JPH0412316A - 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、特に正の誘電異方性を有
する液晶が液晶層の厚み方向に９０°以上ねじれた構造
を有するＳＴＮ型液晶表示素子に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来主
に用いられてきた液晶の表示モードは、ツイストネマテ
ィック（ＴＮ）型と呼ばれ、一対の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い
る。この表示モードは、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、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った。これは、高時分割
駆動になると、選択点と非選択点にかかる電圧の比が１
に近づくためで、高コントラスト、広視角の表示素子を
得るためには、素子の相対透過率が１０％変化する電圧
Ｖ□。に対する５０％変化する電圧Ｖｉｏの比（ｖｉ。

／Ｖ１１１）で表わされる急峻度γをできるだけ小さく
することが必要である。

ツイストネマティック型の場合、このγ値は１．１３程
度である。このγ値を小さくするために、液晶分子のね
じれ角を大きくし、偏光軸を液晶配向方向とずらす方式
が提案されており、ＳＢＥモドやＳＴＮモードと呼ばれ
ている。このような方式によると、γ値を１．１以下に
することができ、１／４００デユ一テイ程度の高時分割
駆動が可能になる。

しかし、このような方式では、複屈折による着色及びそ
の電圧による変化を利用するため、液晶セルの透過光ま
たは反射光には着色を生じ着色背景上への表示となる。

一方、このような液晶表示素子において、１つの表示セ
ルを用いて異なる背景色の表示を実現し、部分強調や情
報内容の区分などに用い多彩な表示を実現することが望
まれているが、これまでのところ、このような多彩な表
示を実現する具体的な手法についての提案はなされてい
ない。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされた
もので、上記のような多彩な表示を可能とする液晶表示
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
するために、本発明によれば、正の誘電異方性を有する
液晶組成物からなる液晶層が、電極を備えた一対□の基
板間で、電圧無印加時に基板に対して略水平に配向し、
液晶層の厚み方向に１２０°以上、３６０°以下のねじ
れた構造を有するように構成された液晶セルと、該液晶
層を挟むように設けた一対の偏光子との間の少なくとも
一方に、ラビング処理された基板上に形成された高分子
液晶層を有し、該基板のラビング方向が部分的に異なっ
ていることを特徴とする液晶表示素子が提供される。

次に、図面を参照して、本発明の構成を詳述する。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
。この図において、セル１０はＳＴＮセルで、基板１，
１１はそれぞれ配向処理が施された配向膜３，１３と透
明電極４，１４を有し、離間、対向して配設され、その
間に液晶６が封入され、シール剤５によって外気と遮断
される。この液晶セル１０が第１偏光子２および第２偏
光子１２に挟まれ、基板ｌと偏光子２との間に高分子液
晶層７が配設されて液晶表示素子を構成している。

本発明の液晶表示素子の構成例のように、基板と偏光子
の間に高分子液晶層を設ける場合、基板としでは透光性
を有するガラス、プラスチックなどを用いる。プラスチ
ック基板を用いたときは、基板の厚さを０　、２ｍｍ以
下の薄厚にすることが容易であり、そのため表示素子を
きわめて薄く、かつ軽量にすることができる。また、基
板が薄いために表示が二重像にならず広視角の表示素子
を得ることができる。

本発明の液晶表示素子の各基板における配向処理は、液
晶分子が電圧無印加時に略水平配向するように行われ、
この配向処理方向に沿って液晶分子が優先配向する。こ
の場合、液晶分子の配向に関していう略水平とは、液晶
分子の基板に対する傾き角がおおよそ０＠から３０°の
範囲にあることを言う。この配向制御は、基板に対して
、従来公知の斜方蒸着や、無機または有機被膜を形成し
た後に綿布などでラビングすることにより行うことがで
きる。本発明に使用する配向膜３，１３としては、ポリ
アミド、ポリイミドなどの高分子被膜等にラビング処理
したものや、Ｓｉｎ、　ＭｇＯ，ＭｇＦ、などを用いて
斜め蒸着したものが用いられる。

本発明の高分子液晶層７は、第２図に示すように、基板
のラビング方向が部分的に異なる領域を有する。すなわ
ちこの部分の領域の基板ラビング方向すはそれ以外の領
域の基板のラビング方向ａと異なっている。液晶セルを
透過した光が高分子液晶層に入射する時、高分子液晶層
と対応する部位の基板のラビング方向が違うと、ラビン
グ方向に配向した液晶分子の長軸方向と短軸方向に対す
る光の振動成分が異なるため、高分子液晶層を透過した
光の偏光状態も異なってくる。このため、高分子液晶層
の基板のラビング方向を部分的に異ならせることにより
、表示素子の背景色及び表示色を部分的に異ならせるこ
とが可能となる。なお、第２図の例は、ラビング方向の
違う領域が１ケ所であるが、勿論２ケ所以上あっても良
い。

