JPH04412A - 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ｖｉ。に対する５０％変化する電圧ＶＳ
Ｏの比（ＶＳ。／Ｖ□。）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、偏光軸を液晶配肉方向
とずらす方式が提案されており、ＳＢＥモードや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、原理的に白黒表示を
行うことは困難であり、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ってしまう。

ＳＴＮ型液晶表示素子の着色を解消する色補償板として
、ねじれの向きが逆でねじれ角が等しい液晶セルを用い
る方法、高分子フィルムなどの複屈折性媒質を用いる方
法が知られている（特開昭６４−５１９号公報）。しか
し、従来の色補償されたＳＴＮ型液晶表示素子は、視角
による表示色の変化、コントラストの変化が大きいとい
う欠点があった。

本発明は、従来の液晶表示素子にみられる前記欠点を解
消し、優れた表示品質を有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°以下のねしれ
た構造を有するように構成された液晶セルと、該液晶層
を挟むようにして設けられた一対の偏光子との間の少な
くとも一方に、該液晶セルの基板に対して略水平に配向
した高分子液晶層と、該基板に垂直な方向の屈折率が該
基板に水平な方向の屈折率よりも大きい複屈折層を有す
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．】３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１と偏光子２との間に高分子液
晶層７と複屈折層８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及び複屈折層を設ける場合、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
．２＋＋＋ｍ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ない
という利点がある。

本発明の液晶表示素子の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
、ＳｉＯ３ＭｇＯ１ＭｇＦ２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、ＳＴＮセル１０による偏光
状態の変化を補償する作用を持つ。高分子液晶層７は、
基板１に対して略水平に配向し、厚み方向にねじれた構
造またはねじれのないホモジニアスな構造を有する。高
分子液晶を用いた色補償板は、通常の液晶セルに較べて
製造コストが安く生産性が高いため工業的に有利である
。

複屈折層８は、基板１に垂直な方向の屈折率が、基板ｌ
に平行な方向の屈折率よりも大きい。複屈折層８は、色
補償されたＳＴＮセル１０の視角による偏光状態の変化
を補償する作用を持つ。上記のような複屈折層８は、例
えば、基板ｌにほぼ垂直な方向に配向した液晶セルまた
は高分子液晶層、ポリスチレンなどを延伸した高分子フ
ィルム、光軸に垂直な方向に切り出した正の光学異方性
を持つ結晶などである。

第１図の構成例では、高分子液晶層と複屈折層を液晶セ
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よいし、液晶セルの両側
に設置してもよい。さらに、高分子液晶層を液晶セルの
片側に設置し、もう−方に複屈折層を設置するようにし
てもよい。また。

液晶セルの基板と高分子液晶層を形成する基板または複
屈折層を形成する基板、高分子液晶層を形成する基板と
複屈折層を形成する基板は兼用してもよく、複屈折層を
液晶セルの基板または高分子液晶層を形成する基板とし
て用いてもよい。

〔実施例〕

以下、実施例を用いて本発明をさら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での液
晶のねじれ角が２４０°であり、液晶層のりタープ−ジ
ョンが０．８６／ａｌ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ＺＬＩ２
２９３（メルク社製）にカイラルネマティック液晶５８
１１（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、下記（１）式で示される繰返し
単位を有するポリシロキサン系高分子液晶を、リターデ
ーションが０．８６７ａ、ねじれ角が２４０°、ねじれ
の向きがセルＡと逆向きとなるようにスピナーで塗布し
、高分子液晶層Ｂを形成した。

次いで該高分子液晶層ＢをセルＡの上に、セルＡの上側
基板のラビング方向と高分子液晶層Ｂのガラス基板上の
配向方向が直交するように重ねた。

次に、２枚のガラス基板の表面に垂直配向剤０ＤＳ−Ｅ
（チッソ社製）を塗布して焼成し、ラビング処理して垂
直配向膜を形成し、これら２枚のガラス基板をはり合わ
せ、その間に負の誘電異方性を有する液晶ＺＬＩ４３１
８（メルク社製）を封入し、上下基板間でホメオトロピ
ック配向した液晶セルＣを作製し、高分子液晶層Ｂの上
に重ねた。

