JPH0247625A - Liquid crystal display element - Google Patents
Liquid crystal display elementInfo
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- JPH0247625A JPH0247625A JP19707688A JP19707688A JPH0247625A JP H0247625 A JPH0247625 A JP H0247625A JP 19707688 A JP19707688 A JP 19707688A JP 19707688 A JP19707688 A JP 19707688A JP H0247625 A JPH0247625 A JP H0247625A
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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太き(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, the twist angle of liquid crystal molecules between both electrodes was increased (by
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屈
折率異方性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−
10720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 refractive index anisotropy 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 (specifically 1986-
No. 10720), good contrast was obtained only with specific combinations of hues, such as yellow-green and dark blue, bluish-violet and pale yellow, as display colors.
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、液晶の屈折率異方性Δnと
厚みd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。On the other hand, by using a similar method and setting the product Δn-d of the refractive index anisotropy Δn and the thickness d of the liquid crystal to a small value of around 0.6 μm, a display that is almost white and black can be obtained. Proposed.
(M、 5chadtet at、 Appl、
Phys、 Lett、 50(5)、 1987
. p、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。(M, 5chadtet at, Appl,
Phys, Lett, 50(5), 1987
.. (p. 236) However, when this method was used, the display was dark, the maximum contrast was not very thick, and the display had a bluish tinge, 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。(真相ほ
か、テレビジジン学会技術報告、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. (Shiso et al., Technical Report of the Televising Society, 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.
また、2層セルにおいて、光学的な補償板として使用さ
れている一方の液晶セルを一軸性の複屈折板で置換して
、液晶セルは一層のみとすることも提案されている。It has also been proposed that in a two-layer cell, one liquid crystal cell used as an optical compensator is replaced with a uniaxial birefringent plate, so that there is only one layer of the liquid crystal cell.
この方式においても白黒に近い表示は得られるが、白黒
度の良い表示を得ることは困難であった。Although this method also provides a display that is close to black and white, it is difficult to obtain a display with good black and white accuracy.
[発明の解決しようとする課題l
これら従来の方式では、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。[Problems to be Solved by the Invention 1] With these conventional methods, it is difficult to produce bright liquid crystal display elements with good black and white clarity at a high 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
というだけでなく、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(、軽(、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。Bright black-and-white display elements are not only easy to see without any distinctive coloring, but also have color filters formed inside or outside the cells, unlike conventional twisted nematic (TN) elements with a 90° twist. It is expected that the market will expand dramatically as it can realize mono-color, multi-color, or full-color display, and is thin, light, and has low power consumption.
このため、コントラストがよ(、明る(、かつ白黒度が
良い白黒表示素子を、歩留りよ(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 can produce black-and-white display elements with good contrast, brightness, and black-and-white accuracy at a 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(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Δ旧と液晶層
の厚みdlとの積Δn1・dlが0.4〜1.5μmと
され、液晶層と偏光板との間の少なくとも一方に着色し
た一軸性の複屈折板を配置したことを特徴とする液晶表
示素子、及び、液晶層での液晶の屈折率異方性Δn+と
液晶層の厚みd、との積Δn1・cLが0.4〜1.5
μmとされ、液晶層の両外側であって一対の偏光板の内
側に、その少な(とも一方は着色した一対の複屈折板を
配置したことを特徴とする液晶表示素子、及び、それら
の液晶表示素子において、着色した複屈折板の最大吸収
波長が470〜600nmにある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. The twist angle of the nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy containing a polar substance is 160
In a liquid crystal display element that has a liquid crystal layer with an angle of ~300° and 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 is installed on the outside of this liquid crystal layer. , the product Δn1·dl of the refractive index anisotropy Δold of the liquid crystal in the liquid crystal layer and the thickness dl of the liquid crystal layer is 0.4 to 1.5 μm, and at least one of the liquid crystal layer and the polarizing plate is colored. A liquid crystal display element characterized in that a uniaxial birefringent plate is arranged, and the product Δn1·cL of the refractive index anisotropy Δn+ of the liquid crystal in the liquid crystal layer and the thickness d of the liquid crystal layer is 0.4. ~1.5
μm, and a pair of birefringent plates, one of which is colored, are arranged on both sides of a liquid crystal layer and inside a pair of polarizing plates, and their liquid crystal The present invention provides a liquid crystal display element characterized in that a colored birefringent plate has a maximum absorption wavelength of 470 to 600 nm.
