JPS6266234A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPS6266234A
JPS6266234A JP20799685A JP20799685A JPS6266234A JP S6266234 A JPS6266234 A JP S6266234A JP 20799685 A JP20799685 A JP 20799685A JP 20799685 A JP20799685 A JP 20799685A JP S6266234 A JPS6266234 A JP S6266234A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
display element
cell thickness
color tone
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Pending
Application number
JP20799685A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Onishi
浩 大西
Toshiyuki Yoshimizu
敏幸 吉水
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPS6266234A publication Critical patent/JPS6266234A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/137Devices 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
    • G02F1/13725Devices 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 guest-host interaction

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、対向する2枚の電極基板間にねじれ配向した
液晶のねじれ角が160度以上で、その複屈析効果を利
用した液晶表示素子に係り、特に、優れた外観表示品位
を有する液晶表示素子に関する。
〈従来の技術〉 液晶表示素子は、ガラス基板上に酸化スズ、酸化インジ
ウム等から成る電極パターンを形成し、この上に液晶を
配向せしめる金属酸化膜あるいは有機高分子膜を形成し
た基板を、スペーサーを介在し2枚対向させ、この間隙
に液晶を固定保持し周辺部をシール材にて1↑止したも
のである。このようにして構成された成品セルの上下に
は偏光板が配置され、電気光学的特性が付与される。
ところで、液晶をねじれ配向させるには、例えば金属酸
化膜あるいは有機高分子膜よりなる配向膜の表面を布な
どで一方向にこする方法、いわゆるラビング法によって
なされる。ラビング法により配向処理された2枚の基板
を、それぞれのラビング方向、即ち、配向方向が90度
に交差するように対向させることにより、液晶のねじれ
配向をつくりだしている。このとき、液晶分子は対向す
る電極基板間で90度回転したらせん状構造の分子配列
をとる。この上うな構成の液晶表示素子が、従来のT 
N (T 1sted  Nematic)型液晶表示
素子と呼ばれるものである。
第7図は従来のTN型液晶表示素子の配向方向(ラビン
グ方向)と偏光板の吸収軸方向を示す図である。1は上
側偏光板、2は上側電極基板、3は下側電極基板、4は
下側偏光板である。それぞれ矢印で、電極基板2,3の
配向方向(ラビング方向)及び偏光板1.4の吸収軸方
向を示している。
ところが、従来のTN型液晶表示素子では、例えば液晶
の急峻性を示すγ値(m8図参照、液晶表示素子表面の
法線と測定方向のなす角度をθとしたとき、角度θ=0
°のコントラストが20%になる電圧と角度θ=40°
のコントラストが90%になる電圧の比、γ=■20%
(θ=0°)/V90%(θ=40)で表される。)が
