JPH03226713A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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Publication number
JPH03226713A
JPH03226713A JP2020457A JP2045790A JPH03226713A JP H03226713 A JPH03226713 A JP H03226713A JP 2020457 A JP2020457 A JP 2020457A JP 2045790 A JP2045790 A JP 2045790A JP H03226713 A JPH03226713 A JP H03226713A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
light
display device
crystal display
polarizing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2020457A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Hayata
祐二 早田
Tetsuo Matsumoto
哲郎 松本
Yutaka Nakagawa
豊 中川
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.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2020457A priority Critical patent/JPH03226713A/en
Publication of JPH03226713A publication Critical patent/JPH03226713A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(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】 [産業上の利用分野] 本発明は、遮光膜を形成したネガ型表示を行う液晶表示
装置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 device that performs negative type display and has a light shielding film formed thereon.

[従来の技術] 従来、自動車の計器類、あるいは時計等の表示に用いら
れている液晶表示装置は、暗い表示面に明るい文字、図
形などの表示を行うネガ型表示が多く採用されている。
[Prior Art] Conventionally, liquid crystal display devices used for displaying automobile instruments or clocks, etc., often employ a negative type display in which bright characters, figures, etc. are displayed on a dark display surface.

ネガ型液晶表示装置は、表示部分以外の背景部分では液
晶層に電圧が印加されていないため、液晶分子がねじれ
ており、これに沿って光がねじれて進み、一対の偏光膜
の偏光軸を並行させて配置することにより、背景部分で
光が透過しないようにされている。しかし、通常のこの
ネガ型液晶表示装置の背景部分では、光が液晶層中をね
じれて進む際に、偏光度が低下するため、ある程度特定
の色の光が透過してきてしまい、コントラストが不十分
である問題点かあった。
In negative type liquid crystal display devices, no voltage is applied to the liquid crystal layer in the background area other than the display area, so the liquid crystal molecules are twisted, and light travels along this twisted axis, changing the polarization axis of the pair of polarizing films. By arranging them in parallel, light does not pass through the background area. However, in the background area of a normal negative-type liquid crystal display device, as the light twists through the liquid crystal layer, the degree of polarization decreases, so a certain amount of light of a certain color passes through, resulting in insufficient contrast. There was a problem.

この問題を解決するために、表示部分以外の背景部分に
遮光膜を形成し、さらに通常のポジ型液晶表示装置の場
合と同様に、液晶に電圧を印加しない状態で透過してく
るように偏光膜を配置するネガ型表示装置が提案されて
いる。この表示装置は、表示部分のうち、所定の表示パ
ターン部(以下透光セグメントという)には液晶分子が
立ち上るしきい値電圧以下の電圧を印加し光を透過させ
、所定の表示パターン以外の表示部(以下、遮光セグメ
ントという)には、しきい値電圧以上の電圧を印加し光
を遮光してネガ型表示を行なう形の液晶表示装置が提案
されている。(特開昭60−162227号)この表示
装置においては、遮光セグメント部は液晶分子の基板に
対して立ち上がっているため、基板に対して垂直方向が
液晶分子の光軸方向となり、この方向から見る限りにお
いては液晶分子は複屈折性を示さない。従って、偏光板
の偏光軸を直交してはりあわせた場合と等しい遮光度が
得られるため、1000以上という極めて高いコントラ
スト比を得・ることかできる。
In order to solve this problem, we formed a light-shielding film on the background area other than the display area, and also polarized the light so that it passes through without applying voltage to the liquid crystal, as in the case of normal positive type liquid crystal display devices. Negative display devices have been proposed in which a film is disposed. This display device applies a voltage below a threshold voltage at which liquid crystal molecules rise to a predetermined display pattern portion (hereinafter referred to as a light-transmitting segment) of the display portion to transmit light, and displays a display pattern other than the predetermined display pattern. A liquid crystal display device has been proposed in which a voltage equal to or higher than a threshold voltage is applied to the light-shielding segment (hereinafter referred to as a light-shielding segment) to block light and perform a negative type display. (Japanese Patent Application Laid-open No. 162227/1982) In this display device, the light-shielding segment portion stands up against the substrate of the liquid crystal molecules, so the direction perpendicular to the substrate is the optical axis direction of the liquid crystal molecules, and when viewed from this direction. Insofar as liquid crystal molecules do not exhibit birefringence. Therefore, since the same degree of light shielding as when the polarizing plates are laminated with their polarization axes perpendicular to each other can be obtained, it is possible to obtain an extremely high contrast ratio of 1000 or more.

しかしながら、この表示装置の遮光セグメント部を斜め
方向から見ると、液晶分子が複屈折性を示すことのより
、光が漏れ、遮光セグメント部の遮光が不充分になる。
However, when the light-shielding segment portion of this display device is viewed from an oblique direction, light leaks due to the birefringence of liquid crystal molecules, resulting in insufficient light-shielding of the light-shielding segment portion.

