JPH03105319A - 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〕 本発明は液晶表示装置に係り、特に優れた時分割駆動特
性を有し、かつ白黒及びカラー表示が可能な電界効果型
液晶表示装置に関する。

〔従来の技術〕

ただし、この優れた時分割駆動特性を有する液晶表示装
置は透過率が低かった。例えば、反射型タイプあるいは
カラー表示は困難であった。関連するものとして例えば
特開昭６０　−　２５２３２５号公報が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の反射型タイプと言われる液晶表示装置では，偏光
板はいずれも液晶素子の外側にあり，光は透明ｉｔ極、
基板をそれぞれ二回通過し，透過率の減衰が大きく暗い
表示となった。

本発明の目的は、液晶表示装置の透過率を向上させ，白
黒及び、カラー表示を可能にし，コントラスト比を向上
することである． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、ポリジアセチレン膜により形威された．偏
光板を電極の内側、すなわち液晶素子中に設けることに
より達成される。

〔作用〕

優れた時分割駆動特性を有する液晶表示装置は、透過率
が低く、反射型には適さない。すなわち，従来の偏光板
は保護膜，粘着剤等により、多重反射を生じ，透過率が
低下した．偏光板を電極の内側，すなわち液晶素子中に
設けることにより，透過率を高め、さらにコントラスト
比の向上が可能となる。

〔実施例〕

［実施例ｌ］ 以下、本発明を実施するに好適な液晶表示素子について
．図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明になる液晶表示装置の素子構造の断面図
である．ガラス基板２，９に液晶が挾持され、ガラス基
板２の外側に偏光板１が配置されている，また，ガラス
基板と液晶Ｍ５の間には電極が配置され、上側電極３は
ＩＴＯなどの透明電極であるが，下側電極８は透明でな
くともよく、たとえばクロム，アルミ，金などの金属電
極が適している。さらに、下側電極８のドに酸化アルミ
などの反射板を配置するが、上記金属電極を用いること
により，反射板を兼ねることも可能である。

下側電極８と配向膜６の間には第１表に代表されるポリ
ジアセチレン膜により作成された偏光板７が配置されて
いる。ここで，偏光板７は次のようにして作成した。す
なわちｐ−３ＢＣＭＵ　（第１表（ａ）の化合物）の０
．５ｇ／ｌ　　のクロロホ第　　工　　表 （ｆ）Ｒｘ＝Ｒ２；−（ＣＨｚ）ｎ−〇一Ｃ−Ｎ−Ｃ２
Ｈ３■ ○ （ｎ；２，５〜１２） Ｈ （ｅ）Ｒｚ＝Ｒｚ；−ＣＨｚ　−０−Ｃ−Ｎ−ＣｅＨａ
ｎ ○ Ｒエ：Ｒ２＋　　ＣＨｚ−０−Ｓ○Ｚ　　Ｃ　６　Ｈ４
　Ｃ　Ｈ　ａＲ１：Ｒ２　　−ＣＨｚ−０−Ｓ○ｚ−Ｃ
ａＨａＦＲｘ＝Ｒ２；−（ＣＨｚ）４０ｓＯｚｃａＨ４
ｃＨａＲｘ＝Ｒｚ　　−ＣＨｚＮ　●Ｃ１ｘＨｓＲｚ＝
Ｒｚ　　−ＣａＨ４ＮＨＣＯＣＨｓＲ１＝Ｒ２：　　（
ＣＨ２）ｚＯＨ Ｒｌ＝Ｒ２；−ＣＨ２ＣＯ２（ＣＨ２）δＣＨｓＲｌ：
−ＣＨａ　　　Ｒ２；−ＣＨ２０ＨＲ１；　一（ＣＨ２
）＋ｍＣＨａ Ｒｚ；　　（ＣＩｈ）ＱＣＯＯＨ （ｍ　；　３〜１６，　ｎ　：　２”ｌ　Ｏ）（ｒ）　
Ｒｓ＝Ｒｘ　； −ＣａＨ４０ＣＯ（ＣＨ２）３０ＣＯＣ８Ｈ４一ルム溶
液を調製し、その溶液をＬＢ膜作或装置内の純水で満た
された展開槽に数滴展開した。クロロホルムが完全に揮
発した後に，対向する二方向から圧縮速度１　０　０ｃ
ｏ＋ｍ２　／ｓｉｎで圧縮し、表面圧２０ｍＮ／ｍの単
分子膜を作成した。このように気水界面において作製し
た、ｐ−３ＢＣＭＵの配向有機膜を基板上に，水平付着
法により写しとった。これらの基板上に作製したｐ　−
　３　８　ＣＭＵ配向有機膜は、いずれもｐ　−　３　
Ｂ　ＣＭＵの高い配向性を保持した膜圧約２７Ａの良好
なものであった６この操作を３０回繰り返すことにより
偏光板を作製した。

