JPH02278228A - Liquid crystal display element - Google Patents
Liquid crystal display elementInfo
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- JPH02278228A JPH02278228A JP1098763A JP9876389A JPH02278228A JP H02278228 A JPH02278228 A JP H02278228A JP 1098763 A JP1098763 A JP 1098763A JP 9876389 A JP9876389 A JP 9876389A JP H02278228 A JPH02278228 A JP H02278228A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、高密度表示に適した液晶表示素子に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal display element suitable for high-density display.
[従来の技術]
従来、両電極間の液晶分子のツイスト角を大きくして、
鋭い電圧−透過率変化を起し、高密度のドツトマトリク
ス表示をする方法として、スーパーツイスト素子(T、
J、 5chefferand J、 Nehri
ng、 Appl、、 Phys、、 Lett、
45(10) 1021−1023 (1984) )
が知られていた。[Conventional technology] Conventionally, by increasing the twist angle of liquid crystal molecules between both electrodes,
A super twist element (T,
J, 5chefferand J, Nehri
ng, Appl, Phys, Lett.
45(10) 1021-1023 (1984))
was known.
しかし、この方法は用いられる液晶表示素子の液晶の複
屈折率Δnと液晶層の厚みdとの積Δn−dの値が実質
的に0.8〜1.2μmの間にあり(特開昭60−10
720号)、表示色として、黄緑色と暗青色、青紫色と
淡黄色等、特定の色相の組み合せでのみ、良いコントラ
ストが得られていた。However, in this method, the value of the product Δn-d of the birefringence Δn of the liquid crystal of the liquid crystal display element used and the thickness d of the liquid crystal layer is substantially between 0.8 and 1.2 μm (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-10
No. 720), good contrast was obtained only with specific combinations of display colors, such as yellow-green and dark blue, bluish-violet and light yellow.
このようにこの液晶表示素子では白黒表示ができなかっ
たことにより、マイクロカラーフィルターと組み合せて
、マルチカラー又はフルカラー表示ができない欠点があ
った。As described above, since this liquid crystal display element could not perform black and white display, it had the disadvantage that it could not perform multicolor or full color display when combined with a microcolor filter.
一方、同様な方式を使用し、液晶の複屈折率と厚みとの
積Δn−dを0.6μm付近と小さく設定することによ
り、ほぼ白と黒に近い表示が得られる方式が提案されて
いる。 (M、 5chadtet al、 A
ppl、 Phys、 Lett、 50(5)、
19g?。On the other hand, a method has been proposed that uses a similar method and sets the product Δn-d of the liquid crystal's birefringence and thickness to a small value of around 0.6 μm, thereby obtaining a nearly black and white display. . (M, 5chadtet al, A
ppl, Phys, Lett, 50(5),
19g? .
9.236 )
しかし、この方式を使用した場合においては表示が暗く
、かつ、最大コントラストがあまり太き(なく、青味を
帯びるため、表示の鮮明度に欠ける欠点があった。9.236) However, when this method is used, the display is dark, the maximum contrast is not very thick, and the display is bluish, resulting in a lack of clarity.
また、白黒表示でかつコントラストの高い液晶表示素子
として、互いに逆らせんの液晶セルを2層積層し、一方
のセルのみ電圧を印加し、他方のセルは単なる光学的な
補償板として使用する方式が提案されている。(奥村ば
か、テレビジョン学会技術報告、11(27)、p、7
9. (1987))しかし、この方式は2層セルでの
Δn−dのマツチングが非常に厳しく、歩留りの向上が
困難な上、液晶セルが2層必要なため、液晶セルの薄く
軽いという特長を犠牲にしている欠点があった。In addition, as a liquid crystal display element with black and white display and high contrast, there is a method in which two layers of liquid crystal cells with opposite spirals are stacked, a voltage is applied to only one cell, and the other cell is used simply as an optical compensation plate. Proposed. (Baka Okumura, Television Society Technical Report, 11(27), p. 7
9. (1987)) However, with this method, the matching of Δn-d in a two-layer cell is extremely difficult, making it difficult to improve yield, and because it requires two layers of liquid crystal cells, it sacrifices the thin and light characteristics of liquid crystal cells. It had its drawbacks.
【発明の解決しようとする課題1
従来の方式では、明るく白黒度の良い液晶表示素子を、
歩留り良く生産することが困難であった。[Problem to be solved by the invention 1] In the conventional system, a bright liquid crystal display element with good black and white
It was difficult to produce with good yield.
明るい白黒表示素子は、単に特有な色付きがなく見易い
というだけでな(、カラーフィルターをセル内部または
セル外部に形成して、従来通常の90@ツイストのツイ
ストネマチック(TN)素子で実現されていた様な、モ
ノカラーまたはマルチカラーまたはフルカラー表示を実
現でき、薄く、軽く、低消費電力という特長を発揮して
、その市場が飛躍的に拡大すると予想される。A bright black and white display element is not only easy to see without any distinctive coloration (it was previously realized with a twisted nematic (TN) element of 90@twist by forming a color filter inside or outside the cell). It is expected that the market will expand dramatically as it can realize various mono-color, multi-color, or full-color displays, and is thin, lightweight, and has low power consumption.
このため、コントラストがよく、かつ明るい白黒表示素
子であって、歩留りよく生産できる液晶表示素子が望ま
れていた。For this reason, there has been a desire for a liquid crystal display element that is a bright monochrome display element with good contrast and can be produced with high yield.
【課題を解決するための手段1
本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、ほぼ平行に配置され配向制御膜を有する一対の透明
電極付きの基板間に挟持された旋光性物質を含有した誘
電異方性が正のネマチック液晶によるねじれ角が160
〜300°の液晶層と、この液晶層を挟持する上下の基
板の透明電極間に電圧を印加する駆動手段とを有し、こ
の液晶層の外側、に一対の偏光板を設置した液晶表示素
子において、液晶層での液晶の屈折率異方性Δn、と液
晶層の厚みdlとの積Δn+・d、が0.4〜1.5μ
mとされ、液晶層と偏光板との間のニガにほぼ同一のΔ
n8・d3を有する複数の一軸性の複屈折板であって、
合計の複屈折板のΔn*”dmが、 0.7xΔn+
’ d+<Δnz ” di<1、lXΔn1・dlと
なるような複屈折板を配置したことを特徴とする液晶表
示素子を提供するものである。[Means for Solving the Problems 1] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is directed to an optical rotation device sandwiched between a pair of substrates with transparent electrodes arranged substantially parallel to each other and having alignment control films. The twist angle of the nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy containing a polar substance is 160
A liquid crystal display element that has a liquid crystal layer with an angle of ~300°, a driving means that applies a voltage between transparent electrodes of upper and lower substrates that sandwich this liquid crystal layer, and a pair of polarizing plates installed on the outside of this liquid crystal layer. , the product Δn+・d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal in the liquid crystal layer and the thickness dl of the liquid crystal layer is 0.4 to 1.5 μ.
m, and almost the same Δ between the liquid crystal layer and the polarizing plate.
A plurality of uniaxial birefringent plates having n8 and d3,
The total birefringent plate Δn*”dm is 0.7xΔn+
The present invention provides a liquid crystal display element characterized in that a birefringent plate is arranged such that 'd+<Δnz''di<1, lXΔn1·dl.