本発明では、液晶層と偏光板との間の少なくとも一方に
着色した、特には黄色を吸収するような最大吸収波長が
470〜600na+にある一軸性の複屈折板を配置し
たものである。In the present invention, a colored uniaxial birefringent plate having a maximum absorption wavelength of 470 to 600 na+, which absorbs yellow color, is disposed at least on one side 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
く白黒度の良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 a bright black-and-white display with good black-and-white clarity 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力(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 due to the ability to improve contrast when performing time-division driving at a high duty rate, where a steep change in transmittance is required when the angle is less than 160° (on the contrary, when the angle exceeds 300°, hysteresis and domains that scatter light are generated). This is because it is easy to occur.
また、液晶層の液晶の屈折率異方性Δn1とその液晶層
の厚みd、との積Δn+ ’ d+h’ 0.4〜1.
5μmとされる。Further, the product Δn+'d+h' of the refractive index anisotropy Δn1 of the liquid crystal of the liquid crystal layer and the thickness d of the liquid crystal layer is 0.4 to 1.
It is assumed to be 5 μm.
これは、0.4μm未満では、オン時の透過率が低く、
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(い。This is because 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 1, the hue when turned on changes from yellow to red, and the display becomes 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Δn1・dl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 Δn1·dl of the liquid crystal layer is 0.5 to 1.0 μm.
なお、このΔn1・d+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。もっとも
、他の性能の要求のために、使用温度範囲の一部でのみ
、この関係を満足するようにされることもありうる。こ
の場合には、Δn1・dl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·d+ 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 other performance requirements, this relationship may be satisfied only in a part of the operating temperature range. In this case, in a temperature range in which the range of Δn1·dl deviates from the above range, the display becomes colored and the viewing angle characteristics deteriorate.
所望のパターンにパターニングをしたITOuntos
−sno2) 、 Snow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。ITOuntos patterned into the desired pattern
- A film of polyimide, polyamide, etc. is provided on the surface of a substrate made of plastic, glass, etc. on which a transparent electrode such as Snow is provided, and this surface is rubbed or coated with 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. 400 stripe-shaped electrodes are formed, and a display like 640 x 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□、AhOl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□, or AhOl may be provided between the electrode and the alignment control film to prevent short circuits between the substrates, or a low-resistance lead electrode such as A1, Cr, or Ti may be provided on the transparent electrode. Alternatively, 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、上記液晶層に隣接して着色した複屈折板を
積層する。この複屈折板は、液晶層と偏光板との間に設
ければよく、液晶層の片面のみに設けても、両面に設け
てもよい。もつとも、両面に配置する方がΔn−dの補
償に無理を生じにくく、色ムラの少ない白黒表示が可能
になるため好ましい。In the present invention, a colored birefringent plate is laminated adjacent to the liquid crystal layer. This birefringent plate may be provided between the liquid crystal layer and the polarizing plate, and may be provided on only one side of the liquid crystal layer or on both sides. However, it is preferable to arrange them on both sides because it is less likely to cause unreasonable compensation for Δn−d and enables black and white display with less color unevenness.
また、この複屈折板は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、それら
を組み合わせて設けたりすれば良い。Further, this birefringent plate may be provided 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, or it may be provided in a layer between the electrode and the substrate, or the substrate itself may be provided as a layer. It may be provided as a refractive plate, as a layer between a substrate and a polarizing plate, or as a combination of these.
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、
複屈折板の屈折率異方性Δn=とその厚みd、との積Δ
n、・d、を調整して使用するが、1枚の板では調整で
きない場合には、同じ複屈折板または異なる複屈折板を
複数枚組合せて用いてもよい。この場合、Δn2・d2
としては、複数枚の複屈折板の6口・dの総和、即ち、
複数枚の複屈折板のりタープ−ジョンの総和を表わすも
のとする。As this birefringent plate, any transparent plate that exhibits -axial birefringence can be used, and plastic films, inorganic crystal plates, etc. can be used. To obtain the desired birefringence effect,
Product Δ of the refractive index anisotropy Δn= of the birefringent plate and its thickness d
Although n and d are adjusted and used, if the adjustment cannot be made with a single plate, the same birefringent plate or a plurality of different birefringent plates may be used in combination. In this case, Δn2・d2
is the sum of 6 ports/d of multiple birefringent plates, that is,
Let it represent the sum total of a plurality of birefringent plates.
