JPS60118824A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPS60118824A JPS60118824A JP22564183A JP22564183A JPS60118824A JP S60118824 A JPS60118824 A JP S60118824A JP 22564183 A JP22564183 A JP 22564183A JP 22564183 A JP22564183 A JP 22564183A JP S60118824 A JPS60118824 A JP S60118824A
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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- G02F1/13768—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on magneto-optical effects
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
＋１１発明の技術分野
本発明は液晶表示素子に係わり、特に液晶分子が基板電
極に対して垂直方向に配向するよう配向膜を設けた液晶
表示素子に関する。
極に対して垂直方向に配向するよう配向膜を設けた液晶
表示素子に関する。
（２）技術の背景
液晶表示素子は軽量で消費電力が少ない表示装置を提供
するため、これにより大容量の大型表示装置を構成し、
従来のＣＲＴ （ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）
などのブラウン管を用いた表示装置では達成できなかっ
た軽量、小型化および低消費電力化を図る試みがなされ
”ζいる。
するため、これにより大容量の大型表示装置を構成し、
従来のＣＲＴ （ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）
などのブラウン管を用いた表示装置では達成できなかっ
た軽量、小型化および低消費電力化を図る試みがなされ
”ζいる。
例えば第１図に示す如く帯状（図では簡略化のため実線
で示す）信号電極ｌと同じく帯状の走査電極２とを互い
に直交させてマトリックス構造を構成し、上記２つの電
極の間に液晶表示素子を配し、また帯状電極には駆動回
路を接続したマトリックス表示方式による大容量表示装
置がある。
で示す）信号電極ｌと同じく帯状の走査電極２とを互い
に直交させてマトリックス構造を構成し、上記２つの電
極の間に液晶表示素子を配し、また帯状電極には駆動回
路を接続したマトリックス表示方式による大容量表示装
置がある。
上記大容量液晶表示装置においては、液晶の電界応答性
が緩慢であることに起因する困難があった。
が緩慢であることに起因する困難があった。
第２図（ａｌは液晶の電界応答性を示す線図で、縦軸は
透過光強度、横軸は液晶に加えられる印加電圧を表す。
透過光強度、横軸は液晶に加えられる印加電圧を表す。
同図を参照すると、符号３を何した実線で表される液晶
の電界応答性は同図（ｂ）に符号５を付した実線で示さ
れるＣＲＴの電界応答性に比べても曲線の立ぢ上りが緩
やかであり、透明、不透明の境界に相当する電圧域が広
くしきい値電圧が不明確である。
の電界応答性は同図（ｂ）に符号５を付した実線で示さ
れるＣＲＴの電界応答性に比べても曲線の立ぢ上りが緩
やかであり、透明、不透明の境界に相当する電圧域が広
くしきい値電圧が不明確である。
かかる応答性は特に１本の電極に多数の表示素子を配し
たマトリックス表示方式において、表示位置以外の液晶
表示素子にかかる電圧により当該素子の透過光強度を上
げ、画像のコントラストを低下させるクロスト−りを発
生させる。
たマトリックス表示方式において、表示位置以外の液晶
表示素子にかかる電圧により当該素子の透過光強度を上
げ、画像のコントラストを低下させるクロスト−りを発
生させる。
上述した困難を克服するには液晶の電界応答性を第２図
（ａｌに符号４を付した破線で示す如く立ち」二りの鋭
いものになるようしきい値電圧を明確にすることが必要
であり、そのためには液晶分子の配向状態の改善が望ま
れる。
（ａｌに符号４を付した破線で示す如く立ち」二りの鋭
いものになるようしきい値電圧を明確にすることが必要
であり、そのためには液晶分子の配向状態の改善が望ま
れる。
