JPH02262621A - 強誘電性液晶ディスプレイ装置 - 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、強誘電性液晶（ＦＬＣ）を利用したディスプ
レイ装置（ＦＬＣディスプレイ）に関するものであり、
特にディスプレイ装置のパネルの色づきを低く抑えた強
誘電性液晶ディスプレイ装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より他用されてきたネマチック液晶に代わって、近
年、強誘電性液晶セルの開発が急激に進められている０
強誘電性液晶セルとは、バルク状態のカイラルスメクチ
ック層における液晶分子のらせん配列構造の形成を制御
するのに十分に小さい間隔に設定した一対の基板間に液
晶分子を配置させ、かつ複数の液晶分子で組織された垂
直分子層を一方向に配列させたものである。このような
強誘電性液晶セルは自発分極に由来するメモリー性およ
び高速性を特徴とし、セルの厚さが１．０〜２．０μｍ
程度でスプレィ（ｓｐｌａｙ　）型配向と呼ばれる分子
が捩れた配向状態を利用したＦＬＣディスプレイは、実
用レベルに近づきつつある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のこの種のＦＬＣディスプレイでは
、明状態が見る方向によって淡黄色または淡青色に色づ
くという欠点があり、表示品位の点で問題があった。

本発明の目的は、上述の従来形における問題点に鑑み、
明状態の色づきを抑制し、表示品位の高い強誘電性液晶
ディスプレイ装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用］上記の目的を
達成するため、零発°明に係る強誘電性液晶ディスプレ
イ装置は、 ■光源に近く観測者から遠い側の偏光板であるポラライ
ザーから光源から遠く観測者に近い側の偏光板であるア
ナライザーへと向かう方向に強誘電性液晶素子を見たと
きに、強８電性液晶の界面分子が左回転方向に捩れてい
る配向状態（以後、左捩れ界面構造と呼ぶことにする）
であり、かつ ■該配向状態の２つの双安定状態のうちで２つの平均分
子長軸とラビング軸とをこれらの軸の交点が下側にくる
ように見たとき、平均分子長軸がラビング軸に対して右
側にある右平均分子長軸と垂直な方向にポラライザーの
電気ベクトルの透過軸を略合わせることとしている。

かかる構成により、パネル全体の色づきが抑制される。

［実施例］ 次に、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

衷３］工 第１図（ａ）は、本発明の一実施例に係る強誘電性液晶
ディスプレイ装置の断面図である。Ｆ］図＜ａ＞におい
て、Ａは光源５から遠く観測者の目４に近い側の偏光板
であるところのアナライザー　Ｐは光源５に近く観測者
の目ゆから遠い側の偏光板であるところのポラライザー
　１は左Ｉ戻れ界面構造を有する強誘電性液晶であって
一対の電極１２および配向ｌｌ１１４を有する透明基板
１１ａ、ｆｌｂによって挟持されている。また、１３は
Ｓ　ｉ　Ｏ，などの透明絶縁膜である。光源５として、
ここでは特に背面光源として明るいことが知られている
３波長型光源（商品名「メロウルックあかりちゃん」：
東芝（株）社製）を用いた。

第１図（ｂ）は、本実施例のディスプレイ装置の偏光板
Ａ、Ｐの位置とラビング軸Ｒとの関係を示す図である。

同図は、右平均分子長軸と垂直な方向にポラライザーＰ
の電気ベクトルの透過軸を合わせ、アナライザーＡの電
気ベクトルの透過軸をクロスニコルより明状態が明るく
なる側へ０゜〜２０°の間の角度だけずらすという本実
施例の特徴を示している。ここでは特に、アナライザー
は明状態が明るくなる側へ５°ずらすこととしている。

第１図（Ｃ）は、ポラライザーの電気ベクトルの透過軸
Ｐ、アナライザーの電気ベクトルの透過軸Ａおよびラビ
ング軸Ｒの、基準軸（Ｘ軸）からの角度θ２．θ、、θ
３の定義を示す図である。

本実施例では同図のようにＸ軸からの角度で種々の角度
を表現するものとする。このＸ軸からの角度を使うと、
本実施例のポラライザーの電気ベクトルの透過軸Ｐ、ア
ナライザーの電気ベクトルの透過軸Ａおよびラビング軸
Ｒの３つの軸の相対関係は、 θＲコ１３５°、θＰ＝３８＠、θＡ−１２３゜と表わ
される。

