JPH02262124A - 二層型液晶表示装置 - Google Patents
二層型液晶表示装置Info
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- JPH02262124A JPH02262124A JP8241089A JP8241089A JPH02262124A JP H02262124 A JPH02262124 A JP H02262124A JP 8241089 A JP8241089 A JP 8241089A JP 8241089 A JP8241089 A JP 8241089A JP H02262124 A JPH02262124 A JP H02262124A
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
- G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
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- G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
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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。
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、液晶表示装置に関し、さらに詳しくは干渉色
を抑えてコントラスト比を向上させ、かつ色付きのない
白黒表示および良好なカラー表示を行うことができるツ
ィステッドネマチック表示方式を用いた二層型液晶表示
装置に関する。
を抑えてコントラスト比を向上させ、かつ色付きのない
白黒表示および良好なカラー表示を行うことができるツ
ィステッドネマチック表示方式を用いた二層型液晶表示
装置に関する。
従来の技術
液晶表示装置は、時計、電卓、コンピュータの端末、ワ
ードブロセッザのデイスプレィ、テレビジョン等の広い
分野に亘−）て利用されている。さらに最近、液晶表示
装置のマルチカラー化、フルカラー化に対して大きな要
求があり、既にグラフィック表示、画像表示の分野で実
用化されている。
ードブロセッザのデイスプレィ、テレビジョン等の広い
分野に亘−）て利用されている。さらに最近、液晶表示
装置のマルチカラー化、フルカラー化に対して大きな要
求があり、既にグラフィック表示、画像表示の分野で実
用化されている。
現在広く一般的に実用化されているカラー表示は、液晶
セルの内側にカラーフィルタ層を設け、液晶セルによっ
て光のスイッチングを行い各色を出す方法である。その
際の表示モードとしては、コントラスト たライスデッド・ネマティック（１’ｕ＋ｉ＊ＬｃｄＮ
ｅ■ｔｉｃ、以下、ｒＴＮＪと略す）表示モードが主流
である。
セルの内側にカラーフィルタ層を設け、液晶セルによっ
て光のスイッチングを行い各色を出す方法である。その
際の表示モードとしては、コントラスト たライスデッド・ネマティック（１’ｕ＋ｉ＊ＬｃｄＮ
ｅ■ｔｉｃ、以下、ｒＴＮＪと略す）表示モードが主流
である。
ＴＮ表示モードの液晶を用いる液晶セルにおいては、液
晶セルの透過光の波長依存性が大きく、可視光全域に亘
って均等に光をスイッチングすることができない。すな
わち、たとえばカラー表示を行う液晶表示装置において
、液晶セルの一方側の基板にたとえば赤色、緑色、青色
のカラーフィルタがパターン形成などされているもので
は、各カラーフィルタを透過する透過光の光強度が一様
にならないなめ、良好なカラー表示を行うことができな
い。特に、２枚の偏光板の吸収軸を平行とし、液晶層に
電圧を印加しない渇きにおいて光が遮断されるようにし
た、いわゆるノーマリクローズタイツ゛の液晶セルでは
、電圧非印加時の光の漏れ、色付きが顕著となる。
晶セルの透過光の波長依存性が大きく、可視光全域に亘
って均等に光をスイッチングすることができない。すな
わち、たとえばカラー表示を行う液晶表示装置において
、液晶セルの一方側の基板にたとえば赤色、緑色、青色
のカラーフィルタがパターン形成などされているもので
は、各カラーフィルタを透過する透過光の光強度が一様
にならないなめ、良好なカラー表示を行うことができな
い。特に、２枚の偏光板の吸収軸を平行とし、液晶層に
電圧を印加しない渇きにおいて光が遮断されるようにし
た、いわゆるノーマリクローズタイツ゛の液晶セルでは
、電圧非印加時の光の漏れ、色付きが顕著となる。
このようなカラーフィルタ層を設け、ＴＮ表示モードを
用いて光のスイッチングを行うカラー液晶表示装置の場
き、その液晶駆動方法は２つの方法に大別される。−一
）は、液晶セルの各画素にダイオード等の非線形素子や
薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を設けた、いわ
ゆるアクティブマトリックス駆動方式である。他のｍ−
）は、液晶層を挟む２枚の基板上に透明電極を交差対向
するようにパターン形成し、各電極に時分割的に電圧を
印加して表示駆動を行うマルチプレックス即動方式であ
る。
用いて光のスイッチングを行うカラー液晶表示装置の場
き、その液晶駆動方法は２つの方法に大別される。−一
）は、液晶セルの各画素にダイオード等の非線形素子や
薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を設けた、いわ
ゆるアクティブマトリックス駆動方式である。他のｍ−
）は、液晶層を挟む２枚の基板上に透明電極を交差対向
するようにパターン形成し、各電極に時分割的に電圧を
印加して表示駆動を行うマルチプレックス即動方式であ
る。
前者の方式、すなわちアクティブマトリックス駆動方式
では、液晶セルにダイオードや薄膜トランジスタ等の非
線形素子やスイッチング素子を形成しなければならない
ため、液晶セルの生産工程が複雑になり、コス１へ高に
なってしまう問題点がある。
では、液晶セルにダイオードや薄膜トランジスタ等の非
線形素子やスイッチング素子を形成しなければならない
ため、液晶セルの生産工程が複雑になり、コス１へ高に
なってしまう問題点がある。
後者の方式、すなわちマルチプレックス方式ては、液晶
の光学特性の変化の印加電圧の閾値付近における急峻性
のコンｌ−ラスト比を左右するため、ＴＮ表示モードの
液晶セルては特にこの点が重要となる。この閾値特性を
改善するために、液晶層における液晶分子のツイスト角
を１８０〜２７０度としたＳ Ｂ Ｅ （ＳｕｐｅｒＬ
ｗｉｓｔｅｄ ＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅＥｆｆｅｃ
ｔ）液晶を用いる液晶セルが提案されている。
の光学特性の変化の印加電圧の閾値付近における急峻性
のコンｌ−ラスト比を左右するため、ＴＮ表示モードの
液晶セルては特にこの点が重要となる。この閾値特性を
改善するために、液晶層における液晶分子のツイスト角
を１８０〜２７０度としたＳ Ｂ Ｅ （ＳｕｐｅｒＬ
ｗｉｓｔｅｄ ＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅＥｆｆｅｃ
ｔ）液晶を用いる液晶セルが提案されている。
このＳＢＢ液晶を用いる液晶セルは印加電圧の閾値付近
における光透過率の変化が急峻であり、透明電極の数を
多くして高時分割駆動を行う場合にも高いコントラスト
比を得ることができる。しかも、視角に対するコントラ
スト比特性がＴＮ表示モードに比較して軸対称に近いと
いう特徴を有している。しかしながら、このＳＢＥ液晶
を用いる液晶セルでは、液晶の複屈折効果を利用してい
るために、光透過率の波長依存性がＴＮ表示モードの液
晶セルよりもさらに大きく、フルカラー表示に適用する
場合には前述の光漏れや色付きなどの問題がさらに顕著
になる。
における光透過率の変化が急峻であり、透明電極の数を
多くして高時分割駆動を行う場合にも高いコントラスト
比を得ることができる。しかも、視角に対するコントラ
スト比特性がＴＮ表示モードに比較して軸対称に近いと
いう特徴を有している。しかしながら、このＳＢＥ液晶
を用いる液晶セルでは、液晶の複屈折効果を利用してい
るために、光透過率の波長依存性がＴＮ表示モードの液
晶セルよりもさらに大きく、フルカラー表示に適用する
場合には前述の光漏れや色付きなどの問題がさらに顕著
になる。
従来では、液晶の表示特性の波長依存性を改善する方式
として、前記ＳＢＥ液晶における複屈折度（液晶分子の
軸方向と平行方向の屈折率と直角方向の屈折率との差〉
、液晶のツイスト角、液晶層の厚み、液晶層の螺旋ピッ
チ、プレティルト角、偏光板の偏光軸方向と近接液晶分
子長軸との角度などの相互の関係において光学条件の最
適化を行うＯＭ Ｉ （Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｏｄｅ Ｉ
ｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）方式、あるいは液晶に特定の
波長の光を吸収する２色性色素を添加することによって
、液晶の遮光時にも液晶層を透過する光を吸収して光の
漏れ、色付きを防止するいわゆるゲスト・ホスト方式な
どが試みられている。しかし、上述のいずれの方式によ
っても表示が暗・くなり、コントラスト比が充分てはな
いといった問題がある。
として、前記ＳＢＥ液晶における複屈折度（液晶分子の
軸方向と平行方向の屈折率と直角方向の屈折率との差〉
、液晶のツイスト角、液晶層の厚み、液晶層の螺旋ピッ
チ、プレティルト角、偏光板の偏光軸方向と近接液晶分
子長軸との角度などの相互の関係において光学条件の最
適化を行うＯＭ Ｉ （Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｏｄｅ Ｉ
ｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）方式、あるいは液晶に特定の
波長の光を吸収する２色性色素を添加することによって
、液晶の遮光時にも液晶層を透過する光を吸収して光の
漏れ、色付きを防止するいわゆるゲスト・ホスト方式な
どが試みられている。しかし、上述のいずれの方式によ
っても表示が暗・くなり、コントラスト比が充分てはな
いといった問題がある。
そこで上記ＳＢＥ液晶を用いた表示用液晶セルに、光の
波長依存性を補償するための補償用液晶セルを重ね合わ
せた二層型液晶表示装置が実用化されている。
波長依存性を補償するための補償用液晶セルを重ね合わ
せた二層型液晶表示装置が実用化されている。
発明が解決しようとする課題
上記二層型液晶表示装置では、補償用液晶セルは、表示
用液晶セルを透過し、楕円偏光となった光を直線偏光に
戻す。
