JPH0377491B2 - - Google Patents
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- JPH0377491B2 JPH0377491B2 JP56143026A JP14302681A JPH0377491B2 JP H0377491 B2 JPH0377491 B2 JP H0377491B2 JP 56143026 A JP56143026 A JP 56143026A JP 14302681 A JP14302681 A JP 14302681A JP H0377491 B2 JPH0377491 B2 JP H0377491B2
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- Japan
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- cell
- nematic liquid
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
- G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
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- G—PHYSICS
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- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、液晶素子、特にツイステツドネマ
チツク液晶素子（以後TN素子と略記する）の一
様でない色つき、いわする色むらを解消すること
に関するものである。
チツク液晶素子（以後TN素子と略記する）の一
様でない色つき、いわする色むらを解消すること
に関するものである。
液晶セルは、例えば、電子卓上計算機、クロツ
ク等の数字や文字の表示板に普及が進んでいる。
第１図はこれらに用いられるTN素子の一般的構
成を示す断面図である。この図において、ガラス
のような透明基板１ａ，１ｂ上に酸化インジウム
や酸化スズなどの薄膜で作られた透明電極２ａ，
２ｂを設置し、これら透明電極２ａ，２ｂ間にス
ペーサ３を介して、液晶分子の長軸が透明電極２
ａ，２ｂの面に平行で、かつ、これらの電極間で
90度ねじれている状態にして、誘電異方性が正、
すなわちＰ型のネマチツク液晶４を注入して液晶
セル１００を構成し、この液晶セル１００を、互
いにその偏光方向が直交（直交ニコル）、あるい
は平行（平行ニコル）で、透明電極２ａ，２ｂ上
の液晶分子の長軸あるいは短軸に一致させた２枚
の偏光板５ａ，５ｂで挾んでTN素子が構成され
ている。ネマチツク液晶４層の厚みは通常1μｍ
〜１mmである。
ク等の数字や文字の表示板に普及が進んでいる。
第１図はこれらに用いられるTN素子の一般的構
成を示す断面図である。この図において、ガラス
のような透明基板１ａ，１ｂ上に酸化インジウム
や酸化スズなどの薄膜で作られた透明電極２ａ，
２ｂを設置し、これら透明電極２ａ，２ｂ間にス
ペーサ３を介して、液晶分子の長軸が透明電極２
ａ，２ｂの面に平行で、かつ、これらの電極間で
90度ねじれている状態にして、誘電異方性が正、
すなわちＰ型のネマチツク液晶４を注入して液晶
セル１００を構成し、この液晶セル１００を、互
いにその偏光方向が直交（直交ニコル）、あるい
は平行（平行ニコル）で、透明電極２ａ，２ｂ上
の液晶分子の長軸あるいは短軸に一致させた２枚
の偏光板５ａ，５ｂで挾んでTN素子が構成され
ている。ネマチツク液晶４層の厚みは通常1μｍ
〜１mmである。
TN素子は電圧比印加時には直交ニコルの場合
明視野が、平行ニコルの場合暗視野が得られる。
この状態において、透明電極２ａ，２．を介して
ネマチツク液晶４層に所定の電圧を印加すると、
直交ニコルの場合暗視野が、平行ニコルの場合明
視野が得られ、電圧を印加しない状態とは反転し
た状態となる。したがつて、透明電極２ａ，２ｂ
を、例えば、エツチング等により所定のパターン
に形成しておけば文字、数字、シンボル等の表示
が可能になる。
明視野が、平行ニコルの場合暗視野が得られる。
