JPH06324301A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示コントラストを高め、表示色の着色をな
くす。 【構成】 少なくとも一方の基板に配向膜を有する 2枚
の電極付き基板間に液晶組成物を挟持し、基板表面での
液晶分子配列方向を制御し得る配向処理がなされておら
ず、かつ液晶組成物のねじれ能力により液晶の捩じれ角
θが定まるＬＣＤにおいて、液晶の捩じれ角θが 265゜
≦θ≦ 275゜であって、液晶層厚ｄと液晶組成物の屈折
率異方性Δｎを乗じた値Δｎ・ｄが 640nm≦Δｎ・ｄ≦
680nm である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型軽量、低消費電力という大き
な利点を持つ液晶表示素子は、日本語ワ−ドプロセッサ
やパ−ソナルコンピュ−タ等のパ−ソナルＯＡ機器の表
示装置に多用されている。液晶表示素子（以下ＬＣＤと
略称）のほとんどは、ネマティック液晶を用いており、
表示方式としては、複屈折モ−ドと旋光モ−ドの２つの
方式に大別される。

【０００３】捩じれネマティック液晶を用いた複屈折モ
−ドの表示方式のＬＣＤは、たとえば、 90 ゜以上捩じ
れた液晶分子配列を持つＳＴＮ方式がある。このＳＴＮ
方式は、急峻な電気光学特性を持つため、各画素ごとに
薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと略称）やダイオ−ド等
のスイッチング素子がなくても時分割駆動により容易に
大容量表示が得られる。一方、旋光モ−ドのＬＣＤは 9
0 ゜捩じれた分子配列を持つＴＮ方式がある。このＴＮ
方式は、数 10 ミリ秒と応答速度が速く、高いコントラ
スト比を示すことから、時計や電卓、さらにはスイッチ
ング素子を各画素ごとに設けることにより大表示容量で
高コントラストな高い表示性能を持ったＬＣＤ（たとえ
ばＴＦＴ−ＬＣＤ）を実現する事ができる。

【０００４】これら複屈折モ−ドと旋光モ−ドの 2つの
方式のＬＣＤは電極付基板に配向処理を施して作製され
るが、一般的にこの配向処理は、配向膜を形成したの
ち、ラビング処理によって液晶分子の基板表面（配向膜
表面）における分子配列方向を制御する方法をとる。し
かしながら、このようなラビング処理を施した場合、摩
擦により静電気が発生し、電極等に悪影響をおよぼす問
題が生じていた。また、ラビング処理は一般的には毛足
のそろった布を用いて行うため、ごみ等が発生しやす
く、このごみに起因した不良が多発して製造歩留まりを
著しく低下させ問題となっている。ラビング法に変わる
新規な配向処理方法も研究されているが、配向処理工程
を改善する効果しかなく、著しい製造コストの低下には
つながらない。

【０００５】このような背景のもと、 2枚の基板間に液
晶組成物を挟持してなるＬＣＤであり、かつ基板表面で
の液晶分子配列方向を制御し得る配向処理がなされてお
らず、かつ液晶組成物のねじれ能力（カイラル能）と液
晶の捩じれ角が等しくなるよう液晶注入工程を液晶組成
物が液体の状態にて行うことを特徴としたＬＣＤが´93
SIDにおいて Y.ToKo らによって提案されている（“TN
-LCD's Fabrication by Non-Rubbing Showing Wide and
Homogeneous Viewing Angular Characteristics and E
xcellent Voltage Holding Ratio．” Y.ToKo,et,al,´
93 S.I.D DIGEST Poster-49 ）。

【０００６】このＬＣＤは、液晶の捩じれ角（θ）が 9
0 ゜である前記旋光モ−ドのＴＮ方式に近い構造とした
場合、ポリイミド系からなる配向膜を基板表面に塗布し
た後、この配向膜に対してラビング等の配向処理をしな
いでセル化し、液晶組成物をネマティック相からアイソ
トロピック相（等方性液体）への転移温度（Ｔ_I ）以上
の温度に加熱し液体状態にて充填することにより得られ
る。

