JPS6280621A

JPS6280621A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPS6280621A
Application number: JP22134085A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Asano; 和夫浅野; Kazuo Arai; 和夫荒井; Takuo Sato; 佐藤　拓生; Shinichi Nishi; 眞一西
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1987-04-14

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、液晶表示装置に関し、特に時分割特性に優れ
た液晶表示装置に関する。

〔従来の技術〕

液晶表示装置は、消費電力が小さいこと、製造コストが
低いこと、軽量および薄型化が可能であること、などの
利点を有することから、ツイストネマチックタイプＣ以
下「１゛Ｎタイプ」という、）を中心に現在広く普及し
ている。近年、これらの液晶表示装置における表示情報
室を増大させるために、その表示画面の大面積化ならび
に大表示容量化に対する要望が高まっている。これらの
要望を達成するためには、駆動走査線数を増やしたとき
にも高い動作マージン（！低選択点電圧と最高非選択電
圧の比）を得ることができる、時分割特性の問いことが
要求される。

従来、ＴＮタイプの液晶表示装置は、２枚の電橋基板に
それぞれ平行配向処理を行い、この配向方向が互いに９
０”をなすように両基板を配置し、この間に正または負
の誘電異方性を有するネマチック液晶を封入して構成さ
れ、通常、第２図に示すように、液晶分子が基板に対し
てほぼ等しい傾斜角を有する状態で連続的に９０’ねじ
れた状態とされている。

このタイプの液晶表示装置において、時分割特性を改善
する方法としては種々の方法が提案されており、たとえ
ば、偏光素子の偏光軸方向が基板表面における液晶分子
のダイレクタ方向に対して平行または垂直な状態から幾
分ずれた方向とする方法、あるいは基板の表面における
液晶分子のプレティルト角を小さくする方法などが知ら
れている、しかし、前者の方法においては、前後の偏光
素子の偏光軸が相互になす角度が通常直角でなくなるた
め、光の漏れが大きくなり、高いコントラストを得るこ
とが困デ「となり、また後者の方法におい′ζは、プレ
ティルト角を小さくすることにより、液晶分子を均一な
配向状態で配列させることが回流となる問題を有してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、このような背景のもとになされたものであり
、その目的は時分別特性に優れ、表示品質の高い液晶表
示装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、各々偏光素子を存する一対の基板間に液
晶組成物を配してなる液晶表示装置において、前記液晶
組成物を構成する液晶分子がスプレィ状に配されている
ことを特徴とする液晶表示装置によって解決される。

本発明は、液晶分子がスプレィ状、すなわち第１図に示
すように、液晶分子の傾斜角が、対をなす基板のそれぞ
れの表面において互いに逆向きになる状態で配向させる
ことにより、液晶表示装置の時分割特性を改善させた点
に特色を有する。

液晶分子を一対の基板間でスプレィ状に配向させるには
、たとえば、液晶組成物に液晶分子の自発ねじれを誘起
させる旋光性物質を添加しない場合には、対向する基板
の配向処理方向のなす角度を９０’　より小さくする方
法、あるいは液晶組成物に液晶分子の自発ねじれを誘起
させる旋光性物質を添加する場合には、対向する基板の
配向処理方向のなす角度を、液晶分子の自発ねじれの方
向に、基板の間隙における自発ねじれ角に等しいかまた
はそれに９０°以下で近似した角度に設定する方法など
を用いることができる。

しかし、このように液晶分子をスプレィ状に配向させる
方式においては、液晶表示装置の時分割特性を改善させ
ることができるという反面、電圧を印加したときに液晶
分子の配向方向が逆になることにより光学特性が異なる
領域が無秩序にモザイク状に形成された状態の領域いわ
ゆる逆ティルトドメインを生じることがあり、その結果
、表示品質が低下する問題がある。そのため、本発明に
おいては、このような逆ティルトドメインの発生を防止
するために、対向する２枚の基板におけるプレティルト
角を相互に異なったものとすることが好ましく、具体的
にはその差がｌ°以上であることが好ましい。