この状態において、透明電極２ａ，２．を介して
ネマチツク液晶４層に所定の電圧を印加すると、
直交ニコルの場合暗視野が、平行ニコルの場合明
視野が得られ、電圧を印加しない状態とは反転し
た状態となる。したがつて、透明電極２ａ，２ｂ
を、例えば、エツチング等により所定のパターン
に形成しておけば文字、数字、シンボル等の表示
が可能になる。
一般に、ネマチツク液晶は平行構造を有してい
るが、２枚の基板の間に挾み込むと、ネマチツク
液晶の平行構造は、これが接する基板表面の状態
に強く影響を受ける。綿等で基板の内面を摩擦す
ると、面に接する液晶分子の長軸は摩擦方向に従
う。この摩擦方向を壁方位という。壁方位をつけ
た２枚の基板でネマチツク液晶を挾むと、基板表
面に接する液晶分子は壁方位に従つて配列し、中
間層の液晶分子の方位は、１つの壁方位から他の
壁方位へ連続的に遷移することになる。したがつ
て、ネマチツク液晶の液晶分子は基板に垂直な任
意の線に沿い上述の90度ねじれた状態となる。
るが、２枚の基板の間に挾み込むと、ネマチツク
液晶の平行構造は、これが接する基板表面の状態
に強く影響を受ける。綿等で基板の内面を摩擦す
ると、面に接する液晶分子の長軸は摩擦方向に従
う。この摩擦方向を壁方位という。壁方位をつけ
た２枚の基板でネマチツク液晶を挾むと、基板表
面に接する液晶分子は壁方位に従つて配列し、中
間層の液晶分子の方位は、１つの壁方位から他の
壁方位へ連続的に遷移することになる。したがつ
て、ネマチツク液晶の液晶分子は基板に垂直な任
意の線に沿い上述の90度ねじれた状態となる。
このような液晶分子配向を有る液晶セルは、基
板に平行な光軸をもつ一軸性結晶とみなすことが
できる。理想的にはネマチツク液晶層を通過する
平面偏光の偏光方向は90度のねじれ構造の回転に
従つて変化すると考えられる。直交ニコルあるい
は平行ニコルと光軸との関係は、理想的であれば
色むらは生じないのであるが、実際は完全ではな
いので、直交ニコルの場合、本来一様な明視野が
見えるべき所に色むらが見えることになる。平行
ニコルの場合、本来一様な暗視野が見えるべき所
に色むらが見えることになる。この色むらは一軸
性液晶中を通過する常光線と異常光線とがおこす
レターデーシヨンによる干渉色である。常光線、
異常光線のレターデーシヨンδは、 δ＝π／λd1・Δn＝π／λＲ，Ｒ＝d1・Δn で表わされる。ここで、d1は液晶セルのネマチツ
ク液晶層の厚み、Δnは常光線と異常光線の屈折
率の差、λは光の波長である。レターデーシヨン
δ（いいかえればＲ）が小さい程、色むらが発生
しやすい（日本時計学会誌No.90，P60〜70'79参
照）。
板に平行な光軸をもつ一軸性結晶とみなすことが
できる。理想的にはネマチツク液晶層を通過する
平面偏光の偏光方向は90度のねじれ構造の回転に
従つて変化すると考えられる。直交ニコルあるい
は平行ニコルと光軸との関係は、理想的であれば
色むらは生じないのであるが、実際は完全ではな
いので、直交ニコルの場合、本来一様な明視野が
見えるべき所に色むらが見えることになる。平行
ニコルの場合、本来一様な暗視野が見えるべき所
に色むらが見えることになる。この色むらは一軸
性液晶中を通過する常光線と異常光線とがおこす
レターデーシヨンによる干渉色である。常光線、
異常光線のレターデーシヨンδは、 δ＝π／λd1・Δn＝π／λＲ，Ｒ＝d1・Δn で表わされる。ここで、d1は液晶セルのネマチツ
ク液晶層の厚み、Δnは常光線と異常光線の屈折
率の差、λは光の波長である。レターデーシヨン
δ（いいかえればＲ）が小さい程、色むらが発生
しやすい（日本時計学会誌No.90，P60〜70'79参
照）。
色むらの発生はTN素子の表示コントラストを
低下させるとともに、商品価値を著しく損ない好
ましくない。ネマチツク液晶層の厚みd1あるいは
液晶材料のΔnを大きくすれば色むらは少なくな
る。しかし、液晶素子の応答時間を速くする要請
あるいはその他の電気光学特性上の問題からd1を
あまり大きくすることができず、しかも、Δnの
大きなＰ型のネマチツク液晶の開発が難しいこと
からどうしてもＲが小さくなりがちであり、何等
かの方法で色むらを改善する要求があつた。
低下させるとともに、商品価値を著しく損ない好
ましくない。ネマチツク液晶層の厚みd1あるいは
