JPH08211370A

JPH08211370A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08211370A
Application number: JP7020087A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Yoshida; 秀史吉田; Takahiro Sasaki; 貴啓佐々木; Hideo Senda; 秀雄千田; Hideaki Tsuda; 英昭津田; Kimiaki Nakamura; 公昭中村; Kazutaka Hanaoka; 一孝花岡
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示装置に関し、簡便に画素内にしきい
値電圧の異なる微細な領域を均一に形成し、視角特性を
向上させることができる手段を提供する。【構成】本発明の液晶表示装置においては、表示に用
いる液晶を、しきい値電圧、屈折率の異方性等の表示特
性が異なる２種類以上の液晶ミクスチャー（Ａ，Ｂ）が
分離した構成を採用した。２種類以上の液晶ミクスチャ
ーの分離は、非相溶の２種類以上の液晶を用い、あるい
は分散剤や乳化等（Ｃ）によって乳化して行うことがで
き、この分散剤や乳化等を光硬化性、熱硬化性とし、液
晶ミクスチャーをネマチック液晶、ツイステッドネマチ
ック液晶とすることができる。この液晶表示装置を配向
分割型液晶とすることによってさらに視角特性を向上す
ることができる。乳化された液滴の大きさをセル厚以上
にし、その形状を配向膜に接触する部分が平坦化された
太鼓状にして液晶分子を有効に配向させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関す
る。近年の液晶表示装置の高表示品質化の要求に伴い、
陰極線管（ＣＲＴ）のように、表示面を広い角度範囲か
ら見ることができる視角特性が良好な液晶表示装置を実
現することが要求されている。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置において、画素内に
誘電体膜を部分的に形成して１画素内で液晶効果のしき
い値電圧を異ならせることによって印加電圧と透過率の
関係（Ｔ−Ｖ特性）の視角特性を平均化し、これによっ
て視野角の向上を図る技術が提案されている（ＳＩＤ９
１ダイジェストｐ．５５５参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この場合、画素内に誘
電体の膜を形成し選択的にエッチングする工程が入るた
めに液晶表示装置の製造工程が複雑になり、また、誘電
体の膜の厚さが表示面上で不均一になると、直接的に画
像が不均一になるという問題を生じていた。

【０００４】本発明は、簡便に画素内にしきい値特性の
異なる領域を均一に形成することができる手段を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる、液晶表
示装置においては、２種類以上の液晶ミクスチャーが非
相溶の形で分離しており、これを表示に用いる構成を採
用した。

【０００６】この場合、２種類以上の液晶ミクスチャー
を乳化させることにより分離状態を安定化させることが
でき、この液晶を、互いに非相溶の２種類以上の液晶ミ
クスチャーによって乳化することができ、また、光硬化
性あるいは熱硬化性の分散剤あるいは乳化剤を用いるこ
とによって乳化することができる。この場合、２種類以
上の液晶を各々乳化することができ、液晶、親水性物質
の混合物を乳化させて混合し、親水性の物質を揮発させ
ることができる。

【０００７】また、この場合、２種類以上の液晶ミクス
チャーのしきい値電圧、複屈折率Δｎを互いに異ならせ
ることができる。また、この液晶ミクスチャーをネマチ
ック液晶、ツイステッドネマチック液晶とすることがで
きる。

【０００８】また、この発明を配向分割型液晶表示装置
に適用することによって視角特性をさらに改善すること
ができる。また、乳化された液滴の大きさをセル厚以上
にして、乳化された１つの領域を太鼓状にして、液滴内
の液晶分子を有効に配向することができる。この場合、
２種以上の液晶のツイストする向きを逆にすることがで
きる。これらの場合、親水性物質として水を用い、乳化
剤としてＰＶＡを用いることができる。

【０００９】

【作用】図１は、本発明の液晶表示装置（１）の模式的
説明図である。この図において、Ａは第１の液晶、Ｂは
第２の液晶、Ｃは乳化剤でできた壁である。本発明の液
晶表示装置（１）においては、液晶ミクスチャーが第１
の液晶Ａと第２の液晶Ｂに分離している。なお、第１の
液晶Ａは、乳化剤でできた壁Ｃによって覆われており、
第２の液晶Ｂと相溶するのを防いでいる。なお、この第
２の液晶Ｂを、乳化剤でできた壁Ｃにより覆われている
構成とすることも可能である。

