JPH08248396A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶表示装置およびその製造方法に関し、液
晶表示面を斜めから見たときの斑点をなくし、良好な視
覚特性を有する液晶表示装置を提供する。 【構成】 ポリマー１５2 中に液晶液滴１５1 が分散さ
れたポリマー分散液晶層１５が、第１の透明電極１２を
有する第１のガラス基板１１と第２の透明電極１４を有
する第２のガラス基板１３の間に充填された液晶セル
が、第１の偏光板１６と第２の偏光板１７からなるクロ
スニコル中に配置され、その外側にバックライト１８が
配置され、この液晶液滴１５1 の径が３μｍ以上、１０
０μｍ以下であり、この液晶液滴１５1 中の液晶分子が
３０度以上１８０度以下ねじれている構成を採用した。
誘電異方性Δεが電界の周波数が高いとき正になり、周
波数が低いとき負になる液晶を用い、電界の周波数によ
って誘電異方性Δεを調節することによって所定の径を
有する液晶液滴を形成することができる。
晶表示面を斜めから見たときの斑点をなくし、良好な視
覚特性を有する液晶表示装置を提供する。 【構成】 ポリマー１５2 中に液晶液滴１５1 が分散さ
れたポリマー分散液晶層１５が、第１の透明電極１２を
有する第１のガラス基板１１と第２の透明電極１４を有
する第２のガラス基板１３の間に充填された液晶セル
が、第１の偏光板１６と第２の偏光板１７からなるクロ
スニコル中に配置され、その外側にバックライト１８が
配置され、この液晶液滴１５1 の径が３μｍ以上、１０
０μｍ以下であり、この液晶液滴１５1 中の液晶分子が
３０度以上１８０度以下ねじれている構成を採用した。
誘電異方性Δεが電界の周波数が高いとき正になり、周
波数が低いとき負になる液晶を用い、電界の周波数によ
って誘電異方性Δεを調節することによって所定の径を
有する液晶液滴を形成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置およびそ
の製造方法に関する。近年、コンピュータ端末機器、パ
ーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ＴＶ等の液
晶表示装置の表示面積が拡大し、今後その用途が拡大す
ることが予想されるに伴って、ＣＲＴ（陰極線管）と同
等の視角特性をもつ液晶表示装置を実現することが要求
されている。
の製造方法に関する。近年、コンピュータ端末機器、パ
ーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ＴＶ等の液
晶表示装置の表示面積が拡大し、今後その用途が拡大す
ることが予想されるに伴って、ＣＲＴ（陰極線管）と同
等の視角特性をもつ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】視角特性を改善する技術としては、以下
に説明するＰＤＮ型（ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒｓｅ
ｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ
ｗｉｔｈ Ｃｒｏｓｓｅｄ Ｎｉｃｏｌｓ；特開平４−
２１２９２８号公報参照）、アモルファスＴＮ型（Ａｍ
ｏｒｐｈｏｕｓ Ｔｗｉｓｔｅｄ ＮｅｍａｔｉｃＬｉ
ｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＳＩＤ
’９４ Ｄｉｇｅｓｔ ｐ．９１５−９１８参照）、
ＰＴＮ型（Ｐｏｌｙｍｅｒ ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔ
ｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ；特開平５−２７２４２号公報参照）等が既に提案さ
れている。
に説明するＰＤＮ型（ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒｓｅ
ｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ
ｗｉｔｈ Ｃｒｏｓｓｅｄ Ｎｉｃｏｌｓ；特開平４−
２１２９２８号公報参照）、アモルファスＴＮ型（Ａｍ
ｏｒｐｈｏｕｓ Ｔｗｉｓｔｅｄ ＮｅｍａｔｉｃＬｉ
ｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＳＩＤ
’９４ Ｄｉｇｅｓｔ ｐ．９１５−９１８参照）、
ＰＴＮ型（Ｐｏｌｙｍｅｒ ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔ
ｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ；特開平５−２７２４２号公報参照）等が既に提案さ
れている。
【０００３】図７は、従来のＰＤＮ型液晶表示装置の説
明図であり、（Ａ）は電圧無印加時の状態、（Ｂ）は電
圧印加時の状態を示している。この図において、２１は
透明基板、２２は透明導電膜、２３は透明基板、２４は
透明導電膜、２５はポリマー、２６は液晶分子、２７は
液晶液滴、２８は液晶層、２９，３０は偏光板、３１は
円座ぶとん型の光学異方性を有するフィルム、３２は交
流電源、３３は開閉器である。
明図であり、（Ａ）は電圧無印加時の状態、（Ｂ）は電
圧印加時の状態を示している。この図において、２１は
透明基板、２２は透明導電膜、２３は透明基板、２４は
透明導電膜、２５はポリマー、２６は液晶分子、２７は
液晶液滴、２８は液晶層、２９，３０は偏光板、３１は
円座ぶとん型の光学異方性を有するフィルム、３２は交
流電源、３３は開閉器である。