この光の漏れは、特定の方向において低角度になるに従
い増加し、コントラスト比の低下により、視認性が悪(
なる。また、背景部と遮光セグメント部の明るさが大き
く異なり、遮光セグメント部と透光セグメント部の明る
さの違いが小さくなるため、表示内容を誤認する恐れが
あるという問題点があった。
This light leakage increases as the angle becomes lower in a particular direction, and the contrast ratio decreases, resulting in poor visibility (
Become. Further, the brightness of the background portion and the light-shielding segment portion is greatly different, and the difference in brightness between the light-shielding segment portion and the light-transmitting segment portion is small, so there is a problem that there is a risk of misunderstanding the displayed content.

このため、面に垂直な方向の主屈折率が小さい一軸性複
屈折板を用いて、この欠点を解消することを本発明者ら
は提案している(特開昭63−239421号)。
For this reason, the present inventors have proposed using a uniaxial birefringent plate having a small principal refractive index in the direction perpendicular to the surface to eliminate this drawback (Japanese Patent Laid-Open No. 63-239421).

[発明の解決しようとする問題点] 前記のような一軸性複屈折板を用いることにより、広い
視野角が得られる。
[Problems to be Solved by the Invention] By using the uniaxial birefringent plate as described above, a wide viewing angle can be obtained.

しかし、そのような特性を有する均一な一軸性複屈折板
を得ることが困難であり、量産使用には適用しにくいと
いう問題点があった。
However, there is a problem in that it is difficult to obtain a uniform uniaxial birefringent plate having such characteristics, and it is difficult to apply it to mass production.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、電極を設けた基板間にネマチック液晶層を挟持し、
表示パターンに対応する部分以外には遮光膜を設け、液
晶セルの両面に偏光膜の偏光軸を電圧無印加部分で光が
透過してくるように一対の偏光膜を配置し、所望の表示
パターン以外の表示パターン部分の電極に前記ネマチッ
ク液晶が励起する以上の電圧を印加するネガ型表示の液
晶表示装置において、偏光膜とネマチック液晶層との間
の少なくとも一方に2枚の一軸性複屈折板をその光軸が
互いにほぼ直交するように配置したことを特徴とする液
晶表示装置、及び、電極を設けた基板間にネマチック液
晶層を挟持し、表示パターンに対応する部分以外には遮
光膜を設け、液晶セルの両面に偏光膜の偏光軸を電圧無
印加部分で光が透過して(るように一対の偏光膜を配置
し、所望の表示パターン以外の表示パターン部分の電極
に前記ネマチック液晶が励起する以上の電圧を印加する
ネガ型表示の液晶表示装置において、偏光膜とネマチッ
ク液晶層との間の少なくとも一方に2枚の一軸性複屈折
板を、その総合した面内の主屈折率nxs nyと、垂
直方向の主屈折率n2とがn)+”F ny> nzな
る関係を満足するように配置したことを特徴とする液晶
表示装置、及び、それらの液晶表示装置において、液晶
の屈折率異方性Δn1と基板間隙d1との積Δn1・d
lに対して、複屈折板をN枚(N22の自然数)使用す
る場合、各複屈折板の屈折率異方性Δn2とその厚みd
2との積Δn2d2の値が0.2×Δn1d1〈Δn2
d2・N < 3.OXΔnl ’di となるように
することを特徴とする液晶表示装置、及び、それらの液
晶表示装置において、ネマチック液晶に2色性色素を添
加した液晶を使用することを特徴とする液晶表示装置を
提供するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and includes a nematic liquid crystal layer sandwiched between substrates provided with electrodes,
A light-shielding film is provided in areas other than those corresponding to the display pattern, and a pair of polarizing films are placed on both sides of the liquid crystal cell so that the polarization axis of the polarizing film passes through the non-voltage area, and the desired display pattern is created. In a negative-type liquid crystal display device in which a voltage higher than that for excitation of the nematic liquid crystal is applied to the electrodes of display pattern parts other than the above, two uniaxial birefringent plates are provided at least on one side between the polarizing film and the nematic liquid crystal layer. and a nematic liquid crystal layer is sandwiched between substrates provided with electrodes, and a light-shielding film is provided in areas other than those corresponding to the display pattern. A pair of polarizing films are arranged on both sides of the liquid crystal cell so that the polarizing axis of the polarizing film is aligned with the polarizing axis of the polarizing film so that light is transmitted through the non-voltage area. In a negative-type liquid crystal display device in which a voltage higher than the voltage that excites A liquid crystal display device characterized in that nxs ny and a principal refractive index n2 in the vertical direction are arranged so as to satisfy the relationship n)+"F ny>nz, and in these liquid crystal display devices, Product Δn1・d of refractive index anisotropy Δn1 and substrate gap d1
When N birefringent plates (natural number N22) are used for l, the refractive index anisotropy Δn2 of each birefringent plate and its thickness d
The value of the product Δn2d2 with 2 is 0.2×Δn1d1<Δn2
d2・N<3. Provided are a liquid crystal display device characterized in that OXΔnl 'di, and a liquid crystal display device characterized in that a liquid crystal obtained by adding a dichroic dye to a nematic liquid crystal is used in the liquid crystal display device. It is something to do.