【０００７】得られたＬＣＤは、電圧を印加しない状態
では液晶分子が基板に対し水平でかつ捩じれ（ 90 ゜）
を持った構造をしているにもかかわらず、配向膜に配向
処理をしていないため、配向膜表面における液晶分子の
ダイレクタ−方位が決まっていない。このため、このＬ
ＣＤの液晶層の旋光効果は、種々の方位性を持っている
こととなる。したがって、この液晶セルを直交偏光板間
に挿入して観察すると種々の方位性持った液晶層の旋光
効果が平均化されて観察され、従来のＴＮ方式における
ノ−マリ−ホワイトモ−ドの常光主導型と異常光主導型
を平均化したした明るさ、色の透過光が観察できる。

【０００８】一方、このＬＣＤに電圧を印加した場合、
液晶分子は従来のＴＮ方式同様、基板法線方向にチルト
するが、そのチルト方向は配向膜表面における液晶分子
のダイレクタ−方位が決まっていないため、様々とな
る。よって、程々の印加電圧では、多数のディスクリネ
−ションラインが発生し、このディスクリネ−ションラ
インによる光の散乱効果とディスクリネ−ションライン
発生部以外の部分の光の非旋光効果により中間調表示が
なされる。また、充分な印加電圧では、従来のＴＮ方式
同様、ディスクリネ−ションラインが発生もなく、液晶
分子はほぼ基板法線方向にチルトして、表示はほぼ黒色
表示となる。

【０００９】ここで、電圧無印加状態、中間調を得る電
圧印加状態、また、液晶分子がほぼ基板法線方向にチル
トする充分な電圧印加状態いずれにおいても液晶分子の
チルト方向やダイレクタ−方位は様々な方向、方位をと
っているので、このＬＣＤはどの方位から見ても表示の
見え方が同じであるといった表示性能の観察方位依存性
のないＬＣＤとなる。また、このＬＣＤは、液晶分子が
チルトしていく時（印加電圧を高くしていくとき）、そ
のチルト方位が様々な方位にあるため、全体では傾きの
みが変化するだけで傾きに方位性のない変化に相当する
作用を得て、液晶層のリタデ−ション変化は、ほぼどの
方位においても単調に減少する。さらに、その中間調表
示を得る手段として前記多数のディスクリネ−ションラ
インの光散乱効果を用いているので、階調表示をしても
いわゆる表示の反転現象が生じない。また、ラビング工
程、つまり配向処理工程を必要としない優れた生産性を
有するＬＣＤが得られる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、液晶分子が基板表面で方位性のない水平配向と
なる配向機能を有する配向膜を有し、液晶組成物のねじ
れ能力により液晶の捩じれ角θが定まるＬＣＤ方式を従
来のＳＴＮ型ＬＣＤに適用しようとすると以下のような
問題が生じる。

【００１１】ＳＴＮ型ＬＣＤは単純な電極構造であって
もマルチプレックス駆動により優れた表示性能を得る複
屈折モ−ドのＬＣＤであり、通常、捩じれ角θを 240
゜、液晶層厚ｄと液晶組成物の屈折率異方性Δｎを乗じ
た値Δｎ・ｄを 700〜1000nmとしている。このようなセ
ル構造を有するＬＣＤを駆動させると表示コントラスト
が低くなり、また表示色も着色（たとえば白黒表示をし
ようとしても灰色と黄色の明暗の表示となる）する問題
が生じる。この問題はたとえ位相差板等を用いても解決
できない。

【００１２】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、液晶分子が基板表面で方位性のない
水平配向となる配向機能を有する配向膜を有し、液晶組
成物のねじれ能力により液晶の捩じれ角θが定まるＬＣ
Ｄにおいて、表示コントラストを高め、表示色の無着色
化を実現できる複屈折モ−ドのＬＣＤを提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のＬＣＤは、少な
くとも一方の基板に配向膜を有する 2枚の電極付き基板
間に液晶組成物を挟持し、基板表面での液晶分子配列方
向を制御し得る配向処理がなされておらず、かつ液晶組
成物のねじれ能力により液晶の捩じれ角θが定まるＬＣ
Ｄにおいて、液晶の捩じれ角θが 265゜≦θ≦ 275゜で
あって、液晶層厚ｄと液晶組成物の屈折率異方性Δｎを
乗じた値Δｎ・ｄが 640nm≦Δｎ・ｄ≦680nm であるこ
とを特徴とする。