（３）従来技術と問題点
液晶表示素子における駆動力式には動的散乱効果、電界
制御複屈折効果、ポジ型ゲストホスト効果、相転移効果
などを利用するものがあるが、これらの方式においては
液晶分子を電極付基板に対し垂直方向に均一に配向させ
ることが必要であつた。
制御複屈折効果、ポジ型ゲストホスト効果、相転移効果
などを利用するものがあるが、これらの方式においては
液晶分子を電極付基板に対し垂直方向に均一に配向させ
ることが必要であつた。
従来液晶分子の垂直配向は基板電極面に形成した垂直配
向膜によってなされ、垂直配向膜の形成方法としては、
酸化シリコン（５ｉｎ） 、金（Ａｕ）などの斜め蒸着
などにより形成する物理的方法、レシチン、シランカッ
プリング剤の塗布などの化学的方法があるが、いずれの
方法も液晶分子を垂直に配向させる配向規制力が弱く、
また配向膜と接している液晶のみが配向規制力を受けて
いるとみられる現象があった。
向膜によってなされ、垂直配向膜の形成方法としては、
酸化シリコン（５ｉｎ） 、金（Ａｕ）などの斜め蒸着
などにより形成する物理的方法、レシチン、シランカッ
プリング剤の塗布などの化学的方法があるが、いずれの
方法も液晶分子を垂直に配向させる配向規制力が弱く、
また配向膜と接している液晶のみが配向規制力を受けて
いるとみられる現象があった。
すなわち第３図に示す液晶表示素子の模式図を参照して
説明すると、電極付基板６に上記方法により形成された
垂直配向膜７に接した液晶分子８は配向規制力により垂
直に配向するが、配向膜７から離れるにフれて配向規制
力が弱まり、第２Ｎ以下の液晶分子は前層の液晶が垂直
配向することによって垂直配向することになる。このよ
うな配向状態では電界を印加した時、電極付基板６間の
液晶分子８は一斉に電界に応答することができず、配向
規制力の弱いところ（電極付基板間中央）から徐々に配
向状態を変えることになり、その結果第２図ｆａｔに示
す如き液晶特有の緩慢な印加電圧応答性を示すことにな
る。なお第３図においては説明に必要な数層の液晶分子
のみを示し、他は省略する。
説明すると、電極付基板６に上記方法により形成された
垂直配向膜７に接した液晶分子８は配向規制力により垂
直に配向するが、配向膜７から離れるにフれて配向規制
力が弱まり、第２Ｎ以下の液晶分子は前層の液晶が垂直
配向することによって垂直配向することになる。このよ
うな配向状態では電界を印加した時、電極付基板６間の
液晶分子８は一斉に電界に応答することができず、配向
規制力の弱いところ（電極付基板間中央）から徐々に配
向状態を変えることになり、その結果第２図ｆａｔに示
す如き液晶特有の緩慢な印加電圧応答性を示すことにな
る。なお第３図においては説明に必要な数層の液晶分子
のみを示し、他は省略する。
上述した如〈従来の垂直配向膜では液晶分子を均一に配
向させることができないため、液晶の電界応答が緩慢で
あり、また僅かの配向膜のバラツキが特に大面積表示の
際には極めζ大きな表示むらとなって現れる問題点があ
った。
向させることができないため、液晶の電界応答が緩慢で
あり、また僅かの配向膜のバラツキが特に大面積表示の
際には極めζ大きな表示むらとなって現れる問題点があ
った。
加えて、 ５ｉＯ１Ａｕなどの斜め蒸着による配向膜は
コスト１口１となるために実用化が困維である問題もあ
っノこ。
コスト１口１となるために実用化が困維である問題もあ
っノこ。
（４）発明の目的
本発明は上記従来の欠点に鑑み、液晶表示素子におい゛
ζ電極付基板間の液晶分子のすべてを均一に垂直に配向
させることができる配向膜を基板表面に形成してなる液
晶表示素子を提供することを目的とする。
ζ電極付基板間の液晶分子のすべてを均一に垂直に配向
させることができる配向膜を基板表面に形成してなる液
晶表示素子を提供することを目的とする。
（５）発明の構成
そしてこの目的は本発明によれば、基板上に電極膜と液
晶配向膜を形成した電極付基板を少なくとも２枚備え、
当該電極付基板のうち少なくとも１枚が透明であり、上
記液晶配向膜に垂直磁化膜を用いたことを特徴とする液
晶表示素子を提供することによって達成され、また垂直
磁化膜としてバリウム・フェライトＩＩを用い、更には
電極付基板のうち少なくとも１枚の電極付基板の垂直磁
化膜をフェリ磁性膜とすることを特徴とする液晶表示素
子を提供することによって達成される。
晶配向膜を形成した電極付基板を少なくとも２枚備え、
当該電極付基板のうち少なくとも１枚が透明であり、上
記液晶配向膜に垂直磁化膜を用いたことを特徴とする液