本発明を図面を参照しつつ説明する。The present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は、本発明のネガ型表示のねじれネマチック液晶
表示装置の基本的な例の断面図を示す。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a basic example of a negative-tone twisted nematic liquid crystal display device of the present invention.

第1図において、IAは基板であり、2Aはその上に形
成された電極であり、さらにその上には配向膜3Aが形
成されている。一方、他方の基板IBには、その上に電
極2B、表示パターン以外の部分に遮光膜4、それらの
上に配向膜3Bが形成されている。これらの2枚の基板
の電極面が相対向するように配置して、周辺をシール材
5でシールし、内部にネマチック液晶を注入して液晶層
6を形成して液晶セルを形成する。
In FIG. 1, IA is a substrate, 2A is an electrode formed thereon, and an alignment film 3A is further formed thereon. On the other hand, on the other substrate IB, an electrode 2B is formed, a light shielding film 4 is formed on a portion other than the display pattern, and an alignment film 3B is formed thereon. These two substrates are arranged so that their electrode surfaces face each other, their peripheries are sealed with a sealing material 5, and nematic liquid crystal is injected inside to form a liquid crystal layer 6 to form a liquid crystal cell.

この液晶セルの両面には、一対の偏光膜7A、7Bが配
置され、その偏光軸は、通常のポジ型表示の液晶表示素
子の場合と同様に電圧を印加した部分で光が遮断される
ようにされている。
A pair of polarizing films 7A and 7B are arranged on both sides of this liquid crystal cell, and the polarizing axis is set so that light is blocked at the part to which a voltage is applied, as in the case of a normal positive type liquid crystal display element. It is being done.

さらに、偏光膜7Aと液晶セルとの間に2枚の一軸性複
屈折板8A、8Bがその光軸が互いにほぼ直交するよう
に配置されている。
Furthermore, two uniaxial birefringent plates 8A and 8B are arranged between the polarizing film 7A and the liquid crystal cell so that their optical axes are substantially perpendicular to each other.

配向膜の配向制御方向の交差角は、通常は90°となる
ようにされるが、必要に応じて60゜〜120゛程度の
ねじれとしてもよいし、配向制御方向の交差角は90°
としても、液晶分子のねじれは90°でなく、270”
や450°としてもよい。
The intersection angle of the orientation control direction of the alignment film is usually set to 90°, but if necessary, it may be twisted by about 60° to 120°.
However, the twist of liquid crystal molecules is not 90° but 270"
or 450°.

偏光膜の偏光軸の交差角は、電圧を印加した状態、即ち
、液晶分子が立ち上がっている状態で遮光状態になるよ
うにするため、通常90°とすればよいが、特定の斜め
方向からの視認性を向上させるために、必要に応じてこ
れかられずかにずらして、見掛は土偶光軸が直交するよ
うに配置してもよい。
The crossing angle of the polarization axes of the polarizing film is usually 90° in order to block light when a voltage is applied, that is, when the liquid crystal molecules are standing up. In order to improve visibility, if necessary, the figurines may be slightly shifted from this and placed so that the optical axes of the figurines appear to be perpendicular to each other.

本発明で用いる一軸性複屈折板は、面内の特定方向(説
明上この方向をX方向とする)の主屈折率nyが高く、
面内であってもそれに直交する方向(説明上この方向を
X方向とする)の主屈折率nyが低く、面に垂直な方向
(説明上この方向をZ方向とする)の主屈折率n2は面
内の低い方の主屈折率nyとほぼ同じである。この−軸
性複屈折板の光軸は、高い主屈折率n8を示すX方向と
なる。
The uniaxial birefringent plate used in the present invention has a high principal refractive index ny in a specific in-plane direction (for purposes of explanation, this direction is referred to as the X direction),
Even within the plane, the principal refractive index ny in the direction perpendicular to it (for purposes of explanation this direction is referred to as the is almost the same as the in-plane lower principal refractive index ny. The optical axis of this -axial birefringent plate is in the X direction showing a high principal refractive index n8.

本発明では、このような−軸性複屈折板を2枚用いて、
その光軸をほぼ直交するように積層して用いる。具体的
には、一方の偏光膜と液晶セルとの間に、2枚の一軸性
複屈折板を積層して配置する。また、液晶セルの両面に
夫々2枚ずつ、合計4枚配置してもよい。なお、さらに
枚数を増やして、液晶セルの片面側に4枚配置する等配
置してもよい。
In the present invention, two such -axial birefringence plates are used,
They are used by stacking them so that their optical axes are substantially orthogonal. Specifically, two uniaxial birefringent plates are stacked and arranged between one polarizing film and a liquid crystal cell. Alternatively, a total of four sheets may be arranged, two on each side of the liquid crystal cell. Note that the number may be further increased, such as four on one side of the liquid crystal cell.

