JPS63220221A - カラ−液晶表示素子 - Google Patents
カラ−液晶表示素子Info
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- JPS63220221A JPS63220221A JP62054397A JP5439787A JPS63220221A JP S63220221 A JPS63220221 A JP S63220221A JP 62054397 A JP62054397 A JP 62054397A JP 5439787 A JP5439787 A JP 5439787A JP S63220221 A JPS63220221 A JP S63220221A
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- G02—OPTICS
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- 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
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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
- G02F1/1397—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 the twist being substantially higher than 90°, e.g. STN-, SBE-, OMI-LC cells
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、マルチプレックス駆動特性を向上させたツィ
ステッド・ネマチック（、ＴＮ）型のカラー液晶表示素
子に関するものである。
ステッド・ネマチック（、ＴＮ）型のカラー液晶表示素
子に関するものである。
（ロ）従来の技術
近年、カラー表示を目的としてカラーフィルタやカラー
偏光板を用いた透過型ＴＮ−ＬＣＤへの関心が高まり、
特にこの方式を用いた液晶カラーテレビの実現に向けて
、駆動方式、カラーフィルタの構造、及び液晶材料等の
検討が各方面で活発に行われている。この表示方式にお
いては、表示絵素数の多い液晶パネルにおいて、色純度
が高くかつ広い色相を有する色をいかに得るかというこ
とが最大の課題となる。
偏光板を用いた透過型ＴＮ−ＬＣＤへの関心が高まり、
特にこの方式を用いた液晶カラーテレビの実現に向けて
、駆動方式、カラーフィルタの構造、及び液晶材料等の
検討が各方面で活発に行われている。この表示方式にお
いては、表示絵素数の多い液晶パネルにおいて、色純度
が高くかつ広い色相を有する色をいかに得るかというこ
とが最大の課題となる。
ところで、液晶表示装置（ＬＣＤ）の駆動方法としては
、単純マルチプレックス駆動法とアクティブマトリック
ス駆動法とがあるが、コストや有効表示面積の観点から
すると前者の駆動法が宵利と考えられる。
、単純マルチプレックス駆動法とアクティブマトリック
ス駆動法とがあるが、コストや有効表示面積の観点から
すると前者の駆動法が宵利と考えられる。
以下、従来の単純マルチプレックス駆動方式のカラー表
示ＴＮ−ＬＣＤの基本動作原理を第７図を参照して説明
する。
示ＴＮ−ＬＣＤの基本動作原理を第７図を参照して説明
する。
同図において、ａは検光子、ｂは偏光子、Ｃは。