晶表示素子を提供することによって達成され、また垂直
磁化膜としてバリウム・フェライトＩＩを用い、更には
電極付基板のうち少なくとも１枚の電極付基板の垂直磁
化膜をフェリ磁性膜とすることを特徴とする液晶表示素
子を提供することによって達成される。
（６）発明の実施例
以下本発明実施例を図面により詳述する。
液晶に電界が印加された時、電界応答性を急峻にするた
めには、基板間のすべての液晶分子に同様の配向規制力
を働かせて均一に配向し、同一の印加電圧によって一斉
に配向変化を生じさせることが必要である。本願の発明
者はこのような配向性をもたらすものとしては、垂直磁
化膜による磁場配向が有効であり、特にバリウム・フェ
ライト（ＢａＦｅｚ、０／７）などの垂直磁化膜は可視
光に対して透明であるため好適であることを確認した。
めには、基板間のすべての液晶分子に同様の配向規制力
を働かせて均一に配向し、同一の印加電圧によって一斉
に配向変化を生じさせることが必要である。本願の発明
者はこのような配向性をもたらすものとしては、垂直磁
化膜による磁場配向が有効であり、特にバリウム・フェ
ライト（ＢａＦｅｚ、０／７）などの垂直磁化膜は可視
光に対して透明であるため好適であることを確認した。
ここで磁界を印加した場合の液晶配向について説明する
と、直流磁界Ｈを液晶に印加した時、磁Ｍ＝ＸＬＨ＋
（Ｘｌｌ ＸＪ−）（Ｈ・ｎ）ｎで与えられることが知
られ−でいる。ただし、ＸＬ、Ｘｌｌはそれぞれ液晶長
軸方向（この方向の単位ベクトル眉）に対し、垂直、水
平方向の磁化率を表す。
と、直流磁界Ｈを液晶に印加した時、磁Ｍ＝ＸＬＨ＋
（Ｘｌｌ ＸＪ−）（Ｈ・ｎ）ｎで与えられることが知
られ−でいる。ただし、ＸＬ、Ｘｌｌはそれぞれ液晶長
軸方向（この方向の単位ベクトル眉）に対し、垂直、水
平方向の磁化率を表す。
また一般にネマティック液晶は反磁性を示し磁化率ＸＬ
％Ｘ１１はともに負であるが、その大きさはｌ Ｘ Ｉ
Ｉ ｌ ＜ ｌ〜Ｘｔｌであるため（Ｘｕ−Ｘｉ）は正
となる。
％Ｘ１１はともに負であるが、その大きさはｌ Ｘ Ｉ
Ｉ ｌ ＜ ｌ〜Ｘｔｌであるため（Ｘｕ−Ｘｉ）は正
となる。
従って静磁エネルギーＨｍ、すなわち
Ｘｕ−ＸＬ）（ｎ−Ｈ） ２
の右辺第２項の考察から、Ｅｍが最小となるのは磁場Ｈ
がｎと同方向、すなわちネマティック液晶分子の長軸が
印加磁界に平行に配向するときとなる。
がｎと同方向、すなわちネマティック液晶分子の長軸が
印加磁界に平行に配向するときとなる。
従っ”ζ、またｌ Ｘ１ｌｌ ＞ ｌ ＸＬＩとなる液
晶を用いればネマティック液晶分子の長軸は印加磁界に
垂直となる。
晶を用いればネマティック液晶分子の長軸は印加磁界に
垂直となる。
本発明は上述した液晶分子の磁場配向性を利用し急峻な
電界応答性を得るものである。このような磁場配向を行
うためには、バリウム・フェライトなどの垂直磁化膜を
スパックリングなどによって形成することが有効である
。バリウム・フェライートはマグネトプランバイ） 、
ＱＩＪの六方晶系結晶で、各結晶粒が単磁区構造イとる
場合には大なる保持力（ｔｉｃのｍａｘは１５０００ｅ
）を示し、永久磁石材料としてずぐれたものである（
残留磁束密度Ｏｒ ＝２０００Ｇ ）。
電界応答性を得るものである。このような磁場配向を行
うためには、バリウム・フェライトなどの垂直磁化膜を
スパックリングなどによって形成することが有効である
。バリウム・フェライートはマグネトプランバイ） 、
ＱＩＪの六方晶系結晶で、各結晶粒が単磁区構造イとる
場合には大なる保持力（ｔｉｃのｍａｘは１５０００ｅ
）を示し、永久磁石材料としてずぐれたものである（
残留磁束密度Ｏｒ ＝２０００Ｇ ）。
フェリ磁性を示す物質には、フェライト（Ｍ［０Ｆｅ２
０３、内よＮｉ 、Ｍｎｓ Ｆｅ−、Ｃｏなど）、鉄ガ
ーネ。
０３、内よＮｉ 、Ｍｎｓ Ｆｅ−、Ｃｏなど）、鉄ガ
ーネ。
ト（Ｎ３ Ｆｅ２（Ｐｅｒｕ ） ３、ｉはＳｍ、、Ｇ
ｄ、 Ｙなどの希土類）、クロマイト（Ｍ”Ｃｒ２Ｑｑ
、 Ｍ’はＭｇｓ Ｆｅ、（１０％ Ｎ１など）があ
る。フェライトの逆スピネル構造をもつものは強磁性を
示す。
ｄ、 Ｙなどの希土類）、クロマイト（Ｍ”Ｃｒ２Ｑｑ
、 Ｍ’はＭｇｓ Ｆｅ、（１０％ Ｎ１など）があ
る。フェライトの逆スピネル構造をもつものは強磁性を
示す。
第４図は本発明の第１の実施例を説明するための液晶表
示素子の断面図で、同図を参照するとガラス基板３の表
面に例えば二酸化インジウム（１ＴＯ）などの透明導電
膜１２を蒸着により数百人の厚さに形成し、次いで前記