悪く、そのため、時分割特性が者しく悪かった。
この問題を解決するために、液晶の複屈折効果をさらに
利用した液晶表示素子が提案されている。
即ち、液晶のねじれ配向を、従来の90度ツイストより
もさらにツイストさせ160度以上にすることにより、
液晶の複屈折効果をさらに高めたものである。第1図に
、この構造における配向方向(ラビング方向)を偏光板
1,4の吸収軸方向を示す。
これは、ラビング法により、配向処理された2枚の電極
基板2,3をそれぞれのラビング方向、即ち、配向方向
が160度以上に交差するように対向させるとともに、
液晶のらせんピッチも従来の90°回転したらせん構造
の分子配列よりもさらに回転させる様にらせんピッチを
短くすることで作られる。これをS B E (S u
pertwisted B ’+refr’+ngen
ce )EJrecL)型液晶表示素子と呼び、従来の
TN型液晶表示素子と比べ、液晶の急峻性を表すγ値が
優れている為、時分割特性が著しく改善される。
しかしながら、160度以上のねじれ角を有するSBE
型液晶表示素子では、液晶の複屈折効果を利用している
為、第1図のように、液晶表示素子を挟持する様に配置
される2枚の偏光板1,4の吸収軸あるいは偏光軸の交
差角、もしくは、配向方向に対する偏光!fi1.4の
角度をどの様に配置しても、優れた電気光学的特性の得
られる液晶表示素子のセル厚、即ち6μI11〜12μ
mの範囲内では、液晶の屈折率Δ11とセル厚dに起因
する色調が顕著に現れる。この色調は、例えば赤→橙→
黄→緑→行→〔→紫の順に現れるもので、通常液晶表示
素子としての視認性の観点から黄ないしは緑の頭載に色
調がなる様に、液晶の屈折率Δnとセル厚dを調整して
いる。このとき、色調を黄ないしは緑になる様に成品の
Δ11を調整しても、セル厚dのわずかなバラツキによ
って、色調の不均一性を呈してしまう。これは、均一な
セル厚フントロールが困難なこと、つまり、ガラス基板
自体のうねり、スペーサーの粒径のバラツキ等に起因す
るもので、これらの精度が向上しない限り、均一なセル
厚、即ち、均一な色調が得られないことを一方、SBE
型液晶表示素子は、従来のTN型液晶表示素子と比べ視
角範囲が格段に広くとれるのが特徴である。ところが視
角方向によっては、例えばθ=60°以上の方向から見
ると、液晶の屈折率へ〇及びセル厚αが変化する為、色
調を黄ないしは緑に調整したときには、赤い色調となっ
てしまい、者しく、外観品位を損なう結果となっていた
〈発明の目的〉 本発明は、上記問題点を鑑みなされたものである。即ち
、例えば液晶の屈折率Δ11とセル厚dを、黄ないし緑
の色調が得られる様にしたSBE型液晶表示素子におい
て、液晶中に、グリーン系の色素を液晶の重量に対し1
重量パーセント前後の微少量添加することによって、セ
ル厚の不均一性から生ずる赤味を除去するとともに、色
調の視角依存性を改善することで、優れた時分割駆動特
性を持つとともに、外観表示品位の優れた液晶表示素子
を提供することにある。
以下、実施例を用いて詳細に説明を行う。
〈実施例〉 ガラス基板上に酸化スズ、酸化インジウム等からなる電
極パターンを形成し、この上に液晶を配向せしめる為の
ボリミイド系有機高分子膜を形成する。この配向膜の表
面をラビング法により配向処理を行った。このとき、配
向処理された対向する2枚の電極基板のラビング方向、
即ち配向方向が、160度に交差するように配向処理を
行った。
つまりこの場合、配向方向(ラビング方向)及び偏向板
の吸収軸方向は@1図に図示されたとおりである。同様
に、第2図で示されるように、配向方向力弓80度に交
差するように配向処理したらのら同時に作成した。この
様にして作成した基板をセル厚が7μln〜8μmの間
で一定1こなる様にスペーサーを介在させ、配向方向の
交差角がそれぞれ160度及び180度になる様に2枚
の電極基板2.3を貼り合わせた。一方、色調が黄また
は緑になる様に屈折率6口を調整した液晶に、グリーン
系の色素、例えば(株)日本感光色素研究所l511P
564を液晶の重量1こ対し、1重量パーセン)、0.