本発明では、液晶層の片側であって、液晶層と偏光板と
の間に複数の一軸性の複屈折板を配置したものである。In the present invention, a plurality of uniaxial birefringent plates are arranged on one side of the liquid crystal layer and between the liquid crystal layer and the polarizing plate.
このため、液晶層は1層でよく、生産性を下げたり、色
ムラを起こしやすい第2の液晶層を設けなくても、明る
い白黒表示の液晶表示素子が容易に得られる。Therefore, only one liquid crystal layer is required, and a liquid crystal display element with bright black and white display can be easily obtained without reducing productivity or providing a second liquid crystal layer that tends to cause color unevenness.
この液晶層は従来のスーパーツイスト液晶表示素子の液
晶層と同じ構成の液晶層であり、電極群が対向しており
、これにより各ドツト毎にオンオフを制御可能とされる
。この液晶層のツイスト角は約160〜300°とされ
る。This liquid crystal layer has the same structure as the liquid crystal layer of a conventional super twist liquid crystal display element, and has electrode groups facing each other, thereby making it possible to control on/off for each dot. The twist angle of this liquid crystal layer is about 160 to 300 degrees.
具体的には、ほぼ平行に配置された一対の透明電極基板
間に旋光性物質を含有した誘電異方性が正のネマチック
液晶を挟持し、両電極間での液晶分子のツイスト角を1
60〜300°とすれば良い。これは、 160”未満
では急峻な透過率変化が必要とされる高デーティでの時
分割駆動をした際のコントラストの向上が少なく、逆に
300°を越えるとヒステリシスや光を散乱するドメイ
ンを生じ易いためである。Specifically, a nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy containing an optically active substance is sandwiched between a pair of transparent electrode substrates arranged almost in parallel, and the twist angle of the liquid crystal molecules between the two electrodes is set to 1.
The angle may be 60 to 300°. This is because if it is less than 160", there will be little improvement in contrast when performing time-division driving at a high duty rate that requires a steep change in transmittance, and if it exceeds 300 degrees, hysteresis or domains that scatter light will occur. This is because it is easy.
また、液晶層の液晶の屈折率異方性(Δn+)とその液
晶層の厚み(dl)との積Δnl * dtが、0.4
〜1.5μmとされる。Further, the product Δnl*dt of the refractive index anisotropy (Δn+) of the liquid crystal of the liquid crystal layer and the thickness (dl) of the liquid crystal layer is 0.4
~1.5 μm.
これは、0.4μm未満では、オン時の透過率が低(、
青味がかった表示色になりやすく、また、 1.5μm
を越えると、オン時の色相が黄色から赤色を呈し、白黒
表示となりにくい。This means that when the thickness is less than 0.4 μm, the transmittance when on is low (,
The display color tends to be bluish, and the thickness of 1.5 μm
If the value exceeds , the hue when turned on changes from yellow to red, making it difficult to display black and white.
特に、表示色の無彩色化が厳しく要求される用途では、
液晶層のΔnl # dtは0.5〜1.0μmとされ
ることが好ましい。In particular, in applications where achromatic display colors are strictly required,
It is preferable that Δnl # dt of the liquid crystal layer is 0.5 to 1.0 μm.
なお、このΔn1・dlの範囲は、その液晶表示素子の
使用温度範囲内で満足されるようにされることが好まし
く、使用温度範囲内で美しい表示が得られる。もつとも
外の性能の要求のために、使用温度範囲の一部でのみ、
この関係な満足するようにされることもありうる。この
場合には、Δn+ ” dtの範囲が上記範囲からはず
れる温度範囲では、表示が色付いたり、視野角特性が低
下したりすることとなる。Note that this range of Δn1·dl is preferably satisfied within the operating temperature range of the liquid crystal display element, and a beautiful display can be obtained within the operating temperature range. However, due to extreme performance requirements, only in a portion of the operating temperature range,
It is possible that this relationship will be satisfied. In this case, in a temperature range in which the range of Δn+'' dt deviates from the above range, the display becomes colored and the viewing angle characteristics deteriorate.
所望のパターンにバターニングをしたITO(IntO
s−SnO*) 、5nOs等の透明電極を設けたプラ
スチック−ガラス等の基板の表面にポリイミド、ポリア
ミド等の膜を設け、この表面をラビングしたり、SiO
等を斜め蒸着したりして配向制御膜を形成した透明電極
付きの基板を準備して、この透明電極付きの基板の間に
、前記した誘電異方性が正のネマチック液晶による16
0〜300°ツイストの液晶層を挟持するようにされる
。この代表的な例としては、多数の行列状の電極が形成
されたドツトマトリックス液晶表示素子があり、一方の
基板に640本のストライブ状の電極が形成され、他方
の基板にこれに直交するように400本のストライブ状
の電極が形成され、640X 400ドツトのような表
示がなされる。さらにこの640本のストライブ状の電
極を夫々 3本−組として1920本のストライブ状の
電極とし、RGBのカラーフィルターを配置してフルカ
ラーで640X 400ドツトの表示をすることもでき
る。ITO (IntO) buttered in the desired pattern
A film of polyimide, polyamide, etc. is provided on the surface of a substrate such as plastic-glass on which a transparent electrode of s-SnO*), 5nOs, etc. is provided, and this surface is rubbed or SiO
A substrate with transparent electrodes on which an alignment control film is formed by obliquely vapor-depositing the above-mentioned nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy is placed between the substrates with transparent electrodes.
A liquid crystal layer with a twist of 0 to 300 degrees is sandwiched therebetween. A typical example of this is a dot matrix liquid crystal display device in which a large number of electrodes are formed in rows and columns, with 640 stripe-like electrodes formed on one substrate and stripes perpendicular to these electrodes on the other substrate. Thus, 400 strip-shaped electrodes are formed, and a display like 640×400 dots is made. Further, each of these 640 stripe-shaped electrodes can be arranged in groups of 3 to form 1920 stripe-shaped electrodes, and RGB color filters can be arranged to display a full color display of 640×400 dots.
なお、電極と配向制御膜との間に基板間短絡防止のため
にTies、SiO□、Altos等の絶縁膜を設けた
り、透明電極にA1.Cr、Ti等の低抵抗のリード電
極を併設したり、カラーフィルターを電極の上もしくは
下に積層したりしてもよい。Note that an insulating film such as Ties, SiO□, Altos, etc. may be provided between the electrode and the alignment control film to prevent short circuit between the substrates, or A1. A lead electrode of low resistance such as Cr or Ti may also be provided, or a color filter may be laminated above or below the electrode.
この液晶層の両外側に一対の偏光板を配置する。この偏
光板自体もセルを構成する基板の外側に配置することが
一般的であるが、性能が許せば、基板自体を偏光板で構
成したり、基板と電極との間に偏光層として設けてもよ
い。A pair of polarizing plates is placed on both sides of this liquid crystal layer. This polarizing plate itself is generally placed outside the substrate that makes up the cell, but if performance permits, the substrate itself may be made up of a polarizing plate, or it may be provided as a polarizing layer between the substrate and the electrode. Good too.