ガラス基板、ｄは液晶分子、ｅは偏光軸の方向、ｆは光
源、ｇは表示電極（信号側電極および走査側電極）、ｈ
は分子配向膜、ｉは共通電極、ｊはカラーフィルタ層で
ある。
源、ｇは表示電極（信号側電極および走査側電極）、ｈ
は分子配向膜、ｉは共通電極、ｊはカラーフィルタ層で
ある。
このように、信号側型ｔｆｆｉ（Ｘｍりと走査側電極（
Ｙ電極）とを互いに直交するように組み合わせたＸ−Ｙ
マトリックス型ＬＣＤにおいて、ガラス基板Ｃの内側＜
’ａ晶側）か外側に表示絵素に対応させて赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ層ｊ、ｊ、ｊを形成
し、液晶層はねじれ角がほぼ９０°のねじれネマティッ
ク構造にし、ＬＣＤを光シヤツタ素子として使用する。
Ｙ電極）とを互いに直交するように組み合わせたＸ−Ｙ
マトリックス型ＬＣＤにおいて、ガラス基板Ｃの内側＜
’ａ晶側）か外側に表示絵素に対応させて赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ層ｊ、ｊ、ｊを形成
し、液晶層はねじれ角がほぼ９０°のねじれネマティッ
ク構造にし、ＬＣＤを光シヤツタ素子として使用する。
また、偏光板（検光子＆、偏光子ｂ）として、Ｒ，Ｇ。
Ｂをモザイク状に配列させたカラー偏光板を用いること
によってもフルカラー表示は可能となる。
によってもフルカラー表示は可能となる。
駆動方法は、Ｙ電極を線順次に走査し、これにタイミン
グを合わせてＸ７４極に選択画素、非選択画素に対応さ
せた電圧波形を印加する。その結果、選択画素には非選
択画素より高い実効値電圧が印加され、選択画素ではＴ
Ｎ−ＬＣＤがＯＮ状態となりＲ，Ｇ、Ｈに対応した波長
の光が透過する一方、非選択画素では印加される実効値
電圧（Ｖ ｎｓ）がＴＮ−ＬＣＤのしきい値電圧以下で
あると、光シヤツタ効果により、光はこの画素を通過す
ることができない。画素サイズが明視距離に比べて十分
率さいものであれば、選択画素を透過した光は混り合い
混色されたものとして認識される（フルカラー表示）。
グを合わせてＸ７４極に選択画素、非選択画素に対応さ
せた電圧波形を印加する。その結果、選択画素には非選
択画素より高い実効値電圧が印加され、選択画素ではＴ
Ｎ−ＬＣＤがＯＮ状態となりＲ，Ｇ、Ｈに対応した波長
の光が透過する一方、非選択画素では印加される実効値
電圧（Ｖ ｎｓ）がＴＮ−ＬＣＤのしきい値電圧以下で
あると、光シヤツタ効果により、光はこの画素を通過す
ることができない。画素サイズが明視距離に比べて十分
率さいものであれば、選択画素を透過した光は混り合い
混色されたものとして認識される（フルカラー表示）。
また、このフルカラー表示機能にさらに電圧パルス幅変
調による中間調表示機能を付加すればカラー液晶テレビ
が実現できる。
調による中間調表示機能を付加すればカラー液晶テレビ
が実現できる。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
ところで、最適化された単純マルチプレックス駆動法で
は、Ｒ，Ｇ、Ｂ絵素に印加される電圧を各々独立にコン
トロールすることは不可能であり、したがって、総ての
選択画素は同一の電圧Ｖ ｒｍｓ（ＯＮ）が印加される
。また、すべての非選択画素ら同様に同一の電圧Ｖ 、
、、（ＯＦＦ）が印加される。
は、Ｒ，Ｇ、Ｂ絵素に印加される電圧を各々独立にコン
トロールすることは不可能であり、したがって、総ての
選択画素は同一の電圧Ｖ ｒｍｓ（ＯＮ）が印加される
。また、すべての非選択画素ら同様に同一の電圧Ｖ 、
