JPH01186912A - 二層型液晶表示素子 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、二層型液晶表示素子に関し、さらに詳しくは
、ねじれ配向した液晶のねじれ角が１８０’以上で、そ
の複屈折効果を利用した表示用液晶セヮイトモードＳＴ
Ｎの液晶表示素子に関するものである。

〈従来の技術〉 液晶表示素子は、ガラス基板上に酸化スズ−インジウム
合金ＣＩＴＯ）から成る電極パターンを形成し、この上
に液晶を配向せしめるポリイミド等の有機高分子配向膜
を形成し、かつラビング法等により配向膜を配向処理し
た２枚の基板をスペーサを介在させて対向させ、この間
隙に液晶組成４物を封入し、周辺部をシール材で封入し
たものである。こうして作られた液晶セルの上下両側に
偏光板が配置され、電気光学的特性が付与される。

従来液晶表示素子は、時分割特性を向上させるために液
晶のねじれ角を９０°から１８０°ないし２６０°位ま
で増加し、その結果、液晶表示の急峻性は著しく改善さ
れ、大容量の表示体を提供できる様になった。液晶のね
じれ角を１８０°〜２６００位までねじったものはＳ　
Ｔ　Ｎ　（５ｕｐｅｒ　Ｔｗｉ　ｓｔｅｄＮｅｍａｔ　
ｉｃ　）　Ｌ　ＣＤと呼ばれる。

この５ＴＮＬＣＤは液晶のねじれ効果と複屈折効果を利
用した表示素子であるため、例えばポジ表示のときは黄
色〜黄緑色（Ｙｅｌｌｏｗ　ｍｏｄｅ　）に、またネガ
表示のときは青色（Ｂｌｕｅ　ｍｏｄｅ）に着色する。

このため、色調に対し違和感を伴うとともに、よりコン
トラストの良い表示体への改善、ペーパーホワイト表示
体への改善が望まれた。これを実現したものがホワイト
モード５ＴＮＬＣＤである。

ホワイトモードにする手法はいくつか提案されているが
、この中で、特にコントラスト、応答性。

色調、生産性等の点で優れているものが、２゛層型ホワ
イトモード５ＴＮＬＣＤである。これは従来の５ＴＮＬ
ＣＤをベースに、その上側に下側のセルと逆位相の旋光
性をもつ光学的補償板（液晶セル）を重ねて配電したも
のである。光学的補償板は一般に液晶セルが作られるが
逆位相の旋光性を持たすために液晶のねじれ方向を下側
セルとは逆にしである。

この２層型ホワイトモード液晶表示素子は白黒表示のた
め、従来の５ＴＮＬＣＤと比べて色調的な違和感がなく
、またコントラストの点でも優れている特徴を持ってい
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記のよう、な２層型ホワイトモード液晶表
示素子なＣ光源をバックライトとして、１／２００デユ
ーテイ、　”／ｌｓバイアスで駆動させたときの色調を
調べると、最適表示状態の得られる最適電圧を液晶セル
に印加した場合でも、白色表示がやや青っぽい黄色味が
かった白色を呈することがわかった。また、この２層型
ホワイトモード液晶表示素子を、第３図に示す発光スペ
クトルをもつ３波長型冷陰極蛍光管をバックライトとし
て駆動させた場合も、同様にやや青っぽい黄色味がかっ
た白色を呈した。

この様に、２層型ホワイトモード５ＴＮＬＣＤにおける
色調、特に白色表示は、標準白色から見ればやや着色し
ており、表示品位の上から大きな問題・がちうた。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたもので、やや青っ
ぽい黄色味を打ち消し、より白色に近づけた二層型液晶
表示素子を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するだめの手段〉 本発明では、表示用の液晶セルに電圧を印加した時二層
型液晶表示素子が呈する色と補色関係にある色素を、光
学的補償用液晶セルの液晶組成物に添加したことを特徴
とする。色素は例えば赤色系色素であり、０．０５〜０
．１５ｗｔ％添加される。

〈作　用〉 第４図にＣＩＨによる色座標を示す。色調はｘｙ象限の
馬蹄形の曲線上、またはその囲まれた領域内の部分で表
示でき、０点はＣ光源の白色標準値を示している。参考
までに青色、緑色、黄色。

赤色、紫色も示しておく。

いま、二層型ホワイトモード液晶表示素子が、やや青っ
ぽい黄色味がかった白色を呈し、ＤＥ綿線上あるとすれ
ば、赤色Ｒと光の色の混合をするとすれば、三角形ＤＥ
Ｈの斜線で示される領域の色がその割合比率に応じ原理
的には実現できることになる。また液晶セルが直線ＦＧ
で示される黄色を呈するとすれば、青色Ｂとの光の混合
により領域ＢＦＧ内の色調が実現できることになる。こ
のように二層型液晶表示素子の示す色の補色関係にある
色と混合することにより、より白色標準色（Ｃ光源）に
近い表示色を実現することができる。