本発明では、上記液晶層の片面に隣接して複数枚の複屈
折板を積層する。この複屈折板は液晶層の片側に液晶層
と偏光板との間に設ければよく、例えば、液晶層と電極
の間に層状に設けたり、電極と基板の間に層状に設けた
り、基板自体を複屈折板としたり、基板と偏光板との間
に層状に設けたり、偏光板と複屈折板とを複屈折板が液
晶層側に(るようにして積層して一体化した偏光板を用
いたり、それらを組み合わせて設けたりすれば良い。In the present invention, a plurality of birefringent plates are stacked adjacent to one side of the liquid crystal layer. This birefringent plate may be provided on one side of the liquid crystal layer between the liquid crystal layer and the polarizing plate. For example, it may be provided in a layer between the liquid crystal layer and the electrode, between the electrode and the substrate, or in a layer between the electrode and the substrate. A polarizing plate that can be used as a birefringent plate itself, or provided as a layer between a substrate and a polarizing plate, or integrated by laminating a polarizing plate and a birefringent plate with the birefringent plate facing the liquid crystal layer. or a combination of them may be used.
この複屈折板としては、−軸性で複屈折性を示す透明板
であれば使用でき、プラスチックフィルム、無機の結晶
板等が使用可能である。所望の複屈折効果を得るために
Δn8・d2を調整して使用する。As this birefringent plate, any transparent plate that exhibits -axial birefringence can be used, and plastic films, inorganic crystal plates, etc. can be used. In order to obtain the desired birefringence effect, Δn8·d2 is adjusted and used.
良好な白黒表示を行うためには、ある特定のツイスト角
とΔn、・d、を待った液晶層に対し、−軸性の複屈折
板のΔn2・d8の大きさ及びそれらの光軸の方向、さ
らに一対の偏光板の偏光軸の方向を最適化することが重
要である。In order to perform a good black and white display, the magnitude of Δn2・d8 of the -axial birefringent plate and the direction of their optical axis, Furthermore, it is important to optimize the direction of the polarization axes of the pair of polarizing plates.
片面に配置される複屈折板の合計のΔn、・d8の大き
さは、概略液晶層のΔn、・d、の大きさにほぼ等しい
か、それよりも少し小さめに設定すれば良好な白黒表示
を得易い、即ち、複数枚の複屈折板の合計のΔn3・d
8が、0.7xΔn、・dlくΔn8・dt< 1.I
XΔrl+ ” dtどなるようにされれば良い。If the total size of Δn,・d8 of the birefringent plates arranged on one side is approximately equal to or slightly smaller than the size of Δn,・d of the liquid crystal layer, good black and white display can be achieved. Easy to obtain, that is, the total Δn3・d of multiple birefringent plates
8 is 0.7xΔn,・dl Δn8・dt<1. I
XΔrl+” dt may be changed.
この複屈折板の合計のΔn2・d2は、0.7×Δn1
・dlよりも小さくなるとオンにおける透過率が低くな
り、表示が暗くなり、逆に1.1×Δn+ ” d+よ
りも大きくなるとオフにおける透過率が高くなるため、
コントラスト比が低下することになるので、前述の範囲
とされる。The total Δn2・d2 of this birefringent plate is 0.7×Δn1
・When it is smaller than dl, the transmittance when on is low and the display becomes dark, and when it is larger than 1.1×Δn+'' d+, the transmittance when off is high.
Since the contrast ratio will be lowered, it is set within the above-mentioned range.
具体的に、2枚の複屈折板を積層して用いる場合には、
そのΔn8・d、の大きさは、ほぼ等しくされるため、
概略液晶層のΔn1・d、の大きさの半分にほぼ等しい
か、その半分よりも少し小さめに設定される。Specifically, when using two birefringent plates stacked together,
Since the magnitudes of Δn8・d are approximately equal,
It is set approximately equal to half of the size of Δn1·d of the liquid crystal layer, or slightly smaller than that half.
とされればよい。It is sufficient if it is taken as.
なお、片側に配置される複屈折板を3枚以上の組み合わ
せとする場合には、合計のΔn雪・d2を上記のように
すればよい。Note that when three or more birefringent plates are arranged on one side, the total Δn snow·d2 may be set as described above.
また、複屈折板は面内の特定方向の主屈折率が高く、面
内であってそれに垂直方向の主屈折率が低いものであり
、面に垂直方向の主屈折率は面内の低い方の主屈折率と
ほぼ同じであるので、その先軸は高い主屈折率を有する
方向になる。In addition, a birefringent plate has a high principal refractive index in a specific direction within the plane, and a low principal refractive index in the direction perpendicular to the plane; Since it is almost the same as the principal refractive index of
以下図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明による液晶表示素子を模式的に現わした
斜視図である。第2図(A)(B)は、夫々上から見た
第1図の上側の偏光板の偏光軸方向、2枚の複屈折板の
光軸方向及び液晶層の上側の液晶分子の長軸方向、並び
に、下側の偏光板の偏光軸方向及び液晶層の下側の液晶
分子の長軸方向の相対位置を示した平面図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid crystal display element according to the present invention. Figures 2 (A) and (B) show the polarization axis direction of the upper polarizing plate in Figure 1, the optical axis direction of the two birefringent plates, and the long axis of the liquid crystal molecule on the upper side of the liquid crystal layer, respectively, when viewed from above. FIG. 3 is a plan view showing the direction and the relative position of the polarization axis direction of the lower polarizing plate and the long axis direction of the liquid crystal molecules under the liquid crystal layer.
第1図において、 l、2は一対の偏光板、 3は文字
や図形を表示するためのΔn1・d、が0.4〜1.5
μmの誘電異方性が正のネマチック液晶によるねじれ角
が160〜300°の液晶層、 4A、4Bは液晶層の
上に積層された2枚の複屈折板、5は上側の偏光板の偏
光軸、6は下側の偏光板の偏光軸、7は液晶層の上側の
液晶分子、8は液晶層の下側の液晶分子、9Aは積層さ
れた上側の複屈折板の光軸方向、9Bは積層された下側
の複屈折板の光軸方向を示している。In Fig. 1, 1 and 2 are a pair of polarizing plates, and 3 is a pair of polarizing plates for displaying characters and figures, and Δn1・d is 0.4 to 1.5.
A liquid crystal layer with a twist angle of 160 to 300° made of nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy in μm, 4A and 4B are two birefringent plates laminated on the liquid crystal layer, and 5 is the polarized light of the upper polarizing plate. 6 is the polarization axis of the lower polarizing plate, 7 is the liquid crystal molecule above the liquid crystal layer, 8 is the liquid crystal molecule below the liquid crystal layer, 9A is the optical axis direction of the upper stacked birefringent plate, 9B indicates the optical axis direction of the lower laminated birefringent plate.