、、（ＯＦＦ）が印加される。
このような従来のマトリックス型液晶表示素子を度数Ｎ
の最適電圧平均化法で駆動するとき、選択画素における
実効電圧Ｖ 、、、（ＯＮ）と非選択画素における実効
電圧Ｖ 、、（ＯＦＦ）との比αは、で表される。この
式でＮ −４Ｇｏとするとα→ｌとなる。すなわち、度
数Ｎの増加に伴いＶ 、、、（ＯＦＦ）とＶｒ、、、（
ＯＮ）との差が減少する。したがって、表示情報量の大
きなマトリックス型液晶表示素子の実現に当たり、Ｖ
。−（ＯＮ）とＶ 、、、（ＯＦＦ）との電圧差が小さ
くても良好なカラー表示品質を得るには、鋭い閾特性が
要求される。特に近年、液晶表示素子の分野において、
表示情報の増加に伴い表示情報量の拡大化への要求が強
まりつつある。しかし、このような従来のＴＮ液晶表示
素子では、度数Ｎの増加に十分対応できない状況となっ
ている。またカラー液晶テレビへの適用においてもこの
問題は大きな支障となっていた。
の最適電圧平均化法で駆動するとき、選択画素における
実効電圧Ｖ 、、、（ＯＮ）と非選択画素における実効
電圧Ｖ 、、（ＯＦＦ）との比αは、で表される。この
式でＮ −４Ｇｏとするとα→ｌとなる。すなわち、度
数Ｎの増加に伴いＶ 、、、（ＯＦＦ）とＶｒ、、、（
ＯＮ）との差が減少する。したがって、表示情報量の大
きなマトリックス型液晶表示素子の実現に当たり、Ｖ
。−（ＯＮ）とＶ 、、、（ＯＦＦ）との電圧差が小さ
くても良好なカラー表示品質を得るには、鋭い閾特性が
要求される。特に近年、液晶表示素子の分野において、
表示情報の増加に伴い表示情報量の拡大化への要求が強
まりつつある。しかし、このような従来のＴＮ液晶表示
素子では、度数Ｎの増加に十分対応できない状況となっ
ている。またカラー液晶テレビへの適用においてもこの
問題は大きな支障となっていた。
一方、液晶分子のねじれ角度φを９０°より大きく設定
した液晶セル（カラーフィルタなし）は、従来からＳ
Ｂ Ｅ （Ｓｕｐｅｒｔｗｉｓｔｅｄ ｂｉｒｅｆｒｉ
ｎｇｅｎｃｅｅｒｒｅｃｔ）型り、ＣＤとして周知の事
実であるＣＴ、Ｊ。
した液晶セル（カラーフィルタなし）は、従来からＳ
Ｂ Ｅ （Ｓｕｐｅｒｔｗｉｓｔｅｄ ｂｉｒｅｆｒｉ
ｎｇｅｎｃｅｅｒｒｅｃｔ）型り、ＣＤとして周知の事
実であるＣＴ、Ｊ。
５ｃｈｅｆｆｅｒ Ｊ、Ｎｅｈｒｉｎｇ Ａｐｐｌ、
Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｆｔ、 ４５（１０）。
Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｆｔ、 ４５（１０）。
１０２１（１９８４）参照〕。このＳＢＥ型ＬＣＤの特
徴は液晶の複屈折効果を巧みに利用して印加電圧−透過
率特性の閾特性（以下、閾特性と称す）を大きく向上さ
せた点であり、表示色の種類に応じてＹｅｌｌｏｗ、
Ｂｌｕｅの表示モードがある。第８図は、ネマチック液
晶としてフェニルシクロヘキサン（ｐｈｅｎｙｌｃｙｃ
ｌｏｈｅｘａｎｅ）系（以下、ＰＣＨ系と称す）のもの
を用い、φ＝２７０°、液晶の層Ｉ’ｄと屈折率異方性
△ｎとの積へｎ−ｄを０．８μｍに設定した場合におけ
るＳＢＥ型ＬＣＤの典型的な透過率特性の波長依存性（
Ｙｅｌｌｏｗモード）を示したものである。第８図から
、透過率は波長によって大きく変化することが分かる。
徴は液晶の複屈折効果を巧みに利用して印加電圧−透過
率特性の閾特性（以下、閾特性と称す）を大きく向上さ
せた点であり、表示色の種類に応じてＹｅｌｌｏｗ、
