JPH04258920A - 液晶表示素子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
ター、ワードプロセッサー、データ端末等の表示端末の
ような高密度表示に適した液晶表示素子に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、両電極間の液晶分子のツイスト角
を大きくして、鋭い電圧−透過率変化を起し、高密度の
ドットマトリクス表示をする方法として、スーパーツイ
スト素子（　Ｔ．　Ｊ．　Ｓｃｈｅｆｆｅｒ　ａｎｄ　
Ｊ．　Ｎｅｈｒｉｎｇ，　Ａｐｐｌ．，　Ｐｈｙｓ．，
　Ｌｅｔｔ．　４５　（１０）　１０２１−１０２３　
（１９８４））が知られていた。

【０００３】しかし、この方法は用いられる液晶表示素
子の液晶の複屈折率△ｎと液晶層の厚みｄとの積△ｎ・
ｄの値が実質的に　０．８〜１．２　μｍの間にあり（
特開昭６０−１０７２０号）、表示色として、黄緑色と
暗青色、青紫色と淡黄色等、特定の色相の組み合せでの
み、良いコントラストが得られていた。

【０００４】このようにこの液晶表示素子では白黒表示
ができなかったことにより、マルチカラーフィルターと
組み合せて、マルチカラー又はフルカラー表示ができな
い欠点があった。

【０００５】一方、同様な方式を使用し、液晶の複屈折
率と厚みとの積△ｎ・ｄを　０．６μｍ付近と小さく設
定することにより、ほぼ白と黒に近い表示が得られる方
式が提案されている（　Ｍ．　Ｓｃｈａｄｔ　ｅｔ　ａ
ｌ，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．５０（５）
，　１９８７，　ｐ．２３６　）。

【０００６】しかし、この方式を使用した場合において
は表示が暗く、かつ、最大コントラストがあまり大きく
なく、青味を帯びるため、表示の鮮明度に欠ける欠点が
あった。

【０００７】また、白黒表示でかつコントラストの高い
液晶表示素子として、互いに逆らせんの液晶セルを２層
積層し、一方のセルのみ電圧を印加し、他方のセルは単
なる光学的な補償板として使用する方式が提案されてい
る（奥村ほか、テレビジョン学会技術報告、１１（２７
），ｐ．７９，（１９８７））。

【０００８】しかし、この方式は２層セルでの△ｎ・ｄ
のマッチングが非常に厳しく、歩留りの向上が困難な上
、液晶セルが２層必要なため、液晶セルの薄く軽いとい
う特長を犠牲にしている欠点があった。

【０００９】これらの問題点を解決するために、ほぼ平
行に配置された配向制御膜を有する一対の透明電極付き
の基板間に挟持された旋光性物質を含有した誘電異方性
が正のネマチック液晶によるねじれ角が　１６０〜　３
００°の液晶層と、この液晶層を挟持する上下の基板の
透明電極間に電圧を印加する駆動手段とを有し、この液
晶層の外側に少なくとも１枚の複屈折板と一対の偏光板
を設置した液晶表示素子が提案されている。

【００１０】これによれば、従来の二層式スーパーツイ
スト液晶表示素子と比べてより薄く、軽くてコンパクト
な白黒表示液晶素子が得られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような液
晶表示素子においては、例えば暗い背景に明るい表示の
ネガ型で駆動する場合、画素部分とその外側や境界部分
（画素外部分）とでは光透過率が異なる。即ち、画素部
分は電極が存在するため、その厚み分だけ、液晶の複屈
折率△ｎと液晶層の厚みｄとの積△ｎ・ｄの値が画素外
部分より小さくなり、透過光の複屈折状態が異なるため
、画素部分がオフ状態のときでも、境界部分では画素部
分よりも光透過率が高く、光抜けを生じることになる。 そして、このような状況はポジ型で駆動した場合もほぼ
同様である。