なお、本実施例の強誘電性液晶ディスプレイ装置におけ
る見かけのチルト角θ、は７°である。

また、左平均分子長軸２とは、第１図（ｄ）に示すよう
に、２つの平均分子長軸２．３とラビング軸Ｒの交点が
紙面の下側にくるように配置したときラビング軸Ｒに対
して左側にある平均分子軸の長袖方向と定義した。ただ
し、第１図（ｄ）はパネルを第１図（ａ）の付番４の位
置から（紙面の上から下方向）見たときの図である。逆
に右平均分子長軸３とは、ラビング軸Ｒに対して右側に
ある平均分子軸の長袖方向と定義した。ただし、平均分
子軸の長袖方向とは略ＦＬＣ分子の長軸方向であり、平
均分子軸の短軸方向とは略ＦＬＣ分子の短軸方向とする
。したがって、左平均分子軸の短軸方向（左平均分子短
軸）とは上記左平均分子長軸２と直交する方向であり、
右平均分子軸の短軸方向（右平均分子短軸）とは上記右
平均分子長軸３と直交する方向である。また、ここでは
上記左平均分子長軸と左平均分子短軸とを合わせて左平
均分子軸と呼び、右平均分子長軸と右平均分子短軸とを
合わせて右平均分子軸と・呼ぶこととする。

第２図は、本実施例の強誘電性液晶（ＦＬＣ）の左Ｉ戻
れ界面構造を模式的に示す図である。同図（ａ）は、下
界面のＦＬＣ分子２３と上界面のＦＬＣ分子２２との捩
れ関係が下基板１１ａから上基板１１ｂへの方向２４に
対して左回転方向に捩れていることを示す模式図である
。また同図（ｂ）は、ＦＬＣのコーンを底の方から見た
ときの下基板１１ａから上基板１１ｂにかけてのＣダイ
レクタ−の変化のようすを右平均分子軸となる第１の安
定状態と左平均分子軸を有する第２の安定状態について
示した図である。ここでも下界面分子２３と上界面分子
２４０を戻れが左捩れとなっている。また、同図（Ｃ）
はＦＬＣのシェブロン（ｃｈｅｖｒｏｎ　）型の層構造
を示す図である。２５はＳ’ｍＣ″相の層、２１は中央
部の分子であり、中央部の分子２１は基板界面に対して
平行となっていることを示す、Ｒはラビング方向である
。

上述の左）戻れ界面構造を得るためには、Ｐ８（自発分
極）が正の強誘電性液晶と配向膜界面のダイポールモー
メントが略セルの内側に向いている極性配向膜を用いる
か、またはＰｌｌが負の強誘電性液晶と配向膜界面のダ
イポールモーメントが略セルの外側に向いている極性配
向膜を用いることが有効である。

上記の実施例では、特にｐｍが正であることを特徴とす
るメルク（株）社製の強誘電性液晶ＺＬ１−３４８８を
ポリイミド配向膜を有する厚さ１．５μｍのＦＬＣセル
に注入することによって左捩れ界面構造の配向状態を得
た。

この他、Ｐｓが正の材料であるメルク（株）社製の強誘
電性液晶ＺＬＩ−３４８９などをポリイミド配向膜また
はポリエチレンオキシドなどの有機配向膜を有するセル
厚１，０〜２．５μｍのＦＬＣセルに注入することによ
っても、左捩れ界面構造の配向状態を得ることができた
。

第３図は、左捩れ界面構造の配向状態であることを検定
する方法を示す図である。ここでは、セル厚が１．０〜
２．５μｍ程度のＦＬＣセルについて、偏光板ＰとＡお
よびラビング軸Ｒを図の如く設定したときの、右捩れ界
面構造と左涙れ界面構造のＦＬＣの色の差を示した。す
なわち、右捩れ界面構造のときのＦＬＣの色は、同図（
ｂ）に示すように、例えば、 ■θ、＝１０５°、θｐ＝０＠、　　θＲ；９０゜のと
き、左平均分子軸２を有する第２の安定状態の色が紫色
〜青紫〜青〜淡青となり、■θＡ−７５’、　θｐ＝０
６．θＲ＝９０゜のとき、右平均分子軸３を有する第１
の安定状態の色がうす茶色〜淡黄色となる。

このことから、配向状態が右捩れ界面構造であることが
判定できる。

一方、左を戻れ界面構造の時のＦＬＣの色は、同図（ａ
）に示すように、例えば、 ■θＡ−１０５°、θＰ−〇°、θＲ−９０゜のとき、
左平均分子軸２を有する第２の安定状態の色がうす茶色
〜淡黄色となり、 ■θ、＝７５＠、　　θ、＝０９．θＲ＝９０゜のとき
、右平均分子軸３を有する第１の安定状態の色が紫色〜
青紫〜青〜淡青となる。

このことから、配向状態が左捩れ界面構造であることが
判定できる。

一方、第４図（ａ）は、上記実施例の明状態の色強度の
視野角依存性を示す図である。ここで視野角とは、同図
（ｂ）に示すように、ある入射角ＨＩｎ（ここでは特に
Ｈｔｎ＝４０”　とした）を固定して紡維状の軌道４２
に沿フてＦＬＣパネル４１を見る方向を変化させたとき
の基準軸（Ｘ軸）からの角度である。同図（ａ）では、
４つの同心円に沿った回転角度と対応させて表示した。

また、同図（ａ）で同心円の中心からの長さは色強度の
大きさを示す値であり、ＪＩＳ規格Ｚ８７０１に定めら
れた色度圧ｉ（ｘ、ｙ）において、観測されたパネルの
色度座標値とＣ光源の色度座標値との距離として表示し
た。また、色相については主な観測方向における色の概
要を矢印を使って記入した。