第2図において、液晶層の上側の液晶分子7の長軸方向
からみた上側の偏光板の偏光軸5の方向を時計回りに計
ったものをθ3、液晶層の上側の液晶分子7の長軸方向
からみた上側(偏光板側)の複屈折板4Aの光軸方向9
Aを時計回りに計ったものをθ□、液晶層の上側の液晶
分子7の長軸方向からみた下側(液晶層側)の複屈折板
4Bの光軸方向9Bを時計回りに計ったものを028、
液晶層の下側の液晶分子8の長軸方向からみた下側の偏
光板の偏光軸6の方向を時計回りに計ったものをθ、と
する。In FIG. 2, θ3 is the direction of the polarization axis 5 of the upper polarizing plate viewed from the long axis direction of the liquid crystal molecules 7 above the liquid crystal layer, and θ3 is the long axis of the liquid crystal molecules 7 above the liquid crystal layer. Optical axis direction 9 of birefringent plate 4A on the upper side (polarizing plate side) as seen from the direction
The value of A measured clockwise is θ□, and the value measured clockwise in the optical axis direction 9B of the lower birefringent plate 4B (on the liquid crystal layer side) when viewed from the long axis direction of the liquid crystal molecules 7 on the upper side of the liquid crystal layer. 028,
Let θ be the direction of the polarization axis 6 of the lower polarizing plate measured clockwise when viewed from the long axis direction of the liquid crystal molecules 8 under the liquid crystal layer.
本発明では、このθ1、θ31、θ1、θ、を白黒表示
となるように最適化すればよい。In the present invention, these θ1, θ31, θ1, and θ may be optimized so as to display black and white.
本発明の液晶表示素子をネガ型表示で使用する場合に、
例えば、液晶層のねじれ角を240゜程度とし、そのΔ
n1・d、を0.8μm程度とし、その片面に配置した
2枚の一軸性の複屈折板の夫々のΔn2・d2を0.4
μm程度とすれば、一対の偏光板の偏光軸をほぼ60〜
120°程度の角度で交差するように配置することが好
ましい。When using the liquid crystal display element of the present invention in negative type display,
For example, if the twist angle of the liquid crystal layer is about 240°, the Δ
n1・d is about 0.8 μm, and Δn2・d2 of each of the two uniaxial birefringent plates arranged on one side is 0.4.
If it is about μm, the polarization axis of a pair of polarizing plates is approximately 60~
Preferably, they are arranged so as to intersect at an angle of about 120°.
また、同じ液晶層と一軸性の複屈折板とを使用し、ポジ
型表示で使用する場合には、一対の偏光板の偏光軸をほ
ぼ±30°程度の角度で交差するように配置することが
好ましい、これにより、この液晶表示素子は、視角特性
に優れたコントラストの高い白黒表示が可能となる。In addition, when using the same liquid crystal layer and a uniaxial birefringent plate for positive display, the pair of polarizing plates should be arranged so that their polarization axes intersect at an angle of approximately ±30°. It is preferable that the liquid crystal display element is capable of displaying black and white with excellent viewing angle characteristics and high contrast.
この場合、特にネガ表示については、60@≦θ、l≦
180°、50°≦θ、≦1301であって、θ、≦θ
、とすることにより、オフの透過率が低く、オンの透過
率が高い充分なコントラストを持つ表示が実現できるた
め好ましい。In this case, especially for negative display, 60@≦θ, l≦
180°, 50°≦θ, ≦1301, and θ, ≦θ
This is preferable because it is possible to realize a display having sufficient contrast with low off-state transmittance and high on-state transmittance.
さらに、ポジ表示についても同様に、40°≦θ、1≦
200°、40@≦θ、≦140°であって、θ22≦
θ、Iとすることにより、充分なコントラスト比が得ら
れるため好ましい。Furthermore, for positive display, 40°≦θ, 1≦
200°, 40@≦θ, ≦140°, and θ22≦
It is preferable to set θ and I because a sufficient contrast ratio can be obtained.
また、上記例では、液晶層を左らせんとしたが、らせん
が逆であっても、液晶層の液晶分子の長軸方向、偏光板
の偏光軸の方向、複屈折板の光軸方向との関係θ3、θ
オ1、θ22、θ、を反時計方向にして、同様の範囲で
適当に選ぶことにより、上記左らせんの例と同様に容易
に白黒表示が得られる。In the above example, the liquid crystal layer is a left-handed spiral, but even if the spiral is reversed, the direction of the long axis of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer, the direction of the polarization axis of the polarizing plate, and the optical axis direction of the birefringent plate Relationship θ3, θ
By setting O1, θ22, and θ counterclockwise and appropriately selecting them within the same range, a black-and-white display can be easily obtained in the same way as in the left-hand spiral example.
本発明では、一対の偏光板の偏光軸の交差角をほぼ90
°±30°にすればネガ型表示となり、O°±30°に
すればポジ型表示となるが、バックライトを設けたネガ
型表示とすることが見栄え上好ましい。In the present invention, the crossing angle of the polarization axes of a pair of polarizing plates is approximately 90
Setting the angle to 0°±30° results in a negative type display, and setting the angle to 0°±30° results in a positive type display, but a negative type display provided with a backlight is preferable from the viewpoint of appearance.
なお、本発明では、白黒表示に近い表示が得られるため
、カラーフィルターを併用してカラフルな表示が可能と
なる。特に、高デユーテイ駆動でも、コントラスト比が
高く採れるため、フルカラーによる階調表示も可能であ
り、液晶テレビにも使用できる。Note that in the present invention, since a display close to a black and white display can be obtained, a colorful display can be achieved by using a color filter in combination. In particular, even with high-duty driving, a high contrast ratio can be achieved, so full-color gradation display is possible, and it can also be used in LCD televisions.
このカラーフィルターは、セル内面に形成することによ
り、視角によるズレを生じなく、より精密なカラー表示
が可能となる。具体的には、電極の下側に形成されても
よいし、電極の上側に形成されてもよい。By forming this color filter on the inner surface of the cell, more precise color display is possible without causing deviation due to viewing angle. Specifically, it may be formed below the electrode or above the electrode.
また、より色を完全に白黒化する必要がある場合には、
色を補正するためのカラーフィルターや、カラー偏光板
を併用したり、液晶中に色素を添加したり、あるいは特
定の波長分布を有する照明を用いたりしてもよい。Also, if you need to make the colors completely black and white,
A color filter for color correction or a color polarizing plate may also be used, a dye may be added to the liquid crystal, or illumination having a specific wavelength distribution may be used.
本発明は、このような構成の液晶セルに電極に電圧を印
加するための駆動手段を接続し、駆動を行う。In the present invention, a driving means for applying a voltage to the electrodes is connected to the liquid crystal cell having such a configuration, and the liquid crystal cell is driven.
特に、本発明では明るい表示が可能なため、透過型でも
反射型でも適用可能であり、その応用範囲が広い。In particular, since the present invention enables bright display, it can be applied to either a transmissive type or a reflective type, and has a wide range of applications.
なお、透過型で使用する場合には裏側に光源を配置する
。もちろん、これにも導光体、カラーフィルター等を併
用してもよい。Note that when using a transmission type, a light source is placed on the back side. Of course, a light guide, a color filter, etc. may be used in combination with this.
本発明の液晶表示素子は透過型で使用することが多いが
、明るいため反射型で使用することも可能である。The liquid crystal display element of the present invention is often used in a transmissive type, but since it is bright, it can also be used in a reflective type.
透過型で使用する場合、画素以外の背景部分を印刷等に
よる遮光膜で覆うこともできる。また、遮光膜を用いる
とともに、表示したくない部分に選択電圧を印加するよ
うに、逆の駆動をすることもできる。When using a transmissive type, the background portion other than the pixels can be covered with a light-shielding film by printing or the like. Further, in addition to using a light-shielding film, it is also possible to perform reverse driving such that a selection voltage is applied to a portion that is not desired to be displayed.
