JPS61105527A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電極板間で液晶分子が螺旋状構造をなすねじ
れ配向型の液晶表示装置に関するものである。

（従来例の構成とその問題点） 液晶表示装置において、電極板間で液晶分子が螺旋構造
をなすように配向させるには電極板の電極面を綿布など
で一定方向にこするとか、電極面上にポリビニルアルコ
ール等の有機高分子膜を塗布後に綿布でこするとか、絶
縁物、たとえば二酸化珪素等を斜め蒸着するとかにより
なされる。

このようにして配向処理された２枚の電極板をその配向
方向が９０°に交差するように対向させて、シールして
その間隙に正の誘電異方性を示す液晶を注入すると、液
晶分子はその電極板間で螺旋状構造の分子配列をなす。

このとき液晶分子のねじれの方向は２種類存在する。す
なわち第１図に示すように上部の電極面がＹ軸方向へ配
向処理がなされ、下部の電極面がＸ軸方向へ配向処理が
なされているとき（このとき配向処理が左ねじれ方向で
あると定義する）、液晶分子のねじれは上下の電極面に
接する分子は電極面をこすった方向にその分子の長軸方
向をそろえて配向し、その中間の分子は上下の分子の影
響を受けて全体として９０゜ねじれた構造となる。この
ときの液晶分、子のねじれの方向が上部の分子から順次
反時計方向にねじれて下部の分子に至る左ねじれ配向の
ものと、上部の分子から順次時計方向にねじれて下部の
分子に至る右ねじれのものとが存在するわけである。

このような両ねじれのものが一つの液晶表示装置内に共
存すると、この両ねじれともに電界印加のない場合には
共に安定であり、電圧印加の場合には、このねじれ方向
の違いにより、表示のコントラスト・電圧印加の際の立
ち上９、立ち下り時間、閾値特性等が異なる。このよう
な不都合をなくするために、通常９０°配向処理を行な
う場合には、そのねじれ方向を規制するために注入する
液晶中に右または左ねじれ構造を持った物質、たとえば
コレステリック液晶、またはキラルネマチック液晶を添
加しておくことがなされる。このようにねじれ構造を持
った物質をあらかじめ液晶中に所定量添加することで配
向処理の交差角が９０°を超えてさらに拡がった場合に
も、添加したねじれ構造をもつ物質の影響により一方向
のねじれ構造をとることができる。一方、ツイスト・ネ
マチック配向型の液晶表示装置を用いて時分割駆動、特
に高時分割駆動を行なう際に、その表示特性を決定づけ
る大きなファクターとして閾値特性のシャープネスが問
題となる。すなわち、クロストークをおさえて、コント
ラストのよい表示を行なうためには、できるだけ閾値特
性のシャープな液晶・やネルが要求される。

通常、液晶ノ４ネルの閾値のシャープネスの定義として
は種々の提案がなされているが、高時分割駆動を想定し
た場合の定義は以下に示す方法が多い。すなわち第２図
に示したように液晶ツクネルに電圧を印加してゆきその
輝度レベルが１０チ変化する電圧値を７１８％−１５０
％変化する電圧値を”５０％として、その比をシャープ
ネスγとするとと定義する。

すなわち、このγ値ができるだけ小さい液晶／４’ネル
はど高時分割駆動特性がよいことになる。そしてこのγ
値をよくするには液晶材料からの取シ組みとパネル構成
からの取シ組みが考えられるが、従来の９０°ツイスト
配向セルであれば、それに注入する液へ材料の特性でそ
のγ値がきまってしまい、それ以上の改善を行なうには
パネル構成による改良が必要である。

（発明の目的） 本発明の目的は、従来の欠点を解消し、対向する２枚の
電極板の配向処理角を９０°より小さくすることにより
、従来のねじれ構造をもつ液晶表示装置の電気光学特性
を改善し、特に閾値特性をシャープにすることで高時分
割駆動が可能な液晶表示装置を提供することである。

（発明の構成） 本発明の液晶表示装置は、ツイスト・ネマチック配向型
の液晶表示装置において、対向する２枚の電極つき基板
に施こされる配向処理方向の交差角が９０°より小さく
、かつ前記２枚の電極つき基板に各々対接する偏光板の
吸収軸の交差角が１００゜より小さいものである。