フォトリサーチ社製の輝度計１９８０Ｂによる測定で，
従来液晶素子の透過率が３５％程度であったが、４０％
に向上した。また、偏光板７は液晶ＷＪ５と基板９の間
であれば、その配置位置によらず、同等の効果が得られ
る。

［実施例２］ 本発明を実施するに好適な別の実施例を示す。

第２図において，下側電極工７とガラス基板の間には反
射性を有する膜工８が印刷法あるいは、電着法により配
置され，膜材料中に顔料の添加により赤，青，緑表示や
，白表示が可能となる。また蛍光材の塗布により、更に
透過率を高め、明るくすることが可能である。その他の
条件は実施例１と同じである。

［実施例３］ 本発明を実施するに好適な別の実施例を示す。

第４図は本発明になる液晶表示素子の素子構造の斜視図
である， 液晶分子２４のねじれ方向とねじれ角（ツイスト角）α
は，上側電極基板２２のラビング方向２３と下側電極基
板２５のラビング方向２６及びネマチツク液晶に添加さ
れる旋光性物質の種類と量によって規定される。

ねじれ角αは，しきい値近傍の点灯状態が光を散乱する
配向となることから最大値が制限され、３００度が上限
であり、また下限はコン１−ラストによって制限され、
工８０度が限界である。

本実施例では、走査線数が２００本以上でも、コントラ
スｌ・が十分に満足できるような白黒表示が可能な液晶
素子を提供することを目的としたので、ねじれ角αは２
６０度とした。

本実施例では，偏光板として例えば日東電工製ＧＩ　Ｚ
２９ＤＵを用い、上側偏光板２０の偏光軸（あるいは吸
収軸）２１と下側偏光板２８の偏光軸（あるいは吸収軸
）２９とのなす角β３は、概略垂直あるいは平行とする
。また，下側偏光板２８の偏光軸（あるいは吸収軸）２
９と下側電極基板２５のラビング方向２６とのなす角β
２はコントラスト，明るさ及び色等を考慮すると３０度
から６０度（あるいは１２０度から１５０度）の範囲が
望ましい。本実例ではβ１を１３５度、β２を４５度と
した。

また、本実施例になる液晶表示素子は、顕著なΔｎ−ｄ
依存性を示し、コントラスト，明るさ，色の点から０．
４μｍ≦Δｎ−ｄ≦１．５μｍの条件を満足すると、特
に良好な特性を示し、０．４μｍ以下では透過率が低く
、１．５μｍ以上ではコントラス１・比が低いために表
示特性が低下する。

ここで、Δｎの値については波長依存性があり、短波長
側で大きく、長波長側で小さくなる傾向がある。本明細
書で使用しているΔｎの値は、Ｈ　ｅ−Ｎｅレーザ光（
波長６３２８Ａ）を使用し、２５℃で測定したものであ
る。本実施例ではビフエニール系液晶とエステルシクロ
ヘキサン系液晶を主成分とするネマチツク液晶で、旋光
性物質としてメルク社の８８１１を０．５　重量％添加
したものである。

また、本実施例では、Δｎ＝０．０８３　の液晶を用い
、液晶層の厚さは６μｍとした。したがって，本実施例
の液晶素子のΔｎ−ｄは、０．８　　になるように設定
した。

第５図において，上記のような液晶表示素子と偏光板の
構成では、前述したように背景と表示部に色が付くので
、本発明では、液晶表示素子と上側偏光板１との間に光
学補償用の第二の液晶素子を配置した．この時、ツイス
１〜角は第一・の液晶素子と等しくし逆ねじりとするこ
とにより、−　２６０度とし、またΔｎ−ｄは０．８　
　にるように設定した。