本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で、
通常の液晶表示素子で使用されている種々の技術が適用
可能である。In addition to this, the present invention includes, within the scope that does not impair the effects of the present invention,
Various techniques used in ordinary liquid crystal display elements can be applied.
本発明では1時分割特性がスーパーツイスト液晶表示素
子と同程度であるうえ、前述したように明るく鮮明な白
黒表示が可能なため、赤、緑、青の三原色の微細カラー
フィルターをセル内面等に配置することにより、高密度
のマルチカラー液晶表示素子とすることも可能である。In the present invention, the time division characteristics are on the same level as those of super twist liquid crystal display elements, and as mentioned above, bright and clear black and white display is possible. Therefore, fine color filters of the three primary colors of red, green, and blue are installed on the inner surface of the cell, etc. By arranging them, it is possible to obtain a high-density multicolor liquid crystal display element.
本発明の液晶表示素子は、パーソナルコンピューター、
ワードプロセッサー、ワークステーション等の表示素子
として好適であるが、この外液晶テレビ、魚群探知器、
レーダー、オシロスコープ、各種民生用ドツトマトリッ
クス表示装置等白黒表示、カラー表示をとわず種々の用
途に使用可能である。The liquid crystal display element of the present invention can be used for personal computers,
Suitable as a display element for word processors, workstations, etc., but also for LCD TVs, fish finders, etc.
It can be used for a variety of purposes, including radars, oscilloscopes, and various consumer dot matrix display devices, regardless of black and white display or color display.
[作用1
本発明の動作原理については、必ずしも明らかではない
が、およそ次のように推定できる。[Operation 1] Although the principle of operation of the present invention is not necessarily clear, it can be estimated as follows.
第3図(A)は、本発明の液晶表示素子と対比するため
に複屈折板のみを使用しないスーパーツイスト液晶表示
素子の構成を示す側面から見た模式図であり、ねじれ角
が160〜300”で、Δn、・d+が0.4〜1.5
μmの正の誘電異方性を有するネマチック液晶による液
晶層13、とその上下に配置された一対の偏光板11.
12とを示している。この例では上下に配置された一対
の偏光板11.12の偏光軸の交差角を90” として
いる。FIG. 3(A) is a schematic side view showing the structure of a super-twist liquid crystal display element that does not use only a birefringent plate in comparison with the liquid crystal display element of the present invention, and shows a twist angle of 160 to 300. ”, Δn, d+ is 0.4 to 1.5
A liquid crystal layer 13 made of nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy of μm, and a pair of polarizing plates 11 disposed above and below the liquid crystal layer 13.
12 is shown. In this example, the crossing angle of the polarization axes of the pair of polarizing plates 11 and 12 arranged above and below is 90''.
このような構成の液晶表示素子の場合、液晶層に電圧が
印加されていない状態または非選択電圧のような低い電
圧が印加された状態において、入射側の下側の偏光板1
2を通してほぼ完全に直!j!偏光化された光が、この
液晶、1lF13を透過すると、だ円偏光状態となる。In the case of a liquid crystal display element having such a configuration, when no voltage is applied to the liquid crystal layer or a low voltage such as a non-selection voltage is applied, the lower polarizing plate 1 on the incident side
Almost completely fixed through 2! j! When polarized light passes through this liquid crystal, 11F13, it becomes an elliptical polarized state.
このだ円偏光の形や方向は光の波長により興なり、光を
赤緑青の3原色に分けて考えると、第3図(B)のよう
になる、これらの形も方向も異なっただ円偏光が出射側
の上側の偏光板11を通過すると、赤緑青の光によって
通過する光の強度が夫々異なり、そのため特定の色に着
色して見えることとなる。なお、第3図(B)において
15.16は夫々偏光板11.12の偏光軸を示す。The shape and direction of this elliptical polarized light depend on the wavelength of the light, and if we divide light into the three primary colors of red, green, and blue, we get circularly polarized light with different shapes and directions, as shown in Figure 3 (B). When the light passes through the upper polarizing plate 11 on the emission side, the intensity of the red, green, and blue light that passes through the light is different, so that the light appears colored in a specific color. In addition, in FIG. 3(B), 15 and 16 indicate the polarization axes of the polarizing plates 11 and 12, respectively.
これに対して、本発明では第4図(A)にその側面から
見た模式図を示すように、ねじれ角が160〜300°
で、Δn、 * d、が0.4〜1.5μmの正の誘電
異方性を有するネマチック液晶による液晶層23、その
片面に積層された2枚の一軸性の複屈折板24A、24
B1さらにその上下に配置された一対の偏光板21.2
2とを示している。In contrast, in the present invention, the twist angle is 160 to 300 degrees, as shown in a schematic diagram seen from the side in FIG. 4(A).
A liquid crystal layer 23 made of a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy with Δn,*d of 0.4 to 1.5 μm, and two uniaxial birefringent plates 24A and 24 laminated on one side of the liquid crystal layer 23.
B1 and a pair of polarizing plates 21.2 placed above and below B1
2.
この例では、液晶層のねじれ角を240゜Δn+ ”
dlを0.85μmとし、上下に配置された一対の偏光
板21.22の偏光軸の交差角を90°としている。In this example, the twist angle of the liquid crystal layer is 240°Δn+”
dl is 0.85 μm, and the crossing angle of the polarization axes of the pair of polarizing plates 21 and 22 arranged above and below is 90°.
この−軸性の複屈折板は、それ自体を偏光板の間に挟持
すると、その−軸性の複屈折板のΔn、・d、の値によ
って入射直線偏光を任意のだ円偏光にしたり、円偏光に
したり、あるいは直線偏光に戻したりできる性質がある
。そのため、適当なΔn2・daの複屈折板を液晶層の
片面に複数枚重ねることにより、第4図(B)のように
することができる。When this -axial birefringent plate is sandwiched between polarizing plates, it can convert incident linearly polarized light into arbitrary elliptical polarization or circularly polarized light depending on the value of Δn,・d, of the -axial birefringent plate. It has the property of being able to polarize light or return it to linearly polarized light. Therefore, by stacking a plurality of birefringent plates having an appropriate value of Δn2·da on one side of the liquid crystal layer, the structure shown in FIG. 4(B) can be obtained.
即ち、液晶層に電圧が印加されていない状態または非選
択電圧のような低い電圧が印加された状態において、入
射側の下側の偏光板22を通してほぼ完全に直線偏光化
された光が、液晶層23を透過して、だ円偏光状態とな
る。このだ円偏光となった光をさらに複屈折板24B及
び24Aを通過させることにより、条件によってはだ円
偏光を再度直線偏光に近い状態に戻せる場合がある。That is, in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer or a low voltage such as a non-selective voltage is applied, light that is almost completely linearly polarized through the lower polarizing plate 22 on the incident side passes through the liquid crystal layer. The light passes through the layer 23 and becomes an elliptical polarized state. By further passing this elliptical polarized light through the birefringent plates 24B and 24A, the elliptical polarized light may be returned to a state close to linearly polarized light depending on the conditions.