液晶材料のΔnを大きくすれば色むらは少なくな
る。しかし、液晶素子の応答時間を速くする要請
あるいはその他の電気光学特性上の問題からd1を
あまり大きくすることができず、しかも、Δnの
大きなＰ型のネマチツク液晶の開発が難しいこと
からどうしてもＲが小さくなりがちであり、何等
かの方法で色むらを改善する要求があつた。
この発明は、上記のような従来の欠点を軽減す
るためになされたもので、従来の液晶セルにもう
１つの電極を有しない液晶セルを重ねることによ
り色むらの発生を少なくした液晶素子を提供する
ことを目的としている。以下、この発明の一実施
例を図面に基づいて説明する。
るためになされたもので、従来の液晶セルにもう
１つの電極を有しない液晶セルを重ねることによ
り色むらの発生を少なくした液晶素子を提供する
ことを目的としている。以下、この発明の一実施
例を図面に基づいて説明する。
第２図はこの発明の一実施例を示す液晶素子の
断面図である。従来の液晶セル１００を第１セル
とし、これと電極を有しない２枚の透明基板６
ａ，６ｂ間にスペーサ７を介してネマチツク液晶
８層を有する第２セル２００とを重ね合わせ、こ
れらを２枚の偏光板９ａ，９ｂで挾み込む。この
際の第１セル１００、第２セル２００内の壁方位
づけの方向および液晶分子配向状態を示す模型図
を第３図に示す。
断面図である。従来の液晶セル１００を第１セル
とし、これと電極を有しない２枚の透明基板６
ａ，６ｂ間にスペーサ７を介してネマチツク液晶
８層を有する第２セル２００とを重ね合わせ、こ
れらを２枚の偏光板９ａ，９ｂで挾み込む。この
際の第１セル１００、第２セル２００内の壁方位
づけの方向および液晶分子配向状態を示す模型図
を第３図に示す。
第３図において、矢印１０，１１，１２，１３
で壁方位づけの方向を示しており、模式的に液晶
分子を円柱の形状で図示した。１４ａ，１４ｂは
第２図の透明基板１ａ，１ｂに相当し、１５ａ，
１５ｂは第２図の透明基板６ａ，６ｂに相当す
る。なお、この図では電極およびスペーサの図示
は省略した。第２図の偏光板９ａ，９ｂは直交ニ
コルあるいは平行ニコルに配置され、かつ、透明
電極２ａ，２上の液晶分子の長軸あるいは短軸に
一致させてある。第１セル１００を構成する電極
つき透明基板１４ｂと第２セル２００を構成する
電極のない透明基板１５ａに施される壁方位づけ
が同一方向であることが特徴である。壁方位づけ
の向きは使用するネマチツク液晶４，８に応じて
第１セル１００、第２セル２００内でツイストデ
スクリネーシヨンが発生しないように決めればよ
い。
で壁方位づけの方向を示しており、模式的に液晶
分子を円柱の形状で図示した。１４ａ，１４ｂは
第２図の透明基板１ａ，１ｂに相当し、１５ａ，
１５ｂは第２図の透明基板６ａ，６ｂに相当す
る。なお、この図では電極およびスペーサの図示
は省略した。第２図の偏光板９ａ，９ｂは直交ニ
コルあるいは平行ニコルに配置され、かつ、透明
電極２ａ，２上の液晶分子の長軸あるいは短軸に
一致させてある。第１セル１００を構成する電極
つき透明基板１４ｂと第２セル２００を構成する
電極のない透明基板１５ａに施される壁方位づけ
が同一方向であることが特徴である。壁方位づけ
の向きは使用するネマチツク液晶４，８に応じて
第１セル１００、第２セル２００内でツイストデ
スクリネーシヨンが発生しないように決めればよ
い。
第３図で示したように壁方位づけされたこの発
明の液晶素子では、第１セル１００内のネマチツ
ク液晶４層での常光線が第２セル２００内のネマ
チツク液晶８層でも常光線となり、第１セル１０
０内のネマチツク液晶４層での異常光線が第２セ
ル２００内のネマチツク液晶８層でも異常光線と
なる。したがつて、この発明の液晶素子のＲは、 Ｒ＝（d1＋d2）Δn となる。ここで、d1，d2はそれぞれ第１セル１０
０、第２セル２００のネマチツク液晶４，８層の
厚みである。
明の液晶素子では、第１セル１００内のネマチツ
ク液晶４層での常光線が第２セル２００内のネマ
チツク液晶８層でも常光線となり、第１セル１０
０内のネマチツク液晶４層での異常光線が第２セ
ル２００内のネマチツク液晶８層でも異常光線と
なる。したがつて、この発明の液晶素子のＲは、 Ｒ＝（d1＋d2）Δn となる。ここで、d1，d2はそれぞれ第１セル１０
０、第２セル２００のネマチツク液晶４，８層の