用液晶セルを透過し、楕円偏光となった光を直線偏光に
戻す。
したがって、たとえば表示用液晶セルの液晶層間に電圧
を印加しない状態（オフ電圧を印加した状態）で黒表示
が行われるように偏光板が配置されているノーマリブラ
ック方式では、オフ電圧印加時には前記補償用液晶セル
からの直線偏光は偏光板によって確実に遮断され、光漏
れのない黒表示を行うことができる。しかしながら表示
用液晶セルの液晶層間にオン電圧を印加した状態では、
表示用液晶セルに入射された光は直線偏光に近い状態で
補償用液晶セルに入射され、この補償用液晶セルの複屈
折、性によって楕円偏光とされる。このときこの楕円偏
光は波長依存性を有しているので、偏光板を通過する光
は、たとえば青味がかった白色となるなどの干渉色によ
る色つき現象を生じる。
を印加しない状態（オフ電圧を印加した状態）で黒表示
が行われるように偏光板が配置されているノーマリブラ
ック方式では、オフ電圧印加時には前記補償用液晶セル
からの直線偏光は偏光板によって確実に遮断され、光漏
れのない黒表示を行うことができる。しかしながら表示
用液晶セルの液晶層間にオン電圧を印加した状態では、
表示用液晶セルに入射された光は直線偏光に近い状態で
補償用液晶セルに入射され、この補償用液晶セルの複屈
折、性によって楕円偏光とされる。このときこの楕円偏
光は波長依存性を有しているので、偏光板を通過する光
は、たとえば青味がかった白色となるなどの干渉色によ
る色つき現象を生じる。
第６図は、従来技術の、ノーマリブラック方式の二層型
液晶表示装置における表示用液晶セルへの印加電圧と各
波長の光Ｒ（赤；λ＝ ６１０ ｒｓ ｍ ）、Ｇ（緑
；λ＝ ５５０ ｎ ｍ ） 、Ｂ （青；λ＝４５０
ｒｓ ｍ ）の透過率との関係を示すグラフである。こ
の二層型液晶表示装置では、表示用液晶セルの捩れ角θ
１および補償用液晶セルの捩れ角θ２４まともに２４０
°に設定されており、その捩れ回転方向は互いに逆方向
となっている。第６図に示されるように、オフ電圧く約
２．ＯＶ）では、各波長の光は全て効果的に遮断されて
おり、光漏れのない黒色表示が行われていることが判る
。しかしながらオン電圧（約２．２Ｖ）印加時には、青
の光Ｂの透過率は比較的大きく、青の光Ｂをよく透過す
るけれども、赤の光Ｒの透過率は比較的小さい。
液晶表示装置における表示用液晶セルへの印加電圧と各
波長の光Ｒ（赤；λ＝ ６１０ ｒｓ ｍ ）、Ｇ（緑
；λ＝ ５５０ ｎ ｍ ） 、Ｂ （青；λ＝４５０
ｒｓ ｍ ）の透過率との関係を示すグラフである。こ
の二層型液晶表示装置では、表示用液晶セルの捩れ角θ
１および補償用液晶セルの捩れ角θ２４まともに２４０
°に設定されており、その捩れ回転方向は互いに逆方向
となっている。第６図に示されるように、オフ電圧く約
２．ＯＶ）では、各波長の光は全て効果的に遮断されて
おり、光漏れのない黒色表示が行われていることが判る
。しかしながらオン電圧（約２．２Ｖ）印加時には、青
の光Ｂの透過率は比較的大きく、青の光Ｂをよく透過す
るけれども、赤の光Ｒの透過率は比較的小さい。
これによって白色表示をする際に青味がかった白色が表
示される。したがってたとえばこのような二層型液晶表
示装置を用いてカラー表示を行っても、鮮明なカラー表
示を行うことはできない。
示される。したがってたとえばこのような二層型液晶表
示装置を用いてカラー表示を行っても、鮮明なカラー表
示を行うことはできない。
またノーマリホワイト方式の二層型液晶表示装置では、
オフ電圧印加時には各波長の光を高い透過率で透過し、
鮮明な白表示を行うことができる。
オフ電圧印加時には各波長の光を高い透過率で透過し、
鮮明な白表示を行うことができる。
しかしながらオン電圧印加時には、上述したように、２
つの液晶層を透過する光の偏光状態は補償されないので
、全波長の光を遮断することができない。これによって
黒表示における光漏れを生じ、コントラスト比が悪化し
てしまうという問題点がある。
つの液晶層を透過する光の偏光状態は補償されないので
、全波長の光を遮断することができない。これによって
黒表示における光漏れを生じ、コントラスト比が悪化し
てしまうという問題点がある。
したがって本発明の目的は、上記技術的課題を解決し、
第１液晶層への印加電圧に関係なく、光透過時の透過光
の波長依存性を低減し、また先進断時の光漏れを防止し
、高コンＩ・ラスト比で、なおかつ色付きのない白黒表
示および良好なカラー表示を行うことができる二層型液
晶表示装置を提供することである。
第１液晶層への印加電圧に関係なく、光透過時の透過光
の波長依存性を低減し、また先進断時の光漏れを防止し
、高コンＩ・ラスト比で、なおかつ色付きのない白黒表
示および良好なカラー表示を行うことができる二層型液
晶表示装置を提供することである。
課題を解決するための手段
本発明は、表示駆動のための電圧が印加される第１液晶
層と、 前記第１液晶層の液晶分子の捩れ回転方向とは逆方向の
捩れ回転方向に液晶分子が配向され、かつ第１液晶層の
捩れ回転軸方向に積層された第２液晶層とを含み、 第１液晶層と第２液晶層との間で近接する各液晶分子の
配向方向は互いに直交する方向に設定され、 第１液晶層の液晶分子の捩れ角θ１に対して、第２液晶
層の液晶分子の捩れ角θ２が、θ２ンθ１ となるように設定されていることを特徴とする二層型液
晶表示装置である。
層と、 前記第１液晶層の液晶分子の捩れ回転方向とは逆方向の
捩れ回転方向に液晶分子が配向され、かつ第１液晶層の