【００１４】また、本発明の他のＬＣＤは、少なくとも
一方の基板に配向膜を有する 2枚の電極付き基板間に液
晶組成物を挟持し、基板表面での液晶分子配列方向を制
御し得る配向処理がなされておらず、液晶組成物のねじ
れ能力により液晶の捩じれ角θが定まるＬＣＤにおい
て、少なくとも一方の基板上に 2色以上のカラ−フィル
タ−層を設け、このカラ−フィルタ−層を透過する透過
光のピ−ク波長λと、ピ−ク波長λの透過光が透過する
液晶層の基板法線方向における屈折率異方性Δｎと、液
晶層の層厚ｄとが各色毎にそれぞれ 1.3ｋ≦Δｎ・ｄ／
λ≦1.4 ｋ （ｋは正の整数）の関係を有し、かつ、液
晶の捩じれ角θが 265゜≦θ≦ 275゜であることを特徴
とする。

【００１５】以下、本発明のＬＣＤにおける液晶の捩じ
れ角θ、リタデーション値Δｎ・ｄおよびλの関係の重
要性について図面を用いて説明する。なお、本発明のＬ
ＣＤにおいて、基板表面での液晶分子配列方向を制御し
得る配向処理がなされていないとは、液晶分子が基板表
面で方位性のない略水平配向となる配向機能を有する配
向膜を有することをいう。

【００１６】図４は、液晶分子が基板表面で方位性のな
い略水平配向となる配向機能を有する配向膜を有し、液
晶組成物のねじれ能力により液晶の捩じれ角θが定まる
ＬＣＤにおいて、θを 240゜としたときの電圧無印加時
の光透過率のΔｎ・ｄ依存性を可視光の 3原色の一般的
なピ−ク波長λ＝ 440、550 、620nm に対して計算によ
り求めたものである。

【００１７】ここで光透過率の計算はつぎのようにして
行った。2枚の偏光板間に捩じれた液晶配列からなる液
晶セルを挟持した場合の透過率は E.P.RAYNES によって
次のように導かれている(Mol.Cryst.Liq.Letters vol.4
(6),pp159-163)。

【００１８】 Ｔ＝｛ｃｏｓβ・ｃｏｓ（θ−Ａ＋Ｐ） ＋ｓｉｎβ・ｓｉｎ（θ−Ａ＋Ｐ）／（ 1＋α² ）^1/2 ｝² ＋ｓｉｎ² β・ｃｏｓ² （θ−Ａ−Ｐ）・α² ／（α² ＋1 ）…（１） ここで、 Ｔ： 2枚の偏光板を平行に配置した場合の透過率に対す
る 2枚の偏光板間に捩れた液晶配列からなる液晶セルを
挟持した場合の光透過率の比、 θ：液晶の捩じれ角 (rad.) 、 Ａ：入射光側の偏光板の吸収軸と入射光側基板表面の液
晶分子のダイレクタ−とのなす角 (rad.) 、 Ｐ：出射光側の偏光板の吸収軸と入射光側基板表面の液
晶分子のダイレクタ−となす角 (rad.) 、 λ：入射光波長 (nm) 、 π：円周率、 α＝Δｎ・ｄπ／（λ・θ）、β＝θ・（ 1＋α² ）
^1/2 である。

