JP2783801B2 - 液晶表示器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はいわゆるポジ表示大捩り角ホワイトモード電
界効果型の液晶表示器に関する。 （ロ）従来の技術 近年、高時分割駆動においてコントラストが高く視野
角の広い液晶表示器として、特開昭59−204009号公報等
に示されるような、液晶分子の捩り角が大きい電界効果
型の液晶表示器が開発され商品化されてきた。しかしこ
の表示モードは液晶の複屈折性を利用しているので干渉
色が表われ、視認性やコントラストといった特性よりも
観察者の好みの色即ち嗜好によってパネルの選択が行な
われるようになってきた。そこで嗜好のあまり問題にな
らない表示色、即ち印刷に近い白黒表示の高時分割液晶
表示器が、日経マイクロデバイス誌1987年８月号第36頁
に記載されているように開発され、これをいわゆるホワ
イトモードと呼んでいる。ところが物理的に測定された
コントラストはホワイトモードの方が先のモードよりも
高いものの、視認性からみたコントラストは先のモード
がいわゆる色コントラスト（配色の色相差、彩度差、明
度差に基づくコントラスト）の要素が加味され、ホワイ
トモードの表示コントラストは低く評価される。 （ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は上述の点を考慮し、特に液晶分子の捩れ角が
大きい事による複屈折性に着目して、表示ドット間の光
洩れを効果的に遮蔽することにより表示コントラストを
向上させた液晶表示装置を提供するものである。 （ニ）問題点を解決するための手段 本発明は上述した大捩り角のホワイトモード、即ち20
0〜270度の捩り角のらせん構造をもち、ａ・Δｎ値が0.
40〜0.70のネマティック液晶を偏光軸が互いに60〜90度
をなし、少なくとも一方の偏光軸と隣接する液晶配向方
向とを略45度をなす２板の偏光子で挾持することで背景
色を淡い薄青色乃至ベージュ色とした液晶表示器、にお
いて、液晶を挾持する基板の一方の有効表示面内に表示
ドット（画素）を隅取りする格子状の遮光性の被膜を設
けたもので、より好ましくはその被膜の厚みを電極より
厚くして被膜下の液晶層の厚みを薄くするものである。 （ホ）作用 これにより表示器全体の光透過量（以下輝度という）
は低下するものの、点灯部分と非点灯部分との輝度比が
大きくなり、実質的な表示コントラストが高くなる。以
下実施例においてこの原理についても詳細に説明する。 （へ）実施例 第１図は本発明実施例の液晶表示器の断面図である。
（１）（２）はガラス板等を用いた基板で、ドットマト
リクス表示を行うため、上下面で互いに直交する、透明
電極等からなるストライプ状電極（帯状電極）（11）
（11）……（21）（21）…と、表面に液晶配向処理が施
された配向膜（12）（22）をそれぞれの内面に有し、シ
ール剤（３）により貼り合わされて液晶を収納する容器
を形成している。また基板（２）のストライプ電極（2
1）（21）…の間には格子状の遮光性の被膜（23）が設
けられているがこれは例えば黒色染料や顔料を高分子材
料に分散させたり、ゼラチン等を黒色に染色して設け
る。そしてこの格子状の被膜（23）の正方形をなす開口
部は上下のストライプ状電極（11）（11）…（21）（2
1）…の重なり部分、即ち表示ドット（画素）に対応し
ており、かつこの被覆（23）は有効表示面（Av）内の特
に表示ドットの存在する領域にのみ設けられている。こ
れは周囲にも及ぶ様に被膜を設けると、表示が暗くなる
ばかりでコントラスト向上につながらないばかりか、周
辺部に位置する表示ドット点灯時にドット外側に位置す
る黒枠と表示とが連結され表示品位を低下させるので好
ましくないからである。 （４）はこの基板（１）（２）に挾持されたネマティ
ック液晶で、その液晶分子は200〜270度の捩り角をもつ
らせん構造をなしており、屈折率異方性Δｎと液晶層の
厚みａ（第１図では特に表示ドット領域における厚みと
いう意味でt_LCと図示）との積であるａ・Δｎ値が0.40
〜0.70に選ばれている。（５）（５）はこのネマティッ
ク液晶（４）を挾むように基板（１）（２）の外側に配
置された偏光子で、偏光子（５）（５）同志は互いに偏
光軸が60〜90度をなして交わる様に配置され、かつ一方
の偏光子（５）の偏光軸と最も近接する配向膜（12又は
22）の配向処理方向とは略45度で交わる様に構成する。
この構成により背景色は淡色系（彩度も明度も低い）で
色相が薄青色乃至ベージュ色のいわゆるホワイトモード
を構成できる。 このような液晶表示器を面照明手段（６）で照明した
時の表示特性を第２図に示す。この特性は1/200デュー