Ｂｌｕｅの表示モードがある。第８図は、ネマチック液
晶としてフェニルシクロヘキサン（ｐｈｅｎｙｌｃｙｃ
ｌｏｈｅｘａｎｅ）系（以下、ＰＣＨ系と称す）のもの
を用い、φ＝２７０°、液晶の層Ｉ’ｄと屈折率異方性
△ｎとの積へｎ−ｄを０．８μｍに設定した場合におけ
るＳＢＥ型ＬＣＤの典型的な透過率特性の波長依存性（
Ｙｅｌｌｏｗモード）を示したものである。第８図から
、透過率は波長によって大きく変化することが分かる。
このように閾特性は大きく向上したものの、透過率特性
は複屈折効果のために入射光の波長に大きく依存してい
た。 かかる点に鑑み、本発明者らはカラー表示の観点
から、パラメータとしての△ｒｒｄのカラー表示特性に
与える影響について調べると共に、このパラメータの実
用的範囲を検討した。すなわち、良好なカラー表示特性
を得るためには、閾特性を良くすることの他にこの透過
率特性が波長に対してフラッ）・であることが必要であ
ることから、本発明者らは透過率特性をフラットにする
条件についてネマチック液晶にＰＣＨ系のものを用いて
調べた結果、Ｙｅｌｌｏｗモード表示で△ｎ−ｄの上限
を０．８μｍより小さくすれば、透過率特性が波長に対
してフラットになり良好なカラー表示特性が得られるこ
とを見出した。第３図にΔＢ−ｄ＝ ０．５５ｐｍの場
合における透過率の波長依存性を示す。第３図から透過
率特性は波長に対して十分フラットになっていることが
わかる。さらに、△ｎ−ｄの下限が極端に小さくなると
、もはや光は液晶分子のねじれ方向に沿って伝播するこ
とができなくなり、先シャブタ素子としての機能が損な
われることになるという事実ら見出した。なお、以上の
結果はｐ ＣＨ系以外の他の液晶を用いても同様であツ
Ｌ０ （ニ）問題点を解決するための手段 かくして本発明によれば、光学活性物質が添加された正
の誘電率異方性を有するネマチック液晶を、相対向する
ように配置された上下一対の電極基板間にて上記ネマチ
ック液晶層の層厚ｄの厚さ方向に上記液晶分子が所定の
ねじれ角度φを有してねじれたらせん構造を形成するよ
うに挾持し、かつ上記一対の電極基板の外側にそれぞれ
偏光子、検光子を設けた液晶セルからなり、上記ねじれ
角度φが１８０°≦φ≦３００°の範囲に設定され、か
つ上記ネマチック液晶の屈折率異方性△ｎと上記液晶層
の層厚ｄの積△ｒｒｄが０，３μｍ≦△ｎ−ｄ≦０，７
μｍの範囲に設定されたことを特徴とするカラー液晶表
示素子が提供される。
は複屈折効果のために入射光の波長に大きく依存してい
た。 かかる点に鑑み、本発明者らはカラー表示の観点
から、パラメータとしての△ｒｒｄのカラー表示特性に
与える影響について調べると共に、このパラメータの実
用的範囲を検討した。すなわち、良好なカラー表示特性
を得るためには、閾特性を良くすることの他にこの透過
率特性が波長に対してフラッ）・であることが必要であ
ることから、本発明者らは透過率特性をフラットにする
条件についてネマチック液晶にＰＣＨ系のものを用いて
調べた結果、Ｙｅｌｌｏｗモード表示で△ｎ−ｄの上限
を０．８μｍより小さくすれば、透過率特性が波長に対
してフラットになり良好なカラー表示特性が得られるこ
とを見出した。第３図にΔＢ−ｄ＝ ０．５５ｐｍの場
合における透過率の波長依存性を示す。第３図から透過
率特性は波長に対して十分フラットになっていることが
わかる。さらに、△ｎ−ｄの下限が極端に小さくなると
、もはや光は液晶分子のねじれ方向に沿って伝播するこ
とができなくなり、先シャブタ素子としての機能が損な
われることになるという事実ら見出した。なお、以上の