【００１９】液晶分子が基板表面で方位性のない水平配
向となる配向機能を有する配向膜を有し、液晶組成物の
ねじれ能力により液晶の捩じれ角θが定まるＬＣＤ（い
わゆるマルチドメイン方式のＬＣＤ）においては、入射
光側基板表面の液晶分子のダイレクタ−の方位はランダ
ムであり、（１）式におけるＡの値は 0〜 180゜（πra
d.）の種々の値をとることになる。よって、（１）式を
Ａについて 0から 180゜まで積分し、これを 180゜で除
算すれば光透過率を算出できる。

【００２０】したがって、 2枚の偏光板どうしの主偏光
軸のなす角を90゜ (π/2 rad.)とすると、（１）式は次
のように変換することができる。 Ｔ＝｛ｃｏｓβ・ｃｏｓ（θ−π／ 2） ＋ｓｉｎβ・ｓｉｎ（θ−π／ 2）／（ 1＋α² ）^1/2 ｝² ＋ｓｉｎ² β・α² ／｛ 2・（α² ＋1 ）｝………（２） この（２）式に、捩じれ角θ＝ 240゜を代入して、光透
過率を求めたものが図４である。

【００２１】図４に示すように捩じれ角θ＝ 240゜で
は、Δｎ・ｄやλに対し、Ｔが著しく変化している。ま
た、ＴはΔｎ・ｄ＞ 0において 0にも 1にもならない。
このことは、従来のＳＴＮ型ＬＣＤよりも顕著で、これ
は入射光側基板表面の液晶分子のダイレクタ−の方向は
ランダムであり、（１）式におけるＡの値は 0〜 180゜
の種々の値を取ることとなることに起因したものであ
る。つまりはＴが種々の色の透過光の平均の透過光であ
るので必然的に 0にも 1にもならず、図４に示すよう
な、Δｎ・ｄやλの条件では必然的にΔｎ・ｄやλに対
し、Ｔが著しく変化してしまうことを意味している。ま
た、 2枚の偏光板間のなす角を 0゜とした場合は、Ｔは
（２）式の値を 1から引いた値となり、 2枚の偏光板間
のなす角を 90 ゜とした場合と同様の結果を生ずる。ま
た、捩じれ角を従来のＳＴＮ型ＬＣＤとして一般的に用
いられる 210゜や 180゜や 225゜としても図４同様優れ
た表示性能を得るΔｎ・ｄの条件は見出だせない。

【００２２】しかし、（２）式をさらに検討するとθが
πの倍数にπ／2 を加えた値となるときｃｏｓβ・ｃｏ
ｓ（θ−π／2 ）は 0となり、（２）式は、 Ｔ＝ｓｉｎ² β／（ 1＋α² ）＋ｓｉｎ² β・α² ／｛ 2・（α² ＋１）｝ ＝ｓｉｎ² β・（ 2＋α² ）／｛ 2・（１＋α² ）｝…………（３） となる。そこで、この（３）式から、ＳＴＮ型ＬＣＤ同
様に急峻な電気光学特性を得るようθ＝ 3π／2 ＝ 270
゜にて、電圧無印加時の透過率のΔｎ・ｄ依存性を、図
４と同様に可視光の 3原色の一般的なピ−ク波長λ＝ 4
40、550 、620nmに対して計算した。その結果を図３に
示す。

【００２３】図３から明らかなようにΔｎ・ｄを 640nm
≦Δｎ・ｄ≦ 680nmとすれば、ほぼどの波長に対しても
透過率は 0.8〜0.9 となる。ここで 2枚の偏光板の吸収
軸の交差角を 0゜とすれば、この透過率は 0.1〜0.2 と
なる。よって、可視光波長において、Δｎ・ｄを 640nm
≦Δｎ・ｄ≦ 680nmと設定することにより、著しく明る
い若しくは暗い透過率を有する、すなわちコントラスト
に優れたＬＣＤを得ることができる。

【００２４】同様のことは捩じれ角θがπの倍数にπ／
2 を加えた値であるとき、好ましくは 3π／2 およびそ
の周辺値である 265゜≦θ≦ 275゜であるときによって
も得られる。したがって、捩じれ角θが 180゜以上ある
ＳＴＮ型ＬＣＤにマルチドメイン方式を適用するにあた
り、液晶の捩じれ角θを 265゜≦θ≦ 275゜に、かつΔ
ｎ・ｄを 640nm≦Δｎ・ｄ≦ 680nmと設定することによ
り視角依存性がなくコントラスト比が高い、極めて良好
な表示性能を有するＬＣＤが得られる。