【０００４】この従来のＰＤＮ型液晶表示装置において
は、対向する透明導電膜２２を有する透明基板２１と、
透明導電膜２４を有する透明基板２３によって、ポリマ
ー２５と液晶液滴２７からなる液晶層２８を挟んだ構造
になっている。そして、この透明基板２１，２３の外側
に、偏光方向が直交する一対の偏光板２９と３０が重ね
られている。
は、対向する透明導電膜２２を有する透明基板２１と、
透明導電膜２４を有する透明基板２３によって、ポリマ
ー２５と液晶液滴２７からなる液晶層２８を挟んだ構造
になっている。そして、この透明基板２１，２３の外側
に、偏光方向が直交する一対の偏光板２９と３０が重ね
られている。
【０００５】また、表示面側の透明基板２３と偏光板３
０の間に、ポリカーボネートの多軸延伸フィルム等の円
座ぶとん型の光学異方性を有するフィルム３１が重ねら
れている。また、透明導電膜２２と、透明導電膜２４の
間に交流電源３２と開閉器３３が直列に接続されてい
る。
０の間に、ポリカーボネートの多軸延伸フィルム等の円
座ぶとん型の光学異方性を有するフィルム３１が重ねら
れている。また、透明導電膜２２と、透明導電膜２４の
間に交流電源３２と開閉器３３が直列に接続されてい
る。
【０００６】この液晶表示装置において、透明導電膜２
２，２４間に交流電源３２の電圧を印加していない時
は、各液晶液滴２７の中の液晶分子２６は、ポリマー２
５との界面に沿うように規制されるが、液晶液滴２７ご
とに液晶分子２６の向きが無秩序になっているため、背
面からの入射光３４は液晶分子２６によって散乱され、
偏光板３０を透過して乳白色に見え、明状態になる（図
７（Ａ）参照）。
２，２４間に交流電源３２の電圧を印加していない時
は、各液晶液滴２７の中の液晶分子２６は、ポリマー２
５との界面に沿うように規制されるが、液晶液滴２７ご
とに液晶分子２６の向きが無秩序になっているため、背
面からの入射光３４は液晶分子２６によって散乱され、
偏光板３０を透過して乳白色に見え、明状態になる（図
７（Ａ）参照）。
【０００７】一方、透明導電膜２２，２４間に交流電源
３２の電圧が印加された時は、液晶液滴２７の中の液晶
分子２６が電界の方向に配列し、その結果、光の散乱が
減少して、背面からの入射光３４は液晶層２８をそのま
ま通過することができる。しかし、偏光板２９と偏光板
３０がクロスニコルに配置されているため、偏光板３０
を通過することができず暗状態になる。
３２の電圧が印加された時は、液晶液滴２７の中の液晶
分子２６が電界の方向に配列し、その結果、光の散乱が
減少して、背面からの入射光３４は液晶層２８をそのま
ま通過することができる。しかし、偏光板２９と偏光板
３０がクロスニコルに配置されているため、偏光板３０
を通過することができず暗状態になる。
【０００８】この液晶表示装置において、円座ぶとん型
の光学的異方性をもつフィルム３１は、この液晶パネル
を斜めから見た場合に、液晶分子２６と入射光３４とが
共に斜めになり、液晶層２８の光学的効果が多少現れて
漏れ光を生じ、偏光板３０を透過する漏れ光を生じるた
め、これを遮断するために挿入されている。
の光学的異方性をもつフィルム３１は、この液晶パネル
を斜めから見た場合に、液晶分子２６と入射光３４とが
共に斜めになり、液晶層２８の光学的効果が多少現れて
漏れ光を生じ、偏光板３０を透過する漏れ光を生じるた
め、これを遮断するために挿入されている。
【０００９】一般に、液晶分子の屈折率を立体的に表現
すると、ラグビーボール状の屈折率楕円体に近似でき、
これを斜めから見た場合の屈折率は、このラグビーボー
ル状の屈折率楕円体を斜めに切断した場合の切り口の楕
円に相当する。
すると、ラグビーボール状の屈折率楕円体に近似でき、
これを斜めから見た場合の屈折率は、このラグビーボー
ル状の屈折率楕円体を斜めに切断した場合の切り口の楕
円に相当する。
【００１０】一方、円座ぶとん型の光学的異方性をもつ
フィルムの分子の屈折率を立体的に表現すると、円座ぶ
とん型の屈折率楕円体特性を呈し、これを斜めから見た
場合の屈折率は、円座ぶとんを斜めに切断した場合の切
り口の楕円に相当する。そして、液晶分子のラグビーボ
ール状の屈折率楕円体を斜めに切断した場合の切り口の
楕円と、円座ぶとん型の光学的異方性をもつフィルムの
屈折率楕円体を斜めに切断した場合の切り口の楕円は、
それらの長軸と短軸の関係が９０度回転している。
フィルムの分子の屈折率を立体的に表現すると、円座ぶ
とん型の屈折率楕円体特性を呈し、これを斜めから見た
場合の屈折率は、円座ぶとんを斜めに切断した場合の切
り口の楕円に相当する。そして、液晶分子のラグビーボ
ール状の屈折率楕円体を斜めに切断した場合の切り口の
楕円と、円座ぶとん型の光学的異方性をもつフィルムの
屈折率楕円体を斜めに切断した場合の切り口の楕円は、
それらの長軸と短軸の関係が９０度回転している。
【００１１】そのため、液晶分子のラグビーボール状の
屈折率楕円体を斜めに切断した場合の切り口の楕円と、
円座ぶとん型の光学的異方性をもつフィルムの屈折率楕
円体を斜めに切断した場合の切り口の楕円を重畳すると
真円になり、光学的効果が相殺されることになる。
屈折率楕円体を斜めに切断した場合の切り口の楕円と、
円座ぶとん型の光学的異方性をもつフィルムの屈折率楕
円体を斜めに切断した場合の切り口の楕円を重畳すると
真円になり、光学的効果が相殺されることになる。
【００１２】したがって、前記のように、円座ぶとん型
の光学的異方性をもつフィルム３１を重ねることによっ
て斜めからの入射光による作用を相殺し、電極間に電圧
が印加されている黒表示を斜めから見た場合も常に暗状
態になり、どの方向から見ても表示状態が一定で、視角
が拡がるという効果を生じる。