捩れ回転軸方向に積層された第２液晶層とを含み、 第１液晶層と第２液晶層との間で近接する各液晶分子の
配向方向は互いに直交する方向に設定され、 第１液晶層の液晶分子の捩れ角θ１に対して、第２液晶
層の液晶分子の捩れ角θ２が、θ２ンθ１ となるように設定されていることを特徴とする二層型液
晶表示装置である。
作 用
本発明に従う二層型液晶表示装置においては、第１液晶
層には、表示駆動のための電圧が印加される。また補償
用の第２液晶層には、第１液晶層の液晶分子の捩れ回転
方向とは逆方向の捩れ回転方向に液晶分子が配向され、
第１液晶層と第２液晶層との間で近接する各液晶分子の
配向方向は互いに直交する方向に設定される。
層には、表示駆動のための電圧が印加される。また補償
用の第２液晶層には、第１液晶層の液晶分子の捩れ回転
方向とは逆方向の捩れ回転方向に液晶分子が配向され、
第１液晶層と第２液晶層との間で近接する各液晶分子の
配向方向は互いに直交する方向に設定される。
本発明に従えば、第１液晶層の液晶分子の捩れ角をθ１
とし、第２液晶層の液晶分子の捩れ角をθ２としたとき
、 θ ２ 〉 θ １ となるように第１液晶層および第２液晶層における液晶
分子の捩れ角θ１．θ２が設定される。
とし、第２液晶層の液晶分子の捩れ角をθ２としたとき
、 θ ２ 〉 θ １ となるように第１液晶層および第２液晶層における液晶
分子の捩れ角θ１．θ２が設定される。
本件発明者の実験によれば、このように構成した二層型
液晶表示装置においては、第１液晶層への印加電圧によ
って第１液晶層における光学特性が変化しても、第１液
晶層および第２液晶層における透過光の波長依存性を低
減することがてきる。
液晶表示装置においては、第１液晶層への印加電圧によ
って第１液晶層における光学特性が変化しても、第１液
晶層および第２液晶層における透過光の波長依存性を低
減することがてきる。
したがって、たとえば偏光子および検光子間に、第１液
晶層および第２液晶層を配置すれば、全波長に亘る光を
効果的に透過／遮断することができる。
晶層および第２液晶層を配置すれば、全波長に亘る光を
効果的に透過／遮断することができる。
実施例
■二層型液晶表示装置
第１図は、本発明の一実施例の二層型液晶表示装置１０
の構成を示す断面図である。二層型液晶表示装置１０に
おいて、表示用液晶セルフには、補償用液晶セル８が重
ね合わされて形成されている。この補償用液晶セル８は
、表示用液晶セルフを透過する光の楕円偏光成分を相殺
して鮮明な表示を行うための補償板として機能している
。
の構成を示す断面図である。二層型液晶表示装置１０に
おいて、表示用液晶セルフには、補償用液晶セル８が重
ね合わされて形成されている。この補償用液晶セル８は
、表示用液晶セルフを透過する光の楕円偏光成分を相殺
して鮮明な表示を行うための補償板として機能している
。
第１図を参照して、１層目の表示用液晶セルフを構成す
る２枚の透明基板１ａ、１１）の互いに対向し会う面に
は、それぞれ表示電極である複数の透明電極２ａ、２ｂ
がＩＴＯ（酸化インジウムを主成分とする膜）をスパッ
タ蒸着し、所望のパターンにエツチングすることにより
膜厚約１５００人に形成されている。各ガラス基板１ａ
、ｌｂの透明電極２ａ、２Ｌ＋形成形成面には、さらに
配向膜３ａ、３ｔ＋がそれぞれ形成され、布でラビング
処理が施されている。この２枚の透明基板１ａ１ｂの間
には液晶材料が介在され、液晶層４ａが形成されている
。シール部材６ａは、液晶材料を封止するためのもので
ある。
る２枚の透明基板１ａ、１１）の互いに対向し会う面に
は、それぞれ表示電極である複数の透明電極２ａ、２ｂ
がＩＴＯ（酸化インジウムを主成分とする膜）をスパッ
タ蒸着し、所望のパターンにエツチングすることにより
膜厚約１５００人に形成されている。各ガラス基板１ａ
、ｌｂの透明電極２ａ、２Ｌ＋形成形成面には、さらに
配向膜３ａ、３ｔ＋がそれぞれ形成され、布でラビング
処理が施されている。この２枚の透明基板１ａ１ｂの間
には液晶材料が介在され、液晶層４ａが形成されている
。シール部材６ａは、液晶材料を封止するためのもので
ある。
一方、第２層目の補償用液晶セル８は、２枚の透明基板
１ｂ、１ｃの相互に対向する面には、配向膜３ｃ、３ｄ
がそれぞれ形成され、透明電極は形成されない。また一
方の透明基板１ ｂは、前述した表示用液晶セルフの透
明基板を兼ねている。
１ｂ、１ｃの相互に対向する面には、配向膜３ｃ、３ｄ
がそれぞれ形成され、透明電極は形成されない。また一
方の透明基板１ ｂは、前述した表示用液晶セルフの透
明基板を兼ねている。
透明基板１ｔ＋、ｌｃ間には液晶材料が封入され、第２
液晶層４［）が形成される。シール部材６ｂは、液晶材
料を封止するためのものである。
液晶層４［）が形成される。シール部材６ｂは、液晶材
料を封止するためのものである。
表示用液晶セルフおよび補償用液晶セル８の相互に背向
する面には、通常のヨウ素系偏光板を用いて偏光子５ａ
および検光子５し）が形成される。
する面には、通常のヨウ素系偏光板を用いて偏光子５ａ
および検光子５し）が形成される。
偏光子５ａ、検光子５１：）の偏光方向は、後述するよ
うに設定され、この二層型液晶表示装置１０はノーマリ
ブラック方式となっている。
うに設定され、この二層型液晶表示装置１０はノーマリ
ブラック方式となっている。
これら２つの液晶セルフ、８において、透明基板１ａ、
ｌｂ、ｌｃとしては、たとえばガラス、アクリルなどの
