JPH0228618A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

Info

Publication number
JPH0228618A
JPH0228618A JP15196388A JP15196388A JPH0228618A JP H0228618 A JPH0228618 A JP H0228618A JP 15196388 A JP15196388 A JP 15196388A JP 15196388 A JP15196388 A JP 15196388A JP H0228618 A JPH0228618 A JP H0228618A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display element
birefringent medium
substrate
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15196388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Takiguchi
康之 滝口
Akihiko Kanemoto
金本 明彦
Kenya Yokoi
研哉 横井
Haruo Iimura
治雄 飯村
Takamichi Enomoto
孝道 榎本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP15196388A priority Critical patent/JPH0228618A/en
Priority to US07/238,510 priority patent/US4984873A/en
Publication of JPH0228618A publication Critical patent/JPH0228618A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/01Number of plates being 1
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/08Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with a particular optical axis orientation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、基板間に挾持された液晶層と、液晶層の外側
に配置された偏光手段を有し、該液晶が電圧無印加時に
基板に対して略水平に配向し、液晶層の厚み方向に12
0°以上、360°以下のねじれた構造を有する液晶表
示素子に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention has a liquid crystal layer sandwiched between substrates, and a polarizing means disposed outside the liquid crystal layer, so that the liquid crystal is polarized with respect to the substrates when no voltage is applied. 12 in the thickness direction of the liquid crystal layer.
The present invention relates to a liquid crystal display element having a twisted structure of 0° or more and 360° or less.

〔従来技術及びその問題点〕[Prior art and its problems]

従来主に用いられてきた液晶の表示モードは、ツィステ
ッドネマチック(TN)型と呼ばれ、一対の上下基板間
で液晶分子が約90°ねじれた構造をとっており、液晶
による偏光面の回転と、電圧印加によるその効果の消失
を利用している。この表−示モードは1時計や電卓等の
低時分割駆動では十分なものであったが1表示容量を増
大させるために高時分割駆動させると、コントラストが
低下したり、視角がせまくなるという欠点があった。こ
れは、高時分割駆動になると、選択点と非選択点にかか
る電圧の比が1に近づくためで、高コントラスト、広視
角の表示素子を得るためには、素子の相対透過率が10
%変化する電圧v1.に対する50%変化する電圧■5
゜の比(VS。/V1゜)で表わされる急峻度γをでき
るだけ小さくすることが必要である。
The display mode of liquid crystals that has been mainly used in the past is called the twisted nematic (TN) type, in which the liquid crystal molecules are twisted approximately 90 degrees between a pair of upper and lower substrates, and the rotation of the plane of polarization by the liquid crystal is called the twisted nematic (TN) type. This method takes advantage of the fact that the effect disappears when voltage is applied. This display mode was sufficient for low time division driving such as watches and calculators, but when high time division driving was used to increase the display capacity, the contrast deteriorated and the viewing angle became narrower. There were drawbacks. This is because with high time division driving, the ratio of voltages applied to selected points and non-selected points approaches 1, and in order to obtain a display element with high contrast and a wide viewing angle, the relative transmittance of the element must be 10
% changing voltage v1. Voltage that changes by 50% against ■5
It is necessary to make the steepness γ, expressed as the ratio (VS./V1°), as small as possible.

ツィステッドネマチック型の場合、このγ値は1.13
程度である。このγ値を小さくするために、液晶分子の
ねじれ角を大きくし、偏光軸を液晶配向方向とずらす方
式が提案されており、SBEモードやSTNモードど呼
ばれている。このような方式によると、γ値を1.1以
下にすることができ、1/400デユ一テイ程度の高時
分割駆動が可能になる。
In the case of twisted nematic type, this γ value is 1.13
That's about it. In order to reduce this γ value, a method has been proposed in which the twist angle of the liquid crystal molecules is increased and the polarization axis is shifted from the liquid crystal orientation direction, and these methods are called SBE mode or STN mode. According to such a system, the γ value can be reduced to 1.1 or less, and high time-division driving of about 1/400 duty is possible.

しかし、このような方式では、複屈折による着色及びそ
の電圧による変化を利用するため、原理的に白黒表示を
行うことは困難であり、液晶セルの透過光又は反射光に
は着色を生じ、着色背景上への表示となってしまう、こ
のような着色を解消するために、 STN型液晶セルに
もう1枚液晶分子のねじれ方向が逆の色消し用の液晶セ
ルを重ねることも知られている。しかし、この場合には
、液晶セルを2枚重ねることから、コスト高になる上、
全体の厚さ及び重量も大きくなり、さらに偏光板と表示
液晶層との距離が大きくなるため、表示文字に浮遊感が
発生する等の欠点がある。
However, since this type of system uses coloring due to birefringence and its change due to voltage, it is difficult in principle to display black and white, and the transmitted light or reflected light of the liquid crystal cell is colored. In order to eliminate this kind of coloring that appears on the background, it is also known to overlap the STN type liquid crystal cell with another achromatic liquid crystal cell in which the twist direction of the liquid crystal molecules is opposite. . However, in this case, since two liquid crystal cells are stacked, the cost is high, and
The overall thickness and weight increase, and the distance between the polarizing plate and the display liquid crystal layer also increases, resulting in disadvantages such as a floating feeling in the displayed characters.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、従来の液晶表示素子に見られる前記欠点を克
服し、薄型、軽量で表示品質にすぐれた白黒表示可能の
液晶表示素子を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to overcome the above-mentioned drawbacks of conventional liquid crystal display elements, and to provide a liquid crystal display element that is thin, lightweight, and capable of displaying black and white images with excellent display quality.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた
結果1本発明を完成するに到った。
The present inventors have completed one of the present inventions as a result of extensive research in order to achieve the above object.

即ち1本発明によれば、基板間に挾持された液晶層と、
液晶層の外側に配置された偏光手段を有し、該液晶が、
電圧無印加時に基板に対して略水平に配向し、液晶層の
厚み方向に120@以上、360@以下のねじれた構造
を有する液晶表示素子において、該液晶層と少なくとも
一方の偏光手段との間に、複屈折性を有する媒質層を、
該複屈折性媒質層の基板に平行な面内の最大屈折率方向
が、偏光手段の偏光透過軸に対して20゜〜70゜の範
囲の角度を成すように配設したことを特徴とする液晶表
示素子が提供される。
That is, according to one aspect of the present invention, a liquid crystal layer sandwiched between substrates;
comprising polarizing means disposed outside the liquid crystal layer, the liquid crystal comprising:
In a liquid crystal display element that is oriented substantially horizontally to the substrate when no voltage is applied and has a twisted structure of 120 @ or more and 360 @ or less in the thickness direction of the liquid crystal layer, between the liquid crystal layer and at least one polarizing means. , a medium layer having birefringence,
The birefringent medium layer is arranged so that the maximum refractive index direction in a plane parallel to the substrate forms an angle in the range of 20° to 70° with respect to the polarized light transmission axis of the polarizing means. A liquid crystal display element is provided.

次に、本発明を図面を参照して詳述する。Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第1図は従来の液晶表示素子の構成例を示す断面図であ
る。この図において、1は第1基板、11は第2基板で
あり、それぞれの基板1,11は、配向処理が施された
配向膜3,13と透明電極4,14を有し。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the structure of a conventional liquid crystal display element. In this figure, 1 is a first substrate, and 11 is a second substrate, and each of the substrates 1 and 11 has alignment films 3 and 13 that have been subjected to alignment treatment and transparent electrodes 4 and 14.

両者の基板1,11は離間、対向して配設され、その間
に液晶6が封入されて、液晶セルが形成されている。5
はシール剤を示す、この液晶セルが第1の偏光手段2お
よび第2の偏光手段12に挾まれて、液晶表示素子を構
成している。
Both substrates 1 and 11 are arranged facing each other and separated from each other, and a liquid crystal 6 is sealed between them to form a liquid crystal cell. 5
indicates a sealant. This liquid crystal cell is sandwiched between a first polarizing means 2 and a second polarizing means 12 to constitute a liquid crystal display element.