本発明では、個々の一軸性複屈折板は面内方向に光軸が
あるので、その主屈折率はnx>ny→n2となるが、
2枚の一軸性複屈折板をその光軸がほぼ直交するように
配置しているので、面内方向では総合した主屈折率がほ
ぼ均一になり、n−F ny> nyの関係となる。
In the present invention, since each uniaxial birefringent plate has an optical axis in the in-plane direction, its principal refractive index is nx>ny→n2,
Since the two uniaxial birefringent plates are arranged so that their optical axes are substantially orthogonal, the overall principal refractive index is substantially uniform in the in-plane direction, and the relationship n-F ny>ny holds.

通常のネマチック液晶を用いた液晶表示装置では、液晶
が正の光学異方性を有しているので、これを打ち消すの
に、この2枚の一軸性複屈折板を用いる。
In a liquid crystal display device using a normal nematic liquid crystal, since the liquid crystal has positive optical anisotropy, these two uniaxial birefringent plates are used to cancel this.

このため、液晶の屈折率異方性Δn1と基板間隙d1と
の積Δnl d+に対して、これら複数枚の一軸性複屈
折板の屈折率異方性Δn2とその厚みd2との積Δn2
・d2の値を特定の範囲とすることが好ましい。即ち、
使用する複屈折板をN枚(N22の自然数)とした場合
、液晶セルのΔn1・dl と各複屈折板のΔn2・d
2との関係を以下のようにすることが液晶の持つ複屈折
性を打ち消し、視野角の広い液晶表示装置が得るために
は好ましい。
Therefore, for the product Δnl d+ of the refractive index anisotropy Δn1 of the liquid crystal and the substrate gap d1, the product Δn2 of the refractive index anisotropy Δn2 of these plurality of uniaxial birefringent plates and their thickness d2
- It is preferable to set the value of d2 within a specific range. That is,
When the number of birefringent plates used is N (N22 is a natural number), Δn1・dl of the liquid crystal cell and Δn2・d of each birefringent plate
It is preferable to set the relationship with 2 as follows in order to cancel out the birefringence of the liquid crystal and obtain a liquid crystal display device with a wide viewing angle.

0.2XΔn+・d+ <Δnz’d2’N < 3.
OXΔn、・d。
0.2XΔn+・d+ <Δnz'd2'N < 3.
OXΔn,・d.

具体的には、片側に2枚の複屈折板を積層して使用した
場合には、 N=2となるので、Δn2・d2は、0.
1×Δn+−d、 〜1.5xΔn、−d、とされるこ
とが好ましい。両側に2枚ずつ複屈折板を積層して使用
した場合には、N=4となるので、Δn2・d2は、0
.05XΔn+−d+ 〜0.75xΔn。
Specifically, when two birefringent plates are stacked on one side and used, N=2, so Δn2·d2 is 0.
It is preferable that 1×Δn+−d, to 1.5×Δn,−d. When two birefringent plates are stacked on each side, N=4, so Δn2・d2 is 0.
.. 05XΔn+-d+ ~0.75xΔn.

・d、とされることが好ましい。- It is preferable to set it as d.

この−軸性複屈折板としては、面内に光軸を有する一軸
性で複屈折性(ny> ny’+= ny)を示す透明
板であれば使用でき、プラスチックフィルム、無機の結
晶材料板等が使用可能である。
As this -axial birefringent plate, any transparent plate that is uniaxial and exhibits birefringence (ny>ny'+=ny) with an optical axis in the plane can be used, such as a plastic film, an inorganic crystal material plate, etc. etc. are available.

また、液晶層のΔn1・dlの値は、0.3〜0.7μ
m程度の範囲内にあることが好ましい。Δn1・dlが
0.3μm未満になると、下記の式(1)で表わされる
透過セグメントの透過率が小さくなり、着色したり暗(
なったりする。
In addition, the value of Δn1・dl of the liquid crystal layer is 0.3 to 0.7μ
It is preferable that it be within a range of about m. When Δn1・dl becomes less than 0.3 μm, the transmittance of the transmission segment expressed by the following formula (1) decreases, causing coloring or darkening (
It happens.

なお、U= 2Δn・°d・ え λ:光の波長 また、Δn1・dlが0.7μmを越えると、コントラ
スト比の角度依存性が低下するため、 0.7μm以下
とされることが好ましい。
Note that U=2Δn·°d·λ: Wavelength of light Further, if Δn1·dl exceeds 0.7 μm, the angular dependence of the contrast ratio decreases, so it is preferably set to 0.7 μm or less.

配向制御方法としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリ
ビニルアルコール等の有機高分子の膜、 SiO□、 
TiO□、Al2O,等の無機物の膜をラビングする方
法、SiO等の斜め蒸着でもよい。
Orientation control methods include films of organic polymers such as polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, SiO□,
A method of rubbing a film of an inorganic material such as TiO□ or Al2O, or an oblique evaporation method of SiO or the like may be used.

