JPH0756145A - 液晶表示素子とその製造方法 - Google Patents

液晶表示素子とその製造方法

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JPH0756145A
JPH0756145A JP20318593A JP20318593A JPH0756145A JP H0756145 A JPH0756145 A JP H0756145A JP 20318593 A JP20318593 A JP 20318593A JP 20318593 A JP20318593 A JP 20318593A JP H0756145 A JPH0756145 A JP H0756145A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
cell
crystal cell
display element
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JP20318593A
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English (en)
Inventor
Toru Hashimoto
徹 橋本
Takashi Sugiyama
貴 杉山
Shunsuke Kobayashi
駿介 小林
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Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光散乱型の高分子分散型液晶表示素子以外の
液晶表示素子とその製造方法に関し、より急峻なV−T
特性を持った液晶表示素子とその製造方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 本発明の液晶表示素子は、非光散乱型の液晶
表示素子であって、一対の透明基板と、前記透明基板間
に配置された液晶層と、前記液晶層に添加され液晶に比
較して少量の高分子材料とを有する。さらに本発明の液
晶表示素子の製造方法は、非光散乱型の液晶表示素子の
製造方法であって、液晶に比較して少量の高分子材料を
添加した液晶材料を用意する工程と、前記液晶材料を一
対の透明基板間に注入して液晶セルを作製する工程とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子とその製造
方法に関し、特に光散乱型の高分子分散型液晶表示素子
以外の液晶表示素子(以下、非光散乱型液晶表示素子と
呼ぶ)とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示ディスプレイ等に使用される液
晶表示素子いわゆる液晶セルは、液晶の特定な分子配列
を電界等の外部からの作用によって別の異なる分子配列
に状態変化させて、その間の光学的特性の変化を視覚的
な変化として表示に利用している。
【0003】高分子分散型液晶セルのように電界により
液晶の光散乱状態と透過状態とを制御しているものを除
き、現在の主要な液晶セルの表示原理は液晶の複屈折性
を利用するもので、すべての液晶分子を配向処理等によ
る一様なある方向に揃った配列状態から電界により別の
一様な配列状態になるように制御する。ゲスト・ホスト
型液晶セル以外ではこのような液晶セルを偏光板で挟持
してこの状態変化でセルの光透過率を制御して表示機能
を与えている。高分子分散型液晶セルは基本的に偏光板
も配向処理も不要であり、明るい表示ができるという特
徴を有している。
【0004】従来のツイストネマチック(TN)型液晶
セルなどでは、液晶表示パネルを線順次走査駆動で表示
する場合には、走査線数の増加すなわち表示画素数が増
加するにつれてコントラストの低下、クロストークの発
生が著しくなり、表示品位が低下する。これはTN型液
晶セルの電圧−透過率(V−T)特性における立ち上が
り、すなわち急峻性が低いことに起因する。
【0005】一般的に、線順次走査駆動の場合、走査線
数が増えると、各走査線当りの駆動時間が短くなり、実
効的な選択電圧と非選択電圧の差が小さくなって急激に
動作マージンが低下する。このため、より急峻なV−T
特性が要求される。
【0006】例えば、図5に従来のTN型液晶セルのV
−T特性の一例を示す。図5において、横軸はセルの印
加電圧(V)であり、縦軸はセルの光透過率(%)であ
る。急峻性の程度を示す定数rは、10%透過率を与え
る電圧V10と、90%透過率を与える電圧V90との比す
なわち、
【0007】
【数1】γ=V90/V10 で与えられる。この定数γの値が小さい程V−T特性は
より急峻であることを示す。図5の従来の例では定数γ
が約1.36という値となっている。
【0008】テレビディスプレイやパソコン用ディスプ
レイなどのような走査線数の多いものにはV−T特性の
急峻性が低い(定数γの値が大きい)TN型液晶セル
は、用いられず、各表示画素にスイッチング素子を設け
たアクティブマトリックス(AM)型液晶セルが用いら
れている。また、液晶のツイスト角を大きくしてV−T
特性の急峻性を高めたスーパーツイストネマティック
(STN)型液晶が用いられることもある。
【0009】AM型液晶セルには、現在TN型液晶が主
流として用いられている。走査線数の多いものをAM素
子を用いず、単純マトリックスで動作させた場合、クロ
ストーク等が発生して非常に表示品位が悪いものになっ
てしまう。そこで、やむをえずAM素子用いて表示品位
を保っている。
【0010】しかしながら、AM型液晶セルは、そのA
M素子、たとえばTFTの製造が非常に難しく、生産歩
留りが悪くコストが増加してしまう。また、STN型液
晶セルでは、γ値を小さくするために、ツイスト角を大
きくしている(スーパーツイスト)が、そのため、表示
に色付きが生じてしまう等、TN型より表示特性が劣っ
てしまう。
【0011】技術的に比較的容易で歩留りが高いTN型
液晶セルにおいて、その性能をそのまま保ち、かつ走査
線数の増加に適応できるよう、γ値を小さくしてV−T
特性を急峻として動作マージンを増加して表示品質を向
上できることが望まれる。