の光学的異方性をもつフィルム３１を重ねることによっ
て斜めからの入射光による作用を相殺し、電極間に電圧
が印加されている黒表示を斜めから見た場合も常に暗状
態になり、どの方向から見ても表示状態が一定で、視角
が拡がるという効果を生じる。
【００１３】図８は、従来のアモルファスＴＮ型液晶表
示装置の説明図であり、（Ａ１）〜（Ａ４）は先行技
術、（Ｂ１）〜（Ｂ４）はアモルファスＴＮ型液晶表示
装置を示している。この図において、４１は第１の透明
導電基板、４２は第２の透明導電基板、４３，４４は配
向膜、４５は液晶分子、４６は液晶層、４７，４８は非
ラビングポリマー膜である。
示装置の説明図であり、（Ａ１）〜（Ａ４）は先行技
術、（Ｂ１）〜（Ｂ４）はアモルファスＴＮ型液晶表示
装置を示している。この図において、４１は第１の透明
導電基板、４２は第２の透明導電基板、４３，４４は配
向膜、４５は液晶分子、４６は液晶層、４７，４８は非
ラビングポリマー膜である。
【００１４】この図（Ａ１）〜（Ａ４）によって配向膜
をラビングする先行技術のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ−ｎｅ
ｍａｔｉｃ）液晶表示装置を説明する。
をラビングする先行技術のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ−ｎｅ
ｍａｔｉｃ）液晶表示装置を説明する。
【００１５】この先行技術のＴＮ液晶表示装置において
は、液晶分子４５からなる液晶層４６が、紙面に垂直方
向にラビングされた配向膜４３を有する第１の透明導電
基板４１と、紙面の左右方向にラビングされた配向膜４
４を有する第２の透明導電基板４２によって挟まれてい
る。
は、液晶分子４５からなる液晶層４６が、紙面に垂直方
向にラビングされた配向膜４３を有する第１の透明導電
基板４１と、紙面の左右方向にラビングされた配向膜４
４を有する第２の透明導電基板４２によって挟まれてい
る。
【００１６】このＴＮ液晶表示装置においては、液晶分
子４５の配向状態がランダム（等方性）になるクリアリ
ング温度においても、直交する方向にラビングされた第
１の透明導電基板４１と第２の透明導電基板４２の配向
膜４３，４４に接触する液晶分子４５は、配向膜４３，
４４の拘束力によってそれぞれの配向方向に配向してい
る（（Ａ１）参照）。
子４５の配向状態がランダム（等方性）になるクリアリ
ング温度においても、直交する方向にラビングされた第
１の透明導電基板４１と第２の透明導電基板４２の配向
膜４３，４４に接触する液晶分子４５は、配向膜４３，
４４の拘束力によってそれぞれの配向方向に配向してい
る（（Ａ１）参照）。
【００１７】クリアリング温度から温度を下げていく
と、上側と下側の配向膜４３，４４に接触する液晶分子
４５の影響力が液晶層４６の中に及び、液晶分子４５の
カラムが成長する（（Ａ２）参照）。
と、上側と下側の配向膜４３，４４に接触する液晶分子
４５の影響力が液晶層４６の中に及び、液晶分子４５の
カラムが成長する（（Ａ２）参照）。
【００１８】さらに温度を下げていくと、上側と下側の
配向膜４３，４４に接触する液晶分子４５の影響力がさ
らに液晶層４６の中に及び、液晶分子４５のカラムが大
きく成長する（（Ａ３）参照）。
配向膜４３，４４に接触する液晶分子４５の影響力がさ
らに液晶層４６の中に及び、液晶分子４５のカラムが大
きく成長する（（Ａ３）参照）。
【００１９】さらに温度を下げていくと、上側と下側の
配向膜４３，４４に接触する液晶分子４５の影響力がさ
らに液晶層４６の中に及び、液晶分子４５のカラムが上
側と下側の配向膜４３，４４の間に完全に形成される。
この状態では、液晶分子４５のツイスト起点が同じであ
るため、視角特性が狭くなる（（Ａ４）参照）。
配向膜４３，４４に接触する液晶分子４５の影響力がさ
らに液晶層４６の中に及び、液晶分子４５のカラムが上
側と下側の配向膜４３，４４の間に完全に形成される。
この状態では、液晶分子４５のツイスト起点が同じであ
るため、視角特性が狭くなる（（Ａ４）参照）。
【００２０】この図（Ｂ１）〜（Ｂ４）によってアモル
ファスＴＮ型液晶表示装置を説明する。このアモルファ
スＴＮ型液晶表示装置においては、液晶分子４５からな
る液晶層４６が、非ラビングポリマー（ポリイミドＰ
Ｉ）膜４７，４８を有する第１の透明導電基板４１と第
２の透明基板４２によって挟まれている。
ファスＴＮ型液晶表示装置を説明する。このアモルファ
スＴＮ型液晶表示装置においては、液晶分子４５からな
る液晶層４６が、非ラビングポリマー（ポリイミドＰ
Ｉ）膜４７，４８を有する第１の透明導電基板４１と第
２の透明基板４２によって挟まれている。
【００２１】このアモルファスＴＮ型液晶表示装置にお
いては、液晶分子４５の配向状態がランダムになるクリ
アリング温度においては、液晶分子４５が接触する非ラ
ビングポリマー膜４７，４８の表面が粗面であるため、
液晶分子４５は配向されずランダムな方向を向いている
（（Ｂ１）参照）。
いては、液晶分子４５の配向状態がランダムになるクリ
アリング温度においては、液晶分子４５が接触する非ラ
ビングポリマー膜４７，４８の表面が粗面であるため、
液晶分子４５は配向されずランダムな方向を向いている
（（Ｂ１）参照）。
【００２２】クリアリング温度から温度を下げていく
と、液晶分子４５の配向されたカラムは、非ラビングポ
リマー４７，４８に接触する液晶層４６の表面から成長
しないで、内部（バルク領域）から成長する（（Ｂ２）
参照）。
と、液晶分子４５の配向されたカラムは、非ラビングポ
リマー４７，４８に接触する液晶層４６の表面から成長
しないで、内部（バルク領域）から成長する（（Ｂ２）
参照）。
【００２３】さらに温度を下げると、バルク領域に発生