［実施例４］ 本発明を実施するに好適な別の実施例を示す。

第一の液晶素子にカラーフィルタを設け、他の構成は第
１図と同じとする。

また、第６＠は第一の液晶素子の断面図であるが．下側
基板５２と液晶分子５１のなす角度（プレチルト角）と
上側基板５０と液晶分子５１のなす角度は異なり、カラ
ーフィルター側のプレチル１〜角はＯ゜から５゜の範囲
が好ましく，反対側の基板のプレチルト角は３゜から１
５’の範囲が好ましい。カラーフィルターは顔料印刷，
！！着あるいはフオトリソタイプである。赤，青，緑の
各画素の幅は９０μｍ、その間は互いに重なり合い，そ
の幅及び厚さは電極間隔と厚さに等しく，基盤面は概略
平坦となる。また、フィルターの無い基盤の電極間はク
ロムなどのブラックマトリクスをもうけたり、あるいは
ポリイミドなどの透明な材料を塗布することにより，概
略平坦化する。

第７図には本実施例における表示色の範囲をＣＩＥ色度
座標に示した。同図において，色再現性の範囲は市販の
カラーテレビと同等である。またコントラスト比は、１
０対１になった。

以上２６０度ツイストの液晶素子について説明を行なっ
てきたが、液晶素子のΔｎ−ｄの範囲が０．４μｍから
１．５μｍの時，ツイスト角すなわちねじれ角αが１８
０度から３６０度の範囲、さらに，それ以上の範囲でも
同様の効果が得られる。

［実施例５］ 本発明を実施するに好適な別の実施例を第３図に示す。

第３図に示すように、上偏光板３０１，上基板３０２，
強誘電性液晶３０８，ＰＤＡよりなる偏光板３０３，下
基板３０９，下偏光板３０５の順で配置されている。上
ラビング軸方向３０７と下ラビング軸方向３０４とは、
同じ向きであり，本液晶３０８は、ねじりを持っていな
い。光の吸収軸は、上側は符号３０６で示され下側は符
号３１０で示される。液晶として強誘電液品を用いたこ
とを特徴とし、他の構成は実施例１，２．３と同じであ
る。本実施例によれば、位相補正がしやすく、応答速度
が速い。

［実施例６］ 本発明を実施するに好適な別の実施例を示す。

第８図は本発明の液晶素子をディスプレイとして用いた
場合を示す。符号１０９，１０９’は偏光板、符号ｌＯ
Ｏは液晶セル，符号１　１　１　，１１１’は偏光板の
偏光軸、符号１１２はラビング方向、符号１１３，１１
３’はマトリクス電極、符号１１４，１１４′は電極の
駆動回路、符号１２０，１２０’は、基板を示す。また
、第９図は本実漉例における液晶表示装置をラップトッ
プコンピュータに用いた場合の装置図を示す。

第１１図中で、本実施例の液晶表示装置１１０２はラッ
プトップコンピュータの蓋部分に埋け込まれている。蓋
部分とフアクションキー１１０４，テンキー↓１０５及
びアルファベットキー１１０３を形或したキーボード部
とは，切り離し可能となつている。切り離した場合、ア
ンテナ１１０１を通話手段とできるようになっている。