本発明の遮光膜は、液晶セルの内面に設けてもよいし、
外面に設けてもよく、その光透過率は0.02〜1.0
%程度とされる。もつとも、液晶セルの内面側に遮光膜
を形成する方が斜め方向から見た場合に表示パターンと
遮光膜との位置ずれを生じにく(好ましい。
The light shielding film of the present invention may be provided on the inner surface of the liquid crystal cell, or
It may be provided on the outer surface, and its light transmittance is 0.02 to 1.0.
It is said to be about %. However, it is preferable to form a light-shielding film on the inner surface of the liquid crystal cell to prevent misalignment between the display pattern and the light-shielding film when viewed from an oblique direction.

この遮光膜は、表示の背景部分に形成されるものであり
、通常は一方の基板にのみ形成されればよい。もちろん
両方の基板に分割して形成されてもよいが、一方の基板
に形成するほうが工程が少な(生産性がよい。
This light-shielding film is formed on the background portion of the display, and usually only needs to be formed on one substrate. Of course, it may be formed separately on both substrates, but forming it on one substrate requires fewer steps (higher productivity).

この遮光膜は、透明電極と絶縁膜を介してアルミ、ニッ
ケル、クロム等の金属性遮光膜を蒸着、メツキ等で形成
したり、カーボンペースト等の遮光性インクを印刷等で
形成したりして形成されればよい。
This light-shielding film is formed by depositing or plating a metallic light-shielding film such as aluminum, nickel, or chromium through a transparent electrode and an insulating film, or by printing a light-shielding ink such as carbon paste. It is sufficient if it is formed.

シール材は、通常のエポキシ樹脂、シリコン樹脂等のシ
ール材でよ(、通常はその一部に開口部を形成しておき
、セル化して後、その開口部から液晶を注入し、その開
口部を封止すればよい。
The sealing material is a normal sealing material such as epoxy resin or silicone resin (normally, an opening is formed in a part of the sealing material, and after forming a cell, liquid crystal is injected through the opening, and the liquid crystal is injected through the opening. All you have to do is seal it.

汁スすス波恩ン1.でけ 通常の立マキ、リウ済晶でよ
いが、逆回転のらせん構造をとることを防止するため、
通常カイラル物質が少量添加されることが好ましい。
Soup Sususu Wave Enn 1. Deke: Ordinary standing and rivet crystals are fine, but to prevent the formation of a spiral structure with reverse rotation,
It is usually preferable to add a small amount of chiral substance.

このほか、カラーフィルター層を基板の内面または外面
に形成したり、基板を偏光膜基板としたり、基板の外面
にタッチスイッチ、紫外線カツトフィルター、無反射フ
ィルターを積層したりしてもよく、本発明の効果を損し
ない範囲内で通常の液晶表示素子に適用しつる技術を適
用してもよい。
In addition, a color filter layer may be formed on the inner or outer surface of the substrate, a polarizing film substrate may be used as the substrate, a touch switch, an ultraviolet cut filter, or a non-reflection filter may be laminated on the outer surface of the substrate. The technique applied to ordinary liquid crystal display elements may be applied within a range that does not impair the effects of the invention.

本発明では、全体としてはネガ型表示であるが、電極へ
の電圧の印加は、ポジ型表示と同様に行う。
Although the present invention is a negative type display as a whole, voltage is applied to the electrodes in the same way as a positive type display.

即ち、表示部分のうち、光を透過させる透光セグメント
においては、液晶分子が立ち上るしきい値以下の電圧を
印加し、遮光セグメントにおいては、しきい値電圧以上
の電圧を印加する。電圧の印加の方法については、各セ
グメントを個別駆動してもよいし、また複数のセグメン
ト8−1山の(曾嬰″r−@動オるマル手ブレヅク又駆
動を用いてもよい。
That is, in the light-transmitting segment of the display portion that transmits light, a voltage lower than the threshold voltage at which liquid crystal molecules rise is applied, and in the light-blocking segment, a voltage higher than the threshold voltage is applied. As for the method of applying the voltage, each segment may be driven individually, or a multi-handed brake driving method may be used to drive a plurality of segments 8-1.

通常は、裏面の偏光膜の背後に、照明手段を設けて使用
するが、背後に反射板を設置し、正面からの光を利用し
て表示を行なってもよい。
Usually, an illumination means is provided behind the polarizing film on the back surface, but a reflective plate may be provided behind the polarizing film and display may be performed using light from the front.

また照明手段と、半透過半反射板を設置し、背面と正面
の両方の光を利用する装置としても本発明は適用できる
The present invention can also be applied to a device that uses light from both the back and the front by installing an illumination means and a semi-transparent and semi-reflecting plate.

また、液晶中にネガ型、あるいはポジ型の2色性色素を
添加することでさらに高いコントラスト比を広い視野角
で得ることができる。また、この2色性色素を照明手段
の色温度の補償に用いてもよい。
Furthermore, by adding a negative or positive dichroic dye to the liquid crystal, an even higher contrast ratio can be obtained over a wider viewing angle. Additionally, this dichroic dye may be used to compensate for the color temperature of the illumination means.