厚みである。
前述の従来のTN素子の場合はＲ＝d1・Δnであ
り、この発明の液晶素子の方がレターデーシヨン
δ（いいかえればＲ）が大きくなり、色むらが発
生しにくいわけである。この場合、第２セル２０
０のネマチツク液晶８層の厚みは1μｍ〜１mmの
範囲が適当である。
り、この発明の液晶素子の方がレターデーシヨン
δ（いいかえればＲ）が大きくなり、色むらが発
生しにくいわけである。この場合、第２セル２０
０のネマチツク液晶８層の厚みは1μｍ〜１mmの
範囲が適当である。
この発明の液晶素子では、例えば、２枚の偏光
板９ａ，９ｂが直交ニコルの場合、第１セル１０
０の透明電極２ａ，２ｂ間に電圧を印加しない
と、暗視野が得られ、所定の電圧が印加されると
明視野となる。すなわち、第１セル１００の透明
電極２ａ，２ｂのパターン形状が暗視野の中に明
視野として表示されることになる。平行ニコルの
場合はこれが逆転する。
板９ａ，９ｂが直交ニコルの場合、第１セル１０
０の透明電極２ａ，２ｂ間に電圧を印加しない
と、暗視野が得られ、所定の電圧が印加されると
明視野となる。すなわち、第１セル１００の透明
電極２ａ，２ｂのパターン形状が暗視野の中に明
視野として表示されることになる。平行ニコルの
場合はこれが逆転する。
なお、上記の実施例の場合、第２セル２００の
液晶分子配列は、第１セル１００と同様に90度ね
じれた構造をしていたが、第４図に示すようにホ
モジニアス配列でも色むらを軽減する効果が得ら
れる。
液晶分子配列は、第１セル１００と同様に90度ね
じれた構造をしていたが、第４図に示すようにホ
モジニアス配列でも色むらを軽減する効果が得ら
れる。
また、以上の実施例では、第１セル１００と第
２セル２００に同じネマチツク液晶４，８を用い
た。しかし、これは必ずしも同じである必要はな
い。第２セル２００内のネマチツク液晶８は、電
圧に応答する必要はなく、Ｐ型のネマチツク液晶
以外、誘電異方性が負のネマチツク液晶でもよ
い。第２セル２００に用いるネマチツク液晶８は
できるだけΔnの大きな液晶材料を選択する方が
この発明の液晶素子の色むら軽減には効果があ
る。
２セル２００に同じネマチツク液晶４，８を用い
た。しかし、これは必ずしも同じである必要はな
い。第２セル２００内のネマチツク液晶８は、電
圧に応答する必要はなく、Ｐ型のネマチツク液晶
以外、誘電異方性が負のネマチツク液晶でもよ
い。第２セル２００に用いるネマチツク液晶８は
できるだけΔnの大きな液晶材料を選択する方が
この発明の液晶素子の色むら軽減には効果があ
る。
さらに、第５図に示したように、第２図の第１
セル１００の透明基板１ｂと第２セル２００の透
明基板６ａは一体化してネマチツク液晶層が２層
で透明基板が３枚の二層液晶素子の構成にしても
よい。
セル１００の透明基板１ｂと第２セル２００の透
明基板６ａは一体化してネマチツク液晶層が２層
で透明基板が３枚の二層液晶素子の構成にしても
よい。
以上詳細に説明したように、この発明は、従来
の液晶セルに、電極を有する液晶セルのレターデ
ーシヨンを補償するもう一つの電極を有しない液
晶セルを重ねたので、電極を有する液晶セルであ
るTN素子の応答時間およびその他の電気光学特
性を悪化させることなく、色むらの発生を軽減で
きる利点がある。
の液晶セルに、電極を有する液晶セルのレターデ
ーシヨンを補償するもう一つの電極を有しない液
晶セルを重ねたので、電極を有する液晶セルであ
るTN素子の応答時間およびその他の電気光学特
性を悪化させることなく、色むらの発生を軽減で
きる利点がある。
第１図は従来のTN素子の構成を示す断面図、
第２図はこの発明の一実施例を示す断面図、第３
図はこの発明の液晶素子の第１セル、第２セル内
の壁方位づけの方向および液晶分子の配向状態の
一例を示す模型図、第４図はこの発明の他の実施
例における第１セル、第２セル内の壁方位づけの
方向および液晶分子の配向状態を示す模型図、第
５図はこの発明のさらに他の実施例を示す断面図
である。 図中、１ａ，１ｂは透明基板、２ａ，２ｂは透
明電極、３，７はスペーサ、４，８はネマチツク
液晶、６ａ，６ｂは透明基板、９ａ，９ｂは偏光
板、１０，１１，１２，１３は壁方位づけの方向
を示す矢印である。なお、図中の同一符号は同一
または相当部分を示す。
第２図はこの発明の一実施例を示す断面図、第３
