JPH0498222A

JPH0498222A - 液晶素子

Info

Publication number: JPH0498222A
Application number: JP21678890A
Authority: JP
Inventors: Ken Sumiyoshi; 研住吉
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-08-17
Filing date: 1990-08-17
Publication date: 1992-03-30

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、液晶素子に関するものである。

（従来の技術）液晶素子は、少なくとも片面側に透明電極が形成された
透明基板の上に液晶配向膜を形成し、この面を内にして
対向させ、周囲を封着して、液晶を注入した構成をとる
。ところで、近年、このような液晶素子に光学補償手段
を設け、複屈折による着色を解消し、高コントラストな
白黒表示を可能とする液晶素子も提案されている。これ
は、ホモジニアス配向させた液晶セルを配向方向を直交
させて２層積層する方法やあるいは、液晶セルと光学的
に等価な光学補償板を用いることが行われている。特に
、ホモジニアス配向液晶セルを用いた補償型ホモジニア
ス配向液晶表示装置は斉藤、高橋、″補償型ホモジニア
ス配向ネマチック（ＣＨＯＮ）ＬＣＤによる無着色表示
″、第３７回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集８
０８頁に詳しい。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記の液晶素子は、補償型ホモジニアス
配向液晶表示装置も含めて、大吉基板面を斜めからみた
場合表示画像が見にくいという問題点を有していた。ホ
モジニアス配向液晶セルの視角依存性について第３図を
用いて説明する。第３図（ａ）に示すようにホモジニア
ス配向液晶セルは、平行配向処理基板同士を張り合わせ
、割基板間に液晶材を封入したものである。表示動作さ
せるためにはこのホモジニアス配向液晶セルを直交した
偏光板間に挿入し、ホモジニアス配向液晶セルに電圧を
印加しなければならない。液晶セルの持つ複屈折量を電
圧により制御することにより、偏光板を透過する透過光
量′を変化させ表示画像を得ることができる。

ところで、液晶セルの複屈折量は光線と液晶分子長軸の
なす角度によって決まる。光線と液晶分子長軸のなす角
度が大きければ得られる複屈折量は大きく、光線と液晶
分子長軸のなす角度が小さければ複屈折量は小さい。こ
のため、第３図（ａ）に示すように光線の方向が基板法
線方向から傾くに連れて、ホモジニアス液晶セルの複屈
折量は小さくなる。この状況を光の入射角と複屈折量の
関係で示したのが第３図（ｂ）である。このように、ホ
モジニアス配向液晶セルにおいては視角変化に対して複
屈折量が大きく変化する。

このような視角依存性は同様の理由により垂直配向セル
についても依存する。

このような視角依存性は、特に大画面化には問題となる
。

本発明の目的は、視角依存性のない液晶素子を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段）第１の発明は、表面に電極の形成された１対の基板と、
この１対の基板間に挟まれかつ基板面内に液晶分子を平
行配向させた液晶層と、前記基板面に垂直な方向に光学
軸を有する光学補償手段とから構成されることを特徴と
する液晶素子である。

前記光学補償手段としては、基板面に垂直な方向に液晶
分子を配向させた液晶層でもよいし、光学軸が基板面と
垂直な光学補償板でもよい。このような光学補償板とし
ては、水晶等を用いることができる。

また、上記液晶素子に加えて光学軸が基板面に平行でか
つ、前記平行配向させた液晶層の分子軸と垂直な方向の
光学補償手段を加え、各々の光学軸が互いに直交するよ
うな３層構造とすることにより、複屈折による着色を防
止することもできる。

なお、ここで用いる光学補償手段としても、前記と同様
に液晶層または光学補償板を用いることができる。

第２の発明は、第１の発明とは逆に、表面に電極が形成
された一対の基板間に挾まれた液晶層の分子軸を基板面
と垂直な方向に配向させ、光学補償手段の光学軸を基板
面と平行な方向としたことを特徴とする液晶素子である
。

ここで用いる光学補償手段として、液晶層もしくは、ポ
リビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンスルフィド、ポリエチレンナフタレート等の
高分子フィルムや水晶等からなる光学補償板を用いるこ
とができる。

また、前記と同様に各々の光学軸が互いに直交するよう
な３層目の光学補償手段を設けてもよい。

（作用）第１図を用いて第１の本発明の液晶素子について説明す
る。本発明の液晶素子は、液晶分子が基板に平行配向し
た表示動作を行うホモジニアス配向液晶セル１０１と、
表示動作を行わない光学補償層１０２から構成される。