材料が用いられ、透明電極２ａ。
ｌｂ、ｌｃとしては、たとえばガラス、アクリルなどの
材料が用いられ、透明電極２ａ。
２ｂとしては、ＩＴＯの他にネサ膜などの透明導電性膜
が使用される。また配向膜３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、
ポリイミドを約５００人となるようにスピンコードした
ものであるが、このほかに５ｉ０２ ＳｉＯなとの無
機質膜またはポリビニルアルコール、ナイロン、アクリ
ルなどの有機質膜を使用することもできる。
が使用される。また配向膜３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、
ポリイミドを約５００人となるようにスピンコードした
ものであるが、このほかに５ｉ０２ ＳｉＯなとの無
機質膜またはポリビニルアルコール、ナイロン、アクリ
ルなどの有機質膜を使用することもできる。
第１および第２液晶層４ａ、４ｂにおける液晶材料とし
ては、各種液晶材料を使用することができるが、本実施
例ではＥｘ−０２（ロデイク社製）を使用し、光学活性
物質として第２液晶層４ｂには、下式で示される、ＣＢ
−１５（メルク社製）を１．４０ｗｔ％添加した。
ては、各種液晶材料を使用することができるが、本実施
例ではＥｘ−０２（ロデイク社製）を使用し、光学活性
物質として第２液晶層４ｂには、下式で示される、ＣＢ
−１５（メルク社製）を１．４０ｗｔ％添加した。
ＣＨ。
また光学活性物質として第１液晶層４ａには１、メルク
社製コレステリールノナノエイト５８１１を０．８ｗｔ
％添加した。
社製コレステリールノナノエイト５８１１を０．８ｗｔ
％添加した。
したがって両液高層４ａ、４ｂの捩れ方向は逆方向とな
る。すなわち液晶層４ｂおける液晶分子の捩れ方向は第
２１Ｍ （ａ、 ）に示すように右捩れであり、第１層
目の液晶層４ａにおける液晶分子の捩れ方向は第２図（
ｂ）に示すように左捩れとなる。
る。すなわち液晶層４ｂおける液晶分子の捩れ方向は第
２１Ｍ （ａ、 ）に示すように右捩れであり、第１層
目の液晶層４ａにおける液晶分子の捩れ方向は第２図（
ｂ）に示すように左捩れとなる。
■液晶層４ａ、４ｂにおける物理特性の設定一般に、液
晶層における印加電圧を変化させたとき、光の透過率の
急峻特性を得るためには、液晶固有らせんピッチＰの値
が重要であり、液晶層における液晶分子の捩れ角をθ、
液晶層厚をｄとすると の間にｄ ／ Ｐを設定するのが好ましいことが実験的
に確認されている。但し、上記条件は液晶分子のプレテ
ィルト角が約１０°以下の場音であり、プレティル■・
角が１０°以上になるとこの範囲も異なる。
晶層における印加電圧を変化させたとき、光の透過率の
急峻特性を得るためには、液晶固有らせんピッチＰの値
が重要であり、液晶層における液晶分子の捩れ角をθ、
液晶層厚をｄとすると の間にｄ ／ Ｐを設定するのが好ましいことが実験的
に確認されている。但し、上記条件は液晶分子のプレテ
ィルト角が約１０°以下の場音であり、プレティル■・
角が１０°以上になるとこの範囲も異なる。
また第１液晶層４ ａの屈折率異方性Δｒ１１、液晶層
厚〔１１と第２液晶層４１：）の屈折率異方性八ｒｊ２
、液晶層厚ｄ２の間には、 の関係が成立する範囲内に最大コントラスト比となる点
があるので、この条件を充たすように、各液晶セルフ、
８を構成するのが好ましい。なお、明るさおよびコント
ラスト比の点からΔｎ１・ｄｌ、Δｒｘ ２ ・ｄ ２
の絶対値は０．３以上３．０以下の範囲に設定すること
が好まし、い。
厚〔１１と第２液晶層４１：）の屈折率異方性八ｒｊ２
、液晶層厚ｄ２の間には、 の関係が成立する範囲内に最大コントラスト比となる点
があるので、この条件を充たすように、各液晶セルフ、
８を構成するのが好ましい。なお、明るさおよびコント
ラスト比の点からΔｎ１・ｄｌ、Δｒｘ ２ ・ｄ ２
の絶対値は０．３以上３．０以下の範囲に設定すること
が好まし、い。
また表示コントラスト、視角特性を考慮すると、第１液
晶層４ａの液晶分子の捩れ角θ１は１８０９から３６０
″′程度の間、すなわち １８０６ ≦ θ １ ≦ ３６０６
・・・ く １ ）に設定するのが好ましい。θ１
＞ ３６０°では電圧印加時にドメインが発生するな
め、高いコントラスト比が得られなくなる。
晶層４ａの液晶分子の捩れ角θ１は１８０９から３６０
″′程度の間、すなわち １８０６ ≦ θ １ ≦ ３６０６
・・・ く １ ）に設定するのが好ましい。θ１
＞ ３６０°では電圧印加時にドメインが発生するな
め、高いコントラスト比が得られなくなる。
具体的には、第１液晶層４ａの層厚ｄｌ＝６゜０ 、ｃ
ｚ ｒｎ、また液晶層４ｂの層厚ｄ２＝５．７．ｕｍに
設定し、液晶層４ａにおける液晶分子のピッチはＰＬ＝
１０μｍ、また液晶層４ｂにおける液晶分子のピッチは
Ｐ２＝１０μｒ口に設定した。さらに透明基板上の液晶
分子のルティルト角は約８とし、第１液晶層４ａと第２
液晶層４１：）との最近接する液晶分子の相互の配向方
向のなす角度αは約９０’である。
ｚ ｒｎ、また液晶層４ｂの層厚ｄ２＝５．７．ｕｍに
設定し、液晶層４ａにおける液晶分子のピッチはＰＬ＝
１０μｍ、また液晶層４ｂにおける液晶分子のピッチは
Ｐ２＝１０μｒ口に設定した。さらに透明基板上の液晶
分子のルティルト角は約８とし、第１液晶層４ａと第２
液晶層４１：）との最近接する液晶分子の相互の配向方
向のなす角度αは約９０’である。