[作用コ 本発明における光学素子の役割を説明する前に、従来例
における遮光セグメント部において、低角度から見た場
合に光が漏れコントラスト比が低下する理由を説明する
[Function] Before explaining the role of the optical element in the present invention, the reason why light leaks and the contrast ratio decreases when viewed from a low angle in the light-shielding segment portion in the conventional example will be explained.

第2図(a)に示すように、Z軸を基板垂線方向、2枚
の偏光膜の偏光軸9A、9Bを夫々X軸、y軸方向(前
記の一軸性複屈折板のところで説明に用いたX方向、X
方向とは別)とする。充分に電界が印加された状態では
、液晶分子はほぼZ軸方向に向いている。この液晶中を
第2図(b)で示される角度で光が進む場合の光の透過
率を計算する。液晶の屈折率を分子軸方向でnl、分子
軸に直角方向でna (ne> no)とすると、その
複屈折Δn、2.は △sty”   、  no’n。
As shown in FIG. 2(a), the Z axis is in the direction perpendicular to the substrate, and the polarization axes 9A and 9B of the two polarizing films are in the X direction,
direction). When a sufficient electric field is applied, liquid crystal molecules are oriented approximately in the Z-axis direction. The transmittance of light when the light travels through this liquid crystal at the angle shown in FIG. 2(b) is calculated. If the refractive index of the liquid crystal is nl in the direction of the molecular axis and na (ne>no) in the direction perpendicular to the molecular axis, its birefringence Δn, 2. △sty", no'n.

(。。・3、。・θや。、・。。8・θ)・・−〇・ 
(2)となる。この複屈折によって生じる位相差は、液
晶層の厚さをdlとして となり、この場合の透過率は I =sin22ψ・sin” (α/2)となる。θ
=0°においては、 るため複屈折性を示さないが、 に従い、Δnavyは大きくなり、 この現象はψ=45°、135°、 (4) Δn@ft”Oであ θが太き(なる 透過率が増す。
(..・3, .・θ and.,・.8・θ)・・−〇・
(2) becomes. The retardation caused by this birefringence is expressed by setting the thickness of the liquid crystal layer as dl, and the transmittance in this case is I = sin22ψ・sin'' (α/2).θ
= 0°, it does not exhibit birefringence, but Δnavy increases according to Transmittance increases.

225°、 315 ” で最も顕著になる。225°, 315” becomes most obvious.

この複屈折をなくすには、 (3) 式の位相を打 ち消す位相差を加えてやればよい。この位相差を与える
位相板として用いるのが、本発明における2枚の積層さ
れた一軸性複屈折板である。
To eliminate this birefringence, add a phase difference that cancels out the phase in equation (3). Two laminated uniaxial birefringent plates in the present invention are used as a phase plate that provides this phase difference.

即ち、偏光膜と液晶層との間の少なくとも一方に2枚の
一軸性複屈折板の光軸が互いにほぼ直交するように積層
して配置することにより、視野角の広い液晶表示装置を
容易に得ることができる。
That is, by arranging two uniaxial birefringent plates so that their optical axes are substantially perpendicular to each other at least on one side between the polarizing film and the liquid crystal layer, a liquid crystal display device with a wide viewing angle can be easily produced. Obtainable.

[実施例] 比較例 第1図で一軸性複屈折板8A、8Bのみを除いた構成で
、液晶としてΔn、=0.087のメルク社製r ZL
I−2978−0004偏光膜として日東電工社製「G
−1220DuJ 、セル間隙は5.5μm、従ってΔ
n、 d+=0.484c mとした。
[Example] The configuration of the comparative example in which only the uniaxial birefringent plates 8A and 8B were removed in FIG.
I-2978-0004 As a polarizing film, “G” manufactured by Nitto Denko Corporation
−1220DuJ, the cell gap is 5.5μm, so Δ
n, d+=0.484 cm.

遮光膜はセル内面に形成し、カーボンインクによる印刷
で厚さ約2μm、光の透過率約0.3%とした。また、
駆動電圧はAC12Vとした。この素子においてコント
ラスト比200以上を示す角度は、中心から視角方向で
26”まで、反視角方向で10°、左右方向は17°程
度までであった。これ以上の低角度では、遮光膜部分よ
り遮光セグメント部の透過率が高くなり、表示品位がお
ちるとともに、表示内容を見誤まる恐れがあった。
A light shielding film was formed on the inner surface of the cell and printed with carbon ink to have a thickness of about 2 μm and a light transmittance of about 0.3%. Also,
The driving voltage was AC12V. In this element, the angles at which the contrast ratio was 200 or more were up to 26" from the center in the viewing angle direction, 10 degrees in the opposite viewing angle direction, and up to about 17 degrees in the left and right directions. The transmittance of the light-shielding segment portion increases, degrading the display quality and causing a risk of misreading the displayed content.

実施例1 比較例と同様の液晶セルを用い、片側の偏光膜と液晶セ
ルとの間に、2枚の一軸性複屈折板をその光軸が互いに
直交するように重ね合せて、一方の光軸が一対の配向膜
の配向制御方向を2等分する線に平行に配置した。
Example 1 Using a liquid crystal cell similar to that of the comparative example, two uniaxial birefringent plates were superimposed between the polarizing film on one side and the liquid crystal cell so that their optical axes were orthogonal to each other, and one light The axes were arranged parallel to a line bisecting the alignment control direction of the pair of alignment films.