本発明では、この複屈折板の少なくとも一枚に着色した
複屈折板を用いるものであり、複屈折板を複数用いる場
合にはその一部を着色した複屈折板としてもよいし、全
てを着色した複屈折板としてもよい。このような着色し
た複屈折板は、色素を含有したり、染色したり、色を印
刷したプラスチックフィルム、有色の無機結晶板等が使
用できる。In the present invention, at least one of the birefringent plates is colored, and when a plurality of birefringent plates are used, some of them may be colored, or all of them may be colored. It may also be a birefringent plate. As such a colored birefringent plate, a plastic film containing a pigment, dyed, or printed with a color, a colored inorganic crystal plate, etc. can be 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Δn1・dlを持った液晶層に対し、−軸性の複屈折
板のΔn8・d2の大きさ、着色の吸収特性及びそれら
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, it is necessary to adjust the size of Δn8・d2 of the -axial birefringent plate, the coloring absorption characteristics, and the light absorption characteristics of the liquid crystal layer with a certain twist angle and Δn1・dl. It is important to optimize the direction of the axis and also the direction of the polarization axes of the pair of polarizing plates.
単なる複屈折板を使用した場合、これを用いたスーパー
ツイスト液晶表示素子の白レベルの表示色が完全に白(
ならずに、薄い黄緑色から黄色を示すことが多い。この
ため着色した複屈折板の吸収特性としては、これらの黄
色系の色相を補正して白色表示に近付けるような特性が
好ましい、具体的には、着色した複屈折板の最大吸収波
長が470〜600nmにあるような複屈折板を用いる
ことが好ましい。When a simple birefringent plate is used, the displayed color of the white level of a super twist liquid crystal display element using this plate is completely white (
It often shows a pale yellow-green to yellow color. For this reason, it is preferable that the colored birefringent plate has absorption characteristics that correct these yellowish hues and bring it closer to white display.Specifically, the maximum absorption wavelength of the colored birefringent plate is 470 ~ Preferably, a birefringent plate such as that at 600 nm is used.
複屈折板のりタープ−ジョンΔn8・d2の大きさは、
概略液晶層のΔn1・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。具体的には、約0.3〜1.5μmとされればよい
。The size of the birefringent plate glue tarp John Δn8・d2 is
If the value is set approximately equal to or slightly smaller than the size of Δn1·d+ of the liquid crystal layer, it is easy to obtain a good black and white display. Specifically, the thickness may be approximately 0.3 to 1.5 μm.
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、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、複屈折板の光軸方向及び液晶
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 birefringent plate, the long axis direction of the liquid crystal molecules above the liquid crystal layer, and , is a plan view showing the relative positions of the polarization axis direction of the lower polarizing plate, the optical axis direction of the birefringent plate, and the long axis direction of the liquid crystal molecules under the liquid crystal layer.
第1図において、 1.2は一対の偏光板、 3は文字
や図形を表示するためのΔn+ j d、が0.4〜1
.5μm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はその上
下に積層された複屈折板、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は上側の複屈折
板の光軸方向、9Bは下側の複屈折板の光軸方向を示し
ている。本発明では、複屈折板4A、4Bの少な(とも
一方が着色されており、この素子自体が持つ色相を補正
して、より白黒度の良い表示が得られるようにされてい
る。In Figure 1, 1.2 is a pair of polarizing plates, 3 is for displaying characters and figures, and Δn+jd is 0.4 to 1.
.. A liquid crystal layer with a twist angle of 160 to 300' made of nematic liquid crystal with a positive dielectric anisotropy of 5 μm, 4A and 4B are birefringent plates laminated above and below the layer, 5 is a polarizing axis 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 birefringent plate, and 9B is the lower birefringent plate. It shows the optical axis direction of the refracting plate. In the present invention, one of the birefringent plates 4A and 4B is colored, and the hue of this element itself is corrected to obtain a display with better black and white accuracy.