【００１０】図２は、本発明の液晶表示装置（２）の模
式的説明図である。この図において、Ａは第１の液晶、
Ｂは第２の液晶、Ｄは第３の液晶である。本発明の液晶
表示装置（２）においては、液晶ミクスチャーが第１の
液晶Ａと第２の液晶Ｂに分離している。そして、第１の
液晶Ａと第２の液晶Ｂの間に、第３の液晶Ｄが充填さ
れ、この第３の液晶Ｄによって第１の液晶Ａと第２の液
晶Ｂが相溶するのを防いでいる。

【００１１】図３は、本発明の液晶表示装置の視角特性
説明図であり、（Ａ）は正面の透過率、（Ｂ）は３０度
傾斜した方向の透過率を示している。これらの図の横軸
は印加電圧（Ｖ）を任意単位で示し、縦軸は透過率
（Ｔ）を任意単位で示している。また、ａは第１の液晶
の透過率、ｂは第２の液晶の透過率、ｃは第１の液晶と
第２の液晶の合成透過率である。

【００１２】これらの図に示されているように、第１の
液晶の透過率（ａ）と第２の液晶の透過率（ｂ）のしき
い値電圧が異なるためＴ−Ｖ特性に違いが生じる。画素
全体としての液晶の透過率（輝度）変化は、これらを加
えて合成したもの（ｃ）になる。

【００１３】図３（Ａ）に示されている画素の正面の透
過率はそれほど違いがない。図３（Ｂ）に示されている
画素の垂直線から３０度傾斜した方向の透過率は、第１
の液晶の透過率（ａ）と第２の液晶の透過率（ｂ）では
Ｔ−Ｖ特性に波打ち現象が見られるのに対して、第１の
液晶と第２の液晶の合成透過率（ｃ）には殆ど波打ちが
ない透過率特性が実現される。

【００１４】この発明においては、第１の液晶と第２の
液晶を乳化させる工程が増えるが、液晶自体が複数種類
の液晶の混合物であり、本発明によらない場合も混合工
程が必要であるため、この工程の増加は問題にならな
い。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１６】（第１実施例）この実施例においては、液
晶として、メルク社製の塩素系液晶ＴＬ−２０２とフッ
素系液晶ＺＬＩ−４７９２の２種類を用いた。この２種
類の液晶はほとんど相溶しない。また、この２種類の液
晶は親油性であるため、乳化させるに際しては分散剤を
用いた。分散剤としては高分子共重合物を主成分とする
ＢＹＫ−１６１等が有効であった。

【００１７】液晶ＴＬ−２０２と液晶ＺＬＩ−４７９２
を３：１から１：１、さらに１：４までの割合で分散剤
を用いて均一に混ぜ合わせた。ここで、２種類の液晶で
は、屈折率の異方性（Δｎ）、しきい値電圧（Ｖ_th）が
異なっており、液晶ＴＬ−２０２では、Δｎが０．２程
度、Ｖ_thが３Ｖ程度、液晶ＺＬＩ−４７９２では、Δｎ
が０．１程度、Ｖ_thが２Ｖ程度である。これを通常のＴ
ＦＴパネルに注入し電圧の印加によって画像を表示させ
た。

【００１８】この実施例の場合、画素内での液晶の分離
は微細であるため、人間の眼には均一に見える。ここで
２種類の液晶の間に相溶性があったとしても、分離乳化
できるものであれば適用できることはいうまでもない。
液晶としては、シアノ系（ＣＮ）液晶、塩素系液晶等の
親水性の高いもの、フッ素系液晶等の親油性の高いもの
を混合することが望ましい。

【００１９】この実施例においては、液晶として、メル
ク社製のフッ素系液晶ＺＬＩ−４７９２と、チッソ社製
フッ素系液晶ＦＴ−５０１７（低しきい値電圧）の２種
類を用いた。この２種類の液晶はそのままでは相溶す
る。

【００２０】そこで、まず、水、ＰＶＡ、ＺＬＩ−４７
９２を乳化させる。次いで、水、ＰＶＡ、ＦＴ−５０１
７を乳化させる。この時各液晶は液滴となっており、互
いに相溶しない。この２つの乳化物を混合した。混合し
た場合においても、２種の液晶は乳化剤であるＰＶＡに
疎外されて相溶しない。

