値と、オン電圧印加時の
平均ティルト角００８との関係を第２図に示す。

第２図において、実線はΔｎ−ｄが０．７７μ屑のと音
のオン電圧印加時の平均ティルト角θ０Ｉ′とδの値と
の関係を示し、ており、破線はΔｎ・ｄが０．６５〜０
．９ｈｍの範囲で上記関係が変位する範囲を示している
。

なお、平均ティルト角θＯ１１は実測することは難しい
が液晶セルの示すリターデーションを測定することによ
り推定することができる。また、液晶セルの示す双安定
性の程度が同程度であれば、平均ティルト角θ０１１は
プレティルト角θ。に比例する。

さらに、研究を重ねた結果、下記式■に従ってずれ角β
を設定すれば、上記極小値をさらに最小にできることを
見出した。

すなわち、液晶セルの液晶層のねじれ角αとの関係にお
いて、上記式■および■を満たすように一対の偏光板の
ずれ角βおよびγを選定することにより、コントラスト
を最大にできる。

しかして、実際に１　／１００デコーティ比でマルチプ
レックス駆動を行い、そのコントラストを３０以上とす
るための液晶セルの条件を検討した結果、駆動電圧に対
して液晶配向状態が若干の双安定現象を示すことが必要
であることが判明した。

ここで「双安定現象」とは、第３図に示すように、駆動
電圧のしきい値電圧Ｖｔ、においてオフ状態配向領域か
らオン状態配向領域へのディスクリネーションの移動を
伴う配向状態の遷移が観測される現象をいう。この双安
定現象が起こるときには、駆動電圧に対する透過光強度
がしきい値電圧Ｖいを境にして急激に変化する。

そして、駆動電圧に対して液晶配向状態が若干の双安定
現象を示すためには、ネマチック液晶層におけるねじれ
構造のねじれ角αが２２０′以上であることが必要であ
る。

しかし、このねじれ角αが過大になると、第４図に示す
ように、双安定現象が大きくなって駆動電圧に対する透
過光強度の変化がヒステリシス現象を示し、その結果マ
ルチプレックス駆動において駆動電圧のオン・オフに対
する表示画面の暗・明の応答速度が遅くなる。従って、
当該応答速度を速くするためには、ねじれ角αは３００
°以下であることが必要である。

そして、双安定現象を小さく抑制してマルチプレックス
駆動において駆動電圧のオン・オフに対する表示画面の
暗・明の応答速度をさらに速くするためには、下記条件
（ｅ）〜（（イ）を満たすことが好ましい。

条件（ｅ）；旋光性物質を添加した状態のネマチック液
晶の自発ねじれピッチＰ、と、配向層によりねじれ構造
が強制的に規制されたときの液晶層の規制ねじれピッチ
Ｐｃが下記式■を満足すること。

式■；　−０，１＜　（Ｐｃ　−Ｐｓ　）　／Ｐｓ　＜
　ＯＪ条件（ｆ）；ネマチック液晶におけるスプレィ弾
性定数ｋ１１またはツイスト弾性定数に２２と、ベンド
弾性定数に３！とが下記式■または■の少なくとも一方
を満足すること。

式■；　１．８　＜　ｋｓｓ／　ｋ２ｉ＜　２．８弐〇
：０．９　＜　ｋｓｓ／　ｋ、、＜　１．５条件（（イ
）；ネマチック液晶における誘電率異方性Δεおよび液
晶分子長軸方向に直角方向の誘電率ε上の比Δε／ε上
が１．８以上であること。

さらに、研究の結果、前記の条件（ａ）、（ｃ）、（ｄ
）を満たし若干の双安定現象を示す液晶セルにおいて、
マルチプレックス駆動時の暗状態（オン電圧印加時の光
非透過状態）の漏れ光の量は、プレティルト角θ。に依
存することを見出した。すなわち、漏れ光を小さく抑制
するためには下記条件ら）を満たすことが必要である。