〈実施例〉 本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は二層型ホワイトモード液晶表示素子の断面構造
図である。二層型液晶表示素子は、下側の液晶セル１と
上側の液晶セル２とを上下の偏向板３．４で挾んだ構造
になっている。

下側の駆動される表示用の液晶セル１は、２枚のガラス
基板５．６の上には透明電極パターン７゜８が形成され
、それぞれは有機高分子配向膜９゜１０で覆われている
。２枚の基板５．６の間隙に液晶組成物１１を注入し、
シール１２する。上側の光学的補償用の液晶セル２は、
２枚のガラス基板１３．１４は有機高分子配向膜１５，
１６で覆われているが、透明電極パターン層は持たない
。

２枚の基板１３，１４め間隙に下側の液晶組成物１１と
は逆方向の旋光性をもつ液晶組成物１７を注入し、シー
ル１８する。

第２図に上記二層型ホワイトモード液晶表示素子のラビ
ング方向と偏光板の吸収軸方向の関係を示す。

方向１９は下側の表示用液晶セル１の上向基板５のラビ
ング方向で、方向１９′は下側の液晶セル１の下向基板
６のラビング方向で、方向１９と方向１９′とのなす角
は２４０°（ｊｏｏ）である。

方向２０は上側の光学的補償用液晶セル２の上向基板１
３のラビング方向で、方向２０’は上側の光学的補償、
用液晶ゼン２の下向基板１４のラビング方向で、互いに
６０°（２４０°）の角度をなし、方向１９と方向２０
とのなす角は一３０°である０方向２１は下側の偏光板
３の吸収軸の方向で、方向２２は上側の偏光板４の吸収
軸の方向である０′　　２枚の偏光板の吸収軸は直交し
ており、方向１９゜方向２０は第２図に示されるよって
それぞれ３００づつずれている。

ここで、下側液晶セル１のセル層（ギャップ）は７．５
μｍで、液晶組成物１１としてチッソ社のＰＣＨ系の液
晶５Ｐ４５６２（商品名）を用い、屈折率の異方性はΔ
ｎ＝０．１０９である。また、液晶組成物１１には左旋
光性のコレステリルノナネートを添加しである。上側の
液晶セル２のセル厚は７．５μｍであり、液晶組成物１
７として、チッソ社の５Ｐ４５６２と５Ｐ９１５２−１
０とのブレンド物に、日本感光色素（株）の赤系色素Ｇ
２０２を添加したものを用いる。屈折率の異方性はΔｎ
＝０．１０４である。

さて、赤色色素を添加しない従来構造におけるやや青っ
ぽい黄色味がかった白色を詳細に調べた結果を第５図お
よび第６図に示す。

第５図は、第３図に示される発光スペクトル強度をもつ
３波長型冷陰極蛍光管をバックライト光源とし、液晶セ
ル１に最適電圧を印加したときの二層型ホワイトモード
液晶表示素子の発光スペクトル特性である。第６図は二
層型液晶表示素子のみの最適印加電圧下における分光透
過率特性である。第５図および第６図より、この二層型
ホワイトモード液晶表示素子は短波長成分の光が多く、
長波長成分の光がすくないことが判る。即ち液晶表示素
子は青味がかっており、赤味が不足していることが判る
。

この結果より、二層型ホワイトモード液晶表示素子の着
色を解消するためには、色調的にみると赤味を加えれば
良い。上記実施例では、液晶駆動時に液晶分子の動きや
変化のない光学的補償用液晶セル２に使われている液晶
組成物１７に赤系色素を０．０５〜０．１５ｗｔ％添加
することで、着色を解消し、よりペーパーホワイトに近
い白色表示を得るようにしている。

赤色色素Ｇ２０２は第７図に示されるように、波長領域
４８０　ｎｍ〜５７０　ｎｍの黄緑色の帯域に吸収帯を
もっており、短波長側にも吸収は伸びている。この赤系
色素Ｇ２０２を用い、その添加量を０．０１ｗｔ％毎に
０．０１〜０．２０ｗｔ％まで変化させた光学的補償用
の液晶セル２を作成した。

これらの光学的補償用液晶セル２を用いて、二層型ホワ
イトモード液晶表示素子（ねじれ角２４０°）を作成し
た。ここで下側の表示用液晶セル１は全て同一の構成の
ものを使用した。

こうして作成した二層型ホワイトモード液晶表示素子を
、第３図に示すような発光スペクトル強度をもつ３波長
型冷陰極蛍光管を光源とするバックライトを用いて、最
適電圧を添加し、駆動させた時の色調を目視により評価
した。この結果を第１表に示す。

