JPH0273327A - 液晶表示素子 - 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〕 本発明は液晶表示素子に関し、特にスーパーツイステッ
ドネマテインク型（以下ＳＴＮ型と称す）液晶表示素子
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来主に用いられてきた液晶の表示モードは、ツィステ
ッドネマティック型（以下ＴＮ型と称す）と呼ばれるも
のである。このＴＮ型液晶表示素子は一対の上下基板間
で液晶分子が約９０°ねじれた構造をとっており、液晶
による偏光面の回転と、電圧印加によるその効果の消失
を利用しており、これまで最も多く利用されている。

ところが、　ＴＮ型の表示モードは、時計や電卓等の低
時分割駆動では十分なものであったが５表示容量を増大
させるために高時分割駆動させると。

コントラストが低下したり、視角がせまくなるという欠
点がある。このため、現在、従来のＴＮ型液晶表示素子
より表示容量が大きいＳＴＮ液晶表示素子が盛んに開発
されている。このＳＴＮ型液晶表示素子は偏光軸を液晶
配向方向とずらした方式をとっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のＳＴＮ型液晶表示素子は表示容量
は大きくなるものの、背景色の視角依存性が大きいとい
う問題があった。

この問題に対し、液晶層と偏光板との間に複屈折性層を
設は視角依存性を改良しようという提案もなされている
が、この複屈折性層は面内で異方性を持つため、用いる
方向が規制されるという不都合があった。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、視角によ
る色変化が低減され、表示品質の優れたＳＴＮ型液晶表
示素子を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記目的を達成
するため、本発明によれば、電極を有する一対の基板間
に、正の誘電異方性を有する液晶層が、その分子長軸を
該基板に対して略水平となるように挟持され、両基板間
で該分子長軸が該液晶層の厚み方向に１８０°以上ねじ
れた構造をとるように構成された液晶セルと、該基板の
外側に該液晶セルを挾むように設置された一対の偏光子
を具備して構成される液晶表示素子において、当該液晶
表示素子が複屈折性を有する層を含み、該複屈折性を有
する層は１面内のいずれの方向に対する屈折率もほぼ等
しく、かつ、０．０４７ｍ＜（ｎｚ−ｎｚｙ）ｊｌ＜０
．２．Ｈ（ただし、ｎｚｙ、　ｎｚ及びＱはそれぞれ該
複屈折性を有する層の面内方向の屈折率、厚み方向の屈
折率及び厚みである。）なる関係式を満足することを特
徴とする液晶表示素子が提供される。

本発明では、ＳＴＮ型液晶表示素子の視角依存性を、面
内の屈折率（ｎｚｙ）は等方向であるが、厚み（Ｕ）方
向の屈折率（ｎｚ）がｎｚｙより大きいような複屈折性
層を用いることによって、低減させている。

この場合、ｎχＪ／ｌ　ｎｚ及び０の間には上述のよう
に０．０４ｍ＜（ｎｚ−ｎｚｙ）１２＜０．２−の関係
が、より好ましくは０．０８ｍ＜（ｎｚ−ｎｚｙ）Ｑ＜
０．１５７ａの関係が成り立つ必要がある。　（ｎｚ−
ｎｚｙ）Ｑの値が０．２／Ｊｓより大きいと複屈折性層
がない場合と同程度かそれ以上の視角依存性となり、ま
た０、０４７ａより小さいと複屈折性がない場合と同程
度の視角依存性となる。

このような複屈折性層は、例えば、液晶層と両側光子の
間の少なくとも一方に設置されたポリマー層により実現
される。また、２つの基板のうちの少なくとも一方に複
屈折性を持たせ、その複屈折性基板が上記関係式を満足
するようにしてもよい。また、上記ポリマー層の代わり
に、ホメオトロピック配向させた液晶セルを用いるよう
にしてもよい、さらに、一対の偏光子のうちの少なくと
も一方に複屈折性を持たせるようにしてもよい。