第2図は本発明の液晶表示素子の構成例を示す断面図で
あり、基板1と偏光手段2との間に複屈性媒質7が配設
されている点で第1図のものと相違している。この液晶
表示素子は、一方の偏光手段の外側に反射板を配設して
、反射型のものとして用いることもできる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the liquid crystal display element of the present invention, which differs from that in FIG. 1 in that a birefringent medium 7 is disposed between the substrate 1 and the polarizing means 2. are doing. This liquid crystal display element can also be used as a reflective type by disposing a reflecting plate on the outside of one of the polarizing means.

本発明の液晶表示素子の第1基板1および第2基板11
における配向処理は、液晶分子が電圧無印加時に略水平
配向するように行われ、この配向処理方向に沿って液晶
分子が優先配向する。この場合。
First substrate 1 and second substrate 11 of the liquid crystal display element of the present invention
The alignment treatment in is performed so that the liquid crystal molecules are aligned substantially horizontally when no voltage is applied, and the liquid crystal molecules are preferentially aligned along this alignment treatment direction. in this case.

液晶分子の配向に関していう略水平とは、液晶分子の基
板に対する傾き角がおおよそ0−30゜の範囲にあるこ
とを言う。
The term "substantially horizontal" in terms of orientation of liquid crystal molecules means that the angle of inclination of the liquid crystal molecules with respect to the substrate is approximately in the range of 0 to 30 degrees.

第3図は、本発明に関わる角度の定義を示したものであ
る。第1の基板1での液晶分子の優先配向処理方向D4
、第2の基板11での優先配向処理方向D3との間で液
晶分子はω1だけねじれた構造をとっている。このよう
に、ω□は配向処理によって決まるツイスト角であり、
この配向制御は従来公知の斜方蒸着や、無機または有機
被膜を形成したのちに綿布などでラビングすることによ
り行うことができる。なお、本発明では、液晶は正の誘
電異方性を有するネマティック液晶にコレステリック液
晶やカイラルネマティック液晶を添加し、適当なピッチ
に調整したものを好ましく用いる。この場合、ω1が小
であると、急峻度が悪化し、時分割駆動特性が低下して
しまう、また、ω□が大きすぎると電界印加時に散乱組
織を生じ1表示品質が低下するため好ましくない、この
ことより、ω1は120′″以上360°以下である必
要がある。
FIG. 3 shows the definition of angles related to the present invention. Direction D4 for preferential alignment of liquid crystal molecules on the first substrate 1
, and the preferential alignment processing direction D3 on the second substrate 11, the liquid crystal molecules have a twisted structure by ω1. In this way, ω□ is the twist angle determined by the orientation process,
This orientation control can be performed by conventionally known oblique vapor deposition or by forming an inorganic or organic film and then rubbing it with a cotton cloth or the like. In the present invention, it is preferable to use a liquid crystal obtained by adding cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal to a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy and adjusting the pitch to an appropriate pitch. In this case, if ω1 is small, the steepness will worsen and the time-division drive characteristics will deteriorate, and if ω□ is too large, scattering structure will occur when an electric field is applied, which will deteriorate the display quality, which is undesirable. , From this, ω1 needs to be 120'' or more and 360° or less.

第3図では、セルを第1の基板側からみたときに、第2
の基板(下基板)から第1の基板(上基板)へ向けてツ
イスト方向が右回りとなるように構成したが。
In Figure 3, when the cell is viewed from the first substrate side, the second
However, the twist direction is clockwise from the first substrate (lower substrate) to the first substrate (upper substrate).

配向処理の方向や、コレステリック液晶又はカイラルネ
マティック液晶の選択により右回りとすることもできる
Clockwise rotation can also be achieved depending on the direction of alignment treatment and selection of cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal.

本発明の液晶表示素子の構成例のように、基板と、偏光
手段との間に複屈折性媒質層を設ける場合、基板1,1
1としては透光性を有するガラス、プラスチックなどを
用いる。プラスチック基板を用いたときには、基板の厚
さを0.2mm以下の薄厚にすることが容易であり、そ
のため表示素子を極めて薄く、かつ軽量に構成すること
ができる。また、基板が薄いために表示が2重像となら
ず広視角の表示素子を得ることができる。
When a birefringent medium layer is provided between the substrate and the polarizing means as in the configuration example of the liquid crystal display element of the present invention, the substrates 1, 1
As material 1, transparent glass, plastic, or the like is used. When a plastic substrate is used, it is easy to reduce the thickness of the substrate to 0.2 mm or less, and therefore the display element can be configured to be extremely thin and lightweight. Furthermore, since the substrate is thin, the display does not display double images, and a display element with a wide viewing angle can be obtained.

また、本発明の液晶表示素子の別の構成例として、基板
自体が複屈折性媒質を兼ねることもできる。この場合、
素子の層構成は第1図の従来のSTN型の液晶表示素子
と同じであるが、基板1,11のうち少なくとも一方が
複屈折性を有する点で異なる。
Furthermore, as another example of the structure of the liquid crystal display element of the present invention, the substrate itself can also serve as a birefringent medium. in this case,
The layer structure of the device is the same as that of the conventional STN type liquid crystal display device shown in FIG. 1, except that at least one of the substrates 1 and 11 has birefringence.

この複屈折性媒質を兼ねた基板は、複屈折性材料単体で
構成されていてもよく、また他のフィルム、ガラスなど
と積層されていても良い。
This substrate that also serves as a birefringent medium may be composed of a single birefringent material, or may be laminated with other films, glass, or the like.

本発明の液晶表示素子のさらに別の構成例として、複屈
折性媒質は、偏光板自体の構成要件として組み込むこと
もできる。一般に用いられる沃素や色素の2色性を利用
する偏光手段では、延伸フィルムに沃素や色素を吸着さ
せて偏光能をもたせ、さらにその保護のため他の2枚の
フィルムで延伸フィルムをサンドインチした構成となっ
ているが、複屈折性媒質は、本質的な偏光性能を有する
延伸フィルムより液晶層側の保護フィルムと延伸フィル
ムとの間に配することができるし、又はその液晶側の保
護フィルムを被屈折媒質で構成することができる。
As yet another example of the structure of the liquid crystal display element of the present invention, the birefringent medium can be incorporated as a component of the polarizing plate itself. In the commonly used polarizing means that utilizes the dichroism of iodine and pigments, a stretched film is made to have polarizing ability by adsorbing iodine and pigments, and then the stretched film is sandwiched between two other films to protect it. However, the birefringent medium can be placed between the stretched film and the protective film on the liquid crystal layer side of the stretched film that has essential polarization performance, or the birefringent medium can be placed between the stretched film and the protective film on the liquid crystal side. can be composed of a refractive medium.

以上のように1本発明で用いる複屈折性媒質は、液晶層
と偏光手段との間であればどこに配置しても良い。
As described above, the birefringent medium used in the present invention may be placed anywhere between the liquid crystal layer and the polarizing means.

ここで言う複屈折性媒質とは1面内で屈折率異方性を有
するもので、かつ透光性を有することが必要である。具
体的には、ポリエステル、ポリカーボネート、ボリアリ
レート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、
ポリエーテルスルホン等の芳香族系高分子や、ポリエチ
レン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系高分子、
塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリスチレン
、アクリル樹脂等のビニル系高分子、セルロース及びそ
の誘導体たとえば再生セルロース(セロハン)、ジアセ
チルセルロース、トリアセチルセルロース等の各高分子
の延伸または押し出し成形フィルムを例示することがで
きる。また、雲母、方解石、水晶などの結晶の薄片を光
学軸に平行な面で切り出したものを例示することもでき
る。大面積のものが容易に得られるという点で高分子系
のものを特に有利に用いることができる。
The birefringent medium referred to here has refractive index anisotropy in one plane and must have light transmission properties. Specifically, polyester, polycarbonate, polyarylate, polyetheretherketone, polysulfone,
Aromatic polymers such as polyether sulfone, polyolefin polymers such as polyethylene and polypropylene,
Examples include stretched or extruded films of vinyl polymers such as vinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polystyrene, and acrylic resins, cellulose and its derivatives, such as regenerated cellulose (cellophane), diacetyl cellulose, and triacetyl cellulose. can. Alternatively, a thin piece of crystal such as mica, calcite, or quartz cut out along a plane parallel to the optical axis can also be used. Polymer-based materials can be particularly advantageously used in that large-area materials can be easily obtained.