この−軸性複屈折板の夫々のΔn2・d2は0.30μ
mであった。
Each Δn2・d2 of this -axial birefringent plate is 0.30μ
It was m.

この液晶セルをAC12Vで駆動したところ、コントラ
スト比200以上を示す角度は、中心から視角方向で2
9°まで、反視角方向で13°、左右方向は29°程度
まで広がり、比較例に比べ著しく視認性が改良された。
When this liquid crystal cell was driven with AC12V, the angle at which the contrast ratio was 200 or more was 2 in the viewing angle direction from the center.
The viewing angle widened to 9 degrees, 13 degrees in the opposite viewing angle direction, and about 29 degrees in the left and right directions, and the visibility was significantly improved compared to the comparative example.

実施例2 比較例と同様の液晶セルを用い、夫々の偏光膜と液晶セ
ルとの間に、夫々2枚の一軸性複屈折板を光軸が直交す
るように、かつその一方の光軸が一対の配向膜の配向制
御方向を2等分する線に平行に配置した。
Example 2 Using the same liquid crystal cell as in the comparative example, two uniaxial birefringent plates were placed between each polarizing film and the liquid crystal cell so that their optical axes were perpendicular to each other, and one of the optical axes was The pair of alignment films were arranged parallel to a line dividing the alignment control direction into two equal parts.

この−軸性複屈折板の夫々のΔn2・d2は0.15μ
mであった。
Each Δn2・d2 of this -axial birefringent plate is 0.15μ
It was m.

この液晶セルをAC12Vで駆動したところ、コントラ
スト比200以上を示す角度は、中心から視角方向で2
9°まで、反視角方向で13°、左右方向は30°程度
まで広がり、比較例に比べ著しく視認性が改良された。
When this liquid crystal cell was driven with AC12V, the angle at which the contrast ratio was 200 or more was 2 in the viewing angle direction from the center.
The viewing angle widened to 9 degrees, 13 degrees in the opposite viewing angle direction, and about 30 degrees in the left and right directions, and the visibility was significantly improved compared to the comparative example.

[発明の効果] 本発明では、液晶層の示す複屈折性によって生じる光学
的位相差を、容易に入手可能な一軸性複屈折板を2枚用
いて、その光学軸を互いにほぼ直交するように積層して
配置することにより、はぼ打ち消すことが可能になり、
極めて高いコントラスト比による表示を広い角度範囲に
おいて得ることができる。
[Effects of the Invention] In the present invention, the optical retardation caused by the birefringence exhibited by the liquid crystal layer is suppressed by using two easily available uniaxial birefringent plates so that their optical axes are substantially orthogonal to each other. By stacking them and arranging them, it becomes possible to cancel out the
Display with extremely high contrast ratio can be obtained over a wide angle range.

特に、従来から量産されている面内の一方向の主屈折率
が高い一軸性複屈折板を組み合わせて用いれば良いため
、均一性の良い一軸性複屈折板が容易に入手でき、大面
積でも均一性のよい液晶表示装置への量産適用が容易で
ある。
In particular, uniaxial birefringent plates with a high principal refractive index in one direction in the plane, which have been mass-produced in the past, can be used in combination, so uniaxial birefringent plates with good uniformity can be easily obtained, and even large areas can be used. It is easy to mass-produce liquid crystal display devices with good uniformity.

また、表示色もポジ型駆動のため、角度変化が少ないと
いう効果もあり、−枚の表示パネルにおいて、多種の色
を表示させることが可能である。このことにより、広い
角度範囲で極めてよい視認性をもつ表示が可能である。
Further, since the display colors are positive-type driven, there is an effect that angle changes are small, and it is possible to display a wide variety of colors on -1 display panels. This allows display with extremely good visibility over a wide angular range.

また、本発明は、透過型表示のみならず反射型表示にお
いてもよい視認性を示すことにより外光が充分明るい場
所においても使用が可能であり、背景照明の輝度を下げ
ても視認性がよいことから、表示装置を小型にできると
いう効果もある。
Furthermore, the present invention exhibits good visibility not only in transmissive displays but also in reflective displays, so it can be used even in places where outside light is sufficiently bright, and visibility is good even when the brightness of the background illumination is lowered. Therefore, there is an effect that the display device can be made smaller.

このほか、本発明の効果を損しない範囲内で種々の応用
が可能なものである。
In addition, various other applications are possible within a range that does not impair the effects of the present invention.