具体的には、例えば、偏光子を２枚の偏光子用基板で構
成し、その間に二色性偏光膜を挾み、かつ。

液晶層側の偏光子用基板に複屈折性を持たせるようにす
る。

次に５本発明を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明の液晶表示素子の構成例を示す断面図で
ある。透明電極１２，２２および配向膜１１，２１が形
成された上下両基板１３．２３の間に液晶層３０が挾持
されており、シール材３１によって外界と隔離されて液
晶セルが形成されている。液晶層３０の液晶分子は、配
向膜１１，２１によって基板１３．２３に対して略水平
方向になっており１分子長軸の方向は液晶層３０の厚み
方向に１８０°以上ねじれている。なお、必要に応じて
液晶層３０またはシール材３１に液晶層３０の厚さを一
定に保つためのギャップ材を混入してもよい。

上記のように形成された液晶セルの最も外側に偏光子１
４　、２４が配設されるが、本構成例では、上側偏光子
２４と上側基板２３の間に上述の条件を満足する複屈折
性層３２を配置した。

ここで複屈折性層３２の作用効果を説明するために、第
２図のように角度の定義を行う、すなわち、液晶セル平
面ＣＰに垂直な方向と入射光ＩＬの成す角度をθ、液晶
層３，０全体の厚さの中心の位置での液晶分子長軸方向
の向きをＭＰ、入射光方向の基板平面への射影方向とＭ
Ｐ力方向成す角をφとする。

液晶セルを正面から見たとき（θ＝ｏ’）の色と、斜め
方向から見たとき（θ＝４０°、φ＝０°）の色の差を
ΔＵとして、ΔＵと複屈折性、Ｉｅ＃３２の厚さＱ（μ
ｍ）の関係を第３図において実線で示す。図中、点線は
斜め方向から見たとき（ｅ＝４０”、φ＝９０°）の色
と、正面から見たときの色の差である。Ｑ＝Ｏのときは
複屈折性層３２が無いときに対応し、Ωが３．５−以下
のときに色の視角依存性が小さいことがわかる。

また、２を変化させる代わりに（ｎｚ　−ｎｚｙ）の値
を変化させても同様の効果が得られた。そこでＱの値と
（ｎｚ　−ｎｚｙ）の値に着目して検討した結果。

（ｎｘｙ）ｌが０．０４ｐｍ−０，２μｅ＋の値をとる
ときに、色の視角依存性が著しく低減され、所期の目的
を達しうろことがわかった。そして、その効果は特に（
ｎｚ−ｎｚｙ）ｆｌが０．０８．−０．１５．の値をと
るときにさらに著しいことがわかった。

複屈折性層３２を構成するものとしては各種有機ポリマ
ーが使用可能である。また複屈折性層３２の代わりに、
ホメオトロピック配向した液晶セルを用いても所望の役
割りが果たせる。この場合、液晶材料としては一般のネ
マティック液晶かスメクティソクＡ相をとる材料が使用
できる。ホメオトロピック配向を誘起する配向処理とし
ては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、
アルミニウム系カップリング剤、クロム系カップリング
剤などによる処理、テトラフルオロエチレンなどを原料
としてプラズマ重合によって生成されるポリマーの付着
などが挙げられる。

第４図は本発明による液晶表示素子の別の構成例を示す
断面図である。同図中、第１図と同様な要素には同一符
号を付しである。この構成例は第４図を見る限り外見上
従来の液晶表示素子と同様の構成であるが、偏光子１４
．２４の構造が従来のものとは異なっている。すなわち
、第５図に示すように、偏光子１４．２４は、２枚の偏
光子用基板４１．４２の間に二色性偏光膜４０を挾んだ
構造となっている。

そしてこの２枚の偏光子用基板４１．４２のうち液晶層
３０側の基板に、前述と同様の複屈折性を有するポリマ
ー層を用いることにより、上記と同様の効果を得ること
ができる。