複屈折性媒質の屈折率異方性Δn(BM)は、これら媒
質の基板に平行な面内の最大屈折率方向(主屈折率方向
)に平行な偏光に対する屈折率と直交する偏光に対する
屈折率の差であると定義される。
The refractive index anisotropy Δn(BM) of a birefringent medium is the refractive index for polarized light parallel to the maximum refractive index direction (principal refractive index direction) in a plane parallel to the substrate of these media, and the refractive index for polarized light orthogonal to the maximum refractive index direction (principal refractive index direction) of these media. It is defined as the difference between

複屈折性媒質の光学軸は、隣接する偏光手段の偏光軸と
傾斜すること、即ち、平行以外および直交以外の角度に
保持することが必要である。複屈折性媒質の主屈折率方
向が偏光手段の偏光軸と平行もしくは直交していると、
本発明の効果はまったく発現せず、着色背景上への表示
となってしまう。
The optical axis of the birefringent medium needs to be tilted with the polarization axis of the adjacent polarization means, ie held at an angle other than parallel and orthogonal. If the principal refractive index direction of the birefringent medium is parallel or perpendicular to the polarization axis of the polarizing means,
The effect of the present invention is not achieved at all, and the display ends up being displayed on a colored background.

複屈折媒質の光学軸と偏光手段の偏光透過軸とのなす傾
斜角(第3図の角度B1の絶対値)の好ましい範囲は、
20@〜70”である。
The preferred range of the angle of inclination (absolute value of angle B1 in FIG. 3) between the optical axis of the birefringent medium and the polarized light transmission axis of the polarizing means is as follows:
20@~70''.

第3図に示すように、第2の基板11に隣接する偏光手
段12の透過軸P2は、第2の基板11上での液晶の配
向方向りよとβ2の角度を成す、複屈折性媒質7は、そ
の主屈折率方向B(フィルム面内の屈折率の最も大きい
方向)が隣接する基板11上における液晶配向方向D1
とδの角度を有している。また複屈折媒質7に隣接する
偏光手段2の透過軸P工と複屈折媒質7の主屈折率方向
Bとはβ1の角度を成して配設される。なお、角度は液
晶のねじれの方向を正とする。
As shown in FIG. 3, the transmission axis P2 of the polarizing means 12 adjacent to the second substrate 11 forms an angle β2 with the orientation direction of the liquid crystal on the second substrate 11, and the birefringent medium 7 is the liquid crystal alignment direction D1 on the adjacent substrate 11 whose main refractive index direction B (direction with the largest refractive index in the film plane)
and has an angle of δ. Further, the transmission axis P of the polarizing means 2 adjacent to the birefringent medium 7 and the principal refractive index direction B of the birefringent medium 7 are arranged to form an angle of β1. Note that the angle assumes that the direction of twist of the liquid crystal is positive.

なお、第3図では偏光手段の透過軸を用いて説明したが
、これらをすべて偏光手段の吸収軸におきかえてもまっ
たく等価である。
Although FIG. 3 has been explained using the transmission axis of the polarizing means, it is completely equivalent to replace all of these with the absorption axis of the polarizing means.

本発明に係わるSTN型の液晶表示素子においては、液
晶層を通過すると光は、その波長によって異なる楕円率
、楕円の方位角を有する楕円偏光となる1本発明の原理
は、複屈折媒質層によって、これを再度直線偏光または
直線偏光に近い楕円偏光に戻し、該直線偏光と平行また
は直角に配置された偏光手段を通過させることにより、
それぞれ白または黒の電圧無印加時の背景色を得るもの
である。なお、実際には白ではなく無色透明であるが1
便宜上、白と呼ぶことにする0本原理を発現させ、白黒
表示が可能で、表示品質にすぐれ1色むらの少ない表示
素子を得るには、上記角度関係や液晶層と複屈折媒質層
のレターデーションに特に好ましい範囲が存在する。
In the STN type liquid crystal display element according to the present invention, when light passes through the liquid crystal layer, it becomes elliptically polarized light having an ellipticity and an azimuth of the ellipse that differ depending on the wavelength.The principle of the present invention is that the birefringent medium layer , by returning this to linearly polarized light or elliptically polarized light close to linearly polarized light and passing it through a polarizing means arranged parallel to or at right angles to the linearly polarized light.
The background color when no voltage is applied is obtained, which is white or black, respectively. In addition, it is actually colorless and transparent, not white, but 1
For convenience, we will refer to this as white in order to express the zero-line principle and obtain a display element that is capable of black-and-white display, has excellent display quality, and has little single-color unevenness. There are particularly preferred ranges for the

その第1の好ましい範囲は、β2の絶対値が20−70
゜の範囲に関連して規定される。
The first preferred range is that the absolute value of β2 is 20-70
It is specified in relation to the range of ゜.

第1表は、ツイスト角ω□が、200°、β、 =45
@、β1=45°、液晶の屈折率異方性Δn(LC)と
液晶層の厚さd (LC)の積が0.90pmで、複屈
折媒質の屈折率異方性Δn(BM)と膜厚d (BM)
の積Δn(BM)d(BM)が0゜83−の場合を例に
とって、動作時のコントラストと、δ(複屈折性媒質の
最大屈折率方向Bと基板1における液晶配向方向D1の
なす角)との関係を示したものである。偏光板としては
、よう素タイプのニュートラルグレー偏光板を用いた(
以下同様)。
Table 1 shows that the twist angle ω□ is 200°, β, =45
@, β1 = 45°, the product of the refractive index anisotropy Δn (LC) of the liquid crystal and the thickness d (LC) of the liquid crystal layer is 0.90 pm, and the refractive index anisotropy Δn (BM) of the birefringent medium and Film thickness d (BM)
Taking as an example the case where the product Δn(BM)d(BM) is 0°83-, the contrast during operation and δ (the angle formed by the maximum refractive index direction B of the birefringent medium and the liquid crystal orientation direction D1 in the substrate 1) ). As a polarizing plate, an iodine type neutral gray polarizing plate was used (
Same below).

第1表 δの角度が45°から1456に大きくなるにつれて、
セルの色は、ごく淡い青〜ごく淡い緑〜ごく淡い黄色と
変化し、はぼ白色背景を得ることができた。
As the angle of δ in Table 1 increases from 45° to 1456,
The color of the cell changed from very pale blue to very pale green to very pale yellow, and a pale white background could be obtained.

これらのことより、δが60゜〜120゜の範囲にある
ことが、高コントラストを得るために必要であり。
From these facts, it is necessary that δ be in the range of 60° to 120° in order to obtain high contrast.

70゜〜110゜の範囲とすることがより好ましい、上
記傾向はツイスト角ω□や、液晶層のΔndと複屈折性
媒質のΔnd等が変化した場合にも同様に成立する。
A range of 70° to 110° is more preferable, and the above tendency holds true even when the twist angle ω□, Δnd of the liquid crystal layer and Δnd of the birefringent medium, etc. are changed.

一般に、光学異方性を有する媒質を通過した光は、常光
線と異常光線の位相に位相差を生ずる。
Generally, light passing through a medium having optical anisotropy produces a phase difference between the ordinary ray and the extraordinary ray.

