JPS6313018A - 液晶表示装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、液晶表示装置に関し、特に条材ｉのマルチプ
レクス駆動に適する液晶表示装置に関する。

（従来の技術） 従来多桁のマルチプレクス駆動を行う液晶表示装置とし
て、ＴＮ形液晶が用いられている。マルチプレウス駆動
時の点灯、非点灯時の電圧比（ｖｏｎ／ＶｏＦＦ）は桁
数を多くするに従い小さくなっていく。すなわち、３２
格の場合に１．１９６．６４桁の場合ニ１．１３４、ｉ
ｏｏ桁の場合ニ１．１０６．２００桁の場合に１．０７
３となる。一方、ＴＮ形液晶の電圧−透過率の変化は第
３図に示す様にその変化は緩慢であり、例えば透過率が
９０％となる電圧をｖｔｈ、１０％となる電圧を■ｓａ
ｔとするとＶ５ａｔ／Ｖｔｈ＝　１．４〜１．５である
。またこの電圧−透過率曲線は視角方向によって変化す
る。このため、従来のＴＮ形液晶ではマルチプレクス駆
動の桁数は３２本ぐらい止りで、それ以上に桁数を増す
と、コントラストが低下したり、視野角が狭くなるなど
という問題があった。

一方、この問題を解決するため液晶の電圧−透過率曲線
の急峻性を向上させる試みがなされている。すなわち、
特開昭５９−２８１３０号公報では、一方の基板のプレ
チルト角を５°以下、他方の基板のプレチルト角を５〜
７０’とし雨具板での液晶分子の軸方向を１８０〜３６
０’　、液晶のヘリカルピッチとセル厚との関係ｄ／ｐ
＝　０．５〜１．０とし急峻性を向上させる試みがある
。また、特開昭６０−１０７０２０号公報には、少なく
とも一方の基板のプレチルト角が５°以上で、雨具板間
での液晶分子の軸方向を１８０〜３６０°とし、液晶の
ヘリカルピッチとセル厚との関係ｄ／ｐ＝　０．５〜０
．９５　、偏光板の軸を雨具板上での分子軸と２０〜７
０°ずらせ、複屈折現象により表示を行って、電圧−透
過率曲線の急峻性を向上させる試みがある。これらの技
術では、２枚の基板での液晶のねじれ角を１８０〜３６
０°と大きく、レヂルト角も大きいことが特徴となって
いる。

一般に２枚の基板での液晶分子のねじれ角が１８０°よ
り大きい配列の液晶表示装置に電圧を印加しその電圧を
Ｏボルトから上昇してゆくと、第４図に電圧−透過率曲
線を示す様に、らせんを巻いていた分子配列がある電圧
■ｔｈ１で急激にらせんがほどけ、急激に透過率が変化
する一種のコレステリック−ネマチック相転移とも言え
る分子配列の変化が生じる。逆に電圧を下降していた場
合、Ｖｔｈｌより小さい電圧■ｔｈ２で再びらせんを巻
くという配向変化が生じ透過光が変化する。特に、プレ
チルト角が小さい場合は、電圧−透過光曲線はヒステリ
シス性が大きく、実用上の多桁マルチプレクス駆動には
適さない。

そこで上に述べた特開昭５９−２８１３０．６０−１０
７０２０号公報ではプレチルト角を大きくとり液晶分子
のねじれの力と基板一液晶分子の規制力との平衡をとっ
て、第５図に示す様に電圧−透過光曲線のヒステリシス
性を小さくし、実用上の多桁マルチブレクス駆動に適す
る様に改良が施されている。しかしながら、これらの試
みにおいてプレチルト角を５°以上とするために、基板
上にＳｉＯを斜方蒸着するなどの特殊な配向技術が必要
であり、この技術は真空系を用いるため高価であり、生
産性が悪いという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のＴＮ液晶表示装置は、水平配向層を例えばラビン
グして製作するので安価で生産性にはすぐれているが、
多桁のマルチプレクス駆動をした場合にコントラストが
悪く視野角も狭い。また上述したプレチルト角を大きく
した液晶表示装置では、コントラストと視野角の点では
満足できるが、高プレチルト角とする技術が高価で生産
性に劣るという問題があった。