また、第４図の構成で、偏光子１４．２４については第
１図の素子と同様のものを用い、その代わりに液晶セル
に用いている基板１３．２３のうちの少なくとも一方を
前述と同様の複屈折性を有するポリマー層で構成するよ
うにしても、上記と同様の効果を得ることができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例につき説明するが１本発明はこれら
実施例のみに限定されるものではない。

実施例１ ストライプ状の透明電極を形成したガラス基板にポリイ
ミド系配向膜を形成し、ラビング処理を施し、これを２
枚貼り合わせてその間にメルク社製ネマティック液晶Ｚ
ＬＩ−２２９３と同社製カイラルネマティック液晶５８
１１を混合した液晶を封入し、液晶セルを形成した。セ
ル厚方向での液晶分子長軸のねじれ角は２２０６とした
。この液晶セルを２枚の偏光板に挾んで液晶表示素子を
作製し、観察したところ、見る方向によりセルの色が著
しく変化した。

上記と同様にして形成した液晶セルの両側に一対の偏光
板を配設する際、上側偏光板と液晶セルとの間に（ｎｚ
−ｎｚ、）Ｑ＝０．１２−となるようなポリマー層を挾
んでＳＴＮ型液晶表示素子を作製した。この素子を観察
したところ、セルの色の視角依存性はほとんど認められ
なかった。

実施例２ 実施例１の液晶セルの２枚のガラス基板のうちの一方を
複屈折性ポリマー層として液晶セルを形成し、該液晶セ
ルを２枚の偏光板に挾んで液晶表示素子を作製してＩＩ
祭を行ったところ、他に何の手段も用いずに、セルの色
の視角依存性が低減できた。

実施例３ 電極を持たない２枚のガラス基板の表面をチッソ社製垂
直配向剤ＤＭＯＡＰで処理した後、貼り合わせ、その間
にメルク社製ネマティック液晶ＺＬＩ−２３５９（Δｎ
＝０．０５）を封入した。複屈折の大きさを調整するた
め、セル厚は２．２岬とした。これを複屈折性層として
、実施例１のＳＴＮ型液晶セルと偏光板の間に置いたと
ころ、セルの色の視角依存性は著しく低減した。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、前述のよ
うな構成としてので、複屈折性層の用いる方向の規制な
しに、視角による色変化が低減され、表示品質の優れた
液晶表示素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示素子の構成例を示す断面図、
第２図は本発明の液晶表示素子における複屈折性層の作
用効果を説明するための角度の定義を示す図、第３図は
液晶表示素子を正面から見たときの色と斜め方向から見
たときの色の差ΔＵと複屈折性層の厚さＱの関係を示す
グラフ、第４図は本発明の液晶表示素子の別の構成例を
示す断面図、第５図は第４図の偏光子の構造を示す断面
図である。 １１．２１・・・配向膜　　　１２，２２・・・透明電
極１３．２３・・・基板　　　　１４．２４・・・偏光
子３０・・・液晶層　　　　３１・・・シール材３２・
・・複屈折性層 ２２：」ユイ副透−月１１−才ラメ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極を有する一対の基板間に、正の誘電異方性を
   有する液晶層が、その分子長軸を該基板に対して略水平
   となるように挟持され、両基板間で該分子長軸が該液晶
   層の厚み方向に１８０°以上ねじれた構造をとるように
   構成された液晶セルと、該基板の外側に該液晶セルを挾
   むように設置された一対の偏光子を具備して構成される
   液晶表示素子において、 当該液晶表示素子が複屈折性を有する層を含み、該複屈
   折性を有する層は、面内のいずれの方向に対する屈折率
   もほぼ等しく、かつ、 ０．０４μｍ＜（ｎ＿ｚ−ｎ＿ｘ＿ｙ）ｌ＜０．２μｍ
   （ただし、ｎ＿ｘ＿ｙ、ｎ＿ｚ及びｌはそれぞれ該複屈
   折性を有する層の面内方向の屈折率、厚み方向の屈折率
   及び厚みである。） なる関係式を満足することを特徴とする液晶表示素子。