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01、液晶層の上側の液晶分子7の長軸方向
からみた上側の複屈折板の光軸方向9Aを時計回りに計
ったものを02、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03、液晶層の下側の液晶分子8の長軸方向
からみた下側の複屈折板の光軸方向9Bを時計回りに計
ったものを04とする。In FIG. 2, 01 is the direction of the polarization axis 5 of the upper polarizing plate when viewed from the long axis direction of the liquid crystal molecules 7 above the liquid crystal layer, and 01 is the long axis of the liquid crystal molecules 7 above the liquid crystal layer. 02 is the optical axis direction 9A of the upper birefringent plate measured clockwise when viewed from the direction, and 02 is the direction of the polarization axis 6 of the lower polarizing plate when viewed from the long axis direction of the liquid crystal molecules 8 below the liquid crystal layer. The value measured clockwise is 03, and the value measured clockwise in the optical axis direction 9B of the lower birefringent plate viewed from the long axis direction of the liquid crystal molecules 8 below the liquid crystal layer is 04.
本発明では、このθ1、θ2、θ8、θ4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, θ2, θ8, and θ4 may be optimized so that black and white display is achieved.
本発明の液晶表示素子をネガ型表示で使用する場合には
、例えば液晶層のねじれ角を240゜程度とし、そのΔ
n、・d、を0.8μm程度とし、その上下に配置した
一対の一軸性の複屈折板の合計のΔn2・d、を0,8
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 a negative type display, for example, the twist angle of the liquid crystal layer is about 240°, and the Δ
n, d is about 0.8 μm, and the total Δn2 d of the pair of uniaxial birefringent plates placed above and below is 0.8 μm.
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てポジ
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比の高い白黒表示が可能になる。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°. is preferred. As a result, this liquid crystal display element is capable of black and white display with excellent viewing angle characteristics and a high contrast ratio.
この場合、特にネガ表示については、5°≦02≦14
0°でかつ40°≦04≦170@とすることにより、
オフの透過率が低(、オンの透過率が高い充分なコント
ラスト比を有する表示が実現できるため好ましい。In this case, especially for negative display, 5°≦02≦14
By setting 0° and 40°≦04≦170@,
This is preferable because a display having a sufficient contrast ratio with low off-state transmittance (and high on-state transmittance) can be realized.
また、θ1、θ2、θ3、θ4に関しては、θ1くθ2
とした場合には、θ1〈θ4となるようにすることが好
ましく、θ、〉θ、とした場合には、θ、〉e4となる
ようにすることが好ましい。Also, regarding θ1, θ2, θ3, and θ4, θ1 minus θ2
When θ1<θ4, it is preferable that θ1<θ4, and when θ,>θ, it is preferable that θ,>e4.
これにより、この液晶表示素子は、視角特性に優れたコ
ントラスト比の高い白黒表示が可能になる。As a result, this liquid crystal display element is capable of black and white display with excellent viewing angle characteristics and a high contrast ratio.
特に、40’ ≦8. ≦140” テカツ40°≦0
4≦140°とするか、−20°≦θ、≦20@でかつ
一20°≦04≦20°とすることにより、オフの透過
率が低(、充分なコントラスト比が得られるため好まし
い。In particular, 40'≦8. ≦140” Tekatsu 40°≦0
By setting 4≦140°, -20°≦θ, ≦20@ and -20°≦04≦20°, the off-state transmittance is low (and a sufficient contrast ratio can be obtained, which is preferable).
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θ1、θ
2、θ3、θ、を適当に選ぶことにより、上記例と同様
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 θ1, θ
By appropriately selecting 2, θ3, and θ, a monochrome display can be easily obtained as in the above example.
この際に、本発明では素子自体が有している色を補正す
るような着色を有する複屈折板を用いているため、素子
自体による色付きが抑えられ、より白黒度の良い表示か
可能になる。In this case, since the present invention uses a birefringent plate that has a color that corrects the color of the element itself, coloring caused by the element itself is suppressed, making it possible to display with better black and white accuracy. .
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(、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, it does not cause deviation depending on the viewing angle (and enables more precise color display. Specifically, it may be formed on the underside of the electrode, or it may be formed on the bottom of the electrode. It may be formed on the upper side.
さらに、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。Furthermore, a color filter for color correction, a color polarizing plate may 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、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(鮮明な白
黒度の高い白黒表示が可能なため、赤、縁、青の三原色
の微細力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 comparable to those of the super twist liquid crystal display element, and as mentioned above, it is possible to display bright (clear and black and white with high black-and-white) display, so it is possible to display the fine power of the three primary colors of red, edge, and blue. By arranging a filter on the inner surface of the cell, it is also possible to obtain a high-density multicolor liquid crystal display element.