〔実施例〕

以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例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有する上下ガラス基板間での
液晶のねじれ角が１８０°であり、液晶層のりタープ−
ジョンが０．９５ＩｉｒｎであるＳＴＮセルＡを作製し
た。液晶は正の誘電異方性を有するネマチック液晶ＺＬ
Ｉ２２９３（メルク社製）にカイラルネマティック液晶
５８１１（メルク社製）を添加したものを用いた。

配向処理は、ポリイミド膜のラビング処理により行った
。

ガラス基板上に配向膜としてポリイミド膜を形成し、表
示領域の一部をマスクするラビングマスクを用いてラビ
ング処理して（ラビング方向ａ）、次に前記マスクのマ
スクされなかった領域をマスクし、マスクされた領域を
マスクしないラビングマスクを用いてラビングを行った
（ラビング方向ｂ）。ラビング方向すは、セルＡの液晶
分子のねじれの向きラビング方向ａから４５°の角度を
成すようにした。この配向膜上に、各々下記（１）式及
び（２）式で示される繰返し単位を持つ２種のポリシロ
キサン系高分子液晶の混合溶媒を、リターデーションが
０．９５ｐｍ、ねじれの向きがセルＡと逆でねじれ角が
２４０６となるように塗布し、高分子液晶層Ｂを形成し
た。次に該高分子液晶層ＢをセルＡの上に、セルＡと高
分子液晶層Ｂのねじれの向きが逆で、セルＡの上側基板
のラビング方向とラビング方向ａが直交するように重ね
た。

そして下側偏光板の透過軸がセルＡの下側基板のラビン
グ方向と４５°を成し、上側偏光板の透過軸が下側偏光
板の透過軸と直交するように、上下偏光板を設置し、本
発明の液晶表示素子とした。

以上のようにして作製した液晶表示素子の液晶セルＡを
時分割駆動させたところ、高分子液晶層Ｂのラビング方
向がａの領域では非選択画素が黒、選択画素が白となり
、ラビング方向がｂの領域では非選択画素が青、選択画
素が黄色となった。以上のように、本実施例では１つの
表示セルを用いて、異なる背景色の表示を実現すること
ができた。

（実施例２） 実施例１のセルＡと同様にして、ねじれ角が２４０°、
リターデーションが０．８６７１１１１の液晶セルＣを
作製した。

そして実施例１と同様にして、ガラス基板上にポリイミ
ド配向膜を形成し、表示領域の一部のラビング方向をｂ
、他の領域をラビング方向をａ（ａとｂの成す角は４５
°）とし、ラビング処理を行った後、前記（１）式で示
される繰返し単位を持つポリシロキサン系高分子液晶を
塗布し、リターデーションが０．５５μｓのホモジニア
ス配向した高分子液晶層りを形成した。

次に高分子液晶層りを液晶セルＣの上に、セルＣの上側
基板のラビング方向と高分子液晶層りのラビング方向ａ
が直交するように重ねた。そして、さらに下側偏光板の
透過軸がセルＣの下側基板のラビング方向と４５°の角
度を成し、上側偏光板の透過軸が上側基板のラビング方
向と４５°、下側偏光板の透過軸と３０°を成すように
上下偏光板を配向して本発明の液晶表示素子とした。

以上のようにして作製した液晶表示素子のセルＣを時分
割駆動させたところ、高分子液晶層りのラビング方向が
ａの領域では非選択画素が黒、選択画素が白となり、ラ
ビング方向がｂの領域では非選択画素が青、選択画素が
赤となり、１つの表示セルを用いて異なる背景色の表示
を実現することができた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＳＴＮ型液晶表示素子において、液晶
層と偏光子の間に、部分的にラビング方向を変えた基板
上に形成された高分子液晶層を採用したことにより、１
つの表示セルを用いて異なる背景色の表示ができ、多彩
な表示を実現することができる。

【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図は第１図の液晶表示素子の表示領域の状態を示す
図である。 １，１１・・・基板 ２．１２・・・偏光子 ３．１３・・・配向膜 ４．１４・・・透明電極 ５　・・・シール剤 ６　・・・液晶 ７　・・高分子液晶層 特許出願人　株式会社　リ　　コ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）正の誘電異方性を有する液晶組成物からなる液晶
   層が、電極を備えた一対の基板間で、電圧無印加時に基
   板に対して略水平に配向し、液晶層の厚み方向に１２０
   °以上、３６０°以下のねじれた構造を有するように構
   成された液晶セルと、該液晶層を挟むように設けた一対
   の偏光子との間の少なくとも一方に、ラビング処理され
   た基板上に形成された高分子液晶層を有し、該基板のラ
   ビング方向が部分的に異なっていることを特徴とする液
   晶表示素子。