本発明は、多桁のマルチプレクス駆動をした場合にも高
コントラストで広視野角の表示性能を示す、安価で生産
性のよい液晶表示装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、一方の基板の液晶と接する面に垂直配向層が
設けられ、他方の基板の液晶と接する面には一軸性の水
平配向層が設けられており、これら２枚の基板間に挟持
される液晶組成物のヘリカルピッチｐと２枚の基板間距
離ｄとの関係がｄ／ｐ＝０．３〜１．５の関係を満足す
ることを特徴としている。

（作　用） 本発明では、第１図に示す様に一方の基板１表面上で液
晶分子９は垂直配向をしており、他方の基板４上では一
軸性の水平配向をとっており、液晶層中では液晶のねじ
れ性により連続的に配向が変化している。この様な配向
とすることにより、液晶のねじれる力と基板一液晶分子
の規制力との平衡をとることができ、電圧−透過光曲線
のヒステリシス性を極めて小ざくすることができる。ま
た、本発明にお（プる垂直配向層、−軸性の水平配向層
は良く知られているカルボン酸クロム錯体やシランカッ
プリング剤、ポリイミドなどを使用することができ、安
価に生産性良く製作することができる。最適なｄ／ｐは
基板表面の水平、垂直画配向膜の規制力と液晶組成物の
性質、すなわち弾性定数、誘電率などに大きく影響され
る。本発明において、ｄ／ｐは０．３〜１．５の範囲で
効果が得られるが、０．４〜０．９５の範囲が特に好ま
しい。

ｄ／ｐが０．３未満の場合、分子のねじれの力が基板規
制力に比べ弱すぎ急峻な電圧−透過光曲線が得られず、
またｄ／ｐを１．５より大きくした場合、分子のねじれ
の力が大き過ぎ、ヒステリシスを小さくすることができ
なかったり、配向欠陥が生じる。

本発明の液晶表示装置では、偏光板１１．１２は基板１
．４の外側に置かれ、少なくとも片方の偏光板の透過軸
及び吸収軸のいずれもが水平配向層の軸方向とは一致さ
せない様にしてあり、複屈折効果により表示を行うこと
もでき、また、液晶組成物中に２色性染料を添加し、い
わゆるゲストホスト形としても表示することができる。

（実施例１） 第１図は本発明の一実施例の液晶表示装置の断面図を示
す。同図に示すように、Ｉｎ２Ｏ５膜からなる透明電極
２が付着したガラス基板１を垂直配向剤ＦＣ−８０５（
スリーエム社商標）の１．０ｗｔ％水溶液中にディップ
した後、１２０’Ｃ３０分の加熱を行い垂直配向層３を
形成した。一方Ｉｎ２Ｏ５膜からなる透明電極５が付着
したガラス基板４上に水平配向剤ポリイミドＰ　Ｉ　Ｘ
−１４００（日立化成社商標）をスピナー法により塗布
し、３５０’Ｃ１時間加熱し水平配向膜６を形成し、図
中矢印７方向にラビングを行った。これら２板のガラス
板をスペーサーとしてガラスファイバー粉が混入された
エポキシシール剤８で貼り合せ基板間距離４．８μｍの
セル１０を組合せた。ネマチック液晶ＺＬ■−１５６５
にカイラル剤５８１１を添加しヘリカルピッチｐ＝８．
５μｍとした液晶組成物９を調整し、セル１０中に真空
加圧注入し液晶セルを作製した。

なお、ｄ／ｐ＝　０．５６となる。さらに偏光板１１の
吸収軸とラビング軸７との角度を３０°、偏光板１２の
吸収軸が偏光板１１の吸収軸と７０’の角度となる様に
し、基板４．１にそれぞれ偏光板１１．１２を張り付は
液晶表示装置１３を作製した。

この液晶表示装置の電圧−透過率曲線を測定した結果を
第２図に示す。ヒステリシスはほとんどなく、またＶ　
　　／Ｖ　　　１．０５と非常に小さいｓａｔ　　　ｔ
ｈ− 値を示し、１／２００分割のマルチプレクス駆動におい
ても高コントラネト表示を行うことができた。

また視野角を変えても、電圧−透過率曲線はあまり変化
せず、広視野角の表示を行うことができた。

（実施例２） 実施例１において垂直配向膜３をＤＭＯＡＰ（Ｎ、Ｎ−
ジメチル−Ｎ−オクタデシル−３−アミノプロピルトリ
メトキシシリルクロライド）に、水平配向剤６をポリビ
ニルアルコールに変え、また基板間距離６．２μｍのセ
ルを作製した。