【0012】本発明の目的は、より急峻なV−T特性を
持った液晶表示素子とその製造方法を提供することにあ
る。なお、本発明において高分子材料を液晶に少量添加
することは、セルのV−T特性をより急峻にするためで
あって、従来の所謂高分子分散型液晶セルのように液晶
分子の配向をランダムにして光散乱状態を得るために高
分子材料を添加することとはその目的がまったく異なる
ことを断っておく。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、非光散乱型の液晶表示素子であって、一対の透明基
板と、前記透明基板間に配置された液晶層と、前記液晶
層に添加され液晶に比較して少量の高分子材料とを有す
る。
【0014】さらに本発明の液晶表示素子の製造方法
は、非光散乱型の液晶表示素子の製造方法であって、液
晶に比較して少量の高分子材料を添加した液晶材料を用
意する工程と、前記液晶材料を一対の透明基板間に注入
して液晶セルを作製する工程とを有する。
【0015】
【作用】液晶に高分子材料を少量添加することによっ
て、V−T特性が従来のものに比べより急峻になる。
【0016】
【実施例】本発明の実施例として、TN型液晶セルにお
いてそのV−T特性をより急峻とする実際の例をいくつ
か図面を参照しながら説明する。図1のグラフ中に示す
ように、液晶セルは一対の透明基板1、2間に液晶材料
3を充填して構成される。透明基板1、2は、内側表面
上に透明電極、配向膜等を有し、配向方向は直交してい
る。液晶セルの外側に一対の偏光子4、5を配置する。
光遮断状態の透過率を0、光透過状態の透過率を100
(%)とする。
【0017】TN用液晶に、ポリイソプレンに化学増感
剤を混合した光硬化性モノマー材料を0.5wt%添加
した混合液晶材料を通常のTN型液晶セルと同じ条件に
て作製された空セルに注入した。
【0018】その後、液晶セルに紫外線を照射してモノ
マー材料を重合硬化させたところ、図1に示すようなV
−T特性のTN液晶セルが得られた。図1の本発明によ
るTN液晶セルと図5の従来のTN液晶セルのV−T特
性を比較すると、本発明のものは定数γの値が約1.0
6であり、図5の従来のものに比べ明らかに急峻度が向
上している。
【0019】さらに、図2および図3に示すV−T特性
は、上記紫外線の照射時にセルに電圧を印加したもので
ある。図2は10Vの電圧を、図3は50Vの電圧をそ
れぞれ印加した場合である。つまり、図2の場合には定
数γの値が約1.15であり、図3の場合には定数γの
値が約1.20である。いずれの場合にも、図5の従来
の液晶セルに比べ急峻度は向上していることがわかる。
【0020】このことから、モノマーの硬化時に電圧を
印加すると電圧を印加しない図1の場合と異なる急峻度
特性が得られ、また、電圧値によっても急峻度が変化す
るということが判る。急峻度を示す定数γは電圧印加に
よって大きく(急峻度が低下)なるが、一方でセルの閾
値電圧が下がるのでセルを駆動するドライバーICの耐
圧を低くできるという利点をもたらす。
【0021】すなわち、γ値から見た場合、電圧を印加
しない方がγ値が小さくなり好ましい。これに対して、
電圧を印加した場合は、γ値は印加しないものより大き
くなってしまうが、閾値電圧が低下するという利点を有
する。
【0022】次に、図4には本発明の高分子材料を添加
した液晶を注入したセルに紫外線を照射しない場合のV
−T特性である。この場合でも急峻度を表す定数γは約
1.23と本発明の実施例の中では一番大きいが、図5
の従来のものと比べ小さく急峻度が向上している。
【0023】以上の実施例では光硬化性モノマー材料を
液晶に添加したが、熱硬化性モノマー材料を添加しても
同様な効果が得られる。その場合には、TN用液晶に、
熱硬化性モノマー材料を0.1〜10.0wt%程度添
加した混合液晶材料を通常のTN型液晶セルと同じ条件
にて作製された空セルに注入した後、液晶セルを加熱し
てモノマー材料を熱硬化(重合)させる事により同様な
効果が得られる。
【0024】なお、添加する高分子材料としては、その
他にオリゴマーあるいはポリマーであってもかまわな
い。ただし、モノマーやオリゴマーを利用すると、液晶
材料をセルに封入した後、重合度を調整することが容易
に行なえる。その場観察で最適の重合度を得ることもで
きる。添加する高分子材料の添加量については、0.1
〜10.0wt%の範囲で選ばれるのとよい。
【0025】さらに、本発明は以上説明したTN型液晶
セルのみに限らず、STN型液晶セル、一軸型セルある
いは垂直配向型液晶セルを始めとして様々な液晶セルに
適用できることは言うまでもない。
【0026】たとえば、本願と同一出願人により出願さ
れた先願の特願平4−236652号や特願平5−15
9606号の明細書に開示された微小領域のマルチドメ
インを形成した液晶セルや光偏光記憶膜を利用してマル
チドメインのドメインに積極的配向処理をした液晶セル
などにも適用しても急峻なV−T特性が得られる。
【0027】本発明は以上説明した実施例に限るもので
はなく、上記開示に基づき当業者であれば様々な改良や
変更あるいは応用が可能であることは自明である。
【0028】
【発明の効果】液晶に高分子材料を少量添加することに
よって、V−T特性が従来のものに比べより急峻になる
ので、技術的に比較的容易で歩留りが高いTN型液晶セ
ルにおいては、その利点を生かすために走査線数の増加
に適応できるようV−T特性を急峻として動作マージン
を増加して表示品質を向上できることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による液晶表示素子のV−T特
性である。
【図2】本発明の別の実施例による液晶表示素子のV−
T特性である。
【図3】本発明のさらに別の実施例による液晶表示素子
のV−T特性である。
【図4】本発明のさらに別の実施例による液晶表示素子
のV−T特性である。
【図5】従来の技術によるT−N型液晶セルのV−T特
性である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年8月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/139