結果はｐ ＣＨ系以外の他の液晶を用いても同様であツ
Ｌ０ （ニ）問題点を解決するための手段 かくして本発明によれば、光学活性物質が添加された正
の誘電率異方性を有するネマチック液晶を、相対向する
ように配置された上下一対の電極基板間にて上記ネマチ
ック液晶層の層厚ｄの厚さ方向に上記液晶分子が所定の
ねじれ角度φを有してねじれたらせん構造を形成するよ
うに挾持し、かつ上記一対の電極基板の外側にそれぞれ
偏光子、検光子を設けた液晶セルからなり、上記ねじれ
角度φが１８０°≦φ≦３００°の範囲に設定され、か
つ上記ネマチック液晶の屈折率異方性△ｎと上記液晶層
の層厚ｄの積△ｒｒｄが０，３μｍ≦△ｎ−ｄ≦０，７
μｍの範囲に設定されたことを特徴とするカラー液晶表
示素子が提供される。
本発明に使用されるネマチック液晶としてはＰＣＨ系以
外に、代表的なビフェニール系、エステル系、ピリミジ
ン系、その他のらのでも良い。
外に、代表的なビフェニール系、エステル系、ピリミジ
ン系、その他のらのでも良い。
なお本発明における配向膜としてポリイミドシラン系高
分子からなるものを用いた。
分子からなるものを用いた。
さらに、本発明者らは、カラー表示の観点から偏光板の
設定角度β、γをパラメータとして、これらのカラー表
示特性に与える影響について調べるとともに、これらの
パラメータの実用的範囲を検討した。この結果、偏光子
側の電極基板から検光子側の電極基板に向かって液晶分
子がねじれて行く方向を正としたときの上記偏光子の偏
光軸方向と偏光子側の電極基板上の上記液晶分子の長袖
方向とのなす角度をβ、及び上記検光子の偏光軸方向と
検光子側の電極基板上の上記液晶分子の長袖方向とのな
す角度をγとしたとき、上記角度βと角度γを３０°≦
β≦了０°かつ２５°≦７≦６５°まｒ二は一６０°≦
β≦−２０°かつ一６５°≦γ≦−２５°の範囲に設定
すれば透過率特性の波長依存性についても全く問題がな
いことを確認するとともに、φの実用的な範囲は、光の
散乱によるコントラスト比の低下を防止するために２１
０°≦φ≦３００°が好ましいことを見出した。
設定角度β、γをパラメータとして、これらのカラー表
示特性に与える影響について調べるとともに、これらの
パラメータの実用的範囲を検討した。この結果、偏光子
側の電極基板から検光子側の電極基板に向かって液晶分
子がねじれて行く方向を正としたときの上記偏光子の偏
光軸方向と偏光子側の電極基板上の上記液晶分子の長袖
方向とのなす角度をβ、及び上記検光子の偏光軸方向と
検光子側の電極基板上の上記液晶分子の長袖方向とのな
す角度をγとしたとき、上記角度βと角度γを３０°≦
β≦了０°かつ２５°≦７≦６５°まｒ二は一６０°≦
β≦−２０°かつ一６５°≦γ≦−２５°の範囲に設定
すれば透過率特性の波長依存性についても全く問題がな
いことを確認するとともに、φの実用的な範囲は、光の
散乱によるコントラスト比の低下を防止するために２１
０°≦φ≦３００°が好ましいことを見出した。
（ホ）作用
液晶分子のねじれらせん構造を誘起させる光学活性物質
をより多く添加することにより液晶分子のねじれ角度φ
を９０°よりも大きく設定し、かつｎ−ｄを上記のごと
く０．３μｍ≦△ｎ−ｄ≦０，７μｍと小さく設定する
ことで、印加電圧−透過率特性の鋭い閾特性が得られる
。その結果、カラー表示品質の向上化のみならず、表示
情報量の拡大化が図られる。
をより多く添加することにより液晶分子のねじれ角度φ
を９０°よりも大きく設定し、かつｎ−ｄを上記のごと
く０．３μｍ≦△ｎ−ｄ≦０，７μｍと小さく設定する