塩玖里ユ 比較例１は、偏光板Ａ、Ｐとラビング軸Ｒの位置関係を
第５図（ａ）に示すように、 θＲ−１３５°、θ、＝１２８＠、θ、；３３゜とした
ことを除き上記の実施例１と同様に構成した。

第５図（ｂ）は比較例１の色強度の視野角特性を示す図
である。同図（ｂ）と第４図（ａ）とを比較することに
よって、実施例１の液晶ディスプレイ装置のパネルの色
づきが従来例である比較例１に比べて大きく改善された
ことがわかる。

実施例２ 実施例２は、偏光板Ａ、Ｐとラビング軸Ｒ（７）位置関
係を第６図（ａ）に示すように、 ０Ｒ＝１３５°、θＰ；３３°、θＡ＝１２８゜とする
ことを除き上記の実施例１と同様に構成した。

このとき、第６図（ｂ）に示す色強度の視野角特性が得
られた。

夫五■旦 実施例３は、偏光板Ａ、Ｐとラビング軸Ｒの位置関係を
第７図（ａ）に示すように、 θＲ−１３５”、θ２＝３８°、θＡ−１２８゜とする
ことを除き上記の実施例１と同様に構成した。

このとき、第７図（ｂ）に示す色強度の視野角特性が得
られた。

度枚■ユ 比較例２は、偏光板Ａ、Ｐとラビング軸Ｒの位置関係を
第８図（ａ）に示すように、 θ□＝１３５°、θｐ＝１２３＠　　θＡ冨３８６とす
ることを除き上記の実施例１と同様に構成した。

このとき、第８図（ｂ）に示す色強度の視野角特性が得
られた。

比較例３ 比較例３は、偏光板Ａ、Ｐとラビング軸Ｒの位置関係を
第９図（ａ）に示すように、 θ、＝１３５°、θ、＝１２８’、θＡ４３８゜とする
ことを除き上記の実施例１と同様に構成した。

このとき、第９図（ｂ）に示す色強度の視野角特性が得
られた。

以上のように、実施例１〜３と比較例１〜３の液晶ディ
スプレイ装置を得、色強度の特性をそれぞね比較した。

これらの特性の比較により、左取れ界面構造のＦＬＣの
右平均分子長軸と垂直な方向にポラライザーの電気ベク
トルの透過軸を略合わせた実施例１〜３のセルの明状態
の色づきは、左を戻れ界面構造のＦＬＣの左平均分子長
軸の方向に略ポラライザーの電気ベクトルの透Ｊｉｔｈ
を合わせた比較例１〜３のセルに比べて、低く抑制され
ていることがわかる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、左捩れ界面構造
のＦＬＣの右平均分子長軸と直交する方向に略ポラライ
ザーの電気ベクトルの透過軸を合わせているので、明状
態の色づきが抑制され、表示品位の高い強訴電性液晶デ
ィスプレイが実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る（実施例１）強話電
性液晶ディスプレイ装置の断面図および模式図、 第２図は、左捩れ界面構造を説明するための模式図、 第３図は、左捩れ界面構造の検定方法を説明するための
模式図、 第４図は、上記実施例１のディスプレイ装置のパネルの
色強度を示すグラフおよび視野角を示す模式図、 第５図は、比較例１の偏光板位置およびパネルの色強度
を示すグラフ、 第６図は、実施例２の偏光板位置およびパネルの色強度
を示すグラフ、 第７図は、実施例３の偏光板位置およびパネルの色強度
を示すグラフ、 第８図は、比較例２の偏光板位装置およびパネルの色強
度を示すグラフ、 第９図は、比較例３の偏光板位置およびパネルの色強度
を示すグラフである。 １１ａ：下側透明基板、 １１ｂ二上側透明基板、 １３：透明絶Ｍｌｌｌ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極および配向膜を有する一対の基板で強誘電性
   液晶を挟持してなる強誘電性液晶セルを一組の偏光板の
   間に配置した強誘電性液晶素子と、該強誘電性液晶素子
   に光を照射する光源とを有する強誘電性液晶ディスプレ
   イ装置において、上記光源に近く観測者から遠い側の偏
   光板であるポラライザーから上記光源から遠く観測者に
   近い側の偏光板であるアナライザーへと向かう方向に上
   記強誘電性液晶素子を見たときに、上記強誘電性液晶の
   界面分子が左回転方向に捩れている配向状態であり、か
   つ、 該配向状態の２つの双安定状態のうちで、２つの平均分
   子長軸とラビング軸とをこれらの軸の交点が下側にくる
   ように見たとき、平均分子長軸がラビング軸に対して右
   側にある右平均分子長軸と垂直な方向に上記ポラライザ
   ーの電気ベクトルの透過軸を略合わせる ことを特徴とする強誘電性液晶ディスプレイ装置。