【００２５】なお、本発明のＬＣＤにおいては液晶の捩
じれ角を種々の状態にて維持するためにプレチルト角は
高いほうが望ましい。実用的には 5゜以上であることが
望ましい。

【００２６】つぎに、カラ−フィルタ−等を具備し、各
カラ−フィルタ−の色毎に入射光の波長が異なる場合の
ことを考える。この場合、各色のカラ−フィルタ−のピ
−ク波長において、各色のカラ−フィルタ−に対応した
Δｎ・ｄの値が（３）式の透過率Ｔが 1となるΔｎ・ｄ
の値であれば、ＬＣＤの透過率Ｔはいづれの色のカラ−
フィルタ−においても 1となる。つまりは偏光板の配置
を 90 ゜異ならせば 0ともなる。図３から明らかなよう
に、このことは各色のカラ−フィルタ−に対応した画素
部のΔｎ・ｄの値をカラ−フィルタ−のλに対応させな
ければならない。しかしながら、ｄを可変させると液晶
の捩じれ角θも連動して可変する。これは、θが液晶組
成物の捩じれ能力によって決まるためである。ここで液
晶組成物の捩じれ能力とはｄを液晶組成物の螺旋ピッチ
ｐで割った値（ｄ／ｐ）をいう。また、液晶の捩じれ角
θとは液晶セル内における液晶分子配列の捩じれ角をい
う。その結果、（３）式を実現するには、θを一定にす
るためｄを変化させることができないので、Δｎをλに
応じて変化させるような手段を講じる必要がある。

【００２７】実用的に用いる液晶組成物は 1種となるの
で、Δｎを異ならせるには各色のカラ−フィルタ−に対
応した画素部の液晶分子のチルト角を異ならせることと
なる。これは、いわゆるプレチルト角を異ならせること
を意味する。具体的には、赤色、緑色および青色からな
るカラ−フィルタ−層に対して設ける各画素部の配向膜
を変えることにより、プレチルト角を異ならせることが
できる。たとえば、 1種の配向層を用い、各カラ−フィ
ルタ−毎に配向層表面に異なる表面処理（たとえばエッ
チング処理等）を施して、各カラ−フィルタ−毎に異な
るプレチルト角を得るようにすればよい。しかしなが
ら、さらに容易に実現させるには各カラ−フィルタ−毎
に配向層を異ならせればよい。

【００２８】このようにカラ−フィルタ−等を具備し画
素単位で入射光の波長が異なるカラ−ＬＣＤにおいて
は、各色のカラ−フィルタ−に対応した画素部のΔｎを
カラ−フィルタ−の色毎に異ならせて、（３）式のＴの
値が 1となるように制御すれば、どの色にたいしてもＴ
の値が 1もしくは 0となる状態（電圧無印加時）が得ら
れる。

【００２９】（３）式においてＴの値を 1、θの値を 3
π／2 としてＲ／λつまりはΔｎ・ｄ／λの値を計算す
るとその最小値（解は複数であり、その解の中で最も小
さい値）は約 4／3 となる。また、 1.3≦Ｒ／λ≦1.4
とすれば、Ｔの値は 0.97 以上とほぼ 1に近い値を得
る。さらに、 1.3≦Ｒ／λ≦1.4 において 265゜≦θ≦
275゜の範囲で計算しても、Ｔの値は 0.95 以上とほぼ
1に近い値を得る。

