JPH0416915A - 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°以上ねしれた構造
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、ツイストネマチ
ック（ＴＮ）型と呼ばれ、一対の基板間で液晶分子が約
９０’ねし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
。この表示モートは、時計や電卓等の低時分割駐動では
十分なものであったが１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１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
ｌｌ＋に対する５０％変化する電圧Ｖ、。の比（ＶＳ。

ハ、。）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ｌ。

１３程度である。このγ値を小さくするために、液晶分
子のねしれ角を大きくし、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モートや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
高時分割訃動が可能になる。

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る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
を挾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、部分的に熱処理温度を変えて形成した高分子液晶
層を設けたことを特徴とする液晶表示素子が提供される
。

次に、図面を参照にして、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に挾まれ、基板１と偏光子２どの間に高分子
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
との間に高分子液晶層を設ける場合、基板としては透光
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０．２ｍｎ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、かつ軽量に構
成することができる。また、基板が薄いために、表示が
二重像と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Ｏｏ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、５ｉＯ−ＭｇＯ，ＭｇＦ２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図のように１表示領域
りにおいて部分的に熱処理温度が異なる領域２２を持つ
。高分子液晶が等六相になる温度以上で熱処理して急冷
すると、等六相が固定化され、高分子液晶がネマティッ
ク相（またはコレステリック相）になる温度以上で熱処
理して急冷すると、ネマティック相（またはコレステリ
ック相）が固定化される。したがって、部分的に熱処理
温度を変えることにより、等六相の領域とネマティック
相（またはコレステリック相）の領域を一つの表示面内
で混在させることができ、一つの表示セルを用いて背景
色及び表示色が異なる表示を実現することができる。ま
た、高分子液晶がコレステリック相になる温度以上で熱
処理する場合、処理温度によって高分子液晶のピンチが
変化するため、急冷してガラス相にした時のねじれ角の
大きさが処理温度により変化する。したがって１部分的
に熱処理温度を変えることにより、一つの表示面内でね
じれ角の異なる表示を実現することができる。

第１図の構成例では、高分子液晶層を液晶セルの上側基
板と上側偏光板の間に設置したが、下側基板と下側偏光
板の間に設置しても良く、また、液晶セルの基板と高分
子液晶層を形成する基板は兼用しても良く、さらに高分
子液晶層を液晶セルの基板の液晶層側に形成しても良い
。

〔実施例〕

以下、実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、
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０．９５牌である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ティック液晶ＺＬＩ２
２９３　（メルク社製）にカイラルネマテインク液晶５
８１１（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。

次にガラス基板上に日立化成社製のポリイミドワニスＰ
ＩＱをスピンコード法で約１０００人の厚さに塗布し、
ついで２７０℃で焼成してポリイミド膜を形成した。つ
いでポリイミド膜上をテトロン植毛布で一方向にこすり
、ラビング処理を行った。

次に下記（１）式の繰返し単位を持ちガラス転移点が７
０℃のネマティック液晶性ポリシロキサン系液晶性高分
子と下記（２）式の繰返し単位を持ち光学活性基を有す
るポリシロキサン系液晶性高分子をフェノール／テトラ
クロロエタン混合溶媒（重量比５０：５０）に２５重貴
石となるように溶解させた。

（ｃｈ：コレステリル） この溶液を先の配向膜上にスピンコード法により塗布し
、ついで７０℃で乾燥後、上記高分子液晶がネマティッ
ク相になる１７０℃で３０分間熱処理を行い、室温に急
冷することにより、ねじれ角が１８０°。

リターデーションが０．９５１Ａの高分子液晶層Ｂを形
成した。この高分子液晶ＭＢの一部をＡｒイオンレーザ
−で走査して２００℃以上に熱して等六相にした後、急
冷して等六相を固定化した。