【００１２】このような問題点を解決するために、画素
外部分の基板の厚みを画素部分の基板厚みとほぼ同じに
して、液晶層の厚みを均一化した液晶表示素子が提案さ
れている。しかし、このような液晶表示素子は通常マル
チプレックス駆動により駆動されるが、これによれば、
画素部分にはオフ時に電圧が印加されないのではなく、
非選択電圧が印加されているため、画素上の液晶層の△
ｎ・ｄの値が実質的に減少し、画素外部分との△ｎ・ｄ
の値の差を生じ、その透過光の複屈折状態の差からネガ
型であれば画素外部分からの光抜けを生じ、全体として
、コントラストの低下を生じる原因になっていた。

【００１３】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述の欠点を解消して、高コントラストの白黒に近い表示
を実現することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、ほぼ平行に配置され
た配向制御膜を有する一対の透明電極付きの基板間に挟
持された旋光性物質を含有した誘電異方性が正のネマチ
ック液晶によるねじれ角が　１６０〜　３００°の液晶
層と、この液晶層を挟持する上下の基板の透明電極間に
電圧を印加する駆動手段とを有し、この液晶層の外側に
少なくとも１枚の複屈折板と一対の偏光板を設置した液
晶表示素子において、液晶層での液晶の屈折率異方性（
△ｎ）と液晶の厚み（ｄ）との積△ｎ・ｄを画素部分と
、画素外部分とで異ならせ、画素外部分の光透過率が、
画素部分のオフ時の光透過率にくらべて実質的に同等以
下となるようにされたことを特徴とする液晶表示素子を
提供するものである。

【００１５】特に、液晶層での液晶の屈折率異方性（△
ｎ）と液晶の厚み（ｄ）との積△ｎ・ｄが液晶層の画素
部分の△ｎ１・ｄ１１　で　０．４〜　１．５μｍとさ
れ、液晶層と偏光板との間の少なくとも一方に△ｎ１・
ｄ１１　とほぼ同一の△ｎ２・ｄ２を有する少なくとも
１枚の一軸性の複屈折板であって、合計の複屈折板の△
ｎ２・ｄ２が、　０．６×△ｎ１・ｄ１１　＜△ｎ２・
ｄ２＜　１．１×△ｎ１・ｄ１１　であり、液晶層の画
素外部分の△ｎ１・ｄ１２　との関係が、　０．９×△
ｎ２・ｄ２＜△ｎ１・ｄ１２　＜△ｎ１・ｄ１１　とな
るような複屈折板を配置したことを特徴とする液晶表示
素子を提供するものである。

【００１６】本発明では、液晶層の片側または両外側で
あって、液晶層と偏光板との間に複数の一軸性の複屈折
板を配置する。

【００１７】このため、液晶層は１層でよく、生産性を
下げたり、色ムラを起こしやすい第２の液晶層を設けな
くても、明るい白黒表示の液晶表示素子が容易に得られ
る。

【００１８】この液晶層は、従来のスーパーツイスト液
晶表示素子の液晶層と同じ構成の液晶層であり、電極群
が対向しており、これにより各ドット毎にオンオフを制
御可能とされる。この液晶層のねじれ角は約　１６０〜
　３００°とされる。

【００１９】具体的には、ほぼ平行に配置された一対の
透明電極基板間に旋光性物質を含有した誘電異方性が正
のネマチック液晶を挟持し、両電極間での液晶分子のね
じれ角を　１６０〜　３００°とすればよい。これは、
　１６０°未満では急峻な透過率変化が必要とされる高
デューティでの時分割駆動をした際のコントラスト比の
向上が少なく、逆に　３００°を越えるとヒステリシス
や光を散乱するドメインを生じ易いためである。

【００２０】本発明では、液晶層において、液晶の屈折
率異方性（△ｎ）とその液晶の厚み（ｄ）との積△ｎ・
ｄを、画素部分とその画素外部分とで異ならせ、境界部
分の光透過率が、画素部分のオフ時の光透過率に比べて
実質的に同等以下となるようにされる。具体的には、画
素部分と、その境界部分とで、液晶層の厚みを異ならせ
ることにより、△ｎ・ｄをそれぞれ調整する。