した液晶分子４５の配向が進み、液晶分子４５のカラム
が大きく成長する（（Ｂ３）参照）。
した液晶分子４５の配向が進み、液晶分子４５のカラム
が大きく成長する（（Ｂ３）参照）。
【００２４】さらに温度を下げ、クリアリング温度より
３０℃低い温度に保つと、バルク領域に発生した液晶分
子４５の配向が進み、各領域内の液晶分子４５のカラム
が非ラビングポリマー４７，４８の間で完結し、この状
態で液晶分子４５が強固に固定される（メモリ効果）。
この状態では、非ラビングポリマー４７，４８の表面に
接触する液晶分子４５のツイスト起点がランダムである
ため、各液晶分子４５のカラムの視角特性が平均化さ
れ、視角特性を改善することができ、グレイスケールを
得ることができる（（Ｂ４）参照）。
３０℃低い温度に保つと、バルク領域に発生した液晶分
子４５の配向が進み、各領域内の液晶分子４５のカラム
が非ラビングポリマー４７，４８の間で完結し、この状
態で液晶分子４５が強固に固定される（メモリ効果）。
この状態では、非ラビングポリマー４７，４８の表面に
接触する液晶分子４５のツイスト起点がランダムである
ため、各液晶分子４５のカラムの視角特性が平均化さ
れ、視角特性を改善することができ、グレイスケールを
得ることができる（（Ｂ４）参照）。
【００２５】図９は、従来のＰＴＮ型液晶表示装置の説
明図である。この図において、５１，５２は透明導電基
板、５３は液晶分子、５４は液晶分子の配列のねじれを
乱す材料である。
明図である。この図において、５１，５２は透明導電基
板、５３は液晶分子、５４は液晶分子の配列のねじれを
乱す材料である。
【００２６】この従来のＰＴＮ型液晶表示装置において
は、対向する内側に透明電極と配向膜を有する一対の透
明導電基板５１，５２の間に、コレステリック液晶、カ
イラルネマティック液晶等の液晶を注入し、これに液晶
分子の配列のねじれを乱す材料５４、例えば、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリスチレンメラミン樹脂、尿素樹
脂、およびフェノール樹脂、ボリジイソプロピルフマレ
ート等の有機ポリマー、あるいは、ポリウレタンアクリ
レート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレ
ート、ポリエーテルアクリレート等の光重合性ポリマー
を注入して、液晶分子５３の配列を変化させている。
は、対向する内側に透明電極と配向膜を有する一対の透
明導電基板５１，５２の間に、コレステリック液晶、カ
イラルネマティック液晶等の液晶を注入し、これに液晶
分子の配列のねじれを乱す材料５４、例えば、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリスチレンメラミン樹脂、尿素樹
脂、およびフェノール樹脂、ボリジイソプロピルフマレ
ート等の有機ポリマー、あるいは、ポリウレタンアクリ
レート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレ
ート、ポリエーテルアクリレート等の光重合性ポリマー
を注入して、液晶分子５３の配列を変化させている。
【００２７】その結果、同一視角方向でもその液晶層の
位置によって、すなわちＡ，Ｂ，Ｃ線上で液晶分子５３
の配向のねじれが微妙に変化している。この図のＡ，
Ｂ，Ｃ線上では、液晶分子５３の配向のねじれが微妙に
変化しているため、印加電圧によって、液晶分子５３に
異なる配向を生じ、液晶分子５３の配向が視角方向に対
して平均化されるため、見かけ上の透過率−印加電圧特
性は平均化されて、視角特性が改善され、異常な表示の
反転現象が抑制される。
位置によって、すなわちＡ，Ｂ，Ｃ線上で液晶分子５３
の配向のねじれが微妙に変化している。この図のＡ，
Ｂ，Ｃ線上では、液晶分子５３の配向のねじれが微妙に
変化しているため、印加電圧によって、液晶分子５３に
異なる配向を生じ、液晶分子５３の配向が視角方向に対
して平均化されるため、見かけ上の透過率−印加電圧特
性は平均化されて、視角特性が改善され、異常な表示の
反転現象が抑制される。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】前記のＰＤＮ型液晶表
示装置では、液晶分子に旋光性を付与することができな
かったため、白表示の表示輝度はＴＮ型の１／３でしか
なかった。また、アモルファスＴＮ型液晶表示装置で
は、ドメインの大きさが不均一で、かつ、大きく、斜め
から表示面を観察したときに、白黒の斑点模様が生じ
る。表示面を斜めから見た場合、黒くなる部分と白くな
る部分が同一の大きさで極小であり、かつ、分散してい
るのであれば問題が少ないが、ドメインが大きいため各
ドメインが斑点として見えてしまう。
示装置では、液晶分子に旋光性を付与することができな
かったため、白表示の表示輝度はＴＮ型の１／３でしか
なかった。また、アモルファスＴＮ型液晶表示装置で
は、ドメインの大きさが不均一で、かつ、大きく、斜め
から表示面を観察したときに、白黒の斑点模様が生じ
る。表示面を斜めから見た場合、黒くなる部分と白くな
る部分が同一の大きさで極小であり、かつ、分散してい
るのであれば問題が少ないが、ドメインが大きいため各
ドメインが斑点として見えてしまう。
【００２９】この状況はＰＴＮ型液晶表示装置でも同様
であり、斜めから見ると斑点状になるという問題が生じ
ていた。本発明は、斜めから見たときの斑点をなくし、
良好な視角特性を有する液晶表示装置を提供することを
目的とする。
であり、斜めから見ると斑点状になるという問題が生じ
ていた。本発明は、斜めから見たときの斑点をなくし、
良好な視角特性を有する液晶表示装置を提供することを
目的とする。
【００３０】