条件ら）；電極基板面に接する液晶分子のダイレクタ方
向と当該電極基板面とのなす角度（プレティルト角）θ
。が２５°以上であること。

このプレティルト角θ。が２５°以上であることにより
、暗状態における漏れ光が十分小さく抑制され、実際に
１　／１００デニーティ比のマルチプレックス駆動にお
いてコントラストを３０以上とすることができる。

なお、以上の条件（ａ）〜（ｄ）を満たすときには、明
状態の明るさは、ねじれ角αが２７０°−δの付近にあ
るときに最大となる。従って、そのようなねじれ角αを
選択した場合には、さらにコントラストを高くすること
ができる。

上記式■のδの値は、配向層の種類と液晶の物性値とに
よりその最適値が定まるが、同一の液晶に対しては、プ
レティルト角θ。を大きくするに従ってδは小さくなる
。そして、このδが小さ（なるに従って暗状態の漏れ光
が小さくなる。

δの最適値が大きい液晶セルでは暗状態の漏れ光が大き
く、δの最適値が３０°を超える液晶セルでは他のパラ
メータを最適値に設定しても十分なコントラストを得る
ことができない。

本発明者等の研究の結果からは、プレティルト角θ。が
２５°以上である場合には、最適値δは、０°くδ＜３
０°の範囲に入ることが判っている。

なお、このδの値は、液晶セルの双安定現象が大きくな
るに従って小さくなる。

しかして、δの最適値は、配向層の種類と液晶との組合
せに依存するので、その組合せごとに最適なδを決定す
る必要がある。

具体的には、次のようにして決定することができる。

すなわち、上記条件（ａ）〜（ｃ）を満たす液晶セルに
対して、一対の偏光板のずれ角の初期値をβ＝　（３６
０°−α）／２ γ＝（α−１８０’　）　／２ に設定する。

次いで、βおよびγを上記初期値から下記式のようにし
て徐々に変化させながら、暗状態（オン電圧印加時の光
非透過状態）の漏れ光の強度を測定し、当該強度が最小
となるときのωの値ω。を求める。

β＝　（３６０°−α）／２−ω ｒ＝（α−１８０°）／２＋の 前記式■から理解されるように、上記ω。が、δ／２に
相当するので、これよりδの値を決定することができる
。

このようにして、−旦、δの値が決定されると、このδ
の値を用いて、上記式■により、βおよびγの任意の最
適な組合せを見出すことができる。

なお、最適値δに基づいて上記式■によりずれ角βおよ
びγの一組の最適設定値を決定すると、その設定値にお
いて最大のコントラストが得られるが、この最適設定値
の近傍においても十分に高いコントラストが得られる。

しかし、ずれ角βおよびγの設定値の最適設定値からの
ずれに対するコントラスト値の変化は急激であり、ずれ
角βおよびｒの設定値が、それぞれの最適設定値から±
５°５°ずれると十分なコントラストが得られなくなる
。

ここで、オン電圧とは、１／Ｎデ二−テイ比のマルチプ
レックス駆動におけるオン・オフ実効値電圧比 に対応するオン電圧Ｖ。、ｌで、かつ、表示画面の明か
ら暗へのスイッチング応答時間ｔ。２と、暗から明への
スイッチング応答時間ｔ。１．とが等しくなるときのオ
ン電圧をいう。

下記第１表は、ねじれ角αが前記条件（ａ）を満たす液
晶セルにおいて、実験的に得られた、プレティルト角θ
。とδとの関係を示すものである。

第　　１　　表 以上のように、上記式■および■をともに満たすように
偏光板のずれ角β＄よびγを設定すれば、最大コントラ
ストの液晶表示装置が得られるが、上記式■のみを満た
す範囲でずれ角βおよびγを設定し、β十Ｔの値を９０
°から０°または９０°から１８０°の方向へ変位させ
ると、明状態（光透過状態）における明るさが増し、色
付きが減少する。

従って、コントラストおよび明状態（光透過状態）にお
ける明るさの条件を、実用的な観点からともに満足させ
たい場合には、上記式［１］を満たす範囲で、β十Ｔが
９０°から変位した値となるように当該ずれ角βおよび
Ｔの値を選定すればよい。