次に高分子液晶層ＢをセルＡの上に、セルＡと高分子液
晶層Ｂのねしｔの向きが逆でかつセルＡの上側基板のラ
ビング方向とセルＡに隣接する高分子液晶層Ｂの配向方
向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の下側基板の透過軸と直交するように上下偏光
板をセルＡと高分子液晶層Ｂの両側に設置し、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八を
時分割１動させたところ、高分子液晶層Ｂの等六相が固
定化された領域では、非選択画素が青色、選択画素が黄
色となり、高分子液晶層Ｂのコレステリック相が固定化
さした領域では、非選択画素が黒、選択画素が白となっ
た。以上のように、一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°、
ツタ−デージョンが０．８６ＩＲｒｌ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
上記（１）式の繰返し単位を持つネマティック液晶性ポ
リシロキサン系液晶性高分子を塗布して、１７０℃で熱
処理を行って急冷し、リターデーションか０．５５−の
ホモジニアス配向した高分子液晶層りを形成した。さら
に、高分子液晶層りの一部をＡｒイオンレーサーで走査
して等六相にした後、急冷して等六相を固定化した。

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配向方向が直交
するように重ねた。そして下側偏光板の透過軸がセルＣ
の下側基板のラビング方向と４５°を成し、上側偏光板
の透過軸が上側基板のラビング方向と４５°、下側偏光
板の透過軸と６０’を成すように上下偏光板を配置して
、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ＪｉＪＤの等刃組が固
定された領域では非選択画素が黄色、選択画素が青色と
なり、ネマティック相が固定化された領域では、非選択
画素が黒１選択画素が白となり、一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３） 実施例１のセルＡと同様にして、ねじれ角が１８０°、
リターデーションが１　、５６ｐｍの液晶セルＥを作製
した。

次に、薄いポリマーフィルム上に、ポリペプチドのサー
手トロピック液晶ポリ〔（γ−ベンジルしグルタメート
）−ＣＯ−（γ−ドデシルし一グルタメート）〕を塗布
し、１８７℃で熱処理して急冷し、ねじれ角が１８０°
、リターデーションが０．７６岬の高分子液晶層Ｆを形
成した。次に、高分子液晶層Ｆの一部をホットプレート
で１９３℃に加熱してコレステリックピッチを変えて急
冷し、ねじれ角が９０°、リターデーションが０．７６
癖の領域を形成した。

次に、高分子液晶層Ｆを液晶セルＥの上に、実施例１と
同様に積層し、上下偏光板も実施例１と同様に設置し、
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Ｅを
時分割駆動させたところ、高分子液晶層Ｆのねじれ角が
１８０°の領域では非選択画素が緑色。

選択画素が青色となり、高分子液晶層Ｆのねしれ角が９
０’の領域では非選択画素が青色、選択画素が赤色とな
り、一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４） 実施例３と同様にして、１９１°Ｃで熱処理後急冷し、
ねじれ角が１８０’、リターデーションが１．０８７ａ
ｎの高分子液晶層Ｇを形成した。高分子液晶層Ｇの一部
を１８５°Ｃに加熱して急冷し、ねじれ角が２７０°、
リターデーションが１．０８μｍの領域を形成した。

高分子液晶ＮＧを液晶セルＥの上に実施例１と同様に積
層し、上下偏光板も実施例１と同様に配置し１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Ｅを
時分割駆動させたところ、高分子液晶層Ｇのねしれ角が
１８０°の領域では非選択画素が赤色。

選択画素が白となり、また、高分子液晶層Ｇのねじれ角
が２７０°の領域では非選択画素が青色１選択画素が黄
色となり、一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、部分的に熱処理温度を変えて形成し
た高分子液晶層を設けたことにより、一つの表示セルを
用いて異なる背景色の表示ができ、多様な表示を実現す
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な示す
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 ２１　　・・熱処理温度Ｔ工の領域 ２２　　・・熱処理温度Ｔ２の領域 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、該液晶層を挾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、部分的に熱処理温
   度を変えて形成した高分子液晶層を設けたことを特徴と
   する液晶表示素子。