なお、ｄ／ｐ＝　０．７３となる。この場合も第２図と
類似の電圧−透過率曲線を示し、Ｖ／■ｔｈａｔ −１，０６であった。１／２００分割のマルチプレクス
駆動においても高コントラスト、広視野角の表示を行う
ことができた。

（実施例３） 実施例１において、基板間路＠１１μｍのセルを作製し
、液晶組成物９として液晶ＺＬＩ−１５６５にアントラ
キノン系２色性染料Ｄ−５を０．３ｗｔ％添加し、ざら
にカイラル剤５８１１を添加しヘリカルピッチｐ＝１２
μｍを用いた。なお、ｄ／ｐ＝　０．９２となる。また
、偏光板１１は水平配向処理基板４側のみにおき、その
透過軸はラビング軸７と平行とした。この実施例も、急
峻な電圧−透過率曲線が得られ、Ｖ　　　／Ｖ　　　１
．０Ｂであり、１／ｓａｔ　　　ｔｈ− ２００分割のマルチプレクス駆動においても高コントラ
スト、広視野角の明るい表示を行うことができた。

（実施例４） 実施例１において、基板間距離６．３μｍのセルを作製
し、垂直配向膜３をＤＭＯＡＰに変え、また液晶組成物
９としてＥ７にカイラル剤５８１１を添加しヘリカルピ
ッチｐ＝４．８μｍとしたものを封入した。なお、ｄ／
ｐ＝　１．１３となる。この時、Ｖｔｈ／　Ｖ、ｔ　＝
　１．０７で１／２００分割のマルチプレクス駆動でも
高コントラスト、広視野角の表示を行うことができた。

（実施例５） 実施例１において、基板間距離５μｍのセルを作製し、
水平配向膜６をＨＬｌｌｏｏ（日立化成社商標）に変え
、また液晶組成物９としてＥ７にカイラル剤を添加して
ヘリカルピッチｐ＝１２μｍとしたものを用いた。なお
、ｄ／Ｉ）＝　０．４２となる。

Ｖ　Ｈ，／　Ｖ　ｓａｔ　＝　１．０７で１／２００分
割のマルチプレクス駆動でも高コントラスト、広視野角
の表示を行うことができた。

（比較例１） 実施例１において、基板間距離を１４μｍに変えてセル
を作製した。なお、ｄ／ｐ＝　１．６５となる。この場
合の電圧−透過光曲線は大きなヒステリシスを有し、実
用上問題があった。

（比較例２） 実施例５において、基板間距離を３．２μｍに変えてセ
ルを作製した。なお、ｄ／ｐ＝　０．２７となる。この
場合の電圧−透過光曲線は非常に緩慢で、Ｖ　　　／Ｖ
　　　１．４２であり、多桁のマルチプレｓａｔ　　　
ｔｈ＝ クス駆動には適さなかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ｉ／２００分割などの多桁のマルチプ
レクス駆動を行った場合にも、高コントラストで広視野
角の表示性能を有する、安価で生産性の良い液晶表示装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の液晶表示装置の断面図、第２
図は本発明の実施例の電圧−透過光曲線を示す図、第３
図は従来技術の液晶表示装置の電圧−透過光曲線を示す
図、第４図は従来技術の液晶表示装置の電圧−透過光曲
線を示す図、第５図は従来技術の液晶表示装置の電圧−
透過光曲線を示す図である。 １．４・・・基板、２，５・・・電極、３・・・垂直配
向層、６・・・水平配向層、７・・・ラビング方向、８
・・・接着材、９・・・液晶組成物、１０・・・セル、
１１、１２・・・偏光板、１３・・・液晶表示装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極を有する少なくとも一方が透明な一対の基板
   間に液晶組成物を挟持した液晶表示装置において、前記
   一対の基板のうち一方の基板の液晶と接する面に垂直配
   向層が設けられ、他方の基板の液晶と接する面に一軸性
   の水平配向層が設けられており、前記液晶組成物のヘリ
   カルピッチｐと前記一対の基板間距離ｄとの関係がｄ／
   ｐ＝０．３〜１．５の関係を満足することを特徴とする
   液晶表示装置。
2. （２）前記一対の基板の外側に配置された偏光板を有し
   、前記偏光板の透過軸及び吸収軸のいずれもが前記水平
   配向層の軸方向と一致しないことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の液晶表示装置。