次に、本発明に係る液晶表示装置を実際に作製するに際
しての、その他の好ましい条件について説明する。

（１）　液晶のネマチック液晶相から等方性液体への転
移温度Ｔオ、が９０℃以上であることが好ましい。

すなわち、このような好ましい条件を選択することによ
り、液晶表示装置の通常の使用温度範囲内において、表
示色、駆動電圧、応答速度等の温度変化に起因する変動
を小さ（抑制することが可能となり、その結果信頼性の
高い液晶表示装置を得ることができる。

（２）ネマチック液晶の屈折率異方性の大きさΔｎは、
０．１０以上であることが好ましい。

すなわち、このような好ましい条件を選択することによ
り、液晶セルを薄くすることが可能となり、その結果オ
ン・オフに要する時間がきわめて短くて一層優れた応答
特性を有するものとなる。

（３）ネマチック液晶の温度２０℃における粘度ηは、
３０ｃｐ以下であることが好ましい。

すなわち、このような好ましい条件を選択することによ
り、液晶表示装置における立上がり時間をきわめて短く
することができ、−層優れた応答特性を有するものとな
る。

（４）さらに、また、液晶分子のねじれ状態を安定にし
、異なるねじれ角を有する液晶分子の配列部分が生じな
いようにするために、液晶層の厚さｄと自発ねじれピッ
チＰ、との間に、以下の関係式が成立することが好まし
い。

（α／３６０）−０，２５＜ｄ／Ｐ、＜（α／３６０）
　＋０．３０このｄ／Ｐｓの値が過小のときには設定し
ようとするねじれ角αより１８０°小さいねじれ角を有
する配列部分が生ずる場合があり、一方、このｄ／ｐｓ
Ｏ値が過大のときには設定しようとするねじれ角αより
１８０°大きいねじれ角を有する配列部分が生ずる場合
がある。

なお、本発明においては、屈折率異方性の大きさΔｎ、
スプレィ弾性定数に１３、ツイスト弾性定数に２２、ベ
ンド弾性定数ｋ。％誘電率異方性Δε、誘電率ε上、転
移温度ＴＭ□、粘度ηは、いずれも旋光性物質を添加す
る前の状態におけるネマチック液晶の物性値をいう。な
お、旋光性物質の添加量は微量であるため、添加後のネ
マチック液晶の物性値は、添加前の物性値とほとんど変
わらない。

また、プレティルト角θＧは、例えば磁界容量零位法（
Ｊ、Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　４８．１７８３　（１９
７７）　）　ニより測定できる。

そして、本発明において、ずれ角βとは、光の入射側の
偏光板のずれ角をいい、ずれ角Ｔとは、透過型の液晶表
示装置の場合には光の出射側の偏光板のずれ角、反射型
の液晶表示装置の場合には光の反射側の偏光板のずれ角
をいう。

そして、偏光板のずれ角は、電極基板の表面に接する液
晶分子のダイレクタ方向（液晶分子の長袖が優先的に配
向している方向）の電極基板表面への射影方向を基準と
して、当該電極基板側に配置された偏光板の偏光軸方向
く透過軸方向または吸収軸方向）のなす角度をいう。

なお、偏光板のずれ角βおよびｒの値は−９０゜から＋
９０°の間の値で読むことにする。すなわち、例えばず
れ角β＝１３５°はずれ角β＝−４５°に等しい。

ここで、電極基板の表面に接する液晶分子のダイレクタ
方向の電極基板表面への射影方向は、−般に電極基板の
配向層の配向処理方向に一致する。

まだ、配向処理方向とは、例えば配向処理が斜め蒸着法
である場合には、蒸着方向であり、配向処理がラビング
法である場合にはラビング方向をいう。

偏光板の偏光軸としては、透過軸、吸収軸のいずれをと
ってもよい。すなわち、例えばずれ角βおよびγを、共
に透過軸で規定する場合、あるいは共に吸収軸で規定す
る場合には、オフ電圧印加時に光透過状態となり、オン
電圧印加時に光非透過状態となる表示モードとなり、こ
の場合には特に高いコントラストが得られる。なお、本
明細書中の説明はすべてこの表示モードに基づいて行っ
ている。