これは、光を赤緑青の3原色に分けて考えると、第4図
(B)のようになる。この例のように、赤緑青の偏光軸
の方向がほぼ揃い、かつ、ほぼ直線偏光に戻っている場
合には、出射側の偏光軸の向きにかかわらず、通過する
光強度の波長依存性をなくすことができる。即ち、無彩
色化することができることとなる。If we consider that light is divided into the three primary colors of red, green, and blue, it becomes as shown in Figure 4 (B). As in this example, when the directions of the polarization axes of red, green, and blue are almost the same, and the polarization returns to almost linear polarization, the wavelength dependence of the intensity of the light passing through the light is independent of the direction of the polarization axis on the output side. It can be eliminated. In other words, it is possible to make the color achromatic.
この例のように、その偏光軸を90°交差して偏光板を
設置して、出射側での偏光が出射側である上側の偏光板
の吸収軸と一致している場合には、透過光強度は最も小
さくなり、黒く見えることとなる。これにより、ネガ表
示となる。As in this example, if a polarizing plate is installed with the polarization axes intersecting 90 degrees and the polarized light on the output side matches the absorption axis of the upper polarizing plate on the output side, the transmitted light The intensity is the lowest and it appears black. This results in a negative display.
なお、第4図(B)において25.26は夫々偏光板2
1.22の偏光軸を示す。In addition, in FIG. 4(B), 25 and 26 are the polarizing plates 2, respectively.
1.22 polarization axis is shown.
逆に、上側の偏光板の偏光軸を下側の偏光板の偏光軸と
ほぼ平行にしてあれば、これらの強度は大きいこととな
り白く見えることとなり、ポジ表示となる。Conversely, if the polarizing axis of the upper polarizing plate is made substantially parallel to the polarizing axis of the lower polarizing plate, these intensities will be large, resulting in a white appearance, resulting in a positive display.
なお、表示のネガ、ポジは、液晶層のねじれ角、そのΔ
n1・d l s−軸性の複屈折板のΔn、・d3、そ
れら、上偏光板との角度θ1、θ81、θ38、θ8等
の構成用件を変えることにより変わる。Note that negative and positive display values are determined by the twist angle of the liquid crystal layer and its Δ
n1·d l This can be changed by changing the structural conditions such as Δn,·d3 of the s-axis birefringent plate, and the angles θ1, θ81, θ38, θ8 with respect to the upper polarizing plate.
一方、この構成で液晶層に充分な電圧を印加した場合に
は、液晶層を透過しただ円偏光の形や方向が電圧印加前
と異なってくる。On the other hand, if a sufficient voltage is applied to the liquid crystal layer with this configuration, the shape and direction of the circularly polarized light transmitted through the liquid crystal layer will be different from before the voltage is applied.
そのため、複屈折板を通過した後のだ円偏光状態も異な
り、これによって透過率が変化し、表示が可能になる。Therefore, the state of elliptical polarization after passing through the birefringent plate is also different, which changes the transmittance and enables display.
しかし、複屈折板の挿入により、電圧を印加しない状態
でうまくだ円偏光の形や方向を揃えられて黒または白の
状態ができたとはいえ、かならずしも電圧印加状態で白
または黒の状態になるとは限らない。このため、液晶層
のツイスト角、Δn1・d、等のパラメータにより、複
屈折板のΔnl・d8、その光軸方向、偏光板の偏光軸
方向等を実験的に最適化することが好ましい。However, although the insertion of a birefringent plate successfully aligns the shape and direction of the elliptical polarized light and creates a black or white state when no voltage is applied, this does not necessarily mean that the state becomes white or black when a voltage is applied. is not limited. For this reason, it is preferable to experimentally optimize Δnl·d8 of the birefringent plate, its optical axis direction, the polarizing axis direction of the polarizing plate, etc. using parameters such as the twist angle of the liquid crystal layer, Δn1·d, and the like.
もっとも、透過率が高い状態である白状態が白い方が明
るく鮮明に見易くカラー化に適しているので、白と黒の
いずれを重視するかについては白を優先することが好ま
°しい。However, since white state, which is a state with high transmittance, is brighter, clearer, easier to see, and suitable for colorization, it is preferable to prioritize white or black.
【実施例1
実施例1
第1・の基板として、ガラス基板上に設けられたITO
透明電極をストライプ状にバターニングし、蒸着法によ
り5iOiによる短絡防止用の絶縁膜を形成し、ポリイ
ミドのオーバーコートなスピンコードし、これをラビン
グして配向制御膜を形成した基板を作成した。[Example 1 Example 1 ITO provided on a glass substrate as the first substrate
A substrate was prepared by patterning a transparent electrode into stripes, forming an insulating film of 5iOi to prevent short circuits by vapor deposition, applying a spin code as an overcoat of polyimide, and rubbing this to form an alignment control film.
第2の基板として、ガラス基板上に設けられたITO透
明電極を第1の基板と直交するようにストライブ状にバ
ターニングし、SiO□の絶縁膜を形成し、ポリイミド
のオーバーコートをし、これを第1の基板のラビング方
向と交差角60°となるようにラビングして配向制御膜
を形成した基板を作成した。As a second substrate, an ITO transparent electrode provided on a glass substrate is patterned into stripes perpendicular to the first substrate, an insulating film of SiO□ is formed, and an overcoat of polyimide is applied. This was rubbed so that the angle of intersection with the rubbing direction of the first substrate was 60° to create a substrate on which an alignment control film was formed.
この2枚の基板の周辺をシール材でシールして、液晶セ
ルを形成し、この液晶セル内に誘電異方性が正のネマチ
ック液晶を注入して240゜ねじれの液晶層となるよう
にし、注入口を封止した。この液晶層ではΔnl ”
dlは0.85μmであった。The peripheries of these two substrates are sealed with a sealing material to form a liquid crystal cell, and a nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy is injected into this liquid crystal cell to form a liquid crystal layer twisted at 240 degrees. The injection port was sealed. In this liquid crystal layer, Δnl ”
dl was 0.85 μm.
この液晶セルの片面にΔn8・d、が0.40amの一
軸性の複屈折板を2枚積層し、さらにその上下に一対の
偏光板を積層した。Two uniaxial birefringent plates with Δn8·d of 0.40 am were laminated on one side of this liquid crystal cell, and a pair of polarizing plates were further laminated above and below the birefringent plates.
この液晶表示素子の液晶分子の長軸方向、偏光板の偏光
軸方向及び複屈折板の光軸方向との相対的関係は、θ、
= 160°、θ、、= 120゜θ。=85@、θ
、 =: 135°とした。The relative relationship between the long axis direction of the liquid crystal molecules of this liquid crystal display element, the polarization axis direction of the polarizing plate, and the optical axis direction of the birefringent plate is θ,
= 160°, θ, = 120°θ. =85@, θ
, =: 135°.
この液晶表示素子に電圧を印加し、その透過率変化を調
べた結果、第5図の実線Aに示すように良好なしきい値
電圧特性が得られ、マルチプレックス駆動を行った場合
に良好なコントラスト比が得られることが分かった。As a result of applying a voltage to this liquid crystal display element and examining its transmittance change, it was found that good threshold voltage characteristics were obtained as shown by the solid line A in Figure 5, and good contrast was obtained when multiplex driving was performed. It was found that the ratio can be obtained.
