JP2812601B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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Description
晶表示装置に関する。
パソコン、ポケットテレビなどへの液晶表示装置の応用
が急速に進展している。特に、液晶表示素子のなかでも
外部から入射した光を反射させて表示を行う反射型液晶
表示素子は、バックライトが不要であるため消費電力が
低く、薄型、軽量化が可能であるので注目されている。
式(ツイステッドネマティック)並びにSTN(スーパ
ーツイステッドネマティック)方式が用いられている
が、これらの方式では直線偏光子により必然的に自然光
の光強度の1/2が表示に利用されないことになり、表
示が暗くなってしまう。このような問題点に対して、自
然光のすべての光線を有効に利用しようとする表示モー
ドが提案されている。このようなモードの例として、相
転移型ゲスト・ホスト方式が挙げられる。(D.L.W
hite and G.N.Taylor:J.App
l.Phys.45 4718,1974).このモー
ドでは、電界によるコレステリック・ネマティック相転
移現象が利用されている。誘電率異方性が正のネマティ
ック液晶にカイラル物質を添加して得られるコレステリ
ック液晶と二色性色素とからなる液晶組成物を、垂直配
向処理した液晶セルに封入している。図2に、このよう
な相転移ゲスト・ホスト方式の液晶表示装置の断面略図
を示す。ここで、1は透明電極を有する透明性基板、2
は液晶組成物を示し、液晶組成物7中の実線は液晶分子
の配向方向を示している。
たカイラル物質の量に従いらせんを形成している。この
結果、液晶表示装置を通過する光は2色性色素によって
吸収され、着色する。次に、しきい値以上の電圧を引加
すると、液晶組成物7はホメオトロピックな配向とな
り、液晶表示装置を通過する光は2色性色素により吸収
されることなく無色となる。この方式に、更にマイクロ
カラーフィルターを組み合わせた反射型マルチカラーデ
ィスプレイも提案されている(Proceedings
of the SID Vol.29,157,19
88)。
献に記載の液晶表示装置では透光性基板1表面の液晶分
子は垂直配向しているため、電圧無印加時に透光性基板
1の表面近傍の液晶組成物層の色素による吸収が無くな
るため透過率が高くなり、コントラストが低くなる。ま
た、図3に基板表面を水平配向処理したときの模式図を
示す。基板表面を水平配向処理すると色素による吸収が
増加するため電圧無印加時の透過率も低くなるものの、
電圧印加時に基板表面の液晶分子が十分に垂直に立たな
いため、透過率も低くなり、暗い表示となる。
のであり、本発明の目的は、高いコントラスト比を有す
る明るい液晶表示装置を提供することである。
表面にそれぞれ透明電極を有する一対の透光性基板の間
にネマテイック液晶にカイラル物質を加えたカイラルネ
マテイック液晶と二色性色素からなる液晶組成物が充填
されてなり、透光性基板の表面が液晶組成物中の液晶分
子を弱いアンカリングで、略水平にするような配向性を
有し、液晶組成物が、透光性基板の表面となす角度(ね
じれ角δ)と自然ピッチ(p o )および層厚さ(液晶組
成物からなる層の厚さd)との間に次式: δ/360−1/4<d/p o <δ/360+1/4 を満足するように調節されて いることを特徴とする液晶
表示装置を提供する。
ト方式の二色性色素とカイラルスメクテイック液晶から
なる。ここで、2色性色素の化合物の例としてはマゼン
タを示すものはG214,G241など、緑色を示すも
のはG282とG232の混合など、シアンを示すもの
はG282、G279など、赤色を示すものはG20
5,G156など、黄色を示すものはG232,G14
3など、青色を示すものはG274,G277(いずれ
も日本感光色素研究所製)などが挙げられる。
ク液晶組成物は、下記の公知のネマクテイック液晶にカ
イラル物質を添加して作製する。公知のネマティック液
晶としてはシッフ系、アゾキシ系、ビフェニル系、フェ
ニルエステル系、フェニルシクロヘキサン系、ピリジン
系等多数の化合物や混合物が挙げられる。さらに、カイ
ラル物質としてはS−811(メルク社製)、CB−1
1(BDH社製)、CM(チッソ社製)等が挙げられ、
ネマティック液晶組成物に添加する量により、自然ピッ
チ(p0 )を制御することができる。
りゲスト−ホスト液晶組成物として、ZLI−336
7,ZLI−4756/1),ZLI−3521/
1),ZLI−4714,ZLI−4113,ZLI−
3402/1)(以上すべてメルク社製)などが挙げら
れる。このようにして、各種のホスト(カイラルネマテ