また、例えばずれ角βおよびγの一方を透過軸で規定し
、他方を吸収軸で規定する場合には、オフ電圧印加時に
光非透過状態となり、オン電圧印加時に光透過状態とな
る表示モードとなり、この場合には特に着色のない優れ
た光透過状態を実現することができる。

なお、ずれ角βおよびγの符号は、第５図に示すように
、液晶分子のねじれ方向が入射光の進行方向に左回りの
場合には、電極基板の表面に接する液晶分子のダイレク
タ方向から偏光軸方向に向かって時計回り方向を正にと
り、一方、第６図に示すように、液晶分子のねじれ方向
が入射光の進行方向に右回りの場合には、上記とは反対
に反時計回り方向を正にとる。

ねじれ角αは、一般に、一対の電極基板のそれぞれに形
成される配向層の配向方向、ネマティック液晶およびこ
れに添加される旋光性物質の種類、量等によって規定す
ることができる。

また、自発ねじれピッチＰ、とは、ネマティック液晶に
旋光性物質等を添加することにより生ずる液晶層の自然
のねじれ構造におけるピッチをいう。具体的には、第７
図に示すように、配向層５１ふよび５２を有する電極基
板１１および１２を、配向層５１および５２が対向する
ようくさび状に配置して液晶セル３１を構成し、この液
晶セル３１内にネマチック液晶３２を封入し、このとき
液晶セル３１面に生ずるしま模様（１／２ピツチごとの
ディスクリネーションライン）のＭ＠ｒと液晶層の厚さ
ｄｌ　と液晶セル３１の長さｐとを測定することにより
、下記式によって求めることができる。

自発ねじれピッチＰｓ＝２＋：Ｌ　　ｒ／ＩＩなお、６
１はスペーサ、４１および４２は偏光板であり、また、
配向層５１および５２はそれぞれ互いに平行方向の配向
処理がなされている。

また、規制ねじれピッチＰｃは、液晶表示装置の液晶層
の厚さｄと、ねじれ角αとにより、下記式によって定義
される。

規制ねじれピッチＰ　、　＝　（３６０°／α）ｘｄま
た、Ｌ＊／Ｊ□およびｋ　ｓｓ／　ｋ　＋　＋は、−様
に配向した液晶セルに磁界を印加したときの当該液晶セ
ルの電気容量変化、または光学変化のしきい値から求め
る方法（Ｈ，Ｇｒｕｌｅｒ、　ｅｔ　ａｌ、　Ｚ、Ｎａ
ｔｕｒｆｏ−ｒｓｃｈ、　２７９　（１９７２）　９６
６）　、−様に配向した液晶セルに電界を印加したとき
の当該液晶セルの電気容量変化から求める方法（ＨｌＤ
ｅｕｌｉｎｇ、　Ｍｏｌ、　Ｃｒｙｓｔ。

Ｌｉｑ、　Ｃｒｙｓｔ、１９　（１９７２）　１２３＞
等の方法により測定することができる。

配向層を有する電極基板を得るための手段としては、特
に限定されず従来公知の種々の手段を採用することがで
きる。本発明においては、プレティルト角θ。を２５°
以上とすることが必要であるので、特に以下の手段が好
ましい。

（１）例えばＳｉＯｌＭｇＯｌＭ　ｇ　Ｆ　２等の蒸着
物質を電極基板の表面に斜めの角度から蒸着して当該表
面を配向処理する手段。

（２）例えば無極性長鎖をポリマー主鎖または側鎖に有
するイミド系、アミド系、ポリビニルアルコール系、フ
ェノキシ系等の高分子物質の被膜を電極基板の表面に形
成し、この被膜の表面を綿、ビニロン、テトロン、ナイ
ロン、レーヨン、炭素繊維等よりなる織布、植毛布、綿
状布等によって擦るラビング法により配向処理する手段
。