本発明においては液晶層と複屈折性媒質のレターデーシ
ョンの整合をとることが白黒化と高コントラストのため
に重要である。この場合、複屈折性媒質のレターデーシ
ョンRBM(単位ニラジアン)は次式で定義される。
In the present invention, it is important to match the retardations of the liquid crystal layer and the birefringent medium in order to obtain black and white and high contrast. In this case, the retardation RBM (unit: niradian) of the birefringent medium is defined by the following equation.

(式中、Δn(BM)は複屈折性媒質の屈折率異方性。(In the formula, Δn(BM) is the refractive index anisotropy of the birefringent medium.

d(BM)は複屈折性媒質の厚さ、λは光の波長を示す
) 液晶層のレターデーションRLeを下式で定義する。
d(BM) is the thickness of the birefringent medium, and λ is the wavelength of light.) The retardation RLe of the liquid crystal layer is defined by the following formula.

(式中、Δn(LC)は液晶の屈折率異方性、d (L
C)は液晶層の厚さ、λは光の波長、ω1は基板間での
液晶分子のツイスト角(単位ニラジアン)を示す) なお、前記した光の波長λは、通常、550nmで代表
させることができる。
(In the formula, Δn(LC) is the refractive index anisotropy of the liquid crystal, d (L
C) is the thickness of the liquid crystal layer, λ is the wavelength of light, and ω1 is the twist angle of the liquid crystal molecules between the substrates (unit: niradian). Note that the wavelength λ of light mentioned above is usually represented by 550 nm. I can do it.

本発明においては、RLCとRBNをほぼ等しくするか
または、Flt、cをRBMより0.75πラジアン以
下の範囲または0.82πラジアンから1.1πラジア
ンの範囲で大きく設計することが好ましい、第1表と同
じ条件(ただしδ=90°)のセルで、液晶層のΔnd
を変化させたときのセルの色変化を第2表に示す(Re
に=1.51π)。
In the present invention, the first In a cell under the same conditions as in the table (however, δ = 90°), the Δnd of the liquid crystal layer
Table 2 shows the color change of the cell when changing (Re
= 1.51π).

第2表 第2表かられかるように、flt、cがRBMより約0
.8π程度大きいと、電圧無印加時の着色が大きくなり
、好ましくない、また逆にFlt、cがRBMより0.
15c以上小さい場合にも着色が顕著となり好ましくな
い。
As can be seen from Table 2, flt, c is approximately 0 from RBM.
.. If it is about 8π larger than RBM, coloring becomes large when no voltage is applied, which is undesirable.
If it is smaller than 15c, coloring will become noticeable, which is not preferable.

結局、RLC−RBMを一〇、15π−+0.75πの
範囲とすることが好適である。
In the end, it is preferable that the RLC-RBM is in the range of 10.15π-+0.75π.

さらに高コントラストを得ることのできる範囲をも考慮
すると、 RLC−RBMを−0,15π〜+0.15
πまたは十0.22π〜+〇、75πの範囲とすること
がより好ましい、前者では電圧無印加時に黒となり、後
者では電圧無印加時に白となる。これらの場合Δn(B
M)d(BM)を0.5−以上、2I!m以下とするこ
とにより、よりコントラストの高い表示素子を得ること
ができる。
Furthermore, considering the range in which high contrast can be obtained, RLC-RBM can be set from -0.15π to +0.15
A range of π or 100.22π to +〇, 75π is more preferable; in the former case, the color becomes black when no voltage is applied, and in the latter case, the color becomes white when no voltage is applied. In these cases Δn(B
M) d(BM) is 0.5- or more, 2I! By setting it to m or less, a display element with higher contrast can be obtained.

また、別の好ましい範囲として、Δn (BM)d (
BM)が0.2趨以上、0.5−以下である場合に、F
ILcをRBMに対して、0.82π以上、1.1π以
下の範囲で大きくすることを例示できる。Δn(BM)
d(BM)が0.5〜0.2.の場合と同様に、この場
合にも上記範囲外であると着色したりコントラストが低
下する。またβ1、β2がともに正の場合、このケース
では電圧無印加時に黒色となる。
Moreover, as another preferable range, Δn (BM)d (
BM) is 0.2 or more and 0.5- or less, F
An example of this is increasing ILc with respect to RBM within a range of 0.82π or more and 1.1π or less. Δn(BM)
d(BM) is 0.5 to 0.2. As in the case of , in this case as well, if it is outside the above range, coloring or contrast will decrease. Further, when both β1 and β2 are positive, in this case, the color becomes black when no voltage is applied.

以上、βい β2がいずれも正の場合について説明した
が、ともに負の場合もまったく同様である。
Although the case where both β and β2 are positive has been described above, the case where both β and β2 are negative is exactly the same.

また、β、とβ2の符号が逆の場合)こは黒白が反転す
る。
Also, if the signs of β and β2 are opposite, black and white are inverted.

本発明の液晶表示素子は、第4図に例示するがごとく、
電圧無印加時に白または黒色で、電圧印加によって黒ま
たは白となる。なお、第5図は従来のSTN型液晶表示
素子の透過スペクトルを比較のために例示したものであ
る。
The liquid crystal display element of the present invention, as illustrated in FIG.
It is white or black when no voltage is applied, and becomes black or white when voltage is applied. Incidentally, FIG. 5 illustrates the transmission spectrum of a conventional STN type liquid crystal display element for comparison.

角度関係や、液晶層と複屈折媒質層のレターデージJン
の好ましい第2の範囲は、β2の絶対値が00〜25゜
の範囲に関連して規定される。このβ2の範囲において
、δは20゜〜130゜の範囲とすることが必要である
。第3表は、Δn(BM)d(88戸0.413.、Δ
n(LC)d(LC)=0.54/4、ω1= 200
@、β2=0°、β1=45゜の場合について電圧無印
加時のセルの色と動作時のコントラストを示したもので
ある。
A second preferable range of the angular relationship and the retardage J between the liquid crystal layer and the birefringent medium layer is defined in relation to the absolute value of β2 in the range of 00 to 25°. In this range of β2, δ needs to be in the range of 20° to 130°. Table 3 shows Δn(BM)d(88 households 0.413., Δ
n(LC)d(LC)=0.54/4, ω1=200
2 shows the color of the cell when no voltage is applied and the contrast during operation in the case of @, β2 = 0°, β1 = 45°.

第3表 第3表かられかるように。Table 3 As shown in Table 3.

δが20゜〜130゜の範囲 でコントラストが大きくなり1色も黒に近づく。δ ranges from 20° to 130° The contrast increases and each color approaches black.

δのより好ましい範囲は、40゜〜110@である。こ
のとき電圧印加によってセルは白色となり、良好な白黒
のコントラストを得ることができる。良好な白黒表示を
得るためには、さらに、複屈折媒質のレターデーション
(Raw)を0.125π〜π(ラジアン)の範囲とす
ることが必要である。これは、Δn(BM)d(BM)
に換算して0.07JR−0,55pmの範囲となる。
A more preferable range of δ is 40° to 110@. At this time, the cell becomes white due to voltage application, and good black-and-white contrast can be obtained. In order to obtain a good black and white display, it is further necessary to set the retardation (Raw) of the birefringent medium in the range of 0.125π to π (radian). This is Δn(BM)d(BM)
This is converted into a range of 0.07 JR - 0.55 pm.

この範囲外であると電圧無印加時に白または黒となる液
晶のΔndが存在しなくなり、着色背景となったり、コ
ントラストが極端に低下するe RBHのより好ましい
範囲は、0.55π〜0.94πであり、Δndに換算
してΔn(BM)d(BM)=0.3(1−0,52m
である。
If it is outside this range, the Δnd of the liquid crystal that becomes white or black when no voltage is applied will not exist, resulting in a colored background or extremely low contrast.e A more preferable range for RBH is 0.55π to 0.94π. , converted to Δnd, Δn(BM)d(BM)=0.3(1-0,52m
It is.