また、本発明においては、基板表面における液晶分子の
配向方向は基板表面に対してほぼ平行であることが好ま
しく、この場合プレティルト角はｌ°以上、４０°以下
であることが好ましい、基板の配向処理としては、Ｓｉ
ｎ、　ＭｇＯ，ＭＨＦ、などを用いて斜め蒸着する方法
、イミド系、アミド系、ポリビニルアルコール系、フェ
ノキシ系の高分子物質の被膜の表面を綿布、ビニロン布
、テトロン布、脱脂綿等によって擦り、基板の表面に一
定方向の１ａを形成するラビング法、あるいは基板の表
面にカルボン酸クロム錯体、有機シラン化合物などを塗
布あるいはプラズマ重合法等で被着し、化学的吸着によ
り液晶分子を基板に配向させる方法、その他を用いるこ
とができる。

本発明において液晶層Ｃｆｃ構成する液晶組成物として
は、シクロへキシルカルボン酸エステル系化合物ビフェニル
系化合物フェニルシクロヘキザン系化合物ピリミジン系化合物アゾ系−アゾキシ系化合物安息香酸エステル系化合物等のネマティック液晶あるいはこれらの混合物から成る
。液晶組成物には、必要に応じてスメックチフク液晶成
分、コレスデリック液晶成分などを含有していてもよい
。

前記旋光性物質としては、一般にはカイラルネマティッ
ク液晶と呼ばれる、たとえば下記一般式で示される光学
活性基を末端基として有するエステル系、ビフェニル系
、フェニルシクロヘキサン系またはアゾ系等のネマティ
ック液晶を用いるこきができる。

（Ｒｔ、Ｒ□、Ｒ１：アルキル凸または水素原子であり
、Ｒｔ、　Ｒｔ、およびＲ３は互いに異なる）旋光性物
質の具体例としては、たとえば以下に示す構造の化合物
を用いることができる。

［：、ｌ自、１木 −０ＣＩＩ　ｌ−Ｃ路−ＣヨＩｔｓＣＩ。

ｌｌｓまた、本発明においては、液晶ＩＣの厚さｄは、２０μ
ｍ以下、特に１０μｍ以下であることが好ましい、また
、液晶ＮＣの厚さｄと液晶分子配列のねじれのどンチｐ
との比ｄ／ｐは０．２〜１．３の範囲にあることが好ま
しい。

また、本発明においては、液晶層Ｃの屈折率異方性Δｎ
と液晶層Ｃの厚さｄとの積Δｎ−ｄは、コントラスト、
明るさなどの点より、０．４〜０．６または０．７〜１
．２であることが、好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。

第３図は、本発明の第１の実施例を示す説明用断面図で
ある。

第３図に示す液晶表示装置においては、２枚の基板ｌお
よび２が離間した状態で対向して配置され、基板ｌは、
支持板１１の内側の表面に電極層４および配向層６を形
成して構成され、また基板２は支持板２１の内側の表面
に′ｒＬｅ！１ＦＪ５および配向層７を形成して構成さ
れている。さらに両基板ｌおよび２の間の空間はシール
部３によってシールされ、セルが構成されている。セル
の内部には、スペー→ノ・８が分布した状態で配置され
るとともに液晶組成物が充填され、液晶ＩＣが形成され
ている。

また、基板ｌおよび２の外側の表面には、それぞれ前方
偏光素子９および後方偏光素子１０が形成されている０
図中において、１３は後方偏光素子ＩＯの外側の表面に
形成された反射板である。透過タイプでは反射板１３を
省いてもよい。

前記支持板１１および２１を構成する材料としては、ソ
ーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英などのガラス、ｌ
軸延伸ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサル
フォン、ポリビニルアルコールなどのプラスチック、ア
ルミニウム、ステンレス鋼などの金属を用いることがで
きる。

前記電極［４および５は、厚さ１．１ｍ＋ｗの支持板１
１および２１の表面に平行に離間して配置されたたとえ
ば厚さ１０００人のＩＴＯ（スズとインジウムの酸化物
）よりなる透明電極より構成され、一方の電極ＷＪ４を
構成する透明電極と他方の電極層５を構成する透明電極
はそれぞれが相互に直角をなすよう配置され、これによ
って、たとえば０．３ｆｆｕａ　ｘｏ、３＋ｗｍの画素
からなるマトリックス形表示の電極構造が構成されてい
る。