【００２１】本発明では、液晶層の△ｎ・ｄが特に次の
ようにされるのが好ましい。

【００２２】液晶層の画素部分では、△ｎ１・ｄ１１　
は　０．４〜　１．５μｍとされる。これは、　０．４
μｍ未満では、オン時の透過率が低く、青味がかった表
示色になりやすく、また１．５μｍを越えるとオン時の
色相が黄色から赤色を呈し、白黒表示となりにくい。特
に、表示色の無彩色化が厳しく要求される用途では、液
晶層の画素部分の△ｎ１・ｄ１１　は　０．５〜　１．
０μｍとされることが好ましい。

【００２３】なお、この△ｎ１・ｄ１１　の範囲は、そ
の液晶表示の使用温度範囲内で満足されるようにされる
ことが好ましく、使用温度範囲内で美しい表示が得られ
る。もっとも他の性能の要求のために、使用温度範囲の
一部でのみ、この関係を満足するようにされることもあ
りうる。この場合には、△ｎ１・ｄ１１　の範囲が上記
範囲からはずれる温度範囲では、表示が色付いたり、視
野角特性が低下したりすることとなる。

【００２４】所望のパターンにパターニングをしたＩＴ
Ｏ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）、ＳｎＯ２等の透明電極を
設けたプラスチック、ガラス等の基板の表面にポリイミ
ド、ポリアミド等の膜を設け、この表面をラビングした
り、ＳｉＯ　等を斜め蒸着したりして配向制御膜を形成
した透明電極付きの基板を準備して、この透明電極付き
の基板の間に、前記した誘電異方性が正のネマチック液
晶による　１６０〜　３００°ツイストの液晶層を挟持
するようにされる。この代表的な例としては、多数の行
列状の電極が形成され、一方の基板に　６４０本のスト
ライプ状の電極が形成され、他方の基板には、これに直
交するように　４００本のストライプ状の電極が形成さ
れ、　６４０×　４００ドットのような表示がなされる
。さらにこの　６４０本のストライプ状の電極を夫々３
本一組として１９２０本のストライプ状の電極とし、Ｒ
ＧＢのカラーフィルターを配置してフルカラーで　６４
０×４００ドットの表示をすることもできる。

【００２５】なお、電極と配向制御膜との間に基板間短
絡防止のためにＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３　等の
絶縁膜を設けたり、透明電極にＡｌ、Ｃｒ、Ｔｉ等の低
抵抗のリード電極を併設したり、カラーフィルターを電
極の上もしくは下に積層してもよい。

【００２６】この液晶層の両外側に一対の偏光板を配置
する。この偏光板自体もセルを構成する基板の外側に配
置することが一般的であるが、性能が許せば、基板自体
を偏光板で構成したり、基板と電極との間に偏光層とし
て設けてもよい。

【００２７】本発明では、上記液晶層の片側もしくは両
側に隣接して一枚以上の複屈折板を積層する。

【００２８】この複屈折板は、液晶層の片側および両側
の液晶層と偏光板との間に設ければよく、例えば、液晶
層と電極の間に層状に設けたり、基板自体を複屈折板と
したり、基板と偏光板との間に層状に設けたり、偏光板
と複屈折板とを複屈折板が液晶側にくるようにして積層
して一体化した偏光板を用いたり、それらを組み合わせ
て設けたりすればよい。

【００２９】この複屈折板としては、一軸性で複屈折性
を示す透明板であれば使用でき、プラスチックフィルム
、無機の結晶板等が使用可能である。所望の複屈折効果
を得るために△ｎ２・ｄ２を調整して使用する。

【００３０】良好な白黒表示を行うためには、ある特定
のツイスト角と△ｎ１・ｄ１１　を持った液晶層に対し
、一軸性の複屈折板の△ｎ２・ｄ２の大きさ及びそれら
の光軸方向、さらに一対の偏光板の偏光軸の方向を最適
化することが重要である。