ティ駆動におけるもので、曲線SaとNSaは本発明による
選択バイアスと非選択バイアスの電圧依存性、曲線Sbと
NSbは遮光性の被膜（23）がない従来のホワイトモード
の選択バイアスと非選択バイアスの電圧依存性を各々示
している。高時分割マトリクス表示において駆動電圧を
例えば図のVDに定めると、表示コントラストKa、Kbは各
々その駆動電圧VDにおける選択時輝度と非選択輝度の
比、即ち、Wa/Ba、Wb/Bbで表示される。輝度の電圧依存
性は従来に比べ本発明では全体に暗い方にシフトしてい
るが、駆動電圧VDにおいて非選択輝度のシフト量と選択
輝度のシフト量は略等しいか前者が小さくコントラスト
表現では選択輝度が分母にくるのでコントラストは改善
される。例えば１表示ドットが0.3×0.3mmで遮光性被膜
巾0.03mmを設けるとコントラストは17％高くなる。 このコントラストの改善は１表示ドットの開口率に依
存するが、同時に遮光性の被膜により点灯表示ドットの
光洩れに帰因しているので、ネガ表示（駆動電圧を高く
することで輝度をあげる）の場合には効果が少なく、上
述した例の如きポジ表示の時に顕著な効果が得られる。 このような効果は捩り角の小さい、液晶の施光性しか
利用しないいわゆる90°ツイストネマティックにおいて
も多少は見受けられた。しかし施光性を利用する場合と
異なり捩り角が大きい事による液晶複屈折性により光干
渉をはさんで表示ドットの隅取りをしたのでは効果が少
ない事である。より具体的に説明すると、ツイストネマ
ティックでは液晶の施光性は基板面に略垂直な方向に作
用するので、各々の電極の間にストライプ状の遮光膜を
設け、表示器として投影された表示ドットの周囲が隅取
りされている構造をとり、その効果が少なかったのはマ
トリクスの点灯輝度が比較的低いので、表示面全体の輝
度バランスがとりにくいことであった。そして本発明に
おいて上下基板にストライプ状の遮光膜を設けると遮光
膜で挾まれたネマティック液晶は複屈折性を有するから
その光干渉により表示ドット間の光洩れ防止効果が減少
する。従って一方の基板のみに遮光性の被膜を格子状に
設けるべきであり、またその被膜の遮光性は高い方がよ
いものの、飽和輝度STを10％以上減少させただけでも目
視で表示コントラストの変化わかる。 また遮光性の被膜の下方において光電気効果は生じな
い方が好ましい。ホワイトモードではネマティック液晶
のらせん捩り角の自然ピッチに対する配向方向の整合性
は理論値（例えば270度捩れに対しd/Poを0.75となるよ
うにすること）より10〜40％ずらして用いるが、さらに
その値より10％ずらすと遮光性の被膜の効果はより顕著
となる。例えばネマティック液晶の表示ドット領域での
厚みt_LCを４〜７μｍの選ばれた値になるように基板
（１）（２）の平行度を保った時、ストライプ状の電極
（21）（21）…の厚みの1.8〜2.5倍の厚みとなるように
例えば1.0μｍの厚みに遮光性の被膜（23）を設けた
時、輝度の電圧依存性は暗い方に単純にシフトするので
はなくWb−Waが広がる傾向を示すと共に、視角依存性が
向上、言いかえると高コントラスト表示の視野角が広く
なった。 （ト）発明の効果 以上の如くにより色コントラストによる視認性向上が
得にくい大捩り角ホワイトモードの電界効果型液晶表示
器において効果的に表示ドット間の光洩れを防止できる
から表示コントラストが高くなり、特にポジ表示におい
て視認性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明実施例の液晶表示器の断面図、第２図は
液晶表示器の特性図である。（１）（２）…基板、（1
1）（11）…（21）（21）…ストライプ状電極、（23）
…（遮光性の）被膜、（４）…ネマティック液晶、
（５）（５）…偏光子。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．ドットマトリクス表示を行うためのストライプ状電
   極を有した２枚の基板と、その基板間に挾持され200〜2
   70度の捩り角をもつらせん状分子配向されａ・Δｎ値が
   0.40〜0.70のネマティック液晶と、そのネマティック液
   晶を挾み上下の偏光軸が互いに60〜90度をなし少なくと
   も一方の偏光軸と隣接するネマティック液晶の配向処理
   方向とは略45度をなす偏光子とを具備し、前記基板の一
   方には有効表示面内に格子状の遮光性の被膜が設けられ
   ている事を特徴とする液晶表示器。 ２．前記遮光性の被膜は前記ストライプ状電極より充分
   厚く、前記ネマティック液晶の厚みは前記遮光性の被膜
   の位置で薄くなっている事を特徴とする前記特許請求の
   範囲第１項記載の液晶表示器。