前記配向７！１６および７は、上述した電極Ｎ４および
５の表面にポリイミドｒＰ　ｒ　Ｘ−１４００Ｊ　（日
立化成工業側型）を塗布し、その表面をナイロンスェー
ド布で一方向に数回擦ってラビング処理を行うことによ
って形成された、厚さ５００人の被膜より構成されてい
る。また配向層６におけるラビング方向と配向層７にお
けるラビング方向のなす角度は８４°とされている。

前記液晶層Ｃを構成する液晶組成物としては、ネマチッ
ク液晶ｒ　Ｚ　Ｌ　ｒ　−２５８３−０００Ｊ　（メル
ク社製）を用いた。なお、液晶ＮＣの厚さｄは８μｍと
した。

なお基板ｌおよび２には、必要に応じてさらに誘電体層
、アルカリイオン移動防止層、反射防止層、偏光層、反
射層などを設けることができる。

前記前方偏光素子９および後方偏光素子ｌＯは、ｒＦ−
１２０５ＤＵＪ　　（日東電工Ｉ＠！！　）によって構
成され、その偏光軸方向が、それぞれ配向層６および７
のラビング方向に対して直角に配置されている。

なお、スペーサ８としては、グラスファイバーｒＥ１．
ｃ−ＧＳ−０８０ＳＳＳＪ　　（旭ファイバーグラス（
田型）を、シール部３を構成するシール材としては、ス
トラクトボンドｒＸＮ−５Ａ−ＣＪ（三井東圧化学（ｌ
＠製）を用いた。

以上の構成の液晶表示装置においては、液晶層Ｃを構成
する液晶分子はスプレィ状に配列されており、液晶分子
のねじれ角αは前方から左回り（反時計回り）に８４°
であった。

この液晶表示装置について電圧−光ｉ！ｉ過度特性を求
めた。光透過度が１０％減少するときの電圧をＶ、。、
光透過度が５０％減少するときの電圧をＶＳＯとすると
、電圧に対する光透過度の変化の急峻性を表ず値ｒ　−
Ｖ　ｓｏ／　Ｖ　＋ｏは１．１４２テアツタ。

比較例１つぎに、比較のために、配向Ｎ６および７のラビング方
向を相互に９６°としたほかは、上記第１の実施例と同
様にして比較用液晶表示装置を構成した。

この液晶表示装置においては、液晶層Ｃを構成する液晶
分子は基板１および２に対してほぼ同等の傾斜角を有す
るツイスト状態で配列されており、液晶分子のねじれ角
αは、前方から左回り（反時計回り）に８４°であった
。また、電圧に対する光透過度の変化の急峻性を表す値
γ−Ｖ、。／　Ｖ　＋。は１．１５３であった。

実施例２この実施例においては、実施例１における配向Ｎ６およ
び７として以下の構成を有する点において実施例１と異
なるが、その機械的構成は実施例１と同様であるので第
３図を参照して説明する。

この実施例においては、配向Ｔ！Ｊ６および７は、電極
層４および５を有する支持板１１および２１の表面にポ
リエーテルアミドを主成分とする有機高分子物質の被膜
を形成し、この被膜の表面をレーヨン植毛布によって一
方向に数回擦ってラビング処理を行うことによって形成
された、厚さ３００人の被ｉｌｌより構成され、一方の
配向層６はさらに１５０℃で１時間加熱処理されている
。そして配向層６におけるラビング方向と配向層７にお
けるラビング方向のなす角度は８４°とされている。

このように構成された液晶表示装置においては、液晶層
Ｃを構成する液晶分子の配向層６および７に対するプレ
ティルト角は、加熱処理された配向層６においてはｌｏ
、加熱処理されていない配向層７においては２．５°で
あり、また、液晶分子はスプレィ状をなして配列してい
た。

この液晶表示装置について電圧−光透過度特性を求めた
。電圧に対する光透過度の変化の急峻性を表す値Ｔ　＝
　Ｖ　ｓ。／　Ｖ　＋。は１．１４３であり、実施例１
と同様に良好な時分割特性が得られた。また、電圧印加
時において逆ティルトドメインの発生が防止され、液晶
分子が均一方向に配向していることが確認された。

実施例３この実施例においては、実施例１における配向層６およ
び７として以下の構成を有する点において実施例１と異
なるが、その機械的構成は実施例１と同様であるので第
３図を参照して説明する。