【００３１】片面および両側に配置される複屈折板の合
計の△ｎ２・ｄ２の大きさは、概略液晶層の画素部分の
△ｎ１・ｄ１１の大きさにほぼ等しいか、それよりも少
し小さめに設定すれば良好な白黒表示を得やすい。即ち
、一枚以上の複屈折板の合計の△ｎ２・ｄ２が、　０．
６×△ｎ１・ｄ１１　＜△ｎ２・ｄ２＜　１．１×△ｎ
１・ｄ１１　となるようにされればよい。

【００３２】この複屈折板の合計の△ｎ２・ｄ２は、　
０．６×△ｎ１・ｄ１１　よりも小さくなるとオンにお
ける透過率が低くなって、表示が暗くなり、逆に　１．
１×△ｎ１・ｄ１１　よりも大きくなるとオフにおける
透過率が高くなるため、コントラスト比が低下すること
となるので、前述の範囲とされる。特にコントラストを
上げるためには、複屈折板の△ｎ２・ｄ２は０．９８×
△ｎ１・ｄ１１　よりも小さくすることが望ましい。

【００３３】具体的に、２枚の複屈折板を積層して用い
る場合には、その△ｎ２・ｄ２の大きさは通常ほぼ等し
くされるため、概略液晶層の画素部分の△ｎ１・ｄ１１
　の大きさの半分にほぼ等しいか、その半分よりも少し
小さめに設定される。０．６　×△ｎ１・ｄ１１　／２
＜△ｎ２・ｄ２＜　１．１×△ｎ１・ｄ１１　／２とさ
れればよい。

【００３４】なお、片側に配置される複屈折板を３枚以
上の組み合せとする場合には、合計の△ｎ２・ｄ２を上
記のようにすればよい。

【００３５】さらに、液晶層の画素外部分では、△ｎ１
・ｄ１２　は、複屈折板の合計の　０．９×△ｎ２・ｄ
２の大きさより大きく、かつ、液晶層の画素部分の△ｎ
１・ｄ１１　の大きさより小さく設定すればコントラス
ト比が高い表示を得やすい。即ち、△ｎ１・ｄ１２　が
　０．９×△ｎ２・ｄ２＜△ｎ１・ｄ１２　＜△ｎ１・
ｄ１１　となるようにされればよい。

【００３６】この液晶層の画素外部分の△ｎ１・ｄ１２
　は、上記範囲外にあると例えばネガ型の場合、画素外
部分からの光漏れが大きくなり、コントラスト比が低下
することとなる。

【００３７】また、本発明で用いられる複屈折板は、面
内の特定方向の主屈折率が高く、面内であってそれに垂
直方向の主屈折率が低いものであり、面に垂直方向の主
屈折率は面内の低い方の主屈折率とほぼ同じであるので
、その光軸は高い主屈折率を有する方向になる。

【００３８】以下図面を参照して本発明をさらに詳細に
説明する。

【００３９】図１は、本発明による液晶表示素子を模式
的に表した斜視図である。

【００４０】図２（Ａ）（Ｂ）は、夫々上から見た図１
の上側の偏光板の偏光軸方向、２枚の複屈折板の光軸方
向及び液晶層の上側の液晶分子の長軸方向、並びに、下
側の偏光板の偏光軸方向及び液晶層の下側の液晶分子の
長軸方向の相対位置を示した平面図である。

【００４１】図１において、　１、２は一対の偏光板、
　３は文字や図形を表示するための△ｎ１・ｄ１１　が
　０．４〜　１．５μｍの誘電異方性が正のネマチック
液晶によるねじれ角が　１６０〜　３００°の液晶層、
　４Ａ、４Ｂは液晶層の上に積層された２枚の複屈折板
、　５は上側の偏光板の偏光軸、　６は下側の偏光板の
偏光軸、　７は液晶層の上側の液晶分子、８は液晶層の
下側の液晶分子、９Ａは積層された上側の複屈折板の光
軸方向、９Ｂは積層された下側の複屈折板の光軸方向を
示している。