（３）例えばイミド系、アミド系、ポリビニルアルコー
ル系等の水平配向処理剤に、カルボン酸クロム錯体、有
機シラン化合物等の垂直配向処理剤を適量混合した配向
処理剤の被膜を電極基板の表面に形成し、この被膜の表
面をラビング法により配向処理する手段。

（４）ホトリソグラフィー、あるいは異方性エツチング
等の手段により電極基板の表面にグレーティング状の一
定方向の溝を形成し、液晶分子を配向させる手段。

（５）電極基板の表面をＬＢ　（Ｌａｎｇ＋＋＋ｕｉｒ
−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）膜を形成することにより配向処理
する手段。

ネマチック液晶としては、特に限定されず種々の物質を
用いることができる。代表的なものを以下に示すが、こ
れらに限定されない。また、これらの物質は混合して用
いてもよい。

（１）下記構造式で示されるシクロへキシルカルボン酸
エステル系化合物 （ただし、Ｘは、Ｒ（炭素数が１〜１８のアルキル基、
以下においても同様”）　、ＯＲ，ＣＮ。

（２）下記構造式で示されるピフェニル系化合物（ただ
し、Ｘは、Ｒ，ＯＲ。

（３）下記構造式で示されるフェニルシクロヘキサン系
化合物 （ただし、Ｘは、Ｒ，ＯＲ，ＣＮ。

（４）下記構造式で示されるピリミジン系化合物（ただ
し、Ｘｌｔ、Ｒ，ＣＮ。

Ｙは、Ｒ，ＯＲ，ＣＮを表す。） （５）下記構造式で示されるアゾ系−アゾキン系化合物 （ただし、Ｘは、−Ｎ＝Ｎ−１−Ｎ＝Ｎ−１↓ −Ｎ＝Ｎ−を表す。） ↓ （６）下記構造式で示される安息香酸エステル系化合物 （ただし、Ｘは、ＲＳＲＯ。

Ｙは、Ｒ，ＯＲ，ＣＮ。

（７）下記構造式で示されるトラン系化合物（ただし、
ｘふよびＹはそれぞれ、Ｆ、Ｒ。

ＯＲ。

（８）下記構造式で示されるエタン系化合物（ただし、
ＸおよびＹはそれぞれ、Ｒ，ＯＲ。

Ｚは、Ｈ，ＦＳＣＩ　ＳＢｒまたはＲを表す。）なお、
本発明に用いるネマチック液晶には、必要に応じてスメ
クティック液晶、コレステリック液晶等が含有されてい
てもよい。

ネマチック液晶に添加される旋光性物質としては、一般
にはカイラルネマティック液晶と呼ばれる、例えば下記
一般式で示される光学活性基を末端基として有するエス
テル系、ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系また
はアゾ系等のネマティック液晶を用いることができる。

Ｒ２Ｒ２ Ｒ，−Ｃ”−ＣＩ、Ｈ２Ｉ、−１Ｒ，−Ｃ”−ＣＩ、Ｒ
２，１−０−Ｒ３Ｒ３ （ただし、Ｒ，、Ｒ２，Ｒ，は各々アルキル基または水
素原子であり、Ｒ４，Ｒ２，Ｒ３は互いに異なる。）具
体的には、例えば以下に示す構造式で示される化合物を
用いることができる。

−Ｃ５Ｈ，。

また、ネマチック液晶に添加される旋光性物質として、
カイラルスメクティック液晶、コレステリック液晶等を
用いてもよい。

本発明に用いるネマチック液晶中に含有される旋光性物
質としては、ネマチック液晶への単位添加量当りの自発
ねじれピッチを十分に短くすることができるものである
ことが好ましく、そのようなものを選択することにより
、ネマチック液晶への旋光性物質の必要添加量を小さく
抑制、好ましくは１．５重量％以下に抑制することがで
き、その結果旋光性物質の添加に起因して生ずるネマチ
ック液晶から等方性液体への転移温度Ｔ、１．の低下を
最小限にとどめることができ、また自発ねじれピッチの
温度依存性を小さくすることができる。また、本発明に
おいては、自発ねじれピッチの温度依存性をより小さく
するために、自発ねじれピッチの温度変化係数が互いに
逆符号である複数種の旋光性物質を組合せて用いてもよ
い。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第８図は、本発明に係る液晶表示装置の概略図である。