ここで、ホモジニアス配向液晶セル１０１は表示動作を
行わせるために電極構造１０３を有していることが必要
である。また光学補償層１０２は、光学軸を表面法線方
向にもつことが必要である。第１図（ａ）に示すように
、入射光線が基板法線方向から傾くに連れて、ホモジニ
アス配向液晶セル１０１の複屈折量は減少する。一方、
光学補償層１０２の複屈折量１０２は増加する。このた
め、両者の複屈折量の合計は、光線の入射方向に対して
大きく依存しない。光線の入射角と複屈折量の合計の関
係を表したのが第１図（ｂ）である。以上述べたように
第１の本発明の液晶表示装置は改善された視角依存性を
もつ。

従って、本発明の光学補償層１０２は、光学軸を表面法
線方向にもつことだけが条件である。従って、光学補償
層１０２自身は液晶層で作ることもできるし、また、水
晶や高分子で作ることも可能である。

また、第１図の構造では、透過光量が波長分散を有して
いるため黒表示を行うことができない。この波長分散を
打ち消して黒表示を行うためには、第２図に示す構造に
することもできる。第２図では、第１図で示した構造（
ホモジニアス配向液晶セル２０１と第１光学補償層２０
２に加えて、第２光学補償層２０３を有している。第２
光学補償層２０３は、前記ホモジニアス配向液晶セル２
０１の配向方向に直交する表面内方向に、光学軸を有し
ていることが必要である。従って、この第２光学補償層
２０３は液晶層からなっていてもよいし、他の材料の光
学補償板からなっていてもよい。第２図の構成では、ホ
モジニアス配向液晶セル２０１の着色は第２光学補償層
２０３によって打ち消すことができる。このため、黒表
示を得ることができる。また、第１図を用いて説明した
ように第１光学補償層２０２によってホモジニアス配向
液晶セル２０１の視角特性は改善される。

次に第４図を用いて第２の本発明について説明する。・
第４図では、表示を行うホメオトロピック配向液晶セル
４０１と光学補償層４０２から構成される。ここで光学
補償層４０２の光学軸は、ホメオトロピック配向液晶セ
ル４０１中の液晶分子配向方向と直交した方向になけれ
ばならない。第４図に示す構造では、第１図と同様に視
角特性が改善される。但し、ここで表示動作をさせるの
はホメオトロピック配向液晶セル４０１であり、このた
め電極構造４０３が必要となる。そして、光学補償層４
０２の光学軸方向は補償層面内にあるため、容易に大面
積化可能な光学補償板を使用することが可能である。

（実施例）以下では、本発明の実施例について述べる。

初めに、本実施例において使用した液晶セルの作成方法
について述べる。酸化インジウム酸化スズからなる透明
電極を有するガラス基板を界面活性剤において洗浄乾燥
後、ガラス基板を２組に分けた。第１組のガラス基板は
、ポリイミドをスピン塗布後、２００°Ｃで焼成しラビ
ング処理を施す平行配向処理を施した。一方、第２組の
ガラス基板は、１塩基住りロム錯体５％を含有するポリ
イミドをスピン塗布後、２００°Ｃで焼成しラビング処
理を施す垂直配向処理を施した。この後、平行配向処理
基板同士と垂直配向処理基板同士を、粒径５ｐｍのシリ
カ球を介して、熱硬化性接着剤により張り合わせ液晶セ
ルを作成した。但し、熱硬化接着剤パターンの一部を開
口し、液晶注入孔とした。この液晶セルを液晶材ととも
に真空槽内に入れ、真空排気した。

前記工程の後、液晶材を液晶注入孔へ滴下することによ
り、液晶セル内に液晶を注入した。この後、真空槽から
液晶セルを搬出し、液晶注入孔を熱硬化接着材より封止
した。以上のような工程により、平行配向液晶セルと垂
直配向液晶セルを作成した。

次に、本発明の実施例の測定に用いた測定系について第
５図を用いて説明する。第５図に示すように、光源とし
てＨｅＮｅレーザー５０１を用いた。このレーザー光を
偏光板５０２を通して偏光として、回転ステージ５０３
上の試料５０４に照射する。試料５０４の透過光を検光
子５０６を通して、シリコンフォトディテクター５０５
で検出する。この際、回転ステージを回転させることに
より光の入射角を変化させ、その変化に対する透過光強
度の変化を測定した。