ことで、印加電圧−透過率特性の鋭い閾特性が得られる
。その結果、カラー表示品質の向上化のみならず、表示
情報量の拡大化が図られる。
（へ）実施例
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。な
お、これによって本発明が限定されることはない。
お、これによって本発明が限定されることはない。
〔実施例１〕
第１図に本発明に係るカラー液晶セルの模式的断面図を
示す。同図において、下側ガラス基板２の上面に各々、
波長４５０ｎｍ、 ５５０ｒ＋ｍ、 ６５０ｎｍ付近に
透過率のピークを有する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
のカラーフィルタ層３ａ〜３ｃが規則正しく配列されて
おり、さらに上側ガラス基板１の下面と、下側ガラス基
板２およびこのカラーフィルタ上面に酸化インジウムか
らなる透明電極４．５をそれぞれパターン化して形成し
、その表面にポリイミドシラン系高分子波膜からなる配
向膜６゜方向にラビング処理してカラー液晶セルとした
。
示す。同図において、下側ガラス基板２の上面に各々、
波長４５０ｎｍ、 ５５０ｒ＋ｍ、 ６５０ｎｍ付近に
透過率のピークを有する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
のカラーフィルタ層３ａ〜３ｃが規則正しく配列されて
おり、さらに上側ガラス基板１の下面と、下側ガラス基
板２およびこのカラーフィルタ上面に酸化インジウムか
らなる透明電極４．５をそれぞれパターン化して形成し
、その表面にポリイミドシラン系高分子波膜からなる配
向膜６゜方向にラビング処理してカラー液晶セルとした
。
なお、８は液晶層、９は上側偏光板、１０は下側偏光板
、１１は光源である。
、１１は光源である。
第２図は、上記した構成の液晶表示素子におけるラビン
グ角度と液晶分子のねじれ角度の関係を示す図である。
グ角度と液晶分子のねじれ角度の関係を示す図である。
同図において、ψは上側ガラス基板１のラビング方向１
２すなわち、上側ガラス基ｆｉｌ上の液晶分子の長袖方
向と下側ガラス基板２のラビング方向１３すなわち、下
側ガラス基板２上の液晶分子の長袖方向とのなす角度を
表し、またφは液晶分子のねじれ角度を表し、ψ＝３６
０°−φを満たすように調節されている。ところで、液
晶分子のねじれ角度φは、ネマチック液晶に光学活性物
質を添加することにより誘起されろ固有のらせんピッチ
ｐと液晶層の層厚ｄとの比ｄ／ｐの値に依存し、液晶分
子のねじれ角度をφにするためには、（φ／３６０”
−１／４）＜ ｄ ／ｐ ＜ （φ／３６０°＋ １／
４）の範囲に調節する必要があることは周知の事実であ
る。また、図中１４は上側偏光板（偏光子）９の縣光軸
方向、１５は下側偏光板（検光子）１０の儒光軸方向を
示す。
２すなわち、上側ガラス基ｆｉｌ上の液晶分子の長袖方
向と下側ガラス基板２のラビング方向１３すなわち、下
側ガラス基板２上の液晶分子の長袖方向とのなす角度を
表し、またφは液晶分子のねじれ角度を表し、ψ＝３６
０°−φを満たすように調節されている。ところで、液
晶分子のねじれ角度φは、ネマチック液晶に光学活性物
質を添加することにより誘起されろ固有のらせんピッチ
ｐと液晶層の層厚ｄとの比ｄ／ｐの値に依存し、液晶分
子のねじれ角度をφにするためには、（φ／３６０”
−１／４）＜ ｄ ／ｐ ＜ （φ／３６０°＋ １／
４）の範囲に調節する必要があることは周知の事実であ
る。また、図中１４は上側偏光板（偏光子）９の縣光軸