本発明の液晶表示素子は、パーソナルコンビエータ−、
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 as a personal combinator,
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、Δnl + dlが0.4〜1
.5gm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1
1.12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. °, Δnl + dl is 0.4 to 1
.. A liquid crystal layer 13 made of nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy of 5 gm, and a pair of polarizing plates 1 disposed above and below the liquid crystal layer 13.
1.12. 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線偏光化された光が、この液晶
層13を透過すると、だ円偏光状態となる。このだ円偏
光の形や方向は光の波長により異なり、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。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
When light that has become almost completely linearly polarized through the liquid crystal layer 13 passes through the liquid crystal layer 13, it becomes elliptically polarized. The shape and direction of this elliptical polarization differ depending on the wavelength of the light, and it divides light into three colors: red, green, and blue.
If we consider the primary colors separately, we get the result as shown in Figure 3 (B). When these circularly polarized lights, which have different shapes and directions, pass through the upper polarizing plate 11 on the output side, the intensity of the passing light differs depending on the red, green, and blue light, so that it appears colored in a specific color. In addition, in Fig. 3 (B), 15.16
indicate the polarization axes of the polarizing plates 11 and 12, respectively.
これに対して、可視光に吸収特性のない単なる一軸性の
複屈折板を使用し、白黒表示を行なう方式が提案されて
おり、その素子構成を第4図(A)に示す。この液晶表
示素子は、ねじれ角が160〜300°で、Δn+ ”
dl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、その上に配置された
一軸性の複屈折板24A、24B、さらにその上下に配
置された一対の偏光板21.22より構成されている。On the other hand, a method has been proposed in which a monoaxial birefringent plate having no absorption property for visible light is used to display black and white, and the device configuration thereof is shown in FIG. 4(A). This liquid crystal display element has a twist angle of 160 to 300° and Δn+ ”
A liquid crystal layer 23 made of a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy with a dl of 0.4 to 1.5 μm, uniaxial birefringent plates 24A and 24B placed on top of the liquid crystal layer 23, and a pair of birefringent plates placed above and below the liquid crystal layer 23. It is composed of polarizing plates 21 and 22.
この例では、液晶層のねじれ角を240゜Δn、・d、
を0.82μmとし、上下に配置された一対の偏光板2
1.22の偏光軸の交差角を90°としている。なお、
この例では、−軸性の複屈折板を片側に2枚積層して使
用しているが、片側に1枚または3枚以上の一軸性の複
屈折板を用いたり、前述したように液晶層の上下に一対
の1枚ないしはそれ以上の一軸性の複屈折板を設けても
良い。In this example, the twist angle of the liquid crystal layer is 240°Δn,・d,
is 0.82 μm, and a pair of polarizing plates 2 are arranged above and below.
1.22, the crossing angle of the polarization axes is 90°. In addition,
In this example, two -axial birefringent plates are stacked on one side, but it is also possible to use one or more uniaxial birefringent plates on one side, or use a liquid crystal layer as described above. A pair of one or more uniaxial birefringent plates may be provided above and below.
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Δn2・dt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、遡当なΔn2・d、の複屈折板を液晶層に
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 elliptically polarized light or circularly polarized light depending on the value of Δn2・dt of the -axial birefringent plate. , or it has the property of being able to return to linearly polarized light. Therefore, by superimposing a birefringent plate with a certain value of Δn2·d on 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、この液晶層23を透過すると、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2
4A、24B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, the light that is almost completely linearly polarized through the lower polarizing plate 22 on the incident side is When the light passes through the liquid crystal layer 23, it becomes an elliptical polarized state. This elliptically polarized light is further processed by a birefringent plate 2.
4A and 24B, 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
CB)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、直線偏光に戻っている場合、
出射側の偏光軸の向きにかかわらず、通過する光の強度
の波長依存性をなくすことができる。即ち、かなり無彩
色化することができる。If we consider light by dividing it into the three primary colors of red, green, and blue, this becomes as shown in Figure 4 (CB). As in this example, when the directions of the red, green, and blue polarization axes are almost the same and return to linear polarization,
Regardless of the direction of the polarization axis on the output side, wavelength dependence of the intensity of the passing light can be eliminated. That is, the color can be made considerably 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
n、・d、の値、−軸性の複屈折板の合計のりターデー
ジジンΔnヨ・d2の値、それらと偏光板との角度θ1
、θ2、θ3、θ4等の構成要件を変えることにより決
まる。Note that negative and positive display values are determined by the twist angle of the liquid crystal layer and its Δ
The values of n, ·d, - the value of the total flux Δnyo ·d2 of the axial birefringent plate, and the angle θ1 between them and the polarizing plate.