ィック)液晶材料にゲスト(二色性色素)化合物を加え
て液晶組成物とし、この発明の液晶表示装置が構成され
る。
方の基板が、その表面における液晶組成物の分子が基板
に対し弱いアンカリングで略水平となるよう配向性を有
している。すなわちこの基板の配向性は、基板上で被覆
する配向膜自体をラビング処理あるいは斜方蒸着法で形
成することにより付与したり、または基板自体の表面に
前記配向性を与えるに適した溝を設け、付与することが
できる。より詳しくは以下に説明する。
に示して構成を説明する。ここで絶縁膜は適宜省略して
もよいが、以下の例では設置されている場合について説
明する。透明性基板としてのガラス基板1a上に透明電
極2a,絶縁膜3a,配向膜4aの順に各層が形成され
たものが、基板9である。ここで、透明電極2aは複数
本の透明電極が互いに平行となるようにストライプ状に
配列して形成され、配向膜4aには一軸配向処理がほど
こされた構造になっている。
様の条件で透明電極2b,絶縁膜3b,配向膜4bの順
に各層が形成されたものが、基板10である。透明電極
2b,配向膜4bは基板9と同様、透明電極2bは複数
本の透明電極が互いに平行となるようにストライプ状に
配列して形成され、配向膜4bには一軸配向処理が施さ
れた構造になっている。
配向膜4a,4bが対向しあい、基板9と10で液晶組
成物のねじれ角が所望の値となるようにd/p0 (=セ
ル厚/自然ピッチ)を合わせてある。セル厚dは2〜8
μmの間隔を隔ててシール部材6で貼り合わせる。これ
らの基板9,10間には液晶組成物7を介在させて液晶
セル11が作製される。
上下の2つの配向膜の間であり、その厚さ(d)は液晶
表示装置の設計、構成によって決まるが、1.0〜2
0.0μm程度、好ましくは5.0〜8.0μmであ
る。透光性基板の基板表面のアンカリングを弱くし、ま
た液晶分子を基板に対し水平になるような配向膜を与え
る方法の模式図を図5に示した。図で分かるように、透
光性基板1表面の液晶分子の配向は、基板の垂線に対し
45°以上80°以下の角度で、SiO斜方蒸着を実施
する。このとき膜厚を100〜6000Åにすること
で、弱いアンカリングの水平配向が得られる。
し、水平配向させる他の方法は、図4に示すような配向
膜4aおよび4bを形成するかわりに基板表面に溝構造
を持たせる方法である。この時の溝構造はパターン周期
λが0.5〜3.0μm、深さが20〜1000Åが適
当である。また、ねじれ角(δ)は透光性基板の上下基
板表面における液晶分子の角度と定義するが、d/po
によって変化する。
と、驚くべきことに次の条件を満足しているもののみが
コントラストが高く、明るい表示を提供できることが分
かった。 δ/360−1/4<d/po <δ/360+1/4
る場合に、アンカリングを従来より弱くすることによ
り、電界無印加時では、基板表面の液晶分子は水平配向
状態となり色素の吸収を増加させ、電界印加時では、基
板表面の液晶分子はアンカリングが弱いため基板面に対
して垂直方向に近づいた配向状態となり、色素の吸収を
減少させることができ高コントラストの表示が可能とな
る。
するがこれら実施例に限定されない。これら実施例の液
晶表示装置は前述の図7のごとき構成によって作製し、
その作動模式を図1に示した。
してあるZLI−2327(メルク社製)にカイラル物
質としてS−811(メルク社製)をd/Po(セル厚
/自然ピッチ比)=1.75となるように所定の量をブ
レンドし、液晶組成物を作成した。基板表面の液晶分子
の配向は図5に示すようにSiO斜方蒸着を60°、膜
厚を500Åで行なうことにより弱いアンカリングの水
平配向膜4a,4bを得た。なお、この場合液晶分子の
配向方向はねじれ角δとd/Poとの関係においてδ/
360−1/4<d/po <δ/360+1/4を満た
すように540°から720°に設定する。比較例とし
て垂直配向と、強いアンカリングを持つ高分子配向膜を
ラビングして得られた水平配向の場合を示す。
板1a,1bに上記配向処理を施し、セルギャップ約
7.7μmになるようにシール部材6で貼り合わせて、
液晶セルを作製し、上記液晶組成物7を注入して液晶表
示装置とした。この液晶表示装置に電圧を印加して透過
率の変化を調べた。それを図6に示す。高分子配向膜に
よる水平配向(2)では電圧無印加時の透過率は垂直配
向に比べて低くなるが、しきい値が高くなり透過率が飽
和するために高い電圧が必要となる。これは、表面アン
カリングが強いため、表面層の液晶が完全に垂直になら
ないためである。一方、垂直配向(1)ではしきい値が
低くなるものの電圧無印加時の透過率が高くなり、コン
トラスト比が低くなる。しかしながら、SiO膜による
水平配向(3)では電圧無印加時の透過率は垂直配向に
比べ低くなり、高分子配向膜の場合に比べ表面層の液晶