【００３０】したがって、捩じれ角θが 180゜以上ある
カラ−ＳＴＮ型ＬＣＤにマルチドメイン方式を適用する
にあたり、カラ−フィルタ−層を透過する透過光のピ−
ク波長λと、このピ−ク波長λの透過光が透過する液晶
層の基板法線方向における屈折率異方性Δｎと、液晶層
の層厚ｄとが各色毎にそれぞれ、 1.3ｋ≦Δｎ・ｄ／λ
≦1.4 ｋ（ｋは正の整数）であり、液晶の捩じれ角θが
265゜≦θ≦ 275゜と設定することにより視角依存性が
なくコントラスト比が高い、極めて良好な表示性能を有
するカラーＬＣＤが得られる。

【００３１】本発明のＬＣＤは、駆動方法や、電極構造
においてもＭＩＭ素子付き電極、ストライプ状の単純マ
トリクス電極構造、およびこれらを用いた、アクティブ
マトリクス駆動、マルチプレックス駆動等を用いること
ができ、とくに制限はない。また、これらの素子に光学
的な補償手段（たとえば色味の補償手段として位相差板
を挿入するなど）を用いることもできる。

【００３２】

【作用】本発明のＬＣＤはどの方位からみてもほぼ同様
の表示性能を示す極めて視角依存性の少なく、かつコン
トラスト比の高いＬＣＤとなる。また、本発明のＬＣＤ
は液晶の分子配列が極めて微細なドメインからなってい
るので、従来のＳＴＮ型ＬＣＤで問題となっていたスト
ライプドメインの発生がない。

【００３３】

【実施例】以下本発明のＬＣＤを詳細に説明する。 実施例１ 図１は、実施例１のＬＣＤの断面を示す図である。2枚
の基板間でストライプパタ−ンが直交するよう配置され
た 2枚のストライプパタ−ン（一方のライン数が 640
本、もう一方のライン数が 480本）透明電極（ＩＴＯ）
１付き基板２に、配向処理を施さなくともチルト角（約
5゜）を有する水平配向を得る配向膜材料ＳＥ−３１４
０（（株）日産化学社製、商品名）を、双方に印刷法に
て塗布し、 285℃で 1時間焼成し、その後は何も処理を
施さない（ラビング等を行わない）でＬＣＤの配向層３
を形成した。

【００３４】つぎに図示を省略した基板間隙材として粒
径 5.0μm の透明なミクロパ−ル（積水ファインケミカ
ル（株）製、商品名）を一方の基板に散布し、表示領域
周辺にシ−ルパタ−ンを設けて 2枚の基板を配向層同士
が対向するようにかさね合わせて、 2枚の基板間間隙が
間隙材粒径と等しくなるように加圧しながら熱処理を施
してシ−ルパタ−ンを硬化させ、ＬＣＤの空セルを作製
した。つぎに、セルおよび液晶組成物４を加熱装置付き
の真空チャンバ−内に挿入し、液晶組成物のＴ_I 点以上
の温度までセルおよび液晶組成物を加熱し、減圧下にて
液晶組成物をセルの注入口に浸漬し、温度を維持したま
まチャンバ−内を常圧にして、液晶組成物が液体状態の
ままセル内に充填したのち、セルを冷却して実施例１の
ＬＣＤを得た。ここで、液晶組成物としては正の誘電異
方性を示すネマティック液晶材料ＺＬＩ−２２９３（△
ｎ＝0.1322、Ｔ_I 点＝ 85 ℃、（株）メルクジャパン社
製、商品名）に捩じれ角が 5.0μm の基板間間隙（ほぼ
液晶層に等しい）にて丁度 270゜となるようカイラル剤
としてｓ−８１１（（株）メルクジャパン社製、商品
名）を 1.23 wt％混合した物を用いており、前述した液
晶組成物の充填工程（液晶注入工程）は、基板および液
晶組成物を 100℃に加熱して行っている。この液晶セル
を平行配置した偏光板５間に挿入し、実施例１における
ＬＣＤを得た。