また対向する２枚の電極つき基板に施こされる配向処理
の交差が８０°ないし８７°であシ、がっ６各の配向処
理に対接する偏光板の吸収軸の交差角が７３°ないし９
４°であるものである。

（実施例の説明） 本発明の一実施例による液晶表示装置を第３図ないし第
８図に基づいて説明する。

第３図において、１は上部偏光板であシ、上部偏光板１
の下に上部電極つき基板２と、これに対向する下部電極
つき基板３とをスペーサ４゛にょシ所定の間隙を有する
ように位置し、この間隙内に正の誘電異方性をもったネ
マチック液晶組成物５を充填する。下部電極板３の下に
は下部偏光板６が位置し、反射形構造とする場合には偏
光板６の下部にさらに反射板７を置く。電極板２，３の
対向面には電極が形成されておシ、所定の配向処理がな
されている。

つぎに、液晶組成物５の配向交差角を９０’以上とする
には電極板２，３の配向処理方向９００以下に交差させ
ればよい。たとえば、第４図（ａ）に示したように、上
部の電極板２を下から上へ矢印８方向に配向処理し、下
部の電極板３を矢印８に対して反時計回９方向に９０°
−α（但しαは正）の開き角をもって右から左へ矢印９
方向に配向処理を行なう。（このときの液晶分子の示す
ねじれは右ねじれ方向である）（第４図（ｂ）参照）。

この上うな配向処理をした液晶セルに右ねじれ構造をも
ったカイラルネマチック（たとえばＢＤＨ社製ＣＢ−１
５）を添加したネマチック液晶組成物を注入することで
、液晶分子の配向は第４図（ｂ）に示すように全体に一
様な９０°＋αの交差角を示す右ねじれ配向となる。こ
のような構成で１００°ねじれ構造をもつ液晶パネル（
α＝１０°）の閾値特性を従来の９０°ねじれ構造をも
つ液晶ｉ４ネルの閾値特性と比較したのが第５図である
。ただし１００°ねじれ構造（この場合配向処理の交差
角は８０°である）の・母ネルには右まわシ性を示すキ
ラルネマチック液晶、ＣＢ−１５を０．０８重量％添加
した液晶組成物を注入してあシ、その電圧−輝度特性を
第５図１０に示す。

９０°ねじれ構造をもつ液晶パネルにはＣＢ−１５を０
．０５重量％添加した液晶組成物を注入してあシ、その
電圧輝度特性を第５図１１に示す。また偏光板は各々の
配向処理方向にその吸収軸を一致させるように配置しで
ある。

第５図の特性曲線ｌＯと１１との比較から明確なように
１００°ねじれ構造をもつ液晶ｉ４ネルのγ値が小さい
ことが示され、高時分割駆動特性としては１００°ねじ
れ構造をもつ液晶パネルの方が好ましい構成であること
がわかる。

さらに１００°ねじれ構造をもつ液晶／Ｊ？ネルに配置
する偏光板の吸収軸の交差角を１００°から９０゜に狭
くした場合、すなわち第６図に示すように上。

都電極板２に施した配向処理方向１２に対接する偏光板
の吸収軸１３は配向処理方向１２に対して時計回多方向
に５°ずれておシ、下部電極板３に施した配向処理方向
１４（配向処理方向１２とは８０°の交差角である）に
対接する偏光板の吸収軸１５は配向処理方向１４に対し
て反時計回多方向に５°ずれている構成である。このよ
うな構成をもつ１００°ねじれ構造パネルの閾値特性を
第７図に示す。同図において１６は１０ｏ０ねじれ構造
のセルに偏光板の吸収軸方向１５の交差角が９０’の場
合の閾値特性であり、比較のため１７に１００’ねじれ
構造のセルに偏光板の吸収軸１５の交差角を１００’に
した場合の閾値特性を示す。

第７図１６．１７との比較から明確なように偏光板の吸
収軸方向１５を液晶分子の配向方向と一致させて配置さ
せるより、偏光板の吸収軸１５の交差角を液晶分子の配
向の交差角より狭くした場合の方がγ値としては小さく
なっている。