, θ2, θ3, θ4, and the like.
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(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 was 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も白ま
たは黒の状態になるとは限らない。However, although the insertion of a birefringent plate successfully aligns the shape and direction of the elliptically polarized light and creates a black or white state when no voltage is applied, it does not necessarily mean that the state will be white or black even when a voltage is applied. Not exclusively.
そこで、本発明では、−軸性の複屈折板として、可視光
に吸収特性のある着色した一軸性の複屈折板を使用し、
電圧を印加しない状態及び電圧を印加した状態の両方の
状態において白黒度の良い表示を実現している。Therefore, in the present invention, a colored uniaxial birefringent plate that has visible light absorption properties is used as the -axial birefringent plate,
Display with high black and white accuracy is achieved both in a state where no voltage is applied and a state where a voltage is applied.
この着色した一軸性の複屈折板に要求される吸収特性と
しては、薄(着色した白状態を補正し、分光透過率が平
坦になるようにすることが望ましい。このため、色補正
をしない時には色が薄黄緑色から黄色となるので、これ
を吸収できるような赤紫系統の着色した複屈折板を用い
れば良い、具体的には、着色した複屈折板の最大吸収波
長が470〜600nmとなるような複屈折板を用いれ
ば良い。なお、吸収の強さ、即ち、色の濃さについては
補正した結果、その分光透過率がほぼ平坦になるように
選定すれば良い。The absorption characteristics required of this colored uniaxial birefringent plate are as follows: It is desirable to correct the colored white state and make the spectral transmittance flat. Since the color changes from pale yellow-green to yellow, it is best to use a birefringent plate colored in reddish-purple color that can absorb this. Specifically, the maximum absorption wavelength of the colored birefringent plate is 470 to 600 nm. It is sufficient to use a birefringent plate that has the following properties.It is sufficient to select a birefringent plate such that the absorption strength, that is, the color density, is corrected so that its spectral transmittance becomes approximately flat.
即ち、液晶層のねじれ角、Δn1・ d+等のパラメー
タにより、着色した複屈折板の吸収特性及びΔn2・d
2、その光軸方向、偏光板の偏光軸方向等を実験的に最
適化して、より白が白っぽい表示を得るようにすること
が好ましい。That is, depending on parameters such as the twist angle of the liquid crystal layer and Δn1・d+, the absorption characteristics of the colored birefringent plate and Δn2・d
2. It is preferable to experimentally optimize the optical axis direction, the polarization axis direction of the polarizing plate, etc. to obtain a whitish display.
この複屈折板の効果は、複屈折板を液晶層の入射側に配
置しても同様に働く。This effect of the birefringent plate works similarly even if the birefringent plate is placed on the incident side of the liquid crystal layer.
[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
明電極をストライブ状にバターニングし、蒸着法により
SiO□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をスピンコードし、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 As a first substrate, an ITO transparent electrode provided on a glass substrate was patterned into stripes, an insulating film made of SiO□ for short circuit prevention was formed by vapor deposition, and a polyimide film was formed. The overcoat was spin-coded and rubbed to create a substrate on which an alignment control film was formed.
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、5ins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 was patterned into stripes perpendicular to the first substrate, an insulating film of 5 inches was formed, and an overcoat of polyimide was applied. was rubbed at an angle of intersection of 60° with the rubbing direction of the first substrate to prepare 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。この液晶層ではへ01・dl
は0.82μm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, 01・dl
was 0.82 μm.
この液晶セルの両面に、夫々そのリターデーションが0
.40μmで520nmに最大吸収を有する赤紫色に着
色した一軸性の複屈折板を夫々1枚ずつ積層し、さらに
その上下に一対の偏光板を積層した。On both sides of this liquid crystal cell, the retardation is 0.
.. One uniaxial birefringent plate colored reddish-purple having a maximum absorption at 520 nm at 40 μm was laminated, and a pair of polarizing plates were further laminated above and below the plate.