また、表示コントラスト、明るさを考慮するため、偏光
板の設定は、 （θ１−１８０＞／２−１０ζβ≦（θ１−１８０＞／
２＋３０α＋θ１−θ２−２０ 、Ｓψ、α＋θ１−θ
２＋２０とするのが望ましい。ここでβは偏光子５ａと
、第１層液晶セルの入射側液晶分子配向方向とのなす角
度であり、ψは、偏光子５ａと検光子５ｂとのなす角度
である。
板の設定は、 （θ１−１８０＞／２−１０ζβ≦（θ１−１８０＞／
２＋３０α＋θ１−θ２−２０ 、Ｓψ、α＋θ１−θ
２＋２０とするのが望ましい。ここでβは偏光子５ａと
、第１層液晶セルの入射側液晶分子配向方向とのなす角
度であり、ψは、偏光子５ａと検光子５ｂとのなす角度
である。
以上のような各数値を設定し、液晶層４ａ４ｂにおける
液晶分子の捩れ角の差（θ２−０１）を変化させ、光の
透過について実験を行った。
液晶分子の捩れ角の差（θ２−０１）を変化させ、光の
透過について実験を行った。
■結 果
このような二層型液晶表示装置１ｏにおいて、液晶層４
ａ、４ｂにおける液晶分子の捩れ角の差（θ２−θ１）
と液晶表示装置１０におけるコントラスト比（オン電圧
（約２．２Ｖ）印加時とオフ電圧（約２．ＯＶ）印加時
との単位面積あたりの透過光量の比）との関係は、第３
図に示される。
ａ、４ｂにおける液晶分子の捩れ角の差（θ２−θ１）
と液晶表示装置１０におけるコントラスト比（オン電圧
（約２．２Ｖ）印加時とオフ電圧（約２．ＯＶ）印加時
との単位面積あたりの透過光量の比）との関係は、第３
図に示される。
なお第３図は二層型液晶表示装置１０をデユーティ比１
／１００で駆動した場合の結果を示す。第３図から判る
ように、捩れ角の差（θ２−θ１）は、（θ２−θ１）
−〇でほぼ対称となり、その絶対値が小さいほどコント
ラスト比は大きくなる。
／１００で駆動した場合の結果を示す。第３図から判る
ように、捩れ角の差（θ２−θ１）は、（θ２−θ１）
−〇でほぼ対称となり、その絶対値が小さいほどコント
ラスト比は大きくなる。
実用的な液晶表示装置に必要な最小のコントラスト比Ｃ
Ｐ（約２０）以上のコントラスト比を得るためには、捩
れ角の差（θ２−θ１）は７０゜以下、すなわち θ２−θ１≦７０６ ・・・（２）とするこ
とが好ましい。
Ｐ（約２０）以上のコントラスト比を得るためには、捩
れ角の差（θ２−θ１）は７０゜以下、すなわち θ２−θ１≦７０６ ・・・（２）とするこ
とが好ましい。
またオン電圧印加時における透過光と、白色点からの色
ずれの大きさΔＥと、捩れ角の差（θ２θ１）との関係
は、第４図に示される。ここでΔＥは次式によって定め
られる。
ずれの大きさΔＥと、捩れ角の差（θ２θ１）との関係
は、第４図に示される。ここでΔＥは次式によって定め
られる。
ΔＥ＝ （ΔＬｌ＊）２＋（Δ■＊）２式中、ΔＵ＊
およびΔ■１はＣＩＥ（Ｌ＊、Ｌ夏＊ 、■＊ ）色空
間における標準光源からの白色点との差を表す数値であ
る。なお標準光源として、６５００℃の色温度であるＤ
６５を使用した。
およびΔ■１はＣＩＥ（Ｌ＊、Ｌ夏＊ 、■＊ ）色空
間における標準光源からの白色点との差を表す数値であ
る。なお標準光源として、６５００℃の色温度であるＤ
６５を使用した。
第４図に示されるように捩れ角の差（θ２−θ１）が大
きいほど色調は標準光源の白色に近付いてゆく。したが
って捩れ角θ１と捩れ角θ２とは次式の関係を満たすよ
うに設定しなければならない。
きいほど色調は標準光源の白色に近付いてゆく。したが
って捩れ角θ１と捩れ角θ２とは次式の関係を満たすよ
うに設定しなければならない。
θ ２ ／Ｊ θ １
色付現象の感じ方には白色点からのずれの方向によって
若干の相異があるけれども、通常へＥ＝約３０以下であ
れば鮮明な白色だと認識することができる。したがって
捩れ角の差（θ２−θ１）は、５°以上、すなわち θ２−θ１ン５° ・・・（３）となるよ
うに設定することが好ましい。
若干の相異があるけれども、通常へＥ＝約３０以下であ
れば鮮明な白色だと認識することができる。したがって
捩れ角の差（θ２−θ１）は、５°以上、すなわち θ２−θ１ン５° ・・・（３）となるよ
うに設定することが好ましい。
第２式および第３式より前記捩れ角の差（θ２−θ１）
は次式で示されるように設定することが好ましい。
は次式で示されるように設定することが好ましい。
５° ≦θ ２−θ １ ≦７０° ・・・
（４）第５図は、液晶層４ａの液晶分子の捩れ角θ１
＝２４０°、液晶層４１：）の液晶分子の捩れ角θ２＝
２７０”と設定したときの液晶層４ｂに印加される印加
電圧と二層型液晶表示装Ｎ１０を透過する各波長の光の
透過率との関係を示すグラフである。なお測定波長は、
Ｒ（赤；λ＝ ６１０ ｎｍ ）、Ｇ（緑；λ＝ ５５
０ ｎｍ ） 、Ｂ （青；λ＝４５０ｎ ｒｎ ）で
ある。
（４）第５図は、液晶層４ａの液晶分子の捩れ角θ１
＝２４０°、液晶層４１：）の液晶分子の捩れ角θ２＝
２７０”と設定したときの液晶層４ｂに印加される印加
電圧と二層型液晶表示装Ｎ１０を透過する各波長の光の
透過率との関係を示すグラフである。なお測定波長は、
Ｒ（赤；λ＝ ６１０ ｎｍ ）、Ｇ（緑；λ＝ ５５
０ ｎｍ ） 、Ｂ （青；λ＝４５０ｎ ｒｎ ）で
ある。
従来技術に関連して説明したように、捩れ角θ１＝θ２
＝２４０°としたときの印加電圧と光透過率との関係は
第６図に示されており、オン電圧（約２．２Ｖ）におけ
る各波長の透過率が異なり、白色表示の際に、その白色
に色付きが見られた。