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

第1図は、本発明の基本的例の断面図である。 第2図は、本発明の詳細な説明する斜視図である。 基板       :lA%IB 電極       : 2A、 2B 配向膜      :3A、3B 遮光膜      =4 シール材     =5 液晶層      二6 偏光膜      : 7A、 7B −軸性複屈折板  =8A、8B 偏光軸      :9A、9B 第 図 第 図 FIG. 1 is a cross-sectional view of a basic example of the invention. FIG. 2 is a perspective view illustrating the invention in detail. Substrate: lA%IB Electrode: 2A, 2B Alignment film: 3A, 3B Light shielding film = 4 Seal material = 5 Liquid crystal layer 26 Polarizing film: 7A, 7B - Axial birefringence plate = 8A, 8B Polarization axis: 9A, 9B No. figure No. figure

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電極を設けた基板間にネマチック液晶層を挟持し
、表示パターンに対応する部分以外には遮光膜を設け、
液晶セルの両面に偏光膜の偏光軸を電圧無印加部分で光
が透過してくるように一対の偏光膜を配置し、所望の表
示パターン以外の表示パターン部分の電極に前記ネマチ
ック液晶が励起する以上の電圧を印加するネガ型表示の
液晶表示装置において、偏光膜とネマチック液晶層との
間の少なくとも一方に2枚の一軸性複屈折板をその光軸
が互いにほぼ直交するように配置したことを特徴とする
液晶表示装置。
(1) A nematic liquid crystal layer is sandwiched between substrates provided with electrodes, and a light-shielding film is provided in areas other than those corresponding to the display pattern.
A pair of polarizing films is arranged on both sides of the liquid crystal cell so that light passes through the polarizing axis of the polarizing film in the part where no voltage is applied, and the nematic liquid crystal is excited at the electrodes in the display pattern part other than the desired display pattern. In a negative type liquid crystal display device to which the above voltage is applied, two uniaxial birefringent plates are arranged at least on one side between the polarizing film and the nematic liquid crystal layer so that their optical axes are substantially orthogonal to each other. A liquid crystal display device featuring:
(2)電極を設けた基板間にネマチック液晶層を挟持し
、表示パターンに対応する部分以外には遮光膜を設け、
液晶セルの両面に偏光膜の偏光軸を電圧無印加部分で光
が透過してくるように一対の偏光膜を配置し、所望の表
示パターン以外の表示パターン部分の電極に前記ネマチ
ック液晶が励起する以上の電圧を印加するネガ型表示の
液晶表示装置において、偏光膜とネマチック液晶層との
間の少なくとも一方に2枚の一軸性複屈折板を、その総
合した面内の主屈折率n_x、n_yと、垂直方向の主
屈折率n_zとがn_x≒n_y>n_zなる関係を満
足するように配置したことを特徴とする液晶表示装置。
(2) A nematic liquid crystal layer is sandwiched between substrates provided with electrodes, and a light-shielding film is provided in areas other than those corresponding to the display pattern.
A pair of polarizing films is arranged on both sides of the liquid crystal cell so that light passes through the polarizing axis of the polarizing film in the part where no voltage is applied, and the nematic liquid crystal is excited at the electrodes in the display pattern part other than the desired display pattern. In a negative type liquid crystal display device to which the above voltage is applied, two uniaxial birefringent plates are provided at least on one side between the polarizing film and the nematic liquid crystal layer, and the combined in-plane principal refractive index n_x, n_y and a principal refractive index n_z in the vertical direction satisfy the relationship n_x≒n_y>n_z.
(3)請求項1または2記載の液晶表示装置において、
液晶の屈折率異方性Δn_1と基板間隙d_1との積Δ
n_1・d_1に対して、複屈折板をN枚(N≧2の自
然数)使用する場合、各複屈折板の屈折率異方性Δn_
2とその厚みd_2との積Δn_2・d_2の値が0.
2×Δn_1・d_1<Δn_2・d_2・N<3.0
×Δn_1・d_1となるようにすることを特徴とする
液晶表示装置。
(3) In the liquid crystal display device according to claim 1 or 2,
Product Δ of refractive index anisotropy Δn_1 of liquid crystal and substrate gap d_1
When using N birefringent plates (N≧2 natural number) for n_1・d_1, the refractive index anisotropy Δn_ of each birefringent plate is
2 and its thickness d_2, the value of the product Δn_2・d_2 is 0.
2×Δn_1・d_1<Δn_2・d_2・N<3.0
A liquid crystal display device characterized in that ×Δn_1·d_1.
(4)請求項1または2または3記載の液晶表示装置に
おいて、ネマチック液晶に2色性色素を添加した液晶を
使用することを特徴とする液晶表示装置。
(4) The liquid crystal display device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a liquid crystal obtained by adding a dichroic dye to a nematic liquid crystal is used.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06194645A (en) * 1992-12-11 1994-07-15 Nec Corp Liquid crystal display element
JPH06242437A (en) * 1993-02-18 1994-09-02 Nec Corp Liquid crystal display element
JPH08313909A (en) * 1995-05-23 1996-11-29 Fujitsu Ltd LCD display panel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06194645A (en) * 1992-12-11 1994-07-15 Nec Corp Liquid crystal display element
JPH06242437A (en) * 1993-02-18 1994-09-02 Nec Corp Liquid crystal display element
JPH08313909A (en) * 1995-05-23 1996-11-29 Fujitsu Ltd LCD display panel

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