第１表　目視による色調（白色）の評価結果○印は良好
、Δ印はやや良好、Ｘ印は不良第１表より、赤系色素の
添加量が０．０５ｗｔ％〜０．１５ｗｔ％のときが最も
良いことが判った。添加量が０．０５ｗｔ％未溝のとき
は着色が解消されず、青っぽい黄色味がかった白色であ
る。添加量が０．１６ｗｔ％以上のときは、色素の添加
量が増えてくるため、赤味が強くなりすぎ、青味がとれ
て赤味が出てくる。

０．１ｗｔ％添加の場合の色調を、ＣＩＥ色座標により
第８図に従来例とともに示す。同図、６：印実線Ａは本
発明の一実施例を示し、ｔ−ゝ印点線Ｂは色素の添加の
ない従来例である。液晶セル１の印加電圧によって色調
は変化するが最適電圧（２，０５Ｖ）の場合、従来例よ
りもＸの値で０．０１〜０．０１４改善され、白色（Ｃ
光源）に近くなった。

第９図に二層型液晶表示素子の発光スペクトル（第３図
のスペクトル特性をもつ３波長型冷陰極蛍光管をバック
ライトとして使用の場合）を示す。

同図実線Ａで示される本発明の一実施例の場合、点線Ｂ
（第５図と同じ）で示される従来例と比較して、赤成分
の領域で改善が見られる′。すなわち短波長域Ｈの領域
では青成分が減少し、長波長域りの領域では増加してい
る。波長５６０〜６４０ｎｍの３つのピークＩ、Ｊ、に
の発光強度も、従来例がそれぞれＺｏｏ、７０．８４で
あったものが、１００．６８．９３と改善されている。

第１０図は二層型液晶表示素子のみにおける分光透過率
特性である。本発明の一実施例（実線Ａ）は従来例（点
線Ｂ）に対し全波域でフラットとなり、青成分、赤成分
の領域で大きく改善されていることが判る。

以上、青味がかった白色セルの場合について説明したが
、黄味がかった白色セルの場合には青果色素を、また緑
味がかった白色セルの場合には赤柴系の色素を添加すれ
ば良いことは勿論である。

〈発明の効果〉 以上本発明によれば、光学的補償用液晶セルに、二層型
ホワイトモード液晶表示素子が呈している色と補色関係
にある色素を適当量添加することにより、白色の表示品
位を大巾に改善し、その結果より白色（Ｃ光源）に近い
表示品位をもつ有用な二層型ホワイトモードスーパーツ
ィステッド液晶表示素子が提出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す模式的な素子′　断面
図、第２図は素子のラビング方向と偏光板の吸収軸との
関係を示す図、第３図はバックライトとして用いられる
３波長型冷陰極蛍光管の発光スペクトル特性を示す図、
第４図はＣＩＥによる色座標図、第５図は３波長型冷陰
極蛍光管をバックライトとして使用した時の従来素子に
おける発光スペクトル特性を示す図、第６図は従来素子
の分光透過率を示す図、第７図は赤色色素の透過率特性
を示す図、第８図は従来と本発明の一実施例の色調を対
比して示すＣＩＥによる拡大色座標図、第９図は３波長
型冷陰極蛍光管をバックライトとして使用した時の従来
と本発明の一実施例の発光スペクトル特性を対比して示
す図、第１０図は従来と本発明の一実施例の素子におけ
る分光透過率を対比して示す図である０ １・・・表示用の液晶セル、２・・・光学的補償用の液
晶セル、３．４・・・偏光板、７．８・・・電極パター
ン、１１．１７・・・液晶組成物。 代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他１名）１１１図　
　　　　　　　第２図 ４００　　　　４８０　　　　５６１）　　　　　５ｍ
　　　　　　７２ｆ）　　　　　＆Ｘ）斌　表　　（ｎ
ｍ） 第５図 成長　（ｎｍ） （、Ｓ）　　　　　　　第５図 衷表　（ｎｍ） 人 ＳｖＡ 遮＆　（ｎｍ） 第９図 ４０ｏ　　　破　　幻　　６荀　　Δ　　初透長（ｎｍ
　） ＠１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）二層のスーパーツイステッドネマチック型セルを
   積重ねてなる二層型液晶表示素子において、表示用液晶
   セルに電圧を印加した時二層型表示素子が呈する色と補
   色関係にある色素を、光学的補償用液晶セルの液晶組成
   物に添加することを特徴とする二層型液晶表示素子。
2. （２）前記補色関係にある色素として、赤色系色素を０
   ．０５〜０．１５ｗｔ％添加することを特徴とする請求
   項１の二層型液晶表示素子。