以上に示した条件を満足する液晶表示素子は。A liquid crystal display element that satisfies the conditions shown above.

電圧無印加時に黒色で電圧印加によって白色(無色透明
)となる。
It is black when no voltage is applied, and becomes white (colorless and transparent) when voltage is applied.

また同様の理由により、液晶層のレターデーション(R
LC)は概略1.5πまたは2πラジアンとすることが
好ましい、第4表は、Δn(BM)d(ON)=0.4
31R1ω□=200”、β2=0°、β、=45°、
δ=90゜の場合にっいてセルの色を示したものである
。好ましい範囲を例示すると1.35π〜1.7πまた
は1.8π〜2にの範囲となる。
Also, for the same reason, the retardation (R) of the liquid crystal layer
LC) is preferably approximately 1.5π or 2π radians, Table 4 shows that Δn(BM)d(ON)=0.4
31R1ω□=200", β2=0°, β,=45°,
The color of the cell is shown when δ=90°. Examples of preferred ranges include 1.35π to 1.7π or 1.8π to 2.

第4表 以上ツイスト角ω、が200゜の場合を例にして説明し
たが、他のねじれ角についても同様である。
In Table 4 and above, the case where the twist angle ω is 200° has been explained as an example, but the same applies to other twist angles.

また複屈折性媒質が基板もしくは偏光板と一体化されて
いても同様である。
The same applies even if the birefringent medium is integrated with the substrate or polarizing plate.

以上のように、液晶と複屈折性媒質のレターデーション
を上記範囲内から選択することにより、素子の背景色を
白色または黒色とすることができ、電圧印加時にはそれ
ぞれ黒色ないし濃紺または白色とすることができ、白黒
表示が可能となる。また、基板に複屈折性を持たせたり
、複屈折性媒質を液晶層と偏光手1段との間に介在させ
るほかは、素子の構成は従来の液晶表示素子とまったく
同じであるため、生産が極めて容易である。また、可視
光域での分光透過率はほぼフラットであるので、波長に
よる光もれがなくカラー表示の際の光シヤツターへ応用
することもできる。
As described above, by selecting the retardation of the liquid crystal and the birefringent medium within the above range, the background color of the element can be set to white or black, and when voltage is applied, the background color can be set to black, dark blue, or white, respectively. This enables black and white display. In addition, other than providing birefringence to the substrate and interposing a birefringent medium between the liquid crystal layer and the first polarizing means, the structure of the device is exactly the same as that of conventional liquid crystal display devices, so production is easy. is extremely easy. Furthermore, since the spectral transmittance in the visible light range is almost flat, there is no light leakage due to wavelength, and it can also be applied to light shutters for color displays.

以上の説明においては、複屈折性媒質は1枚使用したが
、複数枚を用いることもできる。この場合、複屈折性媒
質は、液晶層の片側のみに配してもよく、また両側に配
しても良い、また、複屈折性媒質2枚を用いてセルを構
成する場合、両方の光軸を、上記のように、隣接する偏
光手段の偏光軸に対して斜傾させても良く、一方のみを
傾斜させても良い、後者の場合、偏光軸と平行または直
交させて配する複屈折媒質のりタープ−ジョンは限定さ
れず、リターデーションが1Opa以上の複屈折性媒質
などを使用することもできる。
In the above description, one birefringent medium is used, but a plurality of birefringent media may be used. In this case, the birefringent medium may be disposed only on one side of the liquid crystal layer, or may be disposed on both sides.Also, when a cell is constructed using two birefringent media, both light As mentioned above, the axis may be tilted with respect to the polarization axis of the adjacent polarization means, or only one of them may be tilted, and in the latter case, the birefringence is arranged parallel to or perpendicular to the polarization axis. The medium thickness is not limited, and a birefringent medium having a retardation of 1 Opa or more can also be used.

次に、本発明で用いる複屈性媒質のd(BM)及びΔn
(BM)・d(BM)の具体的値を例示する。
Next, d(BM) and Δn of the birefringent medium used in the present invention
A specific value of (BM)·d(BM) will be illustrated.

第5表 これらの高分子フィルムは、可どう性を有するため、そ
の表面に粘着層を形成することにより、貼合せを容易に
行うことができる上、セル自体が可どう性を有するプラ
スチック基板液晶セルの表面上への貼合せも容易である
。しかも、前記高分子材料はきわめて安価であるので、
コストの上昇も少なくすることができる。
Table 5 Since these polymer films have flexibility, they can be easily laminated by forming an adhesive layer on their surface, and the cell itself can be used as a plastic substrate liquid crystal with flexibility. It is also easy to paste onto the surface of the cell. Moreover, since the polymer material is extremely cheap,
Increase in cost can also be reduced.

〔効  果〕〔effect〕

本発明によれば、STN型液晶表示素子において、その
欠点である着色の問題を簡単に解決し、表示品質にすぐ
れた白黒表示液晶表示素子を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to easily solve the problem of coloring, which is a drawback of an STN type liquid crystal display element, and to obtain a monochrome display liquid crystal display element with excellent display quality.

本発明の液晶表示素子は、色消し用の補償板として、液
晶素子を用いる従来品とは異なり、複屈折性媒質を用い
たことから、その厚み及び重量の増加は少なくすみ、ま
た安価に製造可能のものである。
Unlike conventional products that use liquid crystal elements, the liquid crystal display element of the present invention uses a birefringent medium as a compensating plate for achromatization, so the increase in thickness and weight can be minimized, and it can be manufactured at low cost. It is possible.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 透明電極を有し、上下ガラス基板間での液晶のねじれ角
が200度であり、Δn(LC)・d(L(:)が0,
92IIm(RLc=2.0πrad)である液晶セル
を作製した。この場合、液晶としては正の誘電異方性を
有するネマティック液晶ZLI2293にカイラルネマ
ティック液晶3811を添加したものを用いた。この液
晶における配向処理は、ポリイミド膜のラビング処理に
より行った。このセルの下部には反射板付きニュートラ
ルグレー偏光板をその透過軸が下基板のラビング方向と
45度の角度をなすように配置した(β2=45@)、
上基板上には、50.の厚さのポリプロピレン延伸フィ
ルム(RBH=1.52πrad、Δn(BM)・d(
BM)=0.8344)をその主屈折率方向と上側基板
のラビング方向とが直交するように配置しくδ=90°
)、さらにその上に偏光板をその透過軸がフィルムの主
屈折率方向と一45度の角度(β1=45°)をなすよ
うに配置した(Rt、c−Rgx=0−48 x ra
d)。
Example 1 It has a transparent electrode, the twist angle of the liquid crystal between the upper and lower glass substrates is 200 degrees, and Δn(LC)・d(L(:) is 0,
A liquid crystal cell of 92IIm (RLc=2.0πrad) was fabricated. In this case, the liquid crystal used was a nematic liquid crystal ZLI2293 having positive dielectric anisotropy to which chiral nematic liquid crystal 3811 was added. The alignment treatment for this liquid crystal was performed by rubbing the polyimide film. At the bottom of this cell, a neutral gray polarizing plate with a reflector was placed so that its transmission axis made an angle of 45 degrees with the rubbing direction of the lower substrate (β2 = 45@).
On the upper substrate, 50. polypropylene stretched film with a thickness of (RBH=1.52πrad, Δn(BM)・d(
BM) = 0.8344) is arranged so that its principal refractive index direction and the rubbing direction of the upper substrate are orthogonal to δ = 90°.
), and a polarizing plate was placed thereon so that its transmission axis made an angle of 145 degrees (β1=45°) with the direction of the principal refractive index of the film (Rt, c-Rgx=0-48 x ra
d).

前記のように構成された液晶表示素子は、電圧無印加時
には黒色で、電圧印加によって白色となり、白黒表示が
可能であった。
The liquid crystal display element configured as described above was black when no voltage was applied, turned white when voltage was applied, and was capable of black-and-white display.