この液晶表示素子を裏側にC光源のバックライトを配置
して、 1/200デエーテイ、l/15バイアスで駆
動してオン、オフ状態での色相を観察した。この結果を
第6図に示す。この結果からも明らかなように、オンで
若干黄緑色っぽい良好な白レベルが得られ、オフで透過
率が低いため、充分に黒(見えるようなネガ型の白黒表
示が得られた。A backlight of a C light source was placed on the back side of this liquid crystal display element, and the device was driven at 1/200 duty and 1/15 bias, and the hue in the on and off states was observed. The results are shown in FIG. As is clear from these results, a good white level with a slightly yellow-greenish color was obtained when the switch was on, and because the transmittance was low when the switch was off, a negative black and white display with sufficient black (visible) was obtained.
この液晶表示素子のコントラスト比(画素部分のみ)を
測定したところ、約50であり、従来の単なるスーパー
ツイスト液晶表示素子に比してはるかに高いコントラス
トが得られた。その上、オンにおける透過率も2重丸程
度が得られ、OMI素子よりも明るいため、反射型で使
用することも充分可能であった。When the contrast ratio (pixel portion only) of this liquid crystal display element was measured, it was approximately 50, which was much higher than that of a conventional simple super twist liquid crystal display element. Furthermore, the transmittance in the ON state was about double circle, and it was brighter than the OMI element, so it was fully possible to use it as a reflective type.
比較例1.2
実施例1の複屈折板のΔn、・d2を0.28μmとし
たものを比較例1とし、0.46μmとしたものを比較
例2とし、実施例1と同様にその透過率変化を調べた。Comparative Example 1.2 The birefringent plate of Example 1 had Δn, d2 of 0.28 μm as Comparative Example 1, and that of 0.46 μm as Comparative Example 2. The rate change was examined.
この結果を第5図に示す。The results are shown in FIG.
比較例1を破線Bで示したが、オンの透過率が、実施例
1の半分程度しかなく、表示が暗いものであった。また
、比較例2を破線Cで示したが、オフの透過率が、実施
例1よりも3倍以上高く、コントラスト比が充分得られ
ないものであった。Comparative Example 1 is shown by broken line B, but the on-state transmittance was only about half that of Example 1, and the display was dark. Further, Comparative Example 2 is indicated by a broken line C, but the off-state transmittance was three times higher than that of Example 1, and a sufficient contrast ratio could not be obtained.
実施例2〜5
実施例1の液晶表示素子において、液晶層のΔn1・d
l及び両面に配置する複屈折板の夫々のΔn3・d2を
第1表のようにして液晶表示素子を作成した。Examples 2 to 5 In the liquid crystal display element of Example 1, Δn1·d of the liquid crystal layer
A liquid crystal display element was prepared with Δn3·d2 of the birefringent plates disposed on both sides as shown in Table 1.
これらの液晶表示素子を、実施例1と同様に1/200
デエーテイ、1/15バイアスで駆動したところ、いず
れも実施例1とほぼ同等なネガ型の白黒表示が得られ、
コントラスト比(画素部分のみ)も約40であった。These liquid crystal display elements were prepared at 1/200 scale as in Example 1.
When driven at 1/15 bias, a negative black and white display almost the same as in Example 1 was obtained in both cases.
The contrast ratio (pixel portion only) was also approximately 40.
第1表
実施例6
実施例1の液晶表示素子において、液晶分子の長軸方向
、偏光板の偏光軸方向及び複屈折板の光軸方向との相対
的な関係のみを変更して液晶表示素子を作成した。即ち
、θ、=70゜θml= 120° θ、=858 θ
m=45@とじた。Table 1 Example 6 The liquid crystal display element of Example 1 was modified by changing only the relative relationship between the long axis direction of the liquid crystal molecules, the polarization axis direction of the polarizing plate, and the optical axis direction of the birefringent plate. It was created. That is, θ, = 70° θml = 120° θ, = 858 θ
m=45@closed.
この液晶表示素子を実施例1と同様に1/200デエー
テイ、1/15バイアスで駆動したところ、実施例1と
ほぼ同等なネガ型の白黒表示が得られ、コントラスト比
(画素部分のみ)も約50であった。When this liquid crystal display element was driven at 1/200 duty and 1/15 bias as in Example 1, a negative black and white display almost equivalent to that in Example 1 was obtained, and the contrast ratio (pixel portion only) was approximately It was 50.
実施例7
実施例1の液晶表示素子において、液晶層の液晶層のΔ
n+ ” d+を0.88μmとし、複屈折板のΔn8
・d2を0.36μmとし、液晶分子の長軸方向、偏光
板の偏光軸方向及び複屈折板の光軸方向との相対的な関
係のみを変更して、液晶表示素子を作成した。即ち、θ
t =165°、θ22=135” 、θ**=80”
s θ、=30@とじた。Example 7 In the liquid crystal display element of Example 1, Δ of the liquid crystal layer of the liquid crystal layer
n+ ” d+ is 0.88 μm, Δn8 of the birefringent plate
- A liquid crystal display element was created by setting d2 to 0.36 μm and changing only the relative relationship between the long axis direction of the liquid crystal molecules, the polarization axis direction of the polarizing plate, and the optical axis direction of the birefringent plate. That is, θ
t=165°, θ22=135", θ**=80"
s θ, = 30 @ closed.
この液晶表示素子を実施例1と同様に1/200デエー
テイ、1/15バイアスで駆動したところ、オフで若干
黄緑色っぽい良好な白レベルが得られ、オンで透過率が
低いため、充分に黒く見えるようなポジ型の白黒表示が
得られた。この液晶表示素子のコントラスト比(画素部
分のみ)を測定したところ、約40であった。When this liquid crystal display element was driven at 1/200 duty and 1/15 bias in the same manner as in Example 1, a good white level with a slightly yellow-greenish color was obtained when it was off, and a sufficiently black level was obtained because the transmittance was low when it was on. A visible positive black and white display was obtained. The contrast ratio (pixel portion only) of this liquid crystal display element was measured and was approximately 40.
実施例8
実施例1の液晶表示素子の電極上にストライプ状に3色
のカラーフィルター層を形成して駆動したところ、フル
カラーの階調駆動が可能であった。Example 8 When three color filter layers were formed in stripes on the electrodes of the liquid crystal display element of Example 1 and the device was driven, full color gradation driving was possible.
〔発明の効果J
以上に説明したように本発明は、従来のスーパーツイス
ト液晶表示素子と比べてより優れたコントラスト比を持
つ白黒表示が可能となり、鮮明で表示品位の高いポジ型
あるいはネガ型の表示が得られる。[Effects of the Invention J As explained above, the present invention enables black-and-white display with a better contrast ratio than conventional super-twist liquid crystal display elements, and enables clear and high-quality positive or negative type display elements. Display is obtained.
また、時分割表示特性や視野角特性も従来のスーパーツ
イスト液晶表示素子と遜色がない等の優れた効果を有す
る。In addition, it has excellent effects such as time division display characteristics and viewing angle characteristics comparable to those of conventional super twist liquid crystal display elements.