他の構或は実施例１，２．３と同じである。

本発明の液晶素子は，光利用効率が高いので、バックラ
イトを不要又は小形化できるので、小型のディスプレイ
が実現でき、ラップ１〜ツプコンピュータの軽量化に役
立つ。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液晶素子の内側、すなわち電極の内側
に偏光板を設けることにより、透過率が向上し、白黒及
びカラー表示を実現し、さらにコントラスト比の向上と
階調表示が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示素子の断面図、第２図は、本
発明の別な実施例による液晶表示装置の断面図，第３図
は本発明の実施例５における装置概略図、第４図は本発
明の別な実施例による液晶表示装置の斜視図，第５図は
本発明の別な実施例による液晶表示装置の斜視図、第６
図は本発明の別な実施例による液晶表示装置の斜視図、
第７図は本発明における液晶表示素子の背景及び表示部
の色をＣＩＥ色度座標上に示した図、第８図は本発明に
おける液晶表示装置の駆動回路を示す図、第９図は本発
明における液晶表示装置をラップトップコンピュータに
用いた場合の装置の斜視図である。 １，１０，２０．３１・・・上側偏光板．　２１．，　
３２・・・上側偏光板の偏光軸，２，１１，２２，３４
，４１．５０・・・液晶表示素子の上側基板，９，１９
，２５，３７，４４，５２・・・液晶表示素子の下側基
板、３，１２，３３．４０・・・液品表示素子の上側電
極，４，６，１３．１５・・・液晶配向制御膜，８，１
７．２７，３９．４６・・・液晶表示素子の下側電極＋
　５．１４，２４，３６，４３．５１・・・液晶分子，
７，１６，２８，４７・・・ポリジアセチレン膜から成
る偏光板、２９．４８・・・下側偏光板の偏光軸、２１
．３５・・・上側電極基板のラビング方向、２、４５・
・・下側電極基板のラビング方向、３０．４９・・・バ
ックライト。 寓１図 嶌′２−図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電極を有する一対の基板の少なくとも一方が透明で
   、スペーサーを介して配置された一対の基板間に液晶物
   質を挾持し、第一の偏光板を前記一対の基板間に配置し
   、前記第一の偏光板が、可視光領域において吸収二色性
   を有し、前記液晶物質の膜厚より薄いことを特徴とする
   液晶表示装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置において
   、前記第一の偏光板が、概略一軸方向に配列したポリジ
   アセチレン膜であることを特徴とする液晶表示装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置において
   、反射板が前記一対の基板の内側に配置されたことを特
   徴とする液晶表示装置。 ４、特許請求の範囲第３項記載の液晶表示装置において
   、前記偏光板に対して近い側の基板上の電極を、金属性
   電極としたことを特徴とする液晶表示装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載の液晶表示装置において
   、一方の基板上の電極が反射板であることを特徴とする
   液晶表示装置。 ６、特許請求の範囲第５項記載の液晶表示装置において
   、前記反射板が酸化アルミニウムであることを特徴とす
   る液晶表示装置。 ７、特許請求の範囲第３項記載の液晶表示装置において
   、偏光板と基板の間に反射性を有する膜を配置したこと
   を特徴とする液晶表示装置。 ８、特許請求の範囲第４項ないし第６項のいずれか記載
   の液晶表示装置において、前記液晶性物質が正の誘電異
   方性を有し、旋光性物質が添加されたネマチツク液晶で
   あり、配向膜の作用により厚さ方向にねじれた螺旋構造
   が誘起され、前記一対の基板のうち一方の基板の外側に
   第二の偏光板を設け、基板間に配置した第一の偏光板及
   び一対の基板及び挾持された液晶物質とからなる第一の
   液晶素子の外側に設けた第二の偏光板のいずれもがその
   偏光軸あるいは吸収軸を液晶分子配列方向と所定の角度
   に配置したことを特徴とする液晶表示素子。 ９、特許請求の範囲第６項記載の液晶表示装置において
   、前記第一の液晶素子の外側に設けた第二の偏光板と、
   第一の液晶素子との間にネマチツク液晶がいずれも透明
   である一対の基板間に挾持された第二の液晶素子を挿入
   し、第二の液晶素子中のネマチツク液晶には旋光性物質
   が添加され、第二の液晶素子中の配向膜及び旋光性物質
   が有する固有のねじれ力と前記第一の液晶素子中の液晶
   物質の螺旋の向きと逆方向のねじれ構造が誘起され、第
   二の液晶素子が第一の液晶素子により生じた化学的位相
   差を補償することを特徴とする液晶表示装置。 １０、特許請求の範囲第７項又は第８項記載の液晶表示
   装置において、前記第一の液晶素子の配向膜界面と液晶
   分子なす角度、すなわちプレチルト角が、第二の偏光板
   に近い側が、他方より高いことを特徴とする液晶表示装
   置。 １１、特許請求の範囲第７項又は第８項記載の液晶表示
   装置において、前記液晶性物質が強誘電性液晶であり、
   前記一対の基板のうち表示部を見る側の透明基板の外側
   に第二の偏光板を設け、基板間に配置した第一の偏光板
   及び一対の基板及び侠じされた物質とからなる第一の液
   晶素子の外側に設けた第二の偏光板のいずれもがその偏
   光軸あるいは吸収軸を液晶分子配列方向と所定の角度に
   配置したことを特徴とする液晶表示素子。