透明導電膜１２の表面にバリウム・フェライ１−の透明
な、垂直磁化膜１３をスパックリングにより厚さ１〜５
μｍに形成する。
示素子の断面図で、同図を参照するとガラス基板３の表
面に例えば二酸化インジウム（１ＴＯ）などの透明導電
膜１２を蒸着により数百人の厚さに形成し、次いで前記
透明導電膜１２の表面にバリウム・フェライ１−の透明
な、垂直磁化膜１３をスパックリングにより厚さ１〜５
μｍに形成する。
そし“ζかかるガラス基板１１をスペーサー５をはさん
で垂直磁化膜１３が対向する構成の液晶パネルとし、ガ
ラス基板１１ではさまれた内部１５に例えばシアノフェ
ニルシクロヘキサン系、シアノビフェニル系、シクロヘ
キサンエステル系液晶からなるＮ型ネマティック液晶混
合物を封入し“ζ液晶表示素子を構成する。
で垂直磁化膜１３が対向する構成の液晶パネルとし、ガ
ラス基板１１ではさまれた内部１５に例えばシアノフェ
ニルシクロヘキサン系、シアノビフェニル系、シクロヘ
キサンエステル系液晶からなるＮ型ネマティック液晶混
合物を封入し“ζ液晶表示素子を構成する。
上述した液晶表示素子によれば、液晶分子の均一な垂直
配向が肖られ、また当該液晶表示素子を動的散乱効果を
利用した駆動方式で駆動させたところ、電界の印加にお
いては従来に比べ非富に立ち上りの鋭い動的散乱効果が
得られ、また電界を除去しノこところ同様に鋭い立ち下
がり特性が得られた。
配向が肖られ、また当該液晶表示素子を動的散乱効果を
利用した駆動方式で駆動させたところ、電界の印加にお
いては従来に比べ非富に立ち上りの鋭い動的散乱効果が
得られ、また電界を除去しノこところ同様に鋭い立ち下
がり特性が得られた。
他方、液晶としてＰ型ネマティック液晶を用いたＴＮ
（Ｔｗｉｓｔｅｃｌ Ｎｅｍａｔｉｃ ）方式による駆
動方法においても本発明の液晶表示素子は鋭い電界応答
性を示す。
（Ｔｗｉｓｔｅｃｌ Ｎｅｍａｔｉｃ ）方式による駆
動方法においても本発明の液晶表示素子は鋭い電界応答
性を示す。
以上から本発明の液晶表示素子においては、液晶として
従来用いられていた通常のものを使用して鋭い電界応答
性を得ることができ、何ら特殊な性質の液晶を必要とし
ない。またネマティック液晶は反磁性であるため、液晶
分子が外部磁界を保持することがなく、電界の印加、除
去における分子の配向動作が磁界により妨げられること
がない。
従来用いられていた通常のものを使用して鋭い電界応答
性を得ることができ、何ら特殊な性質の液晶を必要とし
ない。またネマティック液晶は反磁性であるため、液晶
分子が外部磁界を保持することがなく、電界の印加、除
去における分子の配向動作が磁界により妨げられること
がない。
なお垂直磁化膜はバリウム・フェライトに限るものでは
なく均一な配向効果を得られるものならその他の磁性膜
であってもよい。
なく均一な配向効果を得られるものならその他の磁性膜
であってもよい。
第５図は本発明の第２の実施例を説明するための液晶表
示素子の断面図で、同図を参照すると本実施例において
はバリウム・フェライトの垂直配向膜１３をガラス基板
１１に形成し、その表面に透明導電膜１２を形成した構
成とするものであり、第１の実施例と同様の効果が得ら
れる。なお同図において第４図と同じ部分は同じ符号を
付して示す。
示素子の断面図で、同図を参照すると本実施例において
はバリウム・フェライトの垂直配向膜１３をガラス基板
１１に形成し、その表面に透明導電膜１２を形成した構
成とするものであり、第１の実施例と同様の効果が得ら
れる。なお同図において第４図と同じ部分は同じ符号を
付して示す。
また第３の実施例として反射形表示を行う液晶表示素子
とし一ζ本発明の素子を用いる場合に、反射側になるガ
ラス基板に形成する垂直配向膜のみをフェリ磁性を示す
例えばフェライトで形成することもできる。
とし一ζ本発明の素子を用いる場合に、反射側になるガ
ラス基板に形成する垂直配向膜のみをフェリ磁性を示す
例えばフェライトで形成することもできる。
かかる配向膜は不透明ではあるが、強い配向規制力を与
えることができ、また金属光沢をもつことにより高い反
射率を達成できる利点をもつ。なお配向膜の材料として
は上記フェライトの他に例えば前記した鉄ガーネット、
クロマイトなどを用いても同様の効果が得られる。
えることができ、また金属光沢をもつことにより高い反
射率を達成できる利点をもつ。なお配向膜の材料として
は上記フェライトの他に例えば前記した鉄ガーネット、
クロマイトなどを用いても同様の効果が得られる。