＝２４０°としたときの印加電圧と光透過率との関係は
第６図に示されており、オン電圧（約２．２Ｖ）におけ
る各波長の透過率が異なり、白色表示の際に、その白色
に色付きが見られた。
本実施例では、第５図に示されるように、オン電圧（約
２．２Ｖ）印加時の各波長の光の透過率がほぼ５０％〜
６０％となっており、鮮明な白色表示が得られる。
２．２Ｖ）印加時の各波長の光の透過率がほぼ５０％〜
６０％となっており、鮮明な白色表示が得られる。
すなわち第４図において捩れ角の差（θ２−０１）−〇
の場合にΔＥ＝３５”であるのに対し、本実施例のよう
に（θ２−θ１ ） −３０”とすれば、ΔＥ＝１３’
となり、鮮明な白色表示が得られることが判る。またオ
フ電圧〈約２．ＯＶ）印加時には、各波長の光は効果的
に遮断され、光漏れのない黒表示が行われていることが
判る。
の場合にΔＥ＝３５”であるのに対し、本実施例のよう
に（θ２−θ１ ） −３０”とすれば、ΔＥ＝１３’
となり、鮮明な白色表示が得られることが判る。またオ
フ電圧〈約２．ＯＶ）印加時には、各波長の光は効果的
に遮断され、光漏れのない黒表示が行われていることが
判る。
さらに、捩れ角θ１．θ２をθ１＝２４０″θ２＝３０
０６に設定しても、同様に鮮明な自表示を行うことがで
きた。
０６に設定しても、同様に鮮明な自表示を行うことがで
きた。
上述した実施例では、θ１＝２４０°の場合について説
明したけれども、θ１＝１８０°〜３６０°の範囲で、
θ２を第４式を満たすように設定して同様の実験を行っ
た結果、いずれの場きにも鮮明な白色表示を行うことが
できた。
明したけれども、θ１＝１８０°〜３６０°の範囲で、
θ２を第４式を満たすように設定して同様の実験を行っ
た結果、いずれの場きにも鮮明な白色表示を行うことが
できた。
なお、上記各実施例において、透明電極２ａ２ｂに設け
た液晶セルフの内側にゼラチン膜などにより、赤色、緑
色、青色のカラーフィルタ層を形成し、単純マルチプレ
ックス駆動方式でカラー画像表示を行ったところ、きわ
めて鮮明なカラー画像が得られた。
た液晶セルフの内側にゼラチン膜などにより、赤色、緑
色、青色のカラーフィルタ層を形成し、単純マルチプレ
ックス駆動方式でカラー画像表示を行ったところ、きわ
めて鮮明なカラー画像が得られた。
また上記実施例において、能動素子を各絵素毎に付設し
てカラーフィルタは加工のＴＦＴ液晶パ木ルを構成し、
アクティブマトリックス駆動方式でカラー画像表示を行
ったところ、きわめて鮮明なカラー画像が得られた。
てカラーフィルタは加工のＴＦＴ液晶パ木ルを構成し、
アクティブマトリックス駆動方式でカラー画像表示を行
ったところ、きわめて鮮明なカラー画像が得られた。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、第１液晶層に印加さ
れる電圧によって第１液晶層における光学特性が変化し
ても、第１液晶層および第２液晶層における透過光の波
長依存性を低減することができる。
れる電圧によって第１液晶層における光学特性が変化し
ても、第１液晶層および第２液晶層における透過光の波
長依存性を低減することができる。
したがって第１液晶層ｌ＼の印加電圧に関係なく、透過
光の波長依存性を低減し、光漏れを防止し、高コントラ
スト比でなおかつ色付きのない白黒表示および良好なカ
ラー表示を行うことができる。
光の波長依存性を低減し、光漏れを防止し、高コントラ
スト比でなおかつ色付きのない白黒表示および良好なカ
ラー表示を行うことができる。
第１図は本発明の一実施例の二層型液晶表示装置１０の
構成を模式的に示す断面図、第２図は液晶分子の左捩れ
方向と右捩れ方向の定義を示す説明図、第３図は二層型
液晶表示装置１０における各液晶層４ａ、４ｂの捩れ角
の差（θ２−θ１）とコントラス）−比との関係を示す
グラフ、第４図は二層型液晶表示装置１０における各液
晶層４ε１４ｂの捩れ角の差（θ２−θ１）と透過光の
白色点からの色ずれの大きさΔＥとの関係を示すグラフ
、第５図は二層型液晶表示装置１０における印加電圧と
光透過率との関係を示すグラフ、第６図は従来技術にお
ける二層型液晶表示装置の印加電圧と光透過率との関係
を示すグラフである。 １ ａ、 １ ｂ、 １ ｃ−−−透明基板、２ａ、２
ｂ・・・透明電極、３ａ〜・３ ｄ・・・配向膜、４
ａ、 ４ Ｌ＋・・・液晶層、５ａ・・・偏光子、５ｂ
・・・検光子、６ε’ ＋ ６ ｂ・・シール部材、７
・・・表示用液晶セル、８・・・補償用液晶セル、１０
・・・二層型液晶表示装置代理人 弁理士 画数 圭
一部 第 図 第 図 第 図 第 図
構成を模式的に示す断面図、第２図は液晶分子の左捩れ
方向と右捩れ方向の定義を示す説明図、第３図は二層型
液晶表示装置１０における各液晶層４ａ、４ｂの捩れ角
の差（θ２−θ１）とコントラス）−比との関係を示す
グラフ、第４図は二層型液晶表示装置１０における各液
晶層４ε１４ｂの捩れ角の差（θ２−θ１）と透過光の
白色点からの色ずれの大きさΔＥとの関係を示すグラフ
、第５図は二層型液晶表示装置１０における印加電圧と
光透過率との関係を示すグラフ、第６図は従来技術にお
ける二層型液晶表示装置の印加電圧と光透過率との関係
を示すグラフである。 １ ａ、 １ ｂ、 １ ｃ−−−透明基板、２ａ、２
ｂ・・・透明電極、３ａ〜・３ ｄ・・・配向膜、４
ａ、 ４ Ｌ＋・・・液晶層、５ａ・・・偏光子、５ｂ
・・・検光子、６ε’ ＋ ６ ｂ・・シール部材、７