【００３５】実施例１におけるＬＣＤを 1／240 デュー
ティにてマルチプレックス駆動したところ、非選択電圧
では、透過率 3.76 ％（絶対透過率）である表示が得ら
れ、この状態で顕微鏡にて各画素の表示を観察したとこ
ろディスクリネ−ションラインもない良好な表示をなし
ていることがわかった。さらに、選択電圧を印加したと
ころ、表示は透過率 38.04％となり、明るい表示となっ
た。ここでも顕微鏡にて各画素の表示を観察したとこ
ろ、各画素ともにディスクリネ−ションラインの発生は
なく、また、従来のＳＴＮ型ＬＣＤに見られるようなス
トライプ状のドメインは見られなかった。

【００３６】さらにこうして得られた実施例１における
ＬＣＤを階調表示をして駆動し、種々の観察方向から観
察したところ、どの方向から観察しても良好なコントラ
スト比であり、反転現象もなく表示のざらつきもない極
めて良好な表示性能で、かつ視角依存性のない優れた表
示を示した。

【００３７】実施例２ 図２は、実施例２のＬＣＤの断面を示す図である。実施
例１同様の 2枚のストライプパタ−ン電極１付透明基板
２の一方に、ストライプパタ−ンと同じパタ−ン形状か
らなる赤色、緑色および青色のカラ−フィルタ−層６が
配置された基板を用い実施例２のＬＣＤを作製した。双
方の基板にフォトエッチング法を用いて、 3種のプレチ
ルト角を得る 3種の配向膜を前記カラ−フィルタ−の色
毎に配置した。用いた配向膜は、青色のカラ−フィルタ
−に対応した配向膜３ａがＡＬ−１０５１（（株）日本
合成ゴム社製、商品名、プレチルト角約 0.1゜）であ
り、緑色のカラ−フィルタ−に対応した配向膜３ｂがＳ
Ｅ−４１４０（（株）日産化学社製、商品名、プレチル
ト角約 28 ゜）であり、赤色のカラ−フィルタ−に対応
した配向膜３ｃがＳＥ−３１４０（（株）日産化学社
製、商品名、プレチルト角約 5゜）である。しかるの
ち、カラ−フィルタ−基板に図示を省略した基板間隙剤
として粒径 8.28 μm のミクロパ−ル（積水ファインケ
ミカル（株）製、商品名）を散布し、実施例１と同様の
方法、条件にて、空セルを作製した。

【００３８】この空セルに、液晶組成物４として、正の
誘電異方性を示し、屈折率異方性の波長依存性が著しい
ネマティック液晶組成物ＺＬＩ−３２３９（（株）メル
クジャパン社製、商品名、λ＝ 440nm時のΔｎ＝ 0.140
0 、λ＝ 550nm時のΔｎ＝ 0.1003 、λ＝ 620nm時のΔ
ｎ＝ 0.1001 、Ｔ_I 点＝ 85 ℃、（株）メルクジャパン
製）に 8.28 μm の基板間間隙（ほぼ液晶層厚に等し
い）にて捩じれ角が丁度270゜となるようカイラル剤と
してｓ−８１１（（株）メルクジャパン製）を 1.23 ｗ
ｔ％混合したものを実施例１同様の方法にて注入し、実
施例２の液晶セルを作製した。ここで、各カラ−フィル
タ−に対応した画素部の実効的な、Δｎ・ｄ／λは、約
8／3 若しくは約 4／3 となるように設定してある。こ
の液晶セルを平行配置した偏光板５間に挿入し、実施例
２におけるＬＣＤを得た。

【００３９】実施例２におけるＬＣＤを 1／240 デュー
ティにてマルチプレックス駆動したところ、非選択電圧
では、赤色、緑色および青色の各画素において透過率
0.50〜0.56％（絶対透過率）である表示が得られ、この
状態で顕微鏡にて各画素の表示を観察したところディス
クリネ−ションラインもない良好な表示をなしているこ
とがわかった。さらに、選択電圧を印加したところ、赤
色、緑色および青色の各画素において表示は透過率 30.
55〜30.72 ％となり、明るい表示となった。ここでも顕
微鏡にて各画素の表示を観察したところ、各画素ともに
ディスクリネ−ションラインの発生はなく、また、従来
のＳＴＮ型ＬＣＤに見られるようなストライプ状のドメ
インは見られなかった。