このように液晶分子のねじれ構造を従来の９０゜より拡
げ、かつ偏光板の吸収軸の交差角を液晶分子のねじれ角
より狭くすることによりγ値は小さくなり、高時分割駆
動時の表示特性を大きく改善することができる。

つぎに液晶パネルのねじれ構造を９５°一定として偏光
板の吸収軸交差角を変化させた場合の実施例を第８図に
示す。

同図かられかるようにねじれ構造を９５°一定とした場
合に偏光板の吸収軸交差角を９５°より狭くするにつれ
てγ値が小さくなる。

しかし液晶分子のねじれ構造を大きくするために配向処
理の交差角、すなわち第４図（、）の８，９とのなす角
をさらにｌトさくすると、逆ねじれ構造の部分が生じゃ
すくなり、それを改善させ名ためにねじれ構造をもつ、
たとえばキラルネマチ、り液晶の添加量をさらに増加さ
せるとγ値を大きくすることになシ、その限界は配向処
理の交差角として８０°位まである。また液晶分子の配
向方向と偏光板の吸収軸とをあまシ大きくずらしてしま
うと干渉色が生じ易くなるとともに電圧印加時の輝度レ
ベルが低下してしまうことから、好ましくは対接する分
子軸と偏光板の吸収軸のずれ、すなわち第６図の１２と
１３とのなす角を２０°以下に保つ方がよい結果が得ら
れる。

（発明の効果） 本発明によれば、２枚の電極板の配向処理を９０°より
小さくし、液晶分子の配向交差角９０°より大きくし、
かつ偏光板の吸収軸の交差角を液晶分子の配向交差角よ
り狭まくすることでγ特性を小さくシ、高時分割駆動時
の表示特性を優れたものとすることができ、実用的な効
果は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の対向する電極板の配向処理方向を説明す
る斜視図、第２図は液晶パネルの閾値特性のシャープネ
スを定義するための説明図、第３図は液晶表示装置の断
面図、第４図（、）は本発明による配向処理方向を示す
説明図、第４図（ｂ）は同液晶分子のねじれ構造の説明
図、第５図は９０°ねじれ構造をもつ液晶パネルと１０
０°ねじれ構造をもつ液晶パネルの閾値特性の差異を示
すチャート図、第６図は本発明による配向処理方向と偏
光板の吸収軸との関係を示す説明図、第７図は本発明に
よる液晶ツクネルの閾値特性を示すチャー小口、第８図
は同液晶パネルのγ値の向上を説明するチャー電運板）
、３・・・下部電極つき基板（下部電極板）、４・・・
スペーサ、５・・・液晶組成物、６・・・下部基板側゛
偏光板、７・・・反射板、８・・・上部電極つき基板の
配向処理方向、９・・・下部電極つき基板の配向処理方
向、１０・・・１００°ねじれ構造をもつ液晶／ぐネル
の閾値特性、１１・・・９０°ねじれ構造をもつ液晶ｉ
４ネルの閾値特性、１２・・・上部電極つき基板の配向
処理方向、１３・・・上部基板に対接する偏光板の吸収
軸方向、１４・・・下部電極つき基板の配向処理方向、
１５・・・下部基板に対接する偏光板の吸収軸方向、１
６・・・本発明による構造の液晶パネルの閾値特性、１
７・・・９０°ねじれ構造をもつ液晶ノＪ？ネルの閾値
特性。 第１図 第２図 ｊ？　ＪｕｆＬ社 第３図 （ｂ） 第５図 第６図 第７図 第８図 備′／を枚の橡ぺ軸丈斃月

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ツイスト・ネマチック配向型の液晶表示装置にお
   いて、対向する２枚の電極つき基板に施こされる配向処
   理方向の交差角が９０°より小さく、かつ前記２枚の電
   極つき基板に各々対接する偏光板の吸収軸の交差角が１
   ００°より小さいことを特徴とする液晶表示装置。
2. （２）対向する２枚の電極つき基板に施こされる配向処
   理の交差が８０°ないし８７°であり、かつ各各の配向
   処理に対接する偏光板の吸収軸の交差角が７３°ないし
   ９４°であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の液晶表示装置。