この実施例においては、一方の配向Ｎ６は、電極層４を
有する支持板１１の表面に該支持板１１の垂直方向と８
５°の角度をなす方向からＳｉＯを用いて斜め蒸着を行
うことによって得られる、厚さ５００人の膜より構成さ
れ、この配向７１６における液晶分子のプレティルト角
は３５°であった。また他方の配向層７は、電極層５を
有する支持板２１の表面に該支持板２１の垂直方向と７
５°の角度をなす方向からＳｉＯを用いて斜め蒸着を行
うことによって得られる、厚さ５００人の膜より構成さ
れ、この配向層７における液晶分子のプレティルト角は
２５°であった。そして、基板ｌおよび２は、配向層６
および７におけるＳｉＯの蒸着方向のなす角度が基板ｌ
側からみて反時計方向に２７０°となるように配置され
ている。なお、液晶ｗｉＣの厚さは７ｐｍであり、液晶
層Ｃを構成する液晶組成物は、ネマチック液晶ｒ　Ｚ　
Ｌ　Ｉ　−２２９３Ｊ　（メルク社！！Ｉ）に旋光性物
質ｒｓ”８１１Ｊ（メルク社製）を０．９７重量％添加
したものであり、この液晶組成物は反時計方向にピッチ
が９μｍの自発ねじれを有する。

また、偏光素子９および１０は、その偏光軸方向が基板
ｌおよび２の表面における液晶分子のダイレクタ方向と
それぞれ４５°をなすように配置されている。

このように構成された液晶表示装置においては、液晶分
子はスプレィ状をなして配列していた。

この液晶表示装置について電圧−光透過度特性を求めた
ところ、第４図においてａで示す曲線が得られた。この
曲線ａにおいて、光ｉ３過度が１０％減少するときの電
圧をｖｌ。、光透過度が５０％減少するときの電圧をＶ
、。とすると、電圧に対する光透過度の変化の急峻性を
表す値γ＝Ｖ　ｓａ／　Ｖ　＋。は１．０１であり、良
好な時分割特性が得られた。

比較例２つぎに、比較のために、配向層６および７として電極層
４および５を有する支持板１１および２１の表面に該支
持板１１および２１の垂直方向と８５°の角度をなす方
向からＳｉＯを用いて斜め蒸着を行うことによって得ら
れる、厚さ５００人の膜を用い、さらに基板ｌおよび２
を配向Ｎｉ６および７におけるＳｉＯの蒸着方向のなす
角度が基板１側からみて時計方向に２７０°となるよう
に配置したほかは、上記実施例３と同様にして比較用液
晶表示装置を構成した。

この液晶表示装置においては、液晶層Ｃを構成する液晶
分子は基板ｌおよび２に対して液晶分子がほぼ同等の傾
斜角を有するツイスト状態で配列されていた。

この液晶表示装置について電圧−光透過度特性を求めた
ところ、第４図においてｂで示す曲線が得られた。この
曲線すにおいて、光透過度が１０％減少するときの電圧
をｖｌい光透過度が５０％減少するときの電圧をＶ、。

とすると、電圧に対する光透過度の変化の急峻性を表す
値γ−■、。／　Ｖ　＋。は１．０５であり、実施例３
に比較して時分割特性が劣っていることが確認された。

〔発明の効果〕

本発明によれば、時分割特性に優れ、表示品質の高い液
晶表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、液晶分子がスプレィ状に配列されていること
を示す説明図、第２図は液晶分子が通常のツイスト状態
で配列されていることを示す説明図、第３図は、本発明
の実施例を示す説明用断面図、第４図は、電圧−光透過
度特性を示す曲線図である。】、２・・・基板　　　　　Ｉｔ、２１・・・支持板３
・・・シール部　　　　　４．５・・・電極層６．７・
・・配向ＦＪ　　　　　Ｃ・・・液晶層８・・・スペー
サ　　　　　９・・・前方偏光素子１０・・・後方偏光
素子　　　１３・・・反射板９１図　　　　　謬２回業３園

Claims

【特許請求の範囲】

１）各々偏光素子を有する一対の基板間に液晶組成物を
配してなる液晶表示装置において、前記液晶組成物を構
成する液晶分子がスプレィ状に配されていることを特徴
とする液晶表示装置。