【００４２】図２において、液晶層の上側の液晶分子７
　の長軸方向からみた上側の偏光板の偏光軸５　の方向
を時計回りに計った角度をθ１　、液晶層の上側の液晶
分子７　の長軸方向からみた上側（偏光板側）の複屈折
板４Ａの光軸方向９Ａを時計回りに計った角度をθ２１
、液晶層の上側の液晶分子７　の長軸方向からみた下側
（液晶層側）の複屈折板４Ｂの光軸方向９Ｂを時計回り
に計った角度をθ２２、液晶層の下側の液晶分子８　の
長軸方向からみた下側の偏光板の偏光軸６の方向を時計
回りに計った角度をθ３　とする。

【００４３】本発明では、このθ１　、θ２１、θ２２
、θ３　を白黒表示となるように最適化すればよい。

【００４４】図３は、本発明による液晶表示素子の別の
例を模式的に表した斜視図である。

【００４５】図４（Ａ）（Ｂ）は、夫々上から見た図３
の上側の偏光板の偏光軸方向、複屈折板の光軸方向及び
液晶層の上側の液晶分子の長軸方向、並びに、複屈折板
の光軸方向及び下側の偏光板の偏光軸方向及び液晶層の
下側の液晶分子の長軸方向の相対位置を示した平面図で
ある。

【００４６】図３において、　１１、１２は一対の偏光
板、　１３　は文字や図形を表示するための△ｎ１・ｄ
１１　が　０．４〜　１．５μｍの誘電異方性が正のネ
マチック液晶によるねじれ角が１６０〜　３００°の液
晶層、　１４Ａ、１４Ｂは液晶層の上下に積層された複
屈折板、　１５　は上側の偏光板の偏光軸、　１６　は
下側の偏光板の偏光軸、　１７　は液晶層の上側の液晶
分子、　１８　は液晶層の下側の液晶分子、１９Ａ　は
積層された上側の複屈折板の光軸方向、１９Ｂ　は積層
された下側の複屈折板の光軸方向を示している。

【００４７】図４において、液晶層の上側の液晶分子１
７の長軸方向からみた上側の偏光板の偏光軸１５の方向
を時計回りに計った角度をθ１　、液晶層の上側の液晶
分子１７の長軸方向からみた上側の複屈折板１４Ａ　の
光軸方向１９Ａ　を時計回りに計った角度をθ２　、液
晶層の下側の液晶分子１８の長軸方向からみた下側の複
屈折板１４Ｂ　の光軸方向１９Ｂ　を時計回りに計った
角度をθ４　、液晶層の下側の液晶分子１８の長軸方向
からみた下側の偏光板の偏光軸１６の方向を時計回りに
計った角度をθ３　とする。

【００４８】本発明では、このθ１　、θ２　、θ３　
、θ４　を白黒表示となるように最適化すればよい。

【００４９】本発明の液晶表示素子をネガ型表示で使用
する場合に、例えば、液晶層のねじれ角を　２４０°程
度とし、その△ｎ１・ｄ１１を　０．８μｍ程度とし、
その片面に配置した２枚の一軸性の複屈折板の夫々の△
ｎ２・ｄ２を０．４　μｍ程度とすれば、一対の偏光板
の偏光軸をほぼ６０〜　１２０°程度の角度で交差する
ように配置することが好ましい。

【００５０】また、同じ液晶層と一軸性の複屈折板とを
使用し、ポジ型表示で使用する場合には、一対の偏光板
の偏光軸をほぼ±３０°程度の角度で交差するように配
置することが好ましい。これにより、この液晶表示素子
は、視角特性に優れたコントラストの高い白黒表示が可
能となる。

【００５１】本発明では、一対の偏光板の偏光軸の交差
角をほぼ９０°±３０°にすればネガ型表示となり、　
０°±３０°にすればポジ型表示となるが、バックライ
トを設けたネガ型表示とすることが見栄え上好ましい。