図はこの発明の液晶素子の第１セル、第２セル内
の壁方位づけの方向および液晶分子の配向状態の
一例を示す模型図、第４図はこの発明の他の実施
例における第１セル、第２セル内の壁方位づけの
方向および液晶分子の配向状態を示す模型図、第
５図はこの発明のさらに他の実施例を示す断面図
である。 図中、１ａ，１ｂは透明基板、２ａ，２ｂは透
明電極、３，７はスペーサ、４，８はネマチツク
液晶、６ａ，６ｂは透明基板、９ａ，９ｂは偏光
板、１０，１１，１２，１３は壁方位づけの方向
を示す矢印である。なお、図中の同一符号は同一
または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電極を有する第１および第２の透明基板のそ
れぞれ上記電極を有する面に互いに直交するよう
に壁方位づけし内向させてネマチツク液晶を挟持
させ上記電極のパターンを表示するようにした第
１セルと、電極を有しない第３および第４の透明
基板の面に互いに直交あるいは平行するように壁
方位づけし内向させてネマチツク液晶を挟持させ
た第２セルとを上記第２および第３の透明基板を
それぞれの壁方位づけが同一方向になるように重
ね合わせたことを特徴とする液晶素子。 ２ 上記第２および第３の透明基板を一体とした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液
晶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56143026A JPS5843428A (ja) | 1981-09-09 | 1981-09-09 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56143026A JPS5843428A (ja) | 1981-09-09 | 1981-09-09 | 液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5843428A JPS5843428A (ja) | 1983-03-14 |
| JPH0377491B2 true JPH0377491B2 (ja) | 1991-12-10 |
Family
ID=15329177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56143026A Granted JPS5843428A (ja) | 1981-09-09 | 1981-09-09 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5843428A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61287977A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-18 | Kyoritsu Kagaku Sangyo Kk | 水性ポリウレタン接着剤組成物 |
| JPH0830807B2 (ja) * | 1988-07-22 | 1996-03-27 | 松下電器産業株式会社 | 液晶パネル |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5373996A (en) * | 1976-12-14 | 1978-06-30 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display system |
| JPS566218A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-22 | Casio Comput Co Ltd | Liquid crystal display device |
-
1981
- 1981-09-09 JP JP56143026A patent/JPS5843428A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5843428A (ja) | 1983-03-14 |
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