なお上述した実施例は２枚の基板電極からなる液晶表示
素子についてであったが、本発明はこれに限るものでは
ない。なお本発明の電極イ」基板において、基板に電極
膜を形成した後に液晶配向膜を形成しても、または基板
に液晶配向膜を形成した後に電極膜を形成してもよい。
素子についてであったが、本発明はこれに限るものでは
ない。なお本発明の電極イ」基板において、基板に電極
膜を形成した後に液晶配向膜を形成しても、または基板
に液晶配向膜を形成した後に電極膜を形成してもよい。
（７）発明の効果
以上詳細に説明したように本発明によれば、通雷の液晶
を用いた液晶表示素子において鋭い電界応答性を達成す
ることができるため、マトリックス駆動方式を用いた液
晶表示素子におけるクロストークを防ぐことができ、液
晶表示素子の信頼性および大容量表示の達成に効果大で
ある。
を用いた液晶表示素子において鋭い電界応答性を達成す
ることができるため、マトリックス駆動方式を用いた液
晶表示素子におけるクロストークを防ぐことができ、液
晶表示素子の信頼性および大容量表示の達成に効果大で
ある。
第１図は大容量表示におけるマトリ・ノクス構成を示す
図、第２図は電界応答性を示す線図、第３図は従来の液
晶表示素子における液晶分子の配向を示す図、第４図お
よび第５図は本発明に係わる液晶表示素子の断面図であ
る。 １−信号電極、２−・走査電極、６− 電極付基板、？ 、 Ｌ３−垂直配向膜、８・・一液晶
分子、１１−ガラス基板、１２−透明電極膜、１４・・
−スペーサー第３図 第５図 １
図、第２図は電界応答性を示す線図、第３図は従来の液
晶表示素子における液晶分子の配向を示す図、第４図お
よび第５図は本発明に係わる液晶表示素子の断面図であ
る。 １−信号電極、２−・走査電極、６− 電極付基板、？ 、 Ｌ３−垂直配向膜、８・・一液晶
分子、１１−ガラス基板、１２−透明電極膜、１４・・
−スペーサー第３図 第５図 １
Claims (3)
- （１）基板上に電極膜と液晶配向膜を形成した電極付基
板を少なくとも２枚備え、当該電極付基板のうぢ少なく
とも１枚は透明であり、上記液晶配向膜は垂直磁化膜で
あることを特徴とする液晶表示素イ。 - （２）垂直磁化膜をバリウム・フェライ１−膜とするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶表示素
子。 - （３）電極伺承板のうち少なくとも１枚の電極付基板の
垂直磁化膜をフェリ磁性膜とすることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22564183A JPS60118824A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22564183A JPS60118824A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60118824A true JPS60118824A (ja) | 1985-06-26 |
Family
ID=16832481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22564183A Pending JPS60118824A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60118824A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102654671A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-09-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 液晶显示器及其制作方法 |
| CN110268308A (zh) * | 2017-12-13 | 2019-09-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 具有透明磁层的显示装置及其制造方法 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP22564183A patent/JPS60118824A/ja active Pending
Cited By (5)
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