【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、ポリマー中に液晶液滴が分散されたポ
リマー分散液晶が１対の電極の間に充填された液晶セル
がクロスニコル中に配置され、該液晶液滴の径が３μｍ
以上、１００μｍ以下であり、該液滴中の液晶分子が３
０度以上１８０度以下ねじれている構成を採用した。
装置においては、ポリマー中に液晶液滴が分散されたポ
リマー分散液晶が１対の電極の間に充填された液晶セル
がクロスニコル中に配置され、該液晶液滴の径が３μｍ
以上、１００μｍ以下であり、該液滴中の液晶分子が３
０度以上１８０度以下ねじれている構成を採用した。
【００３１】液晶液滴の径が３μｍ以下になると液晶分
子がアンカリングを生じ、１００μｍ以上になるとドメ
インウォール発生割合（ディスクリミネーション）が大
きくなって表示品質が劣化する。また液晶分子のねじれ
を３０度以上１８０度以下にするとクロクニコルを用い
た場合に高純度の白を表示できる。
子がアンカリングを生じ、１００μｍ以上になるとドメ
インウォール発生割合（ディスクリミネーション）が大
きくなって表示品質が劣化する。また液晶分子のねじれ
を３０度以上１８０度以下にするとクロクニコルを用い
た場合に高純度の白を表示できる。
【００３２】この場合、液晶液滴の径を１対の電極の間
隔以上にして、液晶液滴内の液晶分子を配向膜に接触さ
せて所定方向の配向を実現することができる。また、こ
の場合、誘電異方性Δεが低周波領域（例えば１００Ｈ
ｚより低い周波数）の電界中で正であり、高周波領域
（例えば１００Ｈｚより高い周波数）の電界中で負であ
るポリマー分散液晶を用いることによって配向を安定化
することができる。
隔以上にして、液晶液滴内の液晶分子を配向膜に接触さ
せて所定方向の配向を実現することができる。また、こ
の場合、誘電異方性Δεが低周波領域（例えば１００Ｈ
ｚより低い周波数）の電界中で正であり、高周波領域
（例えば１００Ｈｚより高い周波数）の電界中で負であ
るポリマー分散液晶を用いることによって配向を安定化
することができる。
【００３３】本発明にかかる液晶表示装置の製造方法に
おいては、誘電異方性Δεが低周波領域（例えば１００
Ｈｚより低い周波数）の電界中では正であり、高周波領
域（例えば１００Ｈｚより高い周波数）の電界中では負
であるポリマー分散液晶を１対の電極の間に充填し、該
ポリマー分散液晶に該ポリマー分散液晶の誘電異方性Δ
εが負になる高周波領域（例えば１００Ｈｚより高い周
波数）の電界を印加して液晶液滴を形成する工程を採用
した。
おいては、誘電異方性Δεが低周波領域（例えば１００
Ｈｚより低い周波数）の電界中では正であり、高周波領
域（例えば１００Ｈｚより高い周波数）の電界中では負
であるポリマー分散液晶を１対の電極の間に充填し、該
ポリマー分散液晶に該ポリマー分散液晶の誘電異方性Δ
εが負になる高周波領域（例えば１００Ｈｚより高い周
波数）の電界を印加して液晶液滴を形成する工程を採用
した。
【００３４】
【作用】図１は、本発明の液晶表示装置の原理説明図で
ある。この図において、１は第１の透明導電基板、２は
第２の透明導電基板、３は液晶分子、４は液晶液滴、５
はポリマーである。この図は、本発明の液晶表示装置の
原理を説明するための概略説明図であり、平行に配置さ
れた第１の透明導電基板１と第２の透明導電基板２によ
って、ポリマー５中に分散された、液晶分子３からなる
液晶液滴４を挟んだ構成を有している。
ある。この図において、１は第１の透明導電基板、２は
第２の透明導電基板、３は液晶分子、４は液晶液滴、５
はポリマーである。この図は、本発明の液晶表示装置の
原理を説明するための概略説明図であり、平行に配置さ
れた第１の透明導電基板１と第２の透明導電基板２によ
って、ポリマー５中に分散された、液晶分子３からなる
液晶液滴４を挟んだ構成を有している。
【００３５】本発明の液晶表示装置は次のような特徴を
もっている。 液晶分子３は自発的にねじれる（ツイスト）性格を
有しており、例えば、ネマチック液晶にカイラル剤を添
加したコレステリック液晶を用いている。 各液晶液滴４の径は３μｍ以上であり、第１の透明
導電性基板１と第２の透明導電性基板２の間隔よりも大
きい径を有する場合を含んでいる。液晶液滴４の径が第
１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板２の間隔
より大きい径を有する場合は、液晶液滴４は球形になる
ことができず、その上下が第１の透明導電性基板１と第
２の透明導電性基板２によって押しつぶされてビア樽の
ような形になる。
もっている。 液晶分子３は自発的にねじれる（ツイスト）性格を
有しており、例えば、ネマチック液晶にカイラル剤を添
加したコレステリック液晶を用いている。 各液晶液滴４の径は３μｍ以上であり、第１の透明
導電性基板１と第２の透明導電性基板２の間隔よりも大
きい径を有する場合を含んでいる。液晶液滴４の径が第
１の透明導電性基板１と第２の透明導電性基板２の間隔
より大きい径を有する場合は、液晶液滴４は球形になる
ことができず、その上下が第１の透明導電性基板１と第
２の透明導電性基板２によって押しつぶされてビア樽の
ような形になる。
【００３６】また、上記の効果を助長するため、 印加される電界の周波数によって誘電異方性Δεの
極性が変わる液晶を用いることが有効である。高周波数
領域（例えば１００ｋＨより高い周波数）で誘電異方性
Δεが負で、低周波数領域（例えば１００ｋＨより低い
周波数）で誘電異方性Δεが正になる液晶を、高周波数
領域の電界を印加した状態で１対の透明導電基板の間に
注入すると、液晶の誘電異方性Δεが負であるため、液