【００５２】本発明では、第１の液晶層において、その
画素部分と、画素外部分とで、両者の△ｎ・ｄをそれぞ
れ調整するためには、例えば、液晶層の厚みを両者で異
ならせることにより行なえる。図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
は、そのような基板の製造方法の一例を示す断面図であ
る。

【００５３】図において、基板２１上に、電極２２を形
成しさらに、遮光層２３を形成する。この上に適宜の厚
みの感光性樹脂２４を塗布し、基板２１の下側から紫外
線照射し、現像により非照射部分の感光性樹脂層を除去
し、さらに遮光層も除去する。感光樹脂層２４の膜厚を
制御することにより、画素外部分の基板厚み、ひいては
液晶層の厚みを調整することができる。

【００５４】この遮光層としては、パターニングができ
、光を遮断するものであればよく、市販のフォトレジス
トやニッケルメッキまたは遮光性のインク等を使用した
印刷等を用いてもよい。また感光性樹脂層としては、紫
外線等により硬化するものであればよく、市販のネガ型
フォトレジストや感光性樹脂等を用いてもよい。

【００５５】液晶表示素子がマルチプレックス駆動によ
る場合には、前述のように、画素部分には、ゼロでない
非選択電圧が印加されるので、駆動時の液晶層の△ｎ・
ｄが実質的に減少するため、画素外部分の液晶層の厚み
を小さくして、非駆動時の液晶層の△ｎ・ｄを画素部分
よりも小さくしてやることが望ましい。即ち、一般的に
は、基板厚みは、画素部分よりも画素外部分のほうが厚
くなるようにすることが望ましい。

【００５６】なお、本発明では、白黒表示に近い表示が
得られるため、カラーフィルターを併用してカラフルな
表示が可能となる。特に高デューティ駆動でも、コント
ラスト比が高くとれるため、フルカラーによる階調表示
も可能であり、液晶テレビにも使用できる。

【００５７】このカラーフィルターは、セル内面に形成
することにより、視角によるズレを生じなく、より精密
なカラー表示が可能となる。具体的には、電極の下側に
形成されてもよいし、電極の上側に形成されてもよい。

【００５８】また、より色を完全に白黒化する必要があ
る場合には、色を補正するためのカラーフィルターや、
カラー偏光板を併用したり、液晶中に色素を添加したり
、あるいは特定の波長分布を有する照明を用いたりして
もよい。

【００５９】本発明では、このような構成の液晶セルの
電極に電圧を印加するための駆動手段を接続し、駆動を
行う。

【００６０】特に、本発明では明るい表示が可能なため
、透過型でも反射型でも適用可能であり、その応用範囲
が広い。

【００６１】なお、透過型で使用する場合には裏側に光
源を配置する。もちろん、これにも導光体、カラーフィ
ルターを併用してもよい。

【００６２】本発明の液晶表示素子は透過型で使用する
ことが多いが、明るいため反射型で使用することも可能
である。

【００６３】透過型で使用する場合、画素以外の背景部
分を印刷等による遮光膜で覆うこともできる。また、遮
光膜を用いるとともに、表示したくない部分に選択電圧
を印加するように、逆の駆動をすることもできる。

【００６４】本発明は、この外、本発明の効果を損なわ
ない範囲内で、通常の液晶表示素子で使用されている種
々の技術が適用可能である。

【００６５】本発明では、時分割特性がスーパーツイス
ト液晶表示素子と同等であるうえ、前述したように明る
く鮮明な白黒表示が可能なため、赤、緑、青の三原色の
微細カラーフィルターをセル内面等に配置することによ
り、高密度のマルチカラー液晶表示素子とすることも可
能である。