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な関係は、θ
、 = 150°、θ2=856θs =120°、θ
、=95″″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
, = 150°, θ2=856θs = 120°, θ
, =95″″.
この液晶表示素子に電圧を印加し、その透過重度化を調
べた結果、第5図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 the degree of transmission, it was found that good threshold voltage characteristics were obtained as shown in Figure 5, and a good contrast ratio was obtained when multiplex driving was performed. I found out that it can be done.
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デユーテイ、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。A backlight of a C light source was arranged on the back side of this liquid crystal display element, and the element was driven at a duty of 1/200 and a bias of 1/15, and the hue in the on and off states was observed. The results are shown in FIG.
第6図において、Oはこの実施例のオン状態(白)の色
相を示し、・はこの実施例のオフ状態(黒)の色相を示
し、△はこの実施例の着色した複屈折板を着色していな
い複屈折板にした比較例のオン状態(白)の色相を示し
、ムはこの比較例のオフ状態(黒)の色相を示す、なお
、図中のXはC光源の色相を示す。In FIG. 6, O indicates the hue of the on state (white) of this example, . indicates the hue of the off state (black) of this example, and △ indicates the colored birefringent plate of this example. The figure shows the hue of the comparative example in the on state (white) using a non-birefringent plate, and M indicates the hue of the comparative example in the off state (black). In addition, X in the figure indicates the hue of the C light source. .
この結果からも明らかなように、実施例の素子では、従
来の可視光に吸収特性のない非着色の一軸性の複屈折板
を使用した比較例の素子に比べて、オンでより高い白レ
ベルが得られ、オフで若干黄色っぽいが透過率が低いた
め、充分に黒く見えるようなネガ型の白黒表示が得られ
た。As is clear from this result, the example element has a higher white level when turned on than the comparative example element, which uses a conventional non-colored uniaxial birefringent plate that does not have absorption characteristics for visible light. was obtained, which was slightly yellowish in the off state, but because the transmittance was low, a negative black-and-white display that appeared sufficiently black was obtained.
この液晶表示素子のコントラスト比を測定したところ、
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比が得られた。When we measured the contrast ratio of this liquid crystal display element, we found that
The contrast ratio was approximately 50, and a much higher contrast ratio was obtained than that of a conventional simple super twist liquid crystal display element.
その上、オンにおける透過率も25%程度が得られ、O
MI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。Moreover, a transmittance of about 25% can be obtained when the O
Since it was brighter than an MI element, it was also possible to use it as a reflective type.
実施例2
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520nmに最大吸収を有す
る赤紫色に着色した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+
=60’ 、θ2= 115@、θ8=301、θ4
=65’ とした。Example 2 In the liquid crystal display element of Example 1, 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 reddish-purple colored birefringent plate having maximum absorption at 520 nm. A liquid crystal display element was created by changing only the following. That is, θ+
=60', θ2=115@, θ8=301, θ4
=65'.
この液晶表示素子を実施例1と同様に1/200デユー
テイ、l/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 l/15 bias in the same manner 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3
実施例1の液晶表示素子の電極上にストライブ状に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 3 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.
実施例4
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520nmに最大吸収を有す
る赤紫色に着色した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、θ1
=lO°、θ8=120°、θ、=45°5 θ4 =
125’ とした。Example 4 In the liquid crystal display element of Example 1, 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 reddish-purple colored birefringent plate having maximum absorption at 520 nm. A liquid crystal display element was created by changing only the following. That is, θ1
=lO°, θ8=120°, θ, =45°5 θ4 =
It was set to 125'.
この液晶表示素子を実施例1と同様に1/200デユー
テイ、1/15バイアスで駆動したところ。This liquid crystal display element was driven at 1/200 duty and 1/15 bias as in Example 1.
オフで良好な白レベル、オンで若干青っぽいが透過率が
低いため充分に黒く見えるようなポジ型表示が得られた
。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30であった。A positive display with a good white level when turned off and slightly bluish when turned on, but with a low transmittance that appears sufficiently black, was obtained. Contrast ratio of this liquid crystal display element (pixel part only)
When measured, it was about 30.