も垂直になりやすい。このため、電圧印加時の透過率も
高く明るくコントラスト比の高い表示装置となる。
を形成する代わりに、絶縁膜3aおよび3b上に、溝構
造を形成した液晶表示装置を作製した。この場合図4に
示す溝のパターン周期λを1.0μm、深さdを200
Åとした。その結果、実施例1の場合と同様に電圧印加
時の透過率が高く、明るくコントラスト比の高い表示装
置となった。また、λ=0.5μm〜3.0μm、d=
20Å〜1000Åにおいて同様の効果を確認してい
る。
Po =1.75とした条件の液晶表示装置の背面に反射
板を設け、反射型液晶表示装置を作製した。そのコント
ラスト比は8であり、良好な表示特性であった。
置は、ネマティック液晶にカイラル物質を加えたカイラ
ルネマティック液晶と二色性色素とからなる液晶組成物
を、少なくとも一方の基板表面の液晶分子が、基板に対
し弱いアンカリングで水平方向および平行方向になるよ
う配向処理した液晶セルに封入されてなるものであり、
電圧無印加時の透過率が低くなり、コントラストが高い
表示を得ることが出来る。
び従来例に対応)である。
Claims (3)
- 【請求項1】 対向しあう表面にそれぞれ透明電極を有
する一対の透光性基板の間にネマテイック液晶にカイラ
ル物質を加えたカイラルネマテイック液晶と二色性色素
からなる液晶組成物が充填されてなり、透光性基板の表
面が液晶組成物中の液晶分子を弱いアンカリングで、略
水平にするような配向性を有し、液晶組成物が、透光性
基板の表面となす角度(ねじれ角δ)と自然ピッチ(p
o )および層厚さ(液晶組成物からなる層の厚さd)と
の間に次式: δ/360−1/4<d/p o <δ/360+1/4 を満足するように調節されて いることを特徴とする液晶
表示装置。 - 【請求項2】 配向性が、斜方蒸着法で形成された配向
膜により付与される請求項1に記載されている液晶表示
装置。 - 【請求項3】 配向性が、液晶組成物と接する基板自体
の表面に設けられた溝構造により付与される請求項1に
記載されている液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4065150A JP2812601B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4065150A JP2812601B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05265053A JPH05265053A (ja) | 1993-10-15 |
JP2812601B2 true JP2812601B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=13278566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4065150A Expired - Lifetime JP2812601B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2812601B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5539612B2 (ja) * | 2006-04-13 | 2014-07-02 | 三星ディスプレイ株式會社 | 配向膜の製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4966150A (ja) * | 1972-10-26 | 1974-06-26 | ||
JPS5616411B2 (ja) * | 1973-08-10 | 1981-04-16 | ||
JPS5784438A (en) * | 1980-11-14 | 1982-05-26 | Casio Comput Co Ltd | Guest-host type liquid crystal display device |
JPS62131226A (ja) * | 1985-12-03 | 1987-06-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示装置 |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP4065150A patent/JP2812601B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05265053A (ja) | 1993-10-15 |
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