晶分子が透明導電基板に水平な状態でツイストする。完
成した液晶表示装置は低周波数領域の電圧によって駆動
される。 この液晶表示装置の第１の透明導電性基板１と第２
の透明導電性基板２の外側に偏光方向が直交するクロス
ニコル偏光板で挟んだ構成にする。 位相差フィルタ等の光学フィルムを付加することも
できる。
極性が変わる液晶を用いることが有効である。高周波数
領域（例えば１００ｋＨより高い周波数）で誘電異方性
Δεが負で、低周波数領域（例えば１００ｋＨより低い
周波数）で誘電異方性Δεが正になる液晶を、高周波数
領域の電界を印加した状態で１対の透明導電基板の間に
注入すると、液晶の誘電異方性Δεが負であるため、液
晶分子が透明導電基板に水平な状態でツイストする。完
成した液晶表示装置は低周波数領域の電圧によって駆動
される。 この液晶表示装置の第１の透明導電性基板１と第２
の透明導電性基板２の外側に偏光方向が直交するクロス
ニコル偏光板で挟んだ構成にする。 位相差フィルタ等の光学フィルムを付加することも
できる。
【００３７】ツイスト性が付与された液晶を用いること
によって、この液晶表示装置に入射される光を９０度旋
光させることができ、これにより白輝度の明るさをＴＮ
型液晶装置並に向上させることができる。なお、液晶液
滴４の径が小さすぎる場合は、ポリマー５の壁面のアン
カリングによって液晶分子３がツイストするのが妨げら
れることがある。液晶液滴４の径を３μｍ以上にするこ
とにより、液晶分子３のツイストが可能になる。
によって、この液晶表示装置に入射される光を９０度旋
光させることができ、これにより白輝度の明るさをＴＮ
型液晶装置並に向上させることができる。なお、液晶液
滴４の径が小さすぎる場合は、ポリマー５の壁面のアン
カリングによって液晶分子３がツイストするのが妨げら
れることがある。液晶液滴４の径を３μｍ以上にするこ
とにより、液晶分子３のツイストが可能になる。
【００３８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって具体的
に説明する。 （第１実施例）図２は、第１実施例の液晶表示装置の構
成説明図である。この図において、１１は第１のガラス
基板、１２は第１の透明電極、１３は第２のガラス基
板、１４は第２の透明電極、１５はポリマー分散型液晶
層、１５1は液晶液滴、１５2 はポリマー、１６は第１
の偏光板、１７は第２の偏光板、１８はバックライトで
ある。
に説明する。 （第１実施例）図２は、第１実施例の液晶表示装置の構
成説明図である。この図において、１１は第１のガラス
基板、１２は第１の透明電極、１３は第２のガラス基
板、１４は第２の透明電極、１５はポリマー分散型液晶
層、１５1は液晶液滴、１５2 はポリマー、１６は第１
の偏光板、１７は第２の偏光板、１８はバックライトで
ある。
【００３９】この実施例の液晶表示装置においては、液
晶液滴１５1 とポリマー１５2 からなるポリマー分散型
液晶層１５を、第１の透明電極１２を有する第１のガラ
ス基板１１と、第２の透明電極１４を有する第２のガラ
ス基板１３によって挟み、これを、さらに第１の偏光板
１６と第２の偏光板１７によって挟んでいる。また、第
１の偏光板１６に対向してバックライト１８を配置して
いる。
晶液滴１５1 とポリマー１５2 からなるポリマー分散型
液晶層１５を、第１の透明電極１２を有する第１のガラ
ス基板１１と、第２の透明電極１４を有する第２のガラ
ス基板１３によって挟み、これを、さらに第１の偏光板
１６と第２の偏光板１７によって挟んでいる。また、第
１の偏光板１６に対向してバックライト１８を配置して
いる。
【００４０】この場合、液晶としてフッ素系液晶（メル
ク社製ＺＬＩ４７９２）あるいは塩素系液晶（ＴＬ−２
０２）を用い、ポリマー１５2 としてウレタン系の紫外
線硬化樹脂（日本化薬製Ｒ１６７）を用い、この液晶に
カイラル剤（チッソ社製ＣＭ３３）を約０．４ｗｔ％添
加し、液晶分子が自発的に９０度ねじれる構成としてい
る。
ク社製ＺＬＩ４７９２）あるいは塩素系液晶（ＴＬ−２
０２）を用い、ポリマー１５2 としてウレタン系の紫外
線硬化樹脂（日本化薬製Ｒ１６７）を用い、この液晶に
カイラル剤（チッソ社製ＣＭ３３）を約０．４ｗｔ％添
加し、液晶分子が自発的に９０度ねじれる構成としてい
る。
【００４１】なお、この液晶表示装置を製造する際は、
第１の透明電極１２を有する第１のガラス基板１１と、
第２の透明電極１４を有する第２のガラス基板１３を第
１の透明電極１２と第２の透明電極１４を内側にして対
向させ、その間隙に前記の液晶とポリマーを混合して注
入し、これに紫外線を照射してポリマー１５2 中に液晶
液滴１５1 を相分離させる。
第１の透明電極１２を有する第１のガラス基板１１と、
第２の透明電極１４を有する第２のガラス基板１３を第
１の透明電極１２と第２の透明電極１４を内側にして対
向させ、その間隙に前記の液晶とポリマーを混合して注
入し、これに紫外線を照射してポリマー１５2 中に液晶
液滴１５1 を相分離させる。
【００４２】液晶液滴１５1 の径を大きくするため、紫
外線の強度としては０．０５ｍＷ／ｃｍ2 と特に弱い紫
外線を照射し、これにより液晶液滴１５1 の径を約１０
μｍとすることができる。
外線の強度としては０．０５ｍＷ／ｃｍ2 と特に弱い紫
外線を照射し、これにより液晶液滴１５1 の径を約１０
μｍとすることができる。
【００４３】液晶層の厚さ、すなわち、第１の透明電極
１２と第２の透明電極１４の間隔を５μｍ程度にする
と、液晶液滴１５1 の上下が押され、ビヤ樽（タイコ）
状になっていると考えられる。第１のガラス基板１１と
第２のガラス基板１３が水平平行配向性を有するため、
液晶分子は第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１