・・・表示用液晶セル、８・・・補償用液晶セル、１０
・・・二層型液晶表示装置代理人 弁理士 画数 圭
一部 第 図 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 表示駆動のための電圧が印加される第１液晶層と、 前記第１液晶層の液晶分子の捩れ回転方向とは逆方向の
捩れ回転方向に液晶分子が配向され、かつ第１液晶層の
捩れ回転軸方向に積層された第２液晶層とを含み、 第１液晶層と第２液晶層との間で近接する各液晶分子の
配向方向は互いに直交する方向に設定され、 第１液晶層の液晶分子の捩れ角θ１に対して、第２液晶
層の液晶分子の捩れ角θ２が、 θ２＞θ１ となるように設定されていることを特徴とする二層型液
晶表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8241089A JPH02262124A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 二層型液晶表示装置 |
| EP19900303334 EP0390544A3 (en) | 1989-03-31 | 1990-03-29 | A double-layered liquid crystal display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8241089A JPH02262124A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 二層型液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02262124A true JPH02262124A (ja) | 1990-10-24 |
Family
ID=13773818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8241089A Pending JPH02262124A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 二層型液晶表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0390544A3 (ja) |
| JP (1) | JPH02262124A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2721284B2 (ja) * | 1991-02-07 | 1998-03-04 | 株式会社東芝 | 液晶表示素子および光学異方素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64519A (en) * | 1986-05-19 | 1989-01-05 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display device |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0246842B1 (en) * | 1986-05-19 | 1998-09-23 | Seiko Epson Corporation | A liquid crystal display device |
| JPS63234225A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-09-29 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| DE3887436T2 (de) * | 1987-10-13 | 1994-05-11 | Fujitsu Ltd | Flüssigkristall-Anzeigetafel. |
| JP2621385B2 (ja) * | 1988-07-06 | 1997-06-18 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置 |
| EP0352101B1 (en) * | 1988-07-19 | 1994-09-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | A double-layered type liquid-crystal display device |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP8241089A patent/JPH02262124A/ja active Pending
-
1990
- 1990-03-29 EP EP19900303334 patent/EP0390544A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64519A (en) * | 1986-05-19 | 1989-01-05 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0390544A2 (en) | 1990-10-03 |
| EP0390544A3 (en) | 1991-10-02 |
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