また、電圧−透過率特性の急峻度γは1.03以下であ
り、すぐれた時分割駆動特性を有していた。
Further, the steepness γ of the voltage-transmittance characteristic was 1.03 or less, and the device had excellent time-division drive characteristics.

この表示素子は上側または下側偏光板を90°回転する
ことにより白黒が反転した。上側偏光板の透過軸とフィ
ルムの主屈折率方向との角度β□を45゜で一定に保っ
たまま、フィルムを基板上で水平に回転させると、フィ
ルムの主屈折率方向と上基板側ラビング方向のなす角δ
が60゜〜120゜の範囲では良好なコントラストを示
したのに対し、それ以外ではコントラストが低下し、た
In this display element, black and white were reversed by rotating the upper or lower polarizing plate by 90 degrees. When the film is rotated horizontally on the substrate while keeping the angle β□ between the transmission axis of the upper polarizing plate and the principal refractive index direction of the film constant at 45°, the principal refractive index direction of the film and the upper substrate side rubbing Angle δ between directions
Good contrast was exhibited in the range of 60° to 120°, whereas the contrast decreased in other angles.

実施例2 実施例1において、液晶層のΔn(LC)・d(LC)
のみを0.64(RLc=1.56πrad)として同
様にセルを作製した(RLc−hx”o、04 tc 
rad) *このように構成された液晶表示素子は電圧
無印加時に白色で電圧印加により黒色となった。
Example 2 In Example 1, Δn(LC)・d(LC) of the liquid crystal layer
A cell was similarly prepared with only 0.64 (RLc=1.56πrad) (RLc-hx”o, 04 tc
rad) *The liquid crystal display element configured in this manner was white when no voltage was applied, and turned black when voltage was applied.

実施例3 実施例1において、液晶層のΔn(LC)・d(LC)
を0.6戸にしくkc:1.56 x rad)、複屈
折性媒質としてΔn(BM)d(BM)=0.34pm
(Rax=0.62 πrad)である4011m厚の
セロハンを用いてセルを製作しくRt、c−ReM=0
.94πrad)、上側偏光板をβ1=45゜の位置に
配置した。
Example 3 In Example 1, Δn(LC)・d(LC) of the liquid crystal layer
kc: 1.56 x rad), Δn(BM)d(BM)=0.34pm as a birefringent medium
(Rax=0.62 πrad) to make a cell using cellophane with a thickness of 4011 m.Rt, c-ReM=0
.. 94πrad), and the upper polarizing plate was placed at a position of β1=45°.

この液晶表示素子は電圧無印加時に黒色で、電圧印加に
より白色となった。
This liquid crystal display element was black when no voltage was applied, and turned white when voltage was applied.

実施例4 実施例1と同様にして、ツイスト角ω1180°、Δn
(LC)・d(LC)が0.72.である液晶セルを作
製した(R1,c=1.72 x rad) mこの液
晶セルに対し、偏光板角度β2=45°となるように下
側偏光板を配置した。セルの上部には、Δn(BM)・
d(BM)=0.63pm(RBM=1.15πrad
)であるポリエステルの延伸フィルムを主屈折率方向が
上側基板のラビング方向と直交するようにして、配置し
た。上側偏光板の偏光軸は一45°または45°となる
ように配置した。この素子は、それぞれの偏光板配置で
電圧無印加時に黒色と白色となった。電圧印加時には、
それぞれ白色および黒色となった。
Example 4 Similar to Example 1, twist angle ω1180°, Δn
(LC)・d(LC) is 0.72. A liquid crystal cell was prepared (R1, c=1.72 x rad) m.A lower polarizing plate was placed on this liquid crystal cell so that the polarizing plate angle β2=45°. At the top of the cell, Δn(BM)・
d(BM)=0.63pm(RBM=1.15πrad
) was placed such that the principal refractive index direction was perpendicular to the rubbing direction of the upper substrate. The polarization axis of the upper polarizing plate was arranged at -45° or 45°. With each polarizing plate arrangement, this element was black and white when no voltage was applied. When voltage is applied,
They became white and black, respectively.

実施例5 実施例1と同様にして、ツイスト角ω1が240°、Δ
n(LC)・d(LC)が1.04である液晶セルを作
製した(Rt、c=2.25 tc rad) aこの
液晶セルに対し、Δn(BM)・d (BM)−0,9
47s (RBM:1 、71 pc rad)である
ポリプロピレンフィルムを複屈折性媒質として用い、同
様にして表示素子を構成した(β2=45°、δ=90
°、β1=45°)。
Example 5 Similar to Example 1, twist angle ω1 is 240°, Δ
A liquid crystal cell with n(LC)・d(LC) of 1.04 was fabricated (Rt, c=2.25 tc rad) aFor this liquid crystal cell, Δn(BM)・d (BM)−0, 9
A display element was constructed in the same manner using a polypropylene film of 47s (RBM: 1, 71 pc rad) as a birefringent medium (β2=45°, δ=90
°, β1 = 45°).

この液晶表示素子においても、同様に白黒表示が可能で
あり、急峻度は1.02と、極めてすぐれた時分割駆動
特性を示した。
This liquid crystal display element was also capable of black-and-white display, and exhibited extremely excellent time-division drive characteristics with a steepness of 1.02.

実施例6 液晶組成物として、屈折率異方性0.115のネマティ
ック液晶にカイラルネマティック液晶(メルク社製、5
811)を0.5%添加した液晶組成物を用いた。ガラ
ス基板にポリイミドを塗布、ラビングし、ツイスト角1
80°となるように上下基板をはり合わせ、これに前記
液晶組成物を充填した。液晶層の厚みは5.2声である
(Δn(LC)・d(LC)=0.61s、 RLc=
1.487Crad)。
Example 6 As a liquid crystal composition, chiral nematic liquid crystal (manufactured by Merck & Co., Ltd., 5
A liquid crystal composition containing 0.5% of 811) was used. Apply polyimide to the glass substrate, rub it, and twist angle 1
The upper and lower substrates were attached at an angle of 80°, and the liquid crystal composition was filled therein. The thickness of the liquid crystal layer is 5.2 tones (Δn(LC)・d(LC)=0.61s, RLc=
1.487 Crad).

偏光板角度がβ2:0 +1となるように下側偏光板を
配置した。セルの上部には、Δn(BM) ・d(BN
)=0.41p(RB)4=0.78μs)であるセロ
ハンフィルムをその主屈折率方向が上基板のラビング方
向と70゜の角度を成すように積層し、さらにその上部
に偏光板をβ1=45°となるように設けた。
The lower polarizing plate was arranged so that the polarizing plate angle was β2:0 +1. At the top of the cell, Δn(BM)・d(BN
)=0.41p(RB)4=0.78μs) are laminated so that their principal refractive index direction forms an angle of 70° with the rubbing direction of the upper substrate, and a polarizing plate is further placed on top of the cellophane film with β1 =45°.

この素子は電圧無印加時にほぼ完全な黒色となり、電圧
印加によって白色となった。
This element turned almost completely black when no voltage was applied, and turned white when voltage was applied.

なおβ、を45°に保ったままフィルムを基板上で水平
に回転させると、δが20’−130゜の範囲でほぼ黒
となり、電圧印加で良好なコントラストが得られるのに
対し、それ以外では紫色に着色してしまった。
Note that if the film is rotated horizontally on the substrate while keeping β at 45°, it becomes almost black in the range of δ from 20' to 130°, and good contrast can be obtained with voltage application, whereas other So I colored it purple.