また、表示が白黒に近いということから、カラーフィル
ターと組み合わせることにより、カラフルな表示が可能
となり、特に、赤、緑、青のカラーフィルターを画素ご
とに配置することにより、マルチカラーやフルカラーの
表示も実現できるという効果も認められ、より多様性の
ある応用が開ける。In addition, since the display is close to black and white, it is possible to display colorful displays by combining it with color filters.In particular, by arranging red, green, and blue color filters for each pixel, multi-color and full-color displays can be achieved. It has also been recognized that the method can be used to realize even more diverse applications.
特に、本発明では白黒表示が可能であるにもかかわらず
、明るい表示可能であり、透過型のみならず、反射型の
表示も可能であり、その応用範囲が広いものである。In particular, although the present invention enables black-and-white display, bright display is possible, and not only transmissive type display but also reflective type display is possible, and its application range is wide.
さらに、本発明では、単に液晶層の片面に複数枚の複屈
折板を配置するのみで、第2の液晶層を設けなくても明
るい白黒表示が可能なものであり、液晶表示素子の生産
性が極めて高いという利点も有する。Furthermore, in the present invention, by simply arranging a plurality of birefringent plates on one side of the liquid crystal layer, a bright black and white display is possible without providing a second liquid crystal layer, which improves the productivity of the liquid crystal display element. It also has the advantage of being extremely high.
本発明は、本発明の効果を損しない範囲内で今後とも種
々の応用が可能なものであ葛。The present invention can be applied in various ways in the future without detracting from the effects of the present invention.
第1図は本発明による液晶表示素子を模式的に現わした
斜視図である。
第2図(A)(B)は、夫々上から見た上側及び下側(
1)J品分子の長軸方向、偏光板の偏光軸方向及び複屈
折板の光軸方向の相対位置を示した平面図である。
第3図(A)(B)は、単なるスーパーツイスト液晶表
示素子の構成を示した模式図及びその偏光の状態を説明
する平面図。
第4図(A)(B)は、本発明の液晶表示素子の構成を
示した模式図及びその偏光の状態を説明する平面図。
第5図は、実施例1、比較例1.2のしきい値電圧特性
を示すグラフ。
第6図ば、実施例1のオン、オフ状態での色相を示す色
相図。
l、2.11.12.21.22は偏光板。
3.13.23は液晶層、
4A、4B、 24A、24Bは複屈折板、5.6.1
5.16.25.26は偏光軸、7.8は液晶分子の長
軸方向、
9A、9Bは複屈折板の光軸方向
ノrメ一
兎
図
ノー^−
弔
図
B
第
図
第
図FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid crystal display element according to the present invention. Figures 2 (A) and (B) show the upper and lower sides (viewed from above), respectively.
1) It is a plan view showing the relative positions of the long axis direction of the J-product molecule, the polarization axis direction of the polarizing plate, and the optical axis direction of the birefringent plate. FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing the structure of a simple super-twist liquid crystal display element, and a plan view illustrating the state of polarization thereof. FIGS. 4(A) and 4(B) are schematic diagrams showing the structure of the liquid crystal display element of the present invention and plan views illustrating the state of polarization thereof. FIG. 5 is a graph showing threshold voltage characteristics of Example 1 and Comparative Examples 1.2. FIG. 6 is a hue diagram showing hues in the on and off states of Example 1; l, 2.11.12.21.22 are polarizing plates. 3.13.23 is a liquid crystal layer, 4A, 4B, 24A, 24B are birefringent plates, 5.6.1
5.16.25.26 is the polarization axis, 7.8 is the long axis direction of the liquid crystal molecules, 9A and 9B are the optical axis directions of the birefringent plate.
Claims (3)
明電極付きの基板間に挟持された旋光性物質を含有した
誘電異方性が正のネマチック液晶によるねじれ角が16
0〜300°の液晶層と、この液晶層を挟持する上下の
基板の透明電極間に電圧を印加する駆動手段とを有し、
この液晶層の外側に一対の偏光板を設置した液晶表示素
子において、液晶層での液晶の屈折率異方性Δn_1と
液晶層の厚みd_1との積Δn_1・d_1が0.4〜
1.5μmとされ、液晶層と偏光板との間の一方にほぼ
同一のΔn_2・d_2を有する複数の一軸性の複屈折
板であって、合計の複屈折板のΔn_2・d_2が、0
.7×Δn_1・d_1<Δn_2・d_2<1.1×
Δn_1・d_1となるような複屈折板を配置したこと
を特徴とする液晶表示素子。(1) A nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy containing an optically active substance sandwiched between a pair of substrates with transparent electrodes arranged almost in parallel and having an alignment control film has a twist angle of 16
It has a liquid crystal layer of 0 to 300° and a driving means for applying a voltage between transparent electrodes of upper and lower substrates sandwiching this liquid crystal layer,
In a liquid crystal display element in which a pair of polarizing plates is installed outside the liquid crystal layer, the product Δn_1·d_1 of the refractive index anisotropy Δn_1 of the liquid crystal in the liquid crystal layer and the thickness d_1 of the liquid crystal layer is 0.4 to
A plurality of uniaxial birefringent plates having a thickness of 1.5 μm and having almost the same Δn_2·d_2 on one side between the liquid crystal layer and the polarizing plate, where the total birefringent plate Δn_2·d_2 is 0.
.. 7×Δn_1・d_1<Δn_2・d_2<1.1×
A liquid crystal display element characterized in that a birefringent plate is arranged such that Δn_1·d_1.
性の複屈折板を用いた請求項1記載の液晶表示素子。(2) The liquid crystal display element according to claim 1, wherein two uniaxial birefringent plates having substantially the same Δn_2 and d_2 are used.
≦θ_2_1≦200°及び40°≦θ_2_2≦14
0°とし、かつθ_2_2≦θ_2_1とした請求項1
または2記載の液晶表示素子。(3) The intersection angle between the liquid crystal molecular axis and the optical axis of the birefringent plate is 40°.
≦θ_2_1≦200° and 40°≦θ_2_2≦14
Claim 1: 0° and θ_2_2≦θ_2_1
or the liquid crystal display element according to 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1098763A JP2819602B2 (en) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1098763A JP2819602B2 (en) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | Liquid crystal display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02278228A true JPH02278228A (en) | 1990-11-14 |
| JP2819602B2 JP2819602B2 (en) | 1998-10-30 |
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ID=14228444
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1098763A Expired - Fee Related JP2819602B2 (en) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2819602B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5220447A (en) * | 1989-03-18 | 1993-06-15 | Hitachi, Ltd. | Liquid crystal display device and phase plate therefor |
| JP2002072213A (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-12 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal display |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01217316A (en) * | 1988-02-26 | 1989-08-30 | Hitachi Ltd | liquid crystal display element |
-
1989
- 1989-04-20 JP JP1098763A patent/JP2819602B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01217316A (en) * | 1988-02-26 | 1989-08-30 | Hitachi Ltd | liquid crystal display element |
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| US5220447A (en) * | 1989-03-18 | 1993-06-15 | Hitachi, Ltd. | Liquid crystal display device and phase plate therefor |
| JP2002072213A (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-12 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal display |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2819602B2 (en) | 1998-10-30 |
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