[発明の効果]
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
ち、かつ、白黒度の良い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] As explained above, the present invention has a better contrast ratio than the conventional super twist liquid crystal display element, and enables black and white display with good black and white accuracy, resulting in clear and high display quality. Highly positive or negative type display can be 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、より白黒に近い表示が可能ということから、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 it is possible to display a display that is closer to black and white, by combining it with a color filter, a colorful display is possible.In particular, by arranging red, green, and blue color filters for each pixel, multicolor and full color It has also been recognized that it is effective in displaying images, opening up more diverse applications.
特に5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。Particularly, in the present invention, although black and white display is possible, bright display is possible, and not only transmissive type display but also reflective type display is possible, and the range of application thereof is wide.
さらに1本発明では、単に着色した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、薄くて軽量で信頼性が高い液晶表示
素子を生産性高(製造できるという利点も有する。Furthermore, according to the present invention, by simply arranging a colored birefringent plate, bright black-and-white display is possible without providing a second liquid crystal layer, and a thin, lightweight, and highly reliable liquid crystal display element can be created. It also has the advantage of being highly productive (manufacturable).
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る。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、−軸性の複屈折板を用いた液晶
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のしきい値電圧特性を示すグラフ。
第6図は、実施例1及び比較例のオン、オフ状態での色
相を示す色相図。
1.2.11.12.21.22は偏光板、3.13.
23は液晶層、
4A、 4B、24は複屈折板、
5.6.15.16.25.26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
宏1図
χ
と命
弔
圀
Ceカク 1乙1辷 (Vつ
′45″図
手続ネ甫正書(方式)
%式%(
1、事件の表示
昭和63年特許願第197076号
2、発明の名称
液晶表示素子
3、補正をする者
事件との関係FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid crystal display element according to the present invention. Figures 2 (A) and (B) are plan views showing the relative positions of the long axis directions of the upper and lower liquid crystal molecules, the polarization axis direction of the polarizing plate, and the optical axis direction of the birefringent plate, respectively, when viewed from above. It is. 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 a liquid crystal display element using a -axial birefringent plate, and a plan view illustrating the state of polarization thereof. FIG. 5 is a graph showing the threshold voltage characteristics of Example 1. FIG. 6 is a hue diagram showing hues in the on and off states of Example 1 and Comparative Example. 1.2.11.12.21.22 is a polarizing plate, 3.13.
23 is a liquid crystal layer, 4A, 4B, 24 are birefringent plates, 5.6.15.16.25.26 are polarization axes, 7.8 is the long axis direction of liquid crystal molecules, 9A, 9B are the lights of the birefringent plates Axial direction 1 diagram Title of the invention: Liquid crystal display device 3; Relationship with the amended case
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少なくとも
一方に着色した一軸性の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
1. A liquid crystal display element having a diameter of 1.5 μm and comprising a colored uniaxial birefringent plate arranged at least on one side between a liquid crystal layer and a polarizing plate.
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、液晶層の両外側であって一対の偏光
板の内側に、その少なくとも一方は着色した一対の複屈
折板を配置したことを特徴とする液晶表示素子。(2) A twist angle of 16 by a nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy containing an optically active substance and sandwiched between a pair of substrates with transparent electrodes arranged almost in parallel and having alignment control films.
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
1. A liquid crystal display element characterized in that a pair of birefringent plates, at least one of which is colored, are disposed on both sides of a liquid crystal layer and inside a pair of polarizing plates.
した複屈折板の最大吸収波長が470〜600nmにあ
ることを特徴とする液晶表示素子。(3) The liquid crystal display element according to claim 1 or 2, wherein the colored birefringent plate has a maximum absorption wavelength of 470 to 600 nm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19707688A JPH0247625A (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19707688A JPH0247625A (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Liquid crystal display element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0247625A true JPH0247625A (en) | 1990-02-16 |
Family
ID=16368319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19707688A Pending JPH0247625A (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Liquid crystal display element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0247625A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03269412A (en) * | 1990-03-19 | 1991-12-02 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
| JPH05289052A (en) * | 1992-04-10 | 1993-11-05 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01304423A (en) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Seiko Instr Inc | Liquid crystal device |
-
1988
- 1988-08-09 JP JP19707688A patent/JPH0247625A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01304423A (en) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Seiko Instr Inc | Liquid crystal device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03269412A (en) * | 1990-03-19 | 1991-12-02 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
| JPH05289052A (en) * | 1992-04-10 | 1993-11-05 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
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