実施例7 実施例6と同様にして、Δn(LC)・d(LC)=−
0,534(RL0=1.4πrad)の液晶セルを作
製した。下側偏光板はβ2=0°となるように配置した
。この上にΔn(ON) ・d (BM)=0.14m
 (Ras=0.25 x rad)であるトリアセチ
ルセルロースフィルムをその主屈折率方向が上側基板の
ラビング方向と90’の角度を成すようにして積層し、
次いで上側偏光板をβ1=45’となるように配置した
Example 7 Similar to Example 6, Δn(LC)・d(LC)=-
0,534 (RL0=1.4πrad) liquid crystal cell was produced. The lower polarizing plate was arranged so that β2=0°. On top of this, Δn (ON) ・d (BM) = 0.14m
(Ras = 0.25 x rad) triacetyl cellulose films are laminated such that their principal refractive index direction forms an angle of 90' with the rubbing direction of the upper substrate,
Next, the upper polarizing plate was arranged so that β1=45'.

この素子は、電圧無印加時にはほとんど黒色を呈し、電
圧の印加により白色が表示された。
This element displayed almost black color when no voltage was applied, and displayed white color when voltage was applied.

実施例8 基板としてポリエーテルスルホン製のプラスチックフィ
ルムを用いたほかは、実施例1と同様にして液晶セルを
作製した。この素子もガラス基板の場合と同様に白黒表
示が可能であり、すぐれた時分割駆動特性を示すととも
に、表示に2重像を生じず視野角の広いすぐれた表示品
質を示した。
Example 8 A liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 1 except that a polyether sulfone plastic film was used as the substrate. Like the glass substrate, this device was also capable of black-and-white display, exhibited excellent time-division drive characteristics, and exhibited excellent display quality with no double images and a wide viewing angle.

実施例9 透明電極を有し、Δndが0.6−であるトリアセチル
セルロースフィルムにその光軸に対して90@方向にラ
ビング法により水平配向処理をほどこした(基板2)、
また同様の基板に光軸と45°方向にラビング法による
水平配向処理をほどこした(基板l)。次に、開基板(
1)、 (2)をねじれ角が200°となるようにはり
合わせた。上下基板の間隔は、スペーサーにより7声と
なるようにした。上下基板間にΔn=0.10psであ
り、正の誘電異方性を持つネマティック液晶にカイラル
ネマティック液晶S−811を添加したものを充填し、
基板の外側には一対の偏光板を配設した。ここで基板2
側の偏光板は、その透過軸がラビング方向と、基板2か
ら基板へむけてのねじれの方向を正として、45゜の角
度を成すようにして配置した。なお、基板1の光軸と偏
光板の透過軸は平行とした。
Example 9 A triacetyl cellulose film having a transparent electrode and Δnd of 0.6- was subjected to horizontal alignment treatment by a rubbing method in the 90@ direction with respect to its optical axis (substrate 2).
Further, a similar substrate was subjected to horizontal alignment treatment by rubbing in a direction of 45° with respect to the optical axis (substrate 1). Next, open the board (
1) and (2) were glued together so that the twist angle was 200°. The distance between the upper and lower boards was set to 7 voices using spacers. Δn=0.10 ps between the upper and lower substrates, filled with nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy doped with chiral nematic liquid crystal S-811,
A pair of polarizing plates was placed on the outside of the substrate. Here board 2
The side polarizing plate was arranged so that its transmission axis formed an angle of 45° with the rubbing direction, with the direction of twist from the substrate 2 toward the substrate being positive. Note that the optical axis of the substrate 1 and the transmission axis of the polarizing plate were parallel to each other.

上記構成により、Δn(LC)・d(LC)=0.7m
、Δn(Bs)−d(uM)=o、611m、β1=4
5”、β、=45”、δ=900である本発明の液晶表
示素子を得た。
With the above configuration, Δn(LC)・d(LC)=0.7m
, Δn(Bs)-d(uM)=o, 611m, β1=4
A liquid crystal display element of the present invention was obtained, in which the liquid crystal display element had the following properties: 5", β = 45", and δ = 900.

この素子は電圧無印加時に白色(無色)であり、電圧印
加により黒色表示が可能であった。また。
This element was white (colorless) when no voltage was applied, and could display black when voltage was applied. Also.

急峻度は1.04と極めてすぐれたものであった。また
、第1の基板側の偏光板を90°回転(β1=45’)
することにより黒−白の反転表示となった。
The steepness was 1.04, which was extremely excellent. Also, rotate the polarizing plate on the first substrate side by 90° (β1 = 45')
This resulted in a black-white inverted display.

実施例10 基板2として、ガラスに再生セルロースの延伸フィルム
をラミネートしたものを用い、基板1としてガラス板を
用い、実施例9と同様にしてねじれ角が200”である
液晶表示素子を作製した(Δn(LC)・d(LC)=
0.7IIm、Δn(BM)・d(BM)=0.6ps
、β、 =45”、β1=45’、δ=90” )、こ
の素子においても白黒表示が可能であり、すぐれた時分
割駆動特性を示した。
Example 10 A liquid crystal display element with a twist angle of 200'' was produced in the same manner as in Example 9, using a glass plate laminated with a stretched film of regenerated cellulose as the substrate 2 and a glass plate as the substrate 1 ( Δn(LC)・d(LC)=
0.7IIm, Δn(BM)・d(BM)=0.6ps
, β, = 45'', β1 = 45', δ = 90''), this device was also capable of black-and-white display and exhibited excellent time-division drive characteristics.

実施例11 実施例IOと同様にして、Δn(LC)・d(LC)=
0.64、Δn(BM)・d(BM) =0.41m、
β、=0@、β1=45’、δ= 60’である液晶表
示素子を作製したが、この素子においても白黒表示が可
能で、すぐれた時分割駆動特性を示した。
Example 11 Similarly to Example IO, Δn(LC)・d(LC)=
0.64, Δn(BM)・d(BM) =0.41m,
A liquid crystal display element was prepared in which β, = 0@, β1 = 45', and δ = 60', and this element was also capable of black and white display and exhibited excellent time-division drive characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の液晶表示素子の構成例の断面図。 第2図は本発明の液晶表示素子の構成例の断面図を示す
。第3図は本発明液晶表示素子の液晶配向方向、偏光軸
方向等の角度関係の説明図である。 第4図は、本発明の液晶表示素子の波長(nm)と光透
過質(%)との関係を示すグラフである。 第5図は従来の液晶表示素子の波長(nm)と光透過率
(%)との関係を示すグラフである。 1.11・・・基板、 2.12・・・直線偏光手段、
3.13・・・配向膜、4,14・・・透明電極、5・
・・シール材、6・・・液晶、7・・・複屈折性媒質、
Dl・・・第1基板上の液晶の配向方向、D2・・・第
2基板上の液晶の配向方向。 P、・・・第1基板側の偏光手段の偏光軸方向、P2・
・・第2基板側の偏光手段の偏光軸方向。 特許出願人 株式会社 リ  コ  一代 理 人 弁
理士 池浦敏明(ほか1名)第2図 第4図 第5図
FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of the configuration of a conventional liquid crystal display element. FIG. 2 shows a cross-sectional view of a configuration example of a liquid crystal display element of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of the angular relationship between the liquid crystal alignment direction, polarization axis direction, etc. of the liquid crystal display element of the present invention. FIG. 4 is a graph showing the relationship between wavelength (nm) and light transmittance (%) of the liquid crystal display element of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the relationship between wavelength (nm) and light transmittance (%) of a conventional liquid crystal display element. 1.11...Substrate, 2.12...Linear polarization means,
3.13...Alignment film, 4,14...Transparent electrode, 5.
... Seal material, 6... Liquid crystal, 7... Birefringent medium,
Dl...Alignment direction of liquid crystal on the first substrate, D2...Alignment direction of liquid crystal on the second substrate. P, . . . polarization axis direction of the polarization means on the first substrate side, P2.
...Polarization axis direction of the polarization means on the second substrate side. Patent Applicant: Rico Co., Ltd. Patent Attorney: Toshiaki Ikeura (and 1 other person) Figure 2 Figure 4 Figure 5