【００６６】本発明の液晶表示素子は、パーソナルコン
ピューター、ワードプロセッサー、ワークステーション
等の表示素子として好適であるが、この外液晶テレビ、
魚群探知機、レーダー、オシロスコープ、各種民生用ド
ットマトリックス表示装置等の白黒表示、カラー表示を
問わず各種の用途に使用可能である。

【００６７】

【作用】本発明では、画素部分と画素外部分との液晶層
の厚みを調整し、非駆動時の液晶層の△ｎ・ｄを画素部
分よりも小さくし、境界部分の光透過率が、画素部分の
オフ時の光透過率に比べて実質的に同等以下となるよう
にされたので、従来よりもコントラスト比の良い液晶表
示素子が得られる。

【００６８】また、特に、画素外部分の液晶層の厚みを
小さくして、非駆動時の液晶層の△ｎ・ｄを画素部分よ
りも小さくしてやることにより、マルチプレックス駆動
における駆動時の液晶層と複屈折板との光学的補償を確
実なるものとし、境界部分の光透過率が、画素部分のオ
フ時の光透過率に比べて実質的に同等以下となるように
されたので、従来よりもコントラストの良い液晶表示素
子が得られる。

【００６９】

【実施例】第１の基板として、ガラス基板上に設けられ
たＩＴＯの透明電極をストライプ状にパターニングし、
蒸着法によりＳｉＯ２による短絡防止用の絶縁膜を形成
し、ポジ型フォトレジストを塗布し、マスクを用いて露
光し、現像することにより透明電極部の上に遮光層を形
成した。さらに、透明電極の膜厚より厚くなるように感
光性樹脂を塗布した。これをガラス基板の下側から紫外
線照射して未照射部分の感光性樹脂層を除去し、遮光層
を形成していたフォトレジストを除去して、画素外部分
に電極部より厚い、感光性樹脂層を形成した。これにポ
リイミドのオーバーコートをスピンコートし、これをラ
ビングして配向制御膜を形成した基板を作成した。

【００７０】第２の基板として、ガラス基板上に設けら
れたＩＴＯの透明電極を第１の基板と直交するようにス
トライプ状にパターニングし、蒸着法によりＳｉＯ２に
よる短絡防止用の絶縁膜を形成した後、ポジ型フォトレ
ジストを塗布し、マスクを用いて露光し、現像すること
により透明電極部の上に遮光層を形成した。さらに、透
明電極の膜厚より厚くなるように感光性樹脂を塗布した
。これをガラス基板の下側から紫外線照射して未照射部
分の感光性樹脂層を除去し、遮光層を形成していたフォ
トレジストを除去し、画素外部分に電極部より厚い、感
光性樹脂層を形成した。これにポリイミドのオーバーコ
ートをスピンコートし、これをラビングして配向制御膜
を形成した基板を作成した。

【００７１】この２枚の基板の周辺をシ−ル材でシ−ル
して、液晶を注入する層を形成し、この層に誘電異方性
が正のネマチック液晶を注入して、注入口を封止した。 この液晶セルの片側に、複数の複屈折板を積層し、さら
に、両側に、偏光板を配置して、ネガ型の液晶表示素子
を形成した。

【００７２】この時、液晶層は　２４０°ねじれの左ら
せんとし、表１の実施例１及び２、また比較例１〜３の
ように各△ｎ・ｄを設定し、液晶層の片側に配置された
複屈折板の光軸方向と、この液晶表示素子の液晶分子の
長軸方向、および偏光板の偏光軸方向との相対的な関係
は、θ１　＝１６０　°、θ２１＝１２０　°、θ２２
＝８５°、θ３＝１３５　°とした。

【００７３】この液晶表示素子の裏側に冷陰極管付のバ
ックライトを配置して、１／２００　デューティ、１／
１５バイアスで駆動した場合、鮮明な白黒表示が得られ
た。この時、非選択電圧に相当するセグメントは黒色、
選択電圧に相当するセグメントは白色であり、いわゆる
ネガ表示であった。また、この液晶表示素子の開口率は
８０％であった。画素外部分の△ｎ１・ｄ１２　を変え
た本発明の実施例１及び２と比較例１〜３についてコン
トラスト比を表１に示した。なお、表１の例で、画素部
分のオフ時の光透過率は０．４６％であった。