方向、１５は下側偏光板（検光子）１０の儒光軸方向を
示す。
かかる液晶表示素子において、ＰＣＨ系のネマチック液
晶について、閾特性を良くすることの池に、透過率特性
をフラットにする条件をＹｅ１１ｏｗモード表示にて謂
べｂｏ 液晶分子のねじれ角度φは２７ｏ°とし几。液晶層の層
厚ｄは４．６μｍであり、配向膜はポリイミドシラン系
高分子彼嘆を用い几。用いたＰＣＨ系の液晶の組成を表
１に示す。
晶について、閾特性を良くすることの池に、透過率特性
をフラットにする条件をＹｅ１１ｏｗモード表示にて謂
べｂｏ 液晶分子のねじれ角度φは２７ｏ°とし几。液晶層の層
厚ｄは４．６μｍであり、配向膜はポリイミドシラン系
高分子彼嘆を用い几。用いたＰＣＨ系の液晶の組成を表
１に示す。
（以下余白）
表１
さらに、この液晶にはφが２７０＠になるように光学活
性物質としてＳ −８１１（メルク社製）が１，２７ｗ
ｔ５添加されている。このときのｄ／ｐは約０１６５と
なる。また表Ｉに示したネマチック液晶の屈折率異方性
△ｎは０．１２であるので、△ｎ−ｄ＝０．５５Ｈとな
る。偏光板の設定角度はβ＝４５°、γ−４５°となろ
よう設定した。その結果、第３図に示すように、透過率
特性は波長に対して充分フラットになった。
性物質としてＳ −８１１（メルク社製）が１，２７ｗ
ｔ５添加されている。このときのｄ／ｐは約０１６５と
なる。また表Ｉに示したネマチック液晶の屈折率異方性
△ｎは０．１２であるので、△ｎ−ｄ＝０．５５Ｈとな
る。偏光板の設定角度はβ＝４５°、γ−４５°となろ
よう設定した。その結果、第３図に示すように、透過率
特性は波長に対して充分フラットになった。
これにより、Ｙｅｌｌｏｗモード表示でパラメータへｎ
−ｄを小さくすれば良好なカラー表示特性を得ることが
できる。しかし、△ｎ−ｄの下限が髄端に小さくなると
、もはや光は液晶分子のねじれ方向に沿って伝播するこ
とができ戸くなり、光シヤツタ素子としての機能が損な
われることになる。
−ｄを小さくすれば良好なカラー表示特性を得ることが
できる。しかし、△ｎ−ｄの下限が髄端に小さくなると
、もはや光は液晶分子のねじれ方向に沿って伝播するこ
とができ戸くなり、光シヤツタ素子としての機能が損な
われることになる。
このｒ二め、良好なカラー表示特性を得るためのΔｎ−
ｄの実用的な範囲としては０．３μｍ≦△ｎ−ｄ≦０．
７μｍに設定することが望ましい。なお、以上の結果は
ＰＣＨ系以外の他の液晶を用いても同様であった。
ｄの実用的な範囲としては０．３μｍ≦△ｎ−ｄ≦０．
７μｍに設定することが望ましい。なお、以上の結果は
ＰＣＨ系以外の他の液晶を用いても同様であった。
に与える影響について検討を行った。これについて詳述
する。以下、パラメータα、βにおいて、上側ガラス基
板ｌから下側ガラス基板２に向かって液晶分子がねじれ
て行く方向を正としている。
する。以下、パラメータα、βにおいて、上側ガラス基
板ｌから下側ガラス基板２に向かって液晶分子がねじれ
て行く方向を正としている。
まず、印加電圧−透過率特性における閾特性の鋭さの程
度を表すパラメータαＸを導入する。α束は第４図に示
すごとく、本実施例の場合を含む視感度補正された印加
電圧−透過率特性において、透過率が９０％になる電圧
Ｖｌｌｏ、％と透過率が１０％になる電圧ＶＩＯ％の比
Ｖ ｌｏＨ／ Ｖ ＠。、として定義する。このαｘｈ
月に近づく程、閾特性が向上することになり、従ってカ
ラー表示特性が良くなる。
度を表すパラメータαＸを導入する。α束は第４図に示
すごとく、本実施例の場合を含む視感度補正された印加