３に水平に配向し、ねじれの軸は第１のガラス基板１１
と第２のガラス基板１３に垂直になる。
１２と第２の透明電極１４の間隔を５μｍ程度にする
と、液晶液滴１５1 の上下が押され、ビヤ樽（タイコ）
状になっていると考えられる。第１のガラス基板１１と
第２のガラス基板１３が水平平行配向性を有するため、
液晶分子は第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１
３に水平に配向し、ねじれの軸は第１のガラス基板１１
と第２のガラス基板１３に垂直になる。
【００４４】このとき、バックライト１８から放射さ
れ、第１の偏光板１６を通過した光は液晶分子によって
旋光されて第２の偏光板１７を通過する。液晶液滴１５
1 の径を３μｍ以上５０μｍ以下にすることによって、
粒状のムラのない良好な表示を実現することができた。
れ、第１の偏光板１６を通過した光は液晶分子によって
旋光されて第２の偏光板１７を通過する。液晶液滴１５
1 の径を３μｍ以上５０μｍ以下にすることによって、
粒状のムラのない良好な表示を実現することができた。
【００４５】この実施例においては、ポリマー分散型液
晶層１５を第１の透明電極１２と第２の透明電極１４で
挟んだ液晶表示装置として説明したが、二次元的にこの
構造を有する画素を配置し、各画素に印加される電圧を
ＴＦＴ等によって制御し、画像を表示することができる
ことはいうまでもない。
晶層１５を第１の透明電極１２と第２の透明電極１４で
挟んだ液晶表示装置として説明したが、二次元的にこの
構造を有する画素を配置し、各画素に印加される電圧を
ＴＦＴ等によって制御し、画像を表示することができる
ことはいうまでもない。
【００４６】図３は、従来のＴＮ型液晶表示装置の視角
特性説明図である。この横軸は印加電圧、縦軸は透過率
であり、ａは正面の透過率、ｂは斜め４０度の方向の透
過率を示している。
特性説明図である。この横軸は印加電圧、縦軸は透過率
であり、ａは正面の透過率、ｂは斜め４０度の方向の透
過率を示している。
【００４７】図４は、第１実施例の液晶表示装置の視角
特性説明図である。この横軸は印加電圧、縦軸は透過率
であり、ａは正面の透過率、ｂは斜め４０度の方向の透
過率を示している。
特性説明図である。この横軸は印加電圧、縦軸は透過率
であり、ａは正面の透過率、ｂは斜め４０度の方向の透
過率を示している。
【００４８】この図３と図４を比較すると、この実施例
の液晶表示装置の視角特性においては、従来の液晶表示
装置において出現していた斜め方向の表示の反転が消失
し、視角特性が改善されていることがわかる。
の液晶表示装置の視角特性においては、従来の液晶表示
装置において出現していた斜め方向の表示の反転が消失
し、視角特性が改善されていることがわかる。
【００４９】図５は、液晶液滴の粒径とドメインウォー
ル発生割合の関係説明図である。この図において、横軸
は粒径を示し、縦軸はドメインウォール発生割合を示し
ている。
ル発生割合の関係説明図である。この図において、横軸
は粒径を示し、縦軸はドメインウォール発生割合を示し
ている。
【００５０】この図によると、液晶液滴の粒径が８μｍ
程度まではドメインウォール発生割合はほとんど０であ
るが、液晶液滴の粒径が８μｍ程度を超えるとドメイン
ウォール発生割合が徐々に大きくなり、液晶液滴の粒径
が１００μｍ程度でドメインウォール発生割合が１５％
程度になり、それ以降は急激に増大していることがわか
る。
程度まではドメインウォール発生割合はほとんど０であ
るが、液晶液滴の粒径が８μｍ程度を超えるとドメイン
ウォール発生割合が徐々に大きくなり、液晶液滴の粒径
が１００μｍ程度でドメインウォール発生割合が１５％
程度になり、それ以降は急激に増大していることがわか
る。
【００５１】ドメインウォール発生割合が大きいと、ド
メインウォール（ディスクリネーション）が白く浮き出
て、表示品質を低下させることになる。ドメインウォー
ル発生割合が１５％程度を許容限度とした。
メインウォール（ディスクリネーション）が白く浮き出
て、表示品質を低下させることになる。ドメインウォー
ル発生割合が１５％程度を許容限度とした。
【００５２】（第２実施例）この実施例の液晶表示装置
の製造方法においては、第１の透明電極１２と第２の透
明電極１４の間に印加する電圧の周波数により誘電異方
性Δεが変化する液晶を用いて製造工程を簡単にし、液
晶分子の配向を安定化する。
の製造方法においては、第１の透明電極１２と第２の透
明電極１４の間に印加する電圧の周波数により誘電異方
性Δεが変化する液晶を用いて製造工程を簡単にし、液
晶分子の配向を安定化する。
【００５３】図６は、第２実施例の液晶表示装置の製造
工程説明図である。この図を参照して本発明の液晶表示
装置の製造方法を説明すると、１対の透明電極の間に１
００ｋＨｚより高い周波数の電圧を印加した状態で、そ
の間隙内に周波数が高いときは誘電異方性Δεが負で、
周波数が低いときは誘電異方性Δεが正となる液晶とポ
リマーの混合物を注入し、紫外線等を照射してポリマー
をポリマライズして相分離を生じさせる。
工程説明図である。この図を参照して本発明の液晶表示
装置の製造方法を説明すると、１対の透明電極の間に１
００ｋＨｚより高い周波数の電圧を印加した状態で、そ
の間隙内に周波数が高いときは誘電異方性Δεが負で、
周波数が低いときは誘電異方性Δεが正となる液晶とポ
リマーの混合物を注入し、紫外線等を照射してポリマー
をポリマライズして相分離を生じさせる。
【００５４】このとき、誘電異方性Δεが負であるた
め、液晶分子は水平配向しようとし、強制的に水平ＴＮ
配向されて、液晶分子が透明導電基板と水平な状態でツ