【００７４】

【表１】

【００７５】さらに実施例３として、実施例１の液晶表
示素子において、液晶層の両面に複屈折板を夫々積層し
、液晶分子の長軸方向、偏光板の偏光軸方向および複屈
折板の光軸方向との相対的な関係は、θ１　＝１５０　
°、θ２　＝８５°、θ３　＝１２０　°、θ４　＝９
０°とした。実施例１、２と同様の高コントラストが得
られた。

【００７６】

【発明の効果】以上に説明したように本発明は、従来の
白黒表示スーパーツイスト液晶表示素子と比べてより優
れたコントラスト比を持つ白黒表示が可能となり、鮮明
で表示品位の高いポジ型あるいはネガ型の表示が得られ
る。

【００７７】また、時分割表示特性や視野角特性も従来
のスーパーツイスト液晶表示素子と遜色がない等の優れ
た効果を有する。

【００７８】また、表示が白黒に近いということから、
カラーフィルターと組み合わせることにより、カラフル
な表示が可能となり、特に赤、緑、青のカラーフィルタ
ーを画素ごとに配置することにより、マルチカラーやフ
ルカラーの表示も実現できるという効果も認められ、よ
り多様性のある応用が開ける。

【００７９】特に、本発明では白黒表示が可能であるに
もかかわらず、明るい表示が可能であり、透過型のみな
らず、反射型の表示も可能であり、その応用範囲が広い
ものである。

【００８０】本発明は、本発明の効果を損なわない範囲
内で今後とも種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子を模式的に表した斜
視図

【図２】夫々上からみた図１の上側及び下側の液晶分子
の長軸方向、偏光板の偏光軸方向及び複屈折板の光軸方
向の相対位置を示した平面図

【図３】本発明による液晶表示素子を模式的に表した斜
視図

【図４】夫々上からみた図３の上側及び下側の液晶分子
の長軸方向、偏光板の偏光軸方向及び複屈折板の光軸方
向の相対位置を示した平面図

【図５】基板の基本的製造方法の断面図

【符号の説明】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ平行に配置された配向制御膜を有する
   一対の透明電極付きの基板間に挟持された旋光性物質を
   含有した誘電異方性が正のネマチック液晶によるねじれ
   角が１６０　〜　３００°の液晶層と、この液晶層を挟
   持する上下の基板の透明電極間に電圧を印加する駆動手
   段とを有し、この液晶層の外側に少なくとも１枚の複屈
   折板と一対の偏光板を設置した液晶表示素子において、
   液晶層での液晶の屈折率異方性（△ｎ）と液晶の厚み（
   ｄ）との積△ｎ・ｄを、画素部分と画素外部分とで異な
   らせ、画素外部分の光透過率が、画素部分のオフ時の光
   透過率にくらべて実質的に同等以下となるようにされた
   ことを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】液晶層での液晶の屈折率異方性（△ｎ）と
   液晶の厚み（ｄ）との積△ｎ・ｄが液晶層の画素部分の
   △ｎ１・ｄ１１　で　０．４〜　１．５μｍとされ、液
   晶層と偏光板との間の少なくとも一方に△ｎ１・ｄ１１
   　とほぼ同一の△ｎ２・ｄ２を有する少なくとも１枚の
   一軸性の複屈折板であって、合計の複屈折板の△ｎ２・
   ｄ２が、　０．６×△ｎ１・ｄ１１　＜△ｎ２・ｄ２＜
   　１．１×△ｎ１・ｄ１１　であり、さらに液晶層の画
   素外部分の△ｎ１・ｄ１２　との関係が、　０．９×△
   ｎ２・ｄ２＜△ｎ１・ｄ１２　＜△ｎ１・ｄ１１　とな
   るような複屈折板を配置したことを特徴とする液晶表示
   素子。