【００２１】この混合物をガラス基板に塗布し、乾燥さ
せて水を蒸発させた。この工程によって図２に示す構成
を実現することができた。ここで、ＺＬＩ−４７９２の
Ｖ_thは約２〜２．５Ｖ、ＦＴ−５０１７のＶ_thは約１〜
１．５Ｖである。この実施例ではＰＶＡを乳化剤として
用いている。

【００２２】（第２実施例）この実施例においては、液
晶としては、第１実施例と同様のものを用い、あるいは
乳化剤としてアクリロイル基を有し、かつ、親水基疏水
基を有する材料等の光硬化性を有する材料を用いた。こ
の実施例においては、乳化させた後に光を照射して分散
剤を硬化して、液晶の分離状態を固定することができ
る。

【００２３】（第３実施例）この実施例においては、液
晶としては、第１実施例と同様のものを用い、分散剤と
してエポキシ樹脂で、かつ、親水基疏水基を有する材料
等の熱硬化性を有する材料を用いた。この実施例におい
ては、乳化させた後に加熱して分散剤を硬化して、液晶
の分離状態を固定することができる。

【００２４】（第４実施例）前記の各実施例ではネマチ
ック液晶を用いる場合について説明している。この液晶
を用いると、透過光に散乱が生じるため、電圧オフで不
透明や散乱状態、電圧オンで透明状態を実現することが
できる。また、この実施例の液晶表示装置は、投影型の
液晶表示装置としても用いることができる。

【００２５】（第５実施例）この実施例の液晶表示装置
においては、液晶パネルを一対の偏光板によって挟んだ
構成を有している。このように、液晶パネルを偏光板と
組み合わせた場合には、電圧オフで白、電圧オンで黒の
表示とすることができる。

【００２６】（第６実施例）この実施例においては、本
発明の液晶表示装置をツイストネマチック液晶構造に適
用している。また、液晶分子を配向するための配向膜と
して日本合成ゴム製のポリイミドＪＡＬＳ−２１９を用
いている。配向膜をラビングしてＴＮ配向を実現し、液
晶を乳化することにより液晶を微小領域に分散して視角
特性を改善している。

【００２７】（第７実施例）本発明の液晶表示装置の原
理を、視角特性を改善するために１画素内の複数の領域
のラビング方向を変えて配向分割されている配向分割方
式のＴＮ型液晶装置に適用して、視角特性を更に改善す
ることができる。

【００２８】本発明をこれらのＴＮ型液晶に適用する場
合、液晶が配向膜による配向規制力を受ける必要があ
る。そのためには、乳化された液滴の径をセル厚以上に
し、液滴中の液晶が両基板に形成さた配向膜に接触させ
ることが有効である。この場合、ある面内の位置に着目
した場合、液晶液滴が上下基板に形成された配向膜の双
方に圧接して太鼓型になり、配向膜の配向規制力によっ
てツイスト配向する。

【００２９】図４は、第７実施例の液晶表示装置の模式
的構成説明図である。この図において、１は第１の透明
基板、２は第１の配向膜、３は第２の透明基板、４は第
２の配向膜、５は液晶Ａの液滴、５₀は乳化剤でできた
壁、５₁，６ ₁は液晶分子、６は液晶Ｂである。

【００３０】この実施例の液晶表示装置においては、第
１の基板１に形成された第１の配向膜２と、第２の基板
３に形成された第２の配向膜４の間に、乳化剤でできた
壁５ ₀によって包まれた液晶Ａの液滴５が、第１の基板
１と第２の基板３によって押しつぶされて太鼓型になっ
て液晶Ｂ６の中に存在している。

【００３１】この状態では、液晶Ａの液滴５と液晶Ｂ６
が第１の配向膜２と第２の配向膜４に接触して配向規制
力を受け、液晶Ａの液滴５中の液晶分子５₁と液晶Ｂ６
中の液晶分子６₁はツイストしている。

【００３２】図５は、第８実施例の液晶表示装置の模式
的構成説明図である。この図において、１１は第１の透
明基板、１２は第１の配向膜、１３は第２の透明基板、
１４は第２の配向膜、１５は液晶Ａの液滴、１５₁，１
６₁は液晶分子、１６は液晶Ｂの液滴、１７は乳化剤で
できた壁である。

【００３３】この実施例の液晶表示装置においては、第
１の基板１１に形成された第１の配向膜１２と、第２の
基板１３に形成された第２の配向膜１４の間に、液晶Ａ
の液滴１５と液晶Ｂの液滴１６が、乳化剤でできた壁１
７によって分離され、第１の基板１１と第２の基板１３
によって押しつぶされ太鼓型になって存在している。