上部の電極基板１１と下部の電極基板工２とが間隙を介
して対向配置され、上部の電極基板１１は支持板１１Ａ
の内側の表面に電極層１１Ｂおよび配向層１１Ｃを設け
て構成され、下部の電極基板１２は支持板１２Ａの内側
の表面に電極層１２Ｂおよび配向層１２Ｃを設けて構成
されている。

上部の電極基板１１と下部の電極基板１２との間の空間
はシール部７１によってシールされ、液晶セル３０が構
成されている。液晶セル３０の内部には、複数のスペー
サ７２がそれぞれ離間した状態で配置されると共に、旋
光性物質を添加したネマチック液晶がねじれ構造を形成
して配置され、これにより液晶層２０が形成されている
。

上部の電極基板１１および下部の電極基板１２の外側の
表面には、それぞれ前方の偏光板４■および後方の偏光
板４２が設けられている。

電極基板１１および１２はいずれも透光性を有する。

すなわち、この例は透過タイプの液晶表示装置である。

なお、反射タイプの液晶表示装置においては、後方の偏
光板４２の外側の表面に反射板を設ければよい。

支持板１１Ａおよび１２Ａを構成する材料としては、ソ
ーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等のガラス
：１軸延伸ポリエチレンテレフタレート、ホリエーテル
サルフォン、ポリビニルアルコール等よりなるプラスチ
ックンート；アルミニウム、ステンレススチール等より
なる金属シート；等を用いることができる。

電極層１１Ｂおよび１２Ｂは、支持板１１Ａおよび１２
Ａの表面に配置された例えばＩＴＯ（スズとインジウム
の酸化物）よりなる透明電極により構成されている。一
方の電極層１１Ｂを構成する透明電極と他方の電極層１
２Ｂを構成する透明電極はそれぞれが相互に直角をなす
よう配置され、これによって、マド１７７クス形表示の
電極構造が構成されている。

なお、上部の電極基板１１および下部の電極基板１２に
は、必要に応じてさらに絶縁層、誘電体層、アルカリイ
オン移動防止層、反射防止層、偏光層、反射層等を設け
てもよい。

〈実施例および比較例〉 各実施例および比較例においては、後記第２表〜第６表
に示した条件で、第８図に示した構成の液晶表示装置を
作製した。

なお、前方の偏光板４１および後方の偏光板４２はｒＮ
ＰＦ−Ｇ１２２０ＤＵＪ　　（日東電工■製）により構
成した。また、スペーサ７２はグラスファイバーにより
構成し、シール部７１は「ストラクトボンドＸＮ−５Ａ
−ＣＪ（三井東圧化学＠製）により構成した。

（評価） 各液晶表示装置について、１　／１００デニーティ比の
マルチプレックス駆動により実際に表示する試験を行い
、コントラスト、無彩色性を調べた。

なお、無彩色性の評価は、表示画面を目視により観察し
て、色づきがほとんど認められず明瞭な表示である場合
を「○」、色づきが若干生じたが実用的には問題のない
場合を「△」、色づきが顕著で実用的には不良である場
合を「×」とした。

以上の結果を後記第２表〜第６表に併せて示す。

第６表 Ｚ　Ｌ　ｌ−３２３９；メルク社製 Ｚ　Ｌ　ｌ−３２７５：メルク社製 Ｓ−８１１；カイラルネマティック液晶、メルク社製Ｒ
Ｎ、−７１！ｊ　　　；日量化学工業■製ＲＮ−０６６
；日産化学工業（）り製 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、条件（ａ）〜（
ｄ）を満たすので、構造が簡単で製造コストの低減化を
図りながら、高デユーテイ比のマルチプレックス駆動に
おいて、コントラストが高く、シかも着色の少ない良好
な表示を達成できる。