【００４０】さらにこうして得られた本実施例における
ＬＣＤを階調表示をして駆動し、種々の観察方向から観
察したところ、どの方向から観察しても良好なコントラ
スト比であり、反転現象もなく表示のざらつきもない極
めて良好なカラ−表示性能で、かつ視角依存性のない優
れた表示を示した。

【００４１】

【発明の効果】本発明のＬＣＤは、少なくとも一方の基
板に配向膜を有する 2枚の電極付き基板間に液晶組成物
を挟持し、基板表面での液晶分子配列方向を制御し得る
配向処理がなされておらず、かつ液晶組成物のねじれ能
力により液晶の捩じれ角θが定まるＬＣＤにおいて、液
晶の捩じれ角θを 265゜≦θ≦ 275゜とし、液晶層厚ｄ
と前記液晶組成物の屈折率異方性Δｎを乗じた値Δｎ・
ｄを 640nm≦Δｎ・ｄ≦680nm とするので、可視光波長
において光透過率の差を大きくすることができる。

【００４２】また、カラーＬＣＤにおいても赤色、緑色
および青色画素部に対応するΔｎ・ｄ／λを 1.3ｋ≦Δ
ｎ・ｄ／λ≦1.4 ｋ（ｋは正の整数）と、液晶の捩じれ
角θを 265゜≦θ≦ 275゜としているので、可視光波長
において光透過率の差を大きくすることができる。その
結果、画素サイズが比較的小さい素子においても、どの
方向から観察してもざらつきがなく階調表示においても
反転現象がなくかつコントラスト比が高い、極めて良好
な表示性能を有するＬＣＤが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のＬＣＤの断面を示す図である。

【図２】実施例１のＬＣＤの断面を示す図である。

【図３】本発明のＬＣＤの透過率のΔｎ・ｄ、λ依存性
の計算結果を示す図である。

【図４】従来技術のＬＣＤの透過率のΔｎ・ｄ、λ依存
性の計算結果を示す図である。

【符号の説明】

１………電極、２………基板、３………配向膜、３ａ…
……青色のカラ−フィルタ−に対応した配向膜、３ｂ…
……緑色のカラ−フィルタ−に対応した配向膜、３ｃ…
……赤色のカラ−フィルタ−に対応した配向膜、４……
…液晶組成物、５………偏光板、６………カラ−フィル
タ−層。

フロントページの続き (72)発明者 羽藤 仁 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 平田 純子 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方の基板に配向膜を有する
   2枚の電極付き基板間に液晶組成物を挟持し、前記基板
   表面での液晶分子配列方向を制御し得る配向処理がなさ
   れておらず、かつ前記液晶組成物のねじれ能力により液
   晶の捩じれ角θが定まる液晶表示素子において、 前記液晶の捩じれ角θが 265゜≦θ≦ 275゜であって、
   液晶層厚ｄと前記液晶組成物の屈折率異方性Δｎを乗じ
   た値Δｎ・ｄが 640nm≦Δｎ・ｄ≦680nm であることを
   特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】 少なくとも一方の基板に配向膜を有する
   2枚の電極付き基板間に液晶組成物を挟持し、前記基板
   表面での液晶分子配列方向を制御し得る配向処理がなさ
   れておらず、かつ前記液晶組成物のねじれ能力により液
   晶の捩じれ角θが定まる液晶表示素子において、 少なくとも一方の基板上に 2色以上のカラ−フィルタ−
   層を設け、前記カラ−フィルタ−層を透過する透過光の
   ピ−ク波長λと、前記ピ−ク波長λの透過光が透過する
   液晶層の基板法線方向における屈折率異方性Δｎと、前
   記液晶層の層厚ｄとが各色毎にそれぞれ以下の関係を有
   し、 1.3ｋ≦Δｎ・ｄ／λ≦1.4 ｋ （ｋは正の整数） かつ、前記液晶の捩じれ角θが 265゜≦θ≦ 275゜であ
   ることを特徴とする液晶表示素子。