さらに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。

上記液晶表示素子において液晶セルＡを１／２００デユ
ーテイで時分割駆動して目視［察した結果、液晶セルＣ
が無い場合に較べて、正面から見た時の表示性能は変わ
らず、表示色及びコントラストの視角による変化が小さ
くなり、視角特性が向上することがわかった。

（実施例２） ガラス基板表面に垂直配向膜を形成してラビング処理し
、ポリシロキサン系高分子液晶をスピナーで塗布し、ホ
メオトロピック配向した高分子液晶層りを形成した。

高分子液晶層りを実施例１の高分子液晶層Ｂの上に重ね
、偏光板を実施例１と同様に配置して液晶表示素子を構
成し、該液晶表示素子においてセルＡを１／２００デユ
ーテイで時分割駆動したところ、実施例１と同様の結果
を得た。

（実施例３） ポリスチレンフィルムを一軸延伸し、延伸方向が互′い
に直交するように２枚のフィルムを重ね合わせて複屈折
層とし、実施例１の高分子液晶層Ｂの上に積層した。こ
のポリスチレンフィルムは、延伸によりフィルムの厚み
方向の屈折率がフィルム面内の屈折率よりも大きくなっ
ていた。また、延伸方向が直交するように２枚のフィル
ムを重ねたので１面内での偏光状態の変化は互いに打ち
消し合うため、このフィルムを高分子液晶層Ｂの上に積
層しても正面から見た時の表示性能は変わらなかった。

次いで偏光板を実施例１と同様に配置して液晶表示素子
を構成し、該液晶表示素子において、セルＡを１／Ｚｏ
ｏデユーテイで時分割駐動したところ、実施例１と同様
の結果を得た。

（実施例４） ガラス基板上に、ポリシロキサン系高分子液晶を、リタ
ーデーションが０．５５．ｕｓでねじれかないホモジニ
アス配向した高分子液晶層Ｅを形成した。

そして高分子液晶層Ｅを実施例１のセルＡの上に。

セルＡの上側基板のラビング方向と高分子液晶層Ｅのガ
ラス基板上の配向方向が互いに直交するように重ねた。

次に、高分子液晶層Ｅの上に、実施例１のホメオトロピ
ック液晶セルＣを重ねて、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
の透過軸がセルＡの上側基板のラビング方向と４５°を
成すように上下偏光板を配置し、液晶表示素子を作製し
た。この液晶表示素子においてセル＾を１／２００デユ
ーテイで時分割駆動したところ、液晶セルＣが無い場合
に較べて、正面から見た時の表示性能は変わらず、表示
色及びコントラストの視角による変化が小さくなり、視
角特性が向上することがわかった。

（実施例５） 実施例４において、液晶セルＣのかわりに、実施例２の
高分子液晶層りを用いて液晶表示素子を作製したところ
、実施例４と同様の結果を得た。

（実施例６） 実施例４において、液晶セルＣのかわりに実施例３の一
軸延伸ポリスチレンフィルムを用いて液晶表示素子を作
製したところ、実施例４と同様の結果を得た。

〔発明の効果〕

本発明では、ＳＴＮ型液晶表示素子において、液晶層と
一対の偏光子との間の少なくとも一方に、該液晶セルの
基板に対して略水平に配向した高分子液晶層と、該基板
に垂直な方向の屈折率が該基板に水平な方向の屈折率よ
りも大きい複屈折層を設置したことにより、視角による
表示色の変化及びコントラストの変化が少ない表示品質
の優れた白黒表示液晶表示素子の提供が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶表示素子の構成例を示す断面
図である。 １．１１・・・基板 ２．１２・・・偏光子 ３．１３・・・配向膜 ４、工４・・・透明電極 ５・・・シール剤 ６・・・液晶 ７・・・高分子液晶層 ８・・・複屈折層 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られた
   一対の偏光子との間の少なくとも一方に、該液晶セルの
   基板に対して略水平に配向した高分子液晶層と、該基板
   に垂直な方向の屈折率が該基板に水平な方向の屈折率よ
   りも大きい複屈折層を有することを特徴とする液晶表示
   素子。