また、ずれ角βがさらに式■を満たす場合には、コント
ラストをさらに高くできる。

そして、さらに条件（ｅ）・〜〔（至）を満たす場合に
は、マルチプレックス駆動にふいて表示画像のオン・オ
フを高速で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液晶表示装置における透過スペクトルを
示す図、第２図はオン電圧印加時の平均ティルト角θ０
０とδとの関係を示す説明図、第３図は双安定現象を示
す説明図、第４図は双安定現象のヒステリシス現象を示
す説明図、第５図および第６図はねじれ角αとずれ角β
およびＴとの関係を示す説明図、第７図は自発ねじれピ
ッチＰ。 を特定するための説明図、第８図は本発明に係る液晶表
示装置の概略を示す説明用断面図である。 １１、１２・・・電極基板　　　１１Ａ、　１２Ａ・・
・支持板１１Ｂ、　１２Ｂ・・・電極層　　１１Ｃ，１
２Ｃ・・・配向層２０・・・液晶層　　　　　　３０．
３１・・・液晶セル３２・・・ネマチック液晶　　４１
．４２・・・偏光板５１、５２・・・配向層　　　　６
１．７２・・・スペーサ７１・・・シール部 イ ミ　　吊　　０　　　ｇ。 塑噌Ｊ＃ド ｔｈ 坂動電圧 Ｍ動電圧 十８図 手続補正書（自発） 昭和６３年５月３０日 特許庁長官　　小　川　　邦　夫　殿 １、事件の表示 特願昭６３−１０７５７４号 ２、発明の名称 液晶表示装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号名　称
　　（１２７）コニカ株式会社 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第４１頁第５表中、比較例５の（Ｐ　ｃ　
　Ｐ　ｓ）／Ｐ、の欄の記載ｒ−０，０５Ｊをｒ＋ｏ、
０５」と訂正する。 （２）同第４２頁第６表中１．実施例２２のコントラス
トの欄の記載を「８４」と訂正する。 手続補正書（自発） 平成１年　５月１９日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 特願昭６３−１０７５７４号 ２、発明の名称 液晶表示装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号名　称　
（１２７）　　コニカ株式会社４、代理人 ５、　？＊正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 「　さらに、コントラストは、液晶分子の平均ティルト
角００″に依存し、この平均ティルト角θＯＮは、電極
基板面に接する液晶分子のダイレクタ方向と当該電極基
板面とのなす角度（プレティルト角）θ。と共に大きく
なり、このプレティルト角θ。は、配向層の形成時に決
定される。 しかし、現状の配向層ではプレティルト角θ。 が低いため、十分なコントラストが得られないという問
題がある。」 （２）同第２７頁第１２行と第１３行との間に下記を挿
入する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向して配置された各々配向層を有する一対の電
   極基板間に、旋光性物質を添加したネマチック液晶がね
   じれ構造を形成して配置された液晶層を備えた液晶セル
   と、当該液晶セルの両側に配置された一対の偏光板とを
   有してなり、 以下の条件（ａ）〜（ｄ）を満たすことを特徴とする液
   晶表示装置。 条件（ａ）；液晶層におけるねじれ構造のねじれ角αが
   ２２０〜３００°であること。 条件（ｂ）；電極基板面に接する液晶分子のダイレクタ
   方向と当該電極基板面とのなす角度（プレティルト角）
   θ＿０が２５°以上であること。 条件（ｃ）；ネマチック液晶の屈折率異方性の大きさΔ
   ｎと、液晶層の厚さｄ（μｍ）との積Δｎ・ｄが０．６
   ５〜０．９０μｍであること。 条件（ｄ）；ねじれ角αとの関係において、一対の偏光
   板の偏光軸と、当該偏光板のそれぞれに隣接する電極基
   板の配向処理方向とのなす角度（ずれ角）βおよびγが
   下記式［１］を満足すること。 式［１］；α＋β−γ−１８０°＝９０°−δ （０°＜δ＜３０°）