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板間に挾持された液晶層と、液晶層の外側に配
置された偏光手段を有し、該液晶が、電圧無印加時に基
板に対して略水平に配向し、液晶層の厚み方向に120
゜以上、360゜以下のねじれた構造を有する液晶表示
素子において、該液晶層と少なくとも一方の偏光手段と
の間に、複屈折性を有する媒質層を、該複屈折性媒質層
の基板に平行な面内の最大屈折率方向が、偏光手段の偏
光透過軸に対して20゜〜70゜の範囲の角度を成すよ
うに配設したことを特徴とする液晶表示素子。
(1) It has a liquid crystal layer sandwiched between substrates and a polarizing means placed outside the liquid crystal layer, and the liquid crystal is oriented approximately horizontally to the substrate when no voltage is applied, and in the thickness direction of the liquid crystal layer. 120 to
In a liquid crystal display element having a twisted structure of at least 360 degrees, a birefringent medium layer is provided between the liquid crystal layer and at least one polarizing means, parallel to the substrate of the birefringent medium layer. 1. A liquid crystal display device, characterized in that the direction of the maximum refractive index in the plane forms an angle in the range of 20° to 70° with respect to the polarized light transmission axis of the polarizing means.
(2)偏光手段に隣接する基板面上の液晶配向方向が、
該偏光手段の偏光透過軸または吸収軸に対して20゜〜
70゜の範囲の角度を成し、かつ複屈折性媒質の最大屈
折率方向と複屈折媒質に隣接する基板面上の液晶配向方
向とが60゜〜120゜の範囲の角度を成すとともに、
液晶層のレターデーション(R_L_C)を複屈折性媒
質のレターデーション(R_B_M)とほぼ等しくする
かまたはR_L_CをR_B_Mより0.75π(ra
d)以下の範囲で大きくするかまたは0.82π(ra
d)から1.1π(rad)の範囲で大きくしたことを
特徴とする請求項1の液晶表示素子。
(2) The liquid crystal alignment direction on the substrate surface adjacent to the polarizing means is
20° to the polarization transmission axis or absorption axis of the polarizing means
forming an angle in the range of 70°, and the maximum refractive index direction of the birefringent medium and the liquid crystal orientation direction on the substrate surface adjacent to the birefringent medium forming an angle in the range of 60° to 120°,
Either make the retardation (R_L_C) of the liquid crystal layer almost equal to the retardation (R_B_M) of the birefringent medium, or make R_L_C 0.75π (ra) smaller than R_B_M.
d) Increase within the range below or 0.82π(ra
2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is increased in a range from d) to 1.1π (rad).
(3)偏光手段に隣接する基板面上の液晶配向方向が、
該偏光手段の偏光透過軸または吸収軸に対して0゜〜2
5゜の範囲の角度を成し、かつ複屈折性媒質の最大屈折
率方向と複屈折性媒質に隣接する基板面上の液晶配向方
向とが20゜〜130゜の範囲の角度を成すとともに、
複屈折媒質のレターデーション(R_B_M)を0.1
25π(rad)〜π(rad)の範囲とし、かつ液晶
層のレターデーシヨン(R_L_C)を概略3/2π(
rad)または2π(rad)としたことを特徴とする
請求項1の液晶表示素子。
(3) The liquid crystal alignment direction on the substrate surface adjacent to the polarizing means is
0° to 2 with respect to the polarization transmission axis or absorption axis of the polarizing means
forming an angle in the range of 5°, and the maximum refractive index direction of the birefringent medium and the liquid crystal alignment direction on the substrate surface adjacent to the birefringent medium forming an angle in the range of 20° to 130°,
The retardation (R_B_M) of the birefringent medium is 0.1
The range is 25π (rad) to π (rad), and the retardation (R_L_C) of the liquid crystal layer is approximately 3/2π (
2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is set to 2π (rad) or 2π (rad).
(4)液晶層が透光性基板の間に形成されており、複屈
折性媒質が偏光手段と該基板の間に形成されていること
を特徴とする請求項1〜3のいずれかの液晶表示素子。
(4) The liquid crystal according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid crystal layer is formed between transparent substrates, and the birefringent medium is formed between the polarizing means and the substrate. display element.
(5)液晶層が透光性基板の間に形成されており、その
少なくとも一方の基板が複屈折性媒質を兼ねていること
を特徴とする請求項1〜3のいずれかの液晶表示素子。
(5) The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid crystal layer is formed between transparent substrates, and at least one of the substrates also serves as a birefringent medium.
JP15196388A 1987-08-31 1988-06-20 Liquid crystal display element Pending JPH0228618A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15196388A JPH0228618A (en) 1987-08-31 1988-06-20 Liquid crystal display element
US07/238,510 US4984873A (en) 1987-08-31 1988-08-31 Liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21704287 1987-08-31
JP62-217042 1987-08-31
JP62-307111 1987-12-03
JP63-106039 1988-04-27
JP15196388A JPH0228618A (en) 1987-08-31 1988-06-20 Liquid crystal display element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0228618A true JPH0228618A (en) 1990-01-30

Family

ID=26481021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15196388A Pending JPH0228618A (en) 1987-08-31 1988-06-20 Liquid crystal display element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0228618A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0245518U (en) * 1988-09-19 1990-03-28
JPH05162227A (en) * 1991-12-18 1993-06-29 Mitsui Toatsu Chem Inc Reflector
JPH06287324A (en) * 1993-03-31 1994-10-11 Okamoto Ind Inc Vinyl chloride stretched film for food packaging

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5377647A (en) * 1976-12-21 1978-07-10 Seiko Instr & Electronics Ltd Electrooptical display device
EP0246842A2 (en) * 1986-05-19 1987-11-25 Seiko Epson Corporation A liquid crystal display device
JPS64519A (en) * 1986-05-19 1989-01-05 Seiko Epson Corp Liquid crystal display device
JPS6418122A (en) * 1987-07-13 1989-01-20 Seiko Epson Corp Liquid crystal display device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5377647A (en) * 1976-12-21 1978-07-10 Seiko Instr & Electronics Ltd Electrooptical display device
EP0246842A2 (en) * 1986-05-19 1987-11-25 Seiko Epson Corporation A liquid crystal display device
JPS64519A (en) * 1986-05-19 1989-01-05 Seiko Epson Corp Liquid crystal display device
JPS6418122A (en) * 1987-07-13 1989-01-20 Seiko Epson Corp Liquid crystal display device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0245518U (en) * 1988-09-19 1990-03-28
JPH05162227A (en) * 1991-12-18 1993-06-29 Mitsui Toatsu Chem Inc Reflector
JPH06287324A (en) * 1993-03-31 1994-10-11 Okamoto Ind Inc Vinyl chloride stretched film for food packaging

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4984873A (en) Liquid crystal display device
JP3071204B2 (en) Liquid crystal display device
US5699137A (en) Liquid crystal display device having compensator with particular retardation in the inclined direction
US6351299B2 (en) Liquid crystal display device
JPH04140722A (en) Liquid crystal display device
JPH02124529A (en) Two-layer type liquid crystal display device
JP3124768B2 (en) Touch panel integrated liquid crystal display
JPH0228618A (en) Liquid crystal display element
JPS62279315A (en) liquid crystal display element
JPH02111918A (en) liquid crystal electro-optical element
JPS63279229A (en) Liquid crystal display device
JP2605064B2 (en) Liquid crystal display device
JP2813222B2 (en) Liquid crystal display device
JP2627311B2 (en) LCD display
JP2803820B2 (en) Liquid crystal display device
JPH03276123A (en) liquid crystal display element
JPH01147430A (en) Liquid crystal display element
JPH0282217A (en) liquid crystal display element
JP4266209B2 (en) Liquid crystal display element and optical anisotropic element
JPH0243515A (en) Optically compensated liquid crystal display element
JP2749846B2 (en) Liquid crystal display device
JPH0273327A (en) Liquid crystal display element
JP2825903B2 (en) Liquid crystal display device
JP2887292B2 (en) Liquid crystal element
JPH0611714A (en) Liquid crystal display element