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非光散乱型の液晶表示素子であって、一
    対の透明基板と、前記透明基板間に配置された液晶層
    と、前記液晶層に添加され液晶に比較して少量の高分子
    材料とを有する液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 前記高分子材料の添加量が実質的に0.
    1〜10.0wt%の範囲である請求項1記載の液晶表
    示素子。
  3. 【請求項3】 前記高分子材料が光硬化型高分子材料で
    ある請求項2記載の液晶表示素子。
  4. 【請求項4】 前記高分子材料が熱硬化型高分子材料で
    ある請求項2記載の液晶表示素子。
  5. 【請求項5】 非光散乱型の液晶表示素子の製造方法で
    あって、液晶に比較して少量の高分子材料を添加した液
    晶材料を用意する工程と、前記液晶材料を一対の透明基
    板間に注入して液晶セルを作製する工程とを有する液晶
    表示素子の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記高分子材料が光硬化型高分子材料か
    ら選択され、前記液晶材料を注入する工程の後に前記液
    晶セルに紫外線を照射する工程をさらに有する請求項5
    記載の液晶表示素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記紫外線の照射工程において、同時に
    前記液晶セルに所定電圧を印加する請求項6記載の液晶
    表示素子の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記高分子材料が熱硬化型高分子材料か
    ら選択され、前記液晶材料を注入する工程の後に前記液
    晶セルを加熱する工程をさらに有する請求項7記載の液
    晶表示素子の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記紫外線の加熱工程において、同時に
    前記液晶セルに所定電圧を印加する請求項8記載の液晶
    表示素子の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100403787B1 (ko) * 2000-07-03 2003-11-01 임동건 고 휘도 및 고 대비비 구현 고분자 분산 액정
US7244627B2 (en) 2003-08-25 2007-07-17 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Method for fabricating liquid crystal display device
WO2013137632A1 (ko) * 2012-03-13 2013-09-19 재단법인 대구경북과학기술원 편광의 위상지연 특성을 조절할 수 있는 고분자 분산형 액정 필름

Cited By (4)

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KR101333681B1 (ko) * 2012-03-13 2013-12-02 재단법인대구경북과학기술원 편광의 위상지연 특성을 조절할 수 있는 고분자 분산형 액정 필름

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Effective date: 20020108