【００３４】この状態では、液晶Ａの液滴１５と液晶Ｂ
１６が第１の配向膜１２と第２の配向膜１４に接触して
配向規制力を受け、液晶Ａの液滴１５中の液晶分子１５
₁と液晶Ｂの液滴１６中の液晶分子１６₁はツイストし
ている。

【００３５】上記の実施例では、２種類の液晶を用いる
場合について説明したが、３種類以上の液晶を用いても
本発明の視角特性を改善する効果を奏することはいうま
でもない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
視角特性の良好な液晶表示装置を容易に実現することが
できる。また、本発明を散乱型液晶表示装置に適用する
場合には、散乱性の高い表示を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置（１）の模式的説明図で
ある。

【図２】本発明の液晶表示装置（２）の模式的説明図で
ある。

【図３】本発明の液晶表示装置の視角特性説明図であ
り、（Ａ）は正面の透過率、（Ｂ）は３０度傾斜した方
向の透過率を示している。

【図４】第７実施例の液晶表示装置の模式的構成説明図
である。

【図５】第８実施例の液晶表示装置の模式的構成説明図
である。

【符号の説明】

Ａ第１の液晶Ｂ第２の液晶Ｃ乳化剤でできた壁Ｄ第３の液晶１第１の透明基板２第１の配向膜３第２の透明基板４第２の配向膜５液晶Ａの液滴５₀ 乳化剤でできた壁５₁，６₁ 液晶分子６液晶Ｂ１１第１の透明基板１２第１の配向膜１３第２の透明基板１４第２の配向膜１５液晶Ａの液滴１５₁，１６₁ 液晶分子１６液晶Ｂの液滴１７乳化剤でできた壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者千田秀雄神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者津田英昭神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者中村公昭神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者花岡一孝神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２種類以上の液晶ミクスチャーが分離し
ており、これを表示に用いることを特徴とする液晶表示
装置。
【請求項２】２種類以上の液晶ミクスチャーが互いに
非相溶の形で分離されており、これを表示に用いること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】２種類以上の液晶ミクスチャーを乳化さ
せることにより分離状態を安定化させ、この乳化物を表
示に用いることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載された液晶表示装置。
【請求項４】２種類以上の液晶が各々乳化しており、
混合されていることを特徴とする請求項２に記載された
液晶表示装置。
【請求項５】液晶、親水性物質の混合物を乳化させて
混合し、親水性の物質を揮発させてなる請求項２に記載
された液晶表示装置。
【請求項６】２種類以上の液晶ミクスチャーが互いに
非相溶であることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載された液晶表示装置。
【請求項７】２種類以上の液晶ミクスチャーのしきい
値電圧が互いに異なることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載された液晶表示装置。
【請求項８】２種類以上の液晶ミクスチャーの屈折率
の異方性Δｎが異なることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載された液晶表示装置。
【請求項９】分散剤あるいは乳化剤によって乳化され
ていることを特徴とする請求項３から請求項５までのい
ずれか１項に記載された液晶表示装置。
【請求項１０】分散剤あるいは乳化剤が光硬化性であ
ることを特徴とする請求項９に記載された液晶表示装
置。
【請求項１１】分散剤あるいは乳化剤が熱硬化性であ
ることを特徴とする請求項９に記載された液晶表示装
置。
【請求項１２】液晶ミクスチャーがネマチック液晶で
あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載さ
れた液晶表示装置。
【請求項１３】液晶ミクスチャーがツイステッドネマ
チック液晶であることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載された液晶表示装置。
【請求項１４】配向分割型液晶表示装置であることを
特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか１項
に記載された液晶表示装置。
【請求項１５】乳化された液滴の大きさがセル厚以上
であることを特徴とする請求項３から請求項５までのい
ずれか１項に記載された液晶表示装置。
【請求項１６】乳化された１つの領域が太鼓状である
ことを特徴とする請求項１５に記載された液晶表示装
置。
【請求項１７】親水性物質として水を用いたことを特
徴とする請求項４に記載された液晶表示装置。
【請求項１８】乳化剤としてＰＶＡを用いたことを特
徴とする請求項９に記載された液晶表示装置。
【請求項１９】２種以上の液晶のツイストする向きが
逆であることを特徴とする請求項１４に記載された液晶
表示装置。