5重量パーセント、0.3重量パーセントをそれぞれ添
加し、色素の添加量の異なる3種類の液晶を調整した後
、らせん回転角が配向方向に合う様に液晶のピッチを調
整した。これら液晶を上記液晶セルに注入し封止した上
に、偏向板1゜4を配置して液晶表示素子とした。
なお、上記色素の分光透過率曲線は第3図に示すとおり
で、幅広い波長域に吸収を有している。
次に比較の為、同様にして液晶セルを作製した後、やは
り同様にして調整した液晶を、色素を含有させずにその
ままこの液晶セルに注入した後、偏光板を配置して液晶
表示素子とした。以上の液晶表示素子について、外観表
示品位を比較した結果を下表に示す。また、第4図は本
実施例における液晶表示素子(反射型)の分光透過率曲
線、15図は同液晶表示素子(反射型)の色度を示して
いる。
ただし、第4図、第5図は配向方向の交差角が180°
のものである。
これから明らかなように、ラビング方向、即ち配向方向
の交差角にかかわらず、色素を添加していないのは、セ
ル厚の不均一な部分に赤味がみられたが、色素を添加し
たものは、0.3%の添加量では若干赤味がみられたも
のの無添加のものと比べ者しく外観品位の向上がみられ
た。さらに添加量が0.5%、1.0%と増加するに伴
い、セル厚の不均一性はなくなり、優れた外観表示品位
を有する液晶表示素子が得られた。
次にこれら液晶表示素子の色調の視角依存性を、θ=6
0°の方向よ’)[7した結果を下表に示す。
ラビング方向、即ち配向方向の交差角にかわらず、色素
を添加していないものは、θ=60°方向からは橙〜赤
の色調を呈し、θ=0°力向の黄緑と比べ著しい視角依
存性がみられた。一方色素を添加したものは、0.3%
の添加量のものでは色の)農さに違いがみられたが、0
.5%、1.0%ではθ=0°方向とθ=60°方向と
の色調の差はみられず、視角依存性のない極めて良好な
液晶表示素子が得られた。以上の結果より、グリーン系
の色素を添加することにより、セル厚の不均一性から生
じる赤味のない、さらに、低視角での色調変化のない外
観表示品位の優れた液晶表示素子を得ることができた。
また、第6図は本実施例の液晶表示素子における電圧−
透過率曲線で、液晶の急峻性を示すγ値に優れ、従来の
SBE型液晶表示素子と同様に、時分割特性が著しく改
善されていることが分かる。
なお、本実施例では、液晶表示素子の色調を黄〜緑に設
定したときに現れるセル厚の不均一性から生じる赤色の
ムラを除去する為にグリーン系の色素を添加したもので
あるが、例えば液晶の屈折率Δnあるいは偏光板の角度
を調整することで、赤、橙、青、藍、紫のいずれかに色
調を調整した場合でも、そのときに現れる色ムラを生じ
るその色自信の波長吸収をもつ色素を添加rることで、
色ムラを除去できることは容易に類推できるものである
ことは言うまでもない。さらに、色素は数種類を混合し
て使用しても河等差し支えない。
〈発明の効果〉 以上のように本発明は、160度ツイスト以上の5F3
E型液晶表示素子において顕著にみられるセル厚のムラ
及び色調の視角依存性を、液晶中に微少量の色素を添加
することで改善した有用な液晶表示素子が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるSBE型液晶表示素
子の配向方向と偏光板の吸収軸の関係を示す図、第2図
は同地の実施例におけるSBE型液晶表示素子の配向方
向と偏光板の吸収軸の関係を示す図、第3図は添加する
色素の分光透過率曲線例を示す図、第4図は前記液晶表
示素子の分光透過率曲線を示す図、第5図は同色度を示
す図、第6図は同電圧−透過率曲線を示す図、第7図は
従来のTN型液晶表示素子の配向方向と偏光板の吸収軸
の関係を示す図、PtrJ8図は同液晶表示素子の電圧
−透過率曲線を示す図である。 1・・・上側偏光板、2・・・上側電極基板、3・・・
下側電極基板、4・・・下側偏光板。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(fi2名)第6図 第3図 第4図 1        第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、対向する2枚の電極基板間にねじれ配向した液晶の
    ねじれ角が160度以上である液晶表示素子において、
    上記液晶中に、セル厚のバラツキから生じる色調の不均
    一性並びに視角の依存性を除去する微少量の色素を添加
    してなることを特徴とする液晶表示素子。 2、上記色素は、幅広い波長域に吸収を有するグリーン
    系の色素であ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、上記グリーン系色素の添加は、上記液晶の重量に対
    し、1重量パーセント前後の微少量であることを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載の液晶表示素子。
JP20799685A 1985-09-18 1985-09-18 液晶表示素子 Pending JPS6266234A (ja)

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Cited By (3)

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