以下では、本発明の第１の実施例について述べる。前記
工程により作成した液晶セルを第６図（ａ）に示すよう
に配置した。第６図において、６０１は平行配向液晶セ
ルであり、６０２は垂直配向液晶セルである。第６図（
ａ）の構成の２層液晶セルを第５図に示す測定系におい
て、透過光の入射角依存性を測定した。その結果を第６
図（ｂ）に示す。比較のために、平行配向液晶セル単層
の透過光の入射依存性についても示す。比較して分かる
様に、本発明においては透過光の入射角依存性が改善さ
れていることが分かる。また、第６図（ａ）に示す平行
配向液晶セル６０１に電圧を印加することにより、第６
図（ａ）の表示動作を確認した。

以下では本発明の第２の実施例について述べる。

本実施例の液晶素子は、第７図（ａ）に示すように平行
配向液晶セルフ０１と基板法線方向に光学軸を有する水
晶板７０２を配置した２層構造である。前実施例と同様
にして、第５図に示す測定系を用いて測定した。結果を
第７図（ｂ）に示す。比較のために、平行配向液晶セル
単層の場合の測定結果についても示す。本発明の実施例
により透過光の入射角依存性が改善されていることが分
かる。また、第７図（ａ）の平行配向液晶セルフ０１に
電圧を印加することにより、表示動作を確認した。

以下では、本発明の第３の実施例について述べる。本実
施例の液晶素子は、第８図に示すように平行配向液晶セ
ル８０１と、その配向方向に直交するように光学軸を有
する１軸延伸したポリカーボネイトフィルム８０２と垂
直配向液晶セル８０３を配置した３層構造である。前実
施例と同様に第５図に示す測定系を用いて、透過光量の
入射角依存性を測定した。

結果を第８図（ｂ）に示す。比較のために、第８図（ａ
）における平行配向液晶セル８０１単層の場合について
も示す。本発明の実施例により、透過光の入射角依存性
が改善されていることが分かる。また、第８図（ａ）に
示す平行配向液晶セル８０１に電圧を印加することによ
り、表示動作を確認した。

以下では、本発明の第４の実施例について述べる。本実
施例の液晶素子は、第９図（ａ）に示すように垂直配向
液晶セル９０１と平行配向した平行配向液晶セル９０２
を配置した２層構造である。前実施例と同様に第５図に
示す測定系を用いて、透過光量の入射角依存性を測定し
た。結果を第９図（ｂ）に示す。比較のために、垂直配
向液晶セル９０１単層の場合の測定結果についても第９
図（ｂ）に示す。本発明の実施例により、透過光の入射
角依存性が改善されていることが分かる。また、第９図
（ｂ）に示す垂直配向液晶セル９０１に電圧を印加する
ことにより、表示動作を確認した。

（発明の効果）以上述べたように、本発明は視野角依存性の改善された
液晶素子を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の液晶素子を説明するための図。第２図は本発明の第４の液晶素子を脱甲するだめの図。第３図は、平行配向液晶セルの視角依存性を説明するた
めの図。第４図、第５図、第６図、第１０１・・・ホモ
ジニアス配向液晶セル、１０２・・・光学補償層、１０
３・・・電極構造、２０１・・・ホモジニアス配向液晶
セル、２０２・・・第１光学補償層、２０３・・・第２
光学補償層、４０１・・・ホメオトロピック液晶層、４
０２・・・光学補償層、４０３−・・電極構造、５０１
−ＨｅＮｅレーザー、５０２・・、偏光板、５０３・・
・回転ステージ、５０４・・・試料、５０５・・・シリ
コンフォトディテクター、５０６・・・検光子、６０１
・・・平行配向液晶層、６０２・・・垂直配向液晶層、
６０３・・・電極構造、７０１・・・平行配向液晶セル
、７０２・・・水晶板、７０３・・・電極構造、８０１
・・・平行配向液晶セル、８０２・・・ポリカーボネイ
トフィルム、８０３・・・垂直配向液晶セル、８０４０
０．電極構造、９０１・・・垂直配向液晶セル、９０２
・・・平行配向液晶セル、９０３・・・電極構造

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面に電極の形成された１対の基板と、この１対
の基板間に挟まれかつ基板面内に液晶分子を平行配向さ
せた液晶層と、前記基板面に垂直な方向に光学軸を有す
る光学補償手段とから構成されることを特徴とする液晶
素子。
（２）表面に電極の形成された一対の基板と、この一対
の基板間に挟まれかつ基板表面と垂直な方向に液晶分子
を配向させた液晶層と、前記基板面に平行な方向に光学
軸を有する光学補償手段とから構成されることを特徴と
する素子。