イストする。この工程によって、容易に、液晶液滴中に
図１に示すような液晶分子の配向状態を実現することが
できる。
め、液晶分子は水平配向しようとし、強制的に水平ＴＮ
配向されて、液晶分子が透明導電基板と水平な状態でツ
イストする。この工程によって、容易に、液晶液滴中に
図１に示すような液晶分子の配向状態を実現することが
できる。
【００５５】液晶表示装置の駆動は、１００ｋＨｚより
低い電圧で行われるため液晶層の誘電異方性Δεは正と
なり、電圧を印加しないときに液晶分子を水平にし、電
圧を印加したときに液晶分子をほぼ垂直というスイッチ
ングが可能になる。
低い電圧で行われるため液晶層の誘電異方性Δεは正と
なり、電圧を印加しないときに液晶分子を水平にし、電
圧を印加したときに液晶分子をほぼ垂直というスイッチ
ングが可能になる。
【００５６】透明導電基板の間に電圧を印加しないとき
は、光入射側の偏光板を通過した直線偏光は旋光し、光
出力側の偏光板を通過して白表示となる。また、透明導
電基板の間に電圧を印加したとはきは、入射光は液晶層
の影響を受けないためクロスニコル構成により遮断さ
れ、黒表示が実現される。
は、光入射側の偏光板を通過した直線偏光は旋光し、光
出力側の偏光板を通過して白表示となる。また、透明導
電基板の間に電圧を印加したとはきは、入射光は液晶層
の影響を受けないためクロスニコル構成により遮断さ
れ、黒表示が実現される。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶表示装置の表示面を斜めから見たときに粒状のムラ
が発生することがなく、かつ、表示反転もなく、ＴＮ型
液晶表示装置並の明るさを有する液晶表示装置を実現す
ることができる。
液晶表示装置の表示面を斜めから見たときに粒状のムラ
が発生することがなく、かつ、表示反転もなく、ＴＮ型
液晶表示装置並の明るさを有する液晶表示装置を実現す
ることができる。
【図１】本発明の液晶表示装置の原理説明図である。
【図２】第１実施例の液晶表示装置の構成説明図であ
る。
る。
【図３】従来のＴＮ型液晶表示装置の視角特性説明図で
ある。
ある。
【図４】第１実施例の液晶表示装置の視角特性説明図で
ある。
ある。
【図５】液晶液滴の粒径とドメインウォール発生割合の
関係説明図である。
関係説明図である。
【図６】第２実施例の液晶表示装置の製造工程説明図で
ある。
ある。
【図７】従来のＰＤＮ型液晶表示装置の説明図であり、
（Ａ）は電圧無印加時の状態、（Ｂ）は電圧印加時の状
態を示している。
（Ａ）は電圧無印加時の状態、（Ｂ）は電圧印加時の状
態を示している。
【図８】従来のアモルファスＴＮ型液晶表示装置の説明
図であり、（Ａ１）〜（Ａ４）は先行技術、（Ｂ１）〜
（Ｂ４）はアモルファスＴＮ型液晶表示装置を示してい
る。
図であり、（Ａ１）〜（Ａ４）は先行技術、（Ｂ１）〜
（Ｂ４）はアモルファスＴＮ型液晶表示装置を示してい
る。
【図９】従来のＰＴＮ型液晶表示装置の説明図である。
１ 第１の透明導電基板 ２ 第２の透明導電基板 ３ 液晶分子 ４ 液晶液滴 ５ ポリマー １１ 第１のガラス基板 １２ 第１の透明電極 １３ 第２のガラス基板 １４ 第２の透明電極 １５ ポリマー分散型液晶層 １５1 液晶液滴 １５2 ポリマー １６ 第１の偏光板 １７ 第２の偏光板 １８ バックライト
フロントページの続き (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 佐々木 貴啓 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 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 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 (6)
- 【請求項１】 ポリマー中に液晶液滴が分散されたポリ
マー分散液晶が１対の電極の間に充填された液晶セルが
クロスニコル中に配置され、該液晶液滴の径が３μｍ以
上、１００μｍ以下であり、該液滴中の液晶分子が３０
度以上１８０度以下ねじれていることを特徴とする液晶
表示装置。 - 【請求項２】 液晶液滴の径が１対の電極の間隔以上で
あることを特徴とする請求項１に記載された液晶表示装
置。 - 【請求項３】 ポリマー分散液晶の誘電異方性Δεが低
周波領域の電界中で正であり、高周波領域の電界中で負
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４】 誘電異方性Δεが低周波領域の電界中で
正であり、高周波領域の電界中で負であるポリマー分散
液晶を１対の電極の間に充填し、該ポリマー分散液晶に
該ポリマー分散液晶の誘電異方性Δεが負になる高周波
領域の電界を印加して液晶液滴を形成することを特徴と
する液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項５】 ポリマー分散液晶の誘電異方性Δεが１
００Ｈｚより低い周波数の電界中では正であり、１００
Ｈｚより高い周波数の電界中では負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６】 誘電異方性Δεが１００Ｈｚより低い周
波数の電界中では正であり、１００Ｈｚより高い周波数
の電界中では負であるポリマー分散液晶を１対の電極の
間に充填し、該ポリマー分散液晶に該ポリマー分散液晶
の誘電異方性Δεが負になる１００Ｈｚより高い周波数
の電界を印加して液晶液滴を形成することを特徴とする
液晶表示装置の製造方法。
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