電圧−透過率特性において、透過率が９０％になる電圧
Ｖｌｌｏ、％と透過率が１０％になる電圧ＶＩＯ％の比
Ｖ ｌｏＨ／ Ｖ ＠。、として定義する。このαｘｈ
月に近づく程、閾特性が向上することになり、従ってカ
ラー表示特性が良くなる。
そこで、上記ＰＣＨ系液晶を用い、△ｎ−ｄ＝０．５５
μｍに設定した場合におけるα０のβ、γ依存性につい
て凋べた結果、β＝４５°、 ７＝４５°らしくはβ−
−４５°、γ＝−４５°付近でα束が最ら小さくなるこ
とがわかった。ここで、本発明者らは別の所〔第１２回
液晶討論会講演予稿集３連Ｆ １２（１９８６）参照〕
でパラメータβ、γをある設定値を中心に各々独立に変
化させる場合に、その変化幅がそれ程太きくなければα
８値はβ、γの各々の値に依存するのではなくβとγの
差に依存することを示したが、この結果を用いてβ、γ
の最適値を求めることができる。
μｍに設定した場合におけるα０のβ、γ依存性につい
て凋べた結果、β＝４５°、 ７＝４５°らしくはβ−
−４５°、γ＝−４５°付近でα束が最ら小さくなるこ
とがわかった。ここで、本発明者らは別の所〔第１２回
液晶討論会講演予稿集３連Ｆ １２（１９８６）参照〕
でパラメータβ、γをある設定値を中心に各々独立に変
化させる場合に、その変化幅がそれ程太きくなければα
８値はβ、γの各々の値に依存するのではなくβとγの
差に依存することを示したが、この結果を用いてβ、γ
の最適値を求めることができる。
第５図はγ＝４５°に固定してβの値を４５°を中心に
変化さけた場合に得られるα束のβ依存性を示したもの
である。第５図から、β＝５０°の場合にα” ＝１．
０８と最小値を示すことがわかる。なお、αＸ値の観点
からβ、γの実用的な範囲としてはβ＝５０°±２０°
かっγ＝４５°±２０’に設定することが望ましい。逆
にγ＝−４５°に設定した場合にはβ＝−４０°が最適
値となり、α”＝１．０８となった。この場合のβ、γ
の実用的な範囲としてはβ＝−４０’±２０°かつγ＝
−４５°±２０°である。
変化さけた場合に得られるα束のβ依存性を示したもの
である。第５図から、β＝５０°の場合にα” ＝１．
０８と最小値を示すことがわかる。なお、αＸ値の観点
からβ、γの実用的な範囲としてはβ＝５０°±２０°
かっγ＝４５°±２０’に設定することが望ましい。逆
にγ＝−４５°に設定した場合にはβ＝−４０°が最適
値となり、α”＝１．０８となった。この場合のβ、γ
の実用的な範囲としてはβ＝−４０’±２０°かつγ＝
−４５°±２０°である。
さらに、液晶分子のねじれ角度φについては、第６図に
示したα束のφ依存性から、φが大きくなる程αＸが小
さくなる。しかしφが大きくなれば、電圧印加時に液晶
分子の配向が乱れてドメインの発生が生じ、この結果、
光が散乱してコントラスト比が低下するという問題が生
じやすい。このために、φの実用的な範囲としては２１
ｏ°≦φ≦３００°が望ましい。以上の結果は△ｎ−ｄ
の値が０．３μｍ≦△ｎ−ｄ≦０．７μｍの範囲に対し
て同様に成り立つと共に、ＰＣＨ系以外の池の液晶を用
いても同様であった。また、透過率特性の波長依存性に
ついてもβ、γの値を上記範囲内に設定すれば実用上全
く問題がないことを確認した。次に、従来のカラー表示
ＴＮ−ＬＣＤの場合における閾特性と比較するために前
記ＰＣＨ系液晶を用い、△ｎ−ｄ＝０．５５μｍの条件
でα８を測定したところ、１．４８であった。 このよ
うに本発明になるカラー表示ＴＮ−ＬＣＤは閾特性か著
しく改善され、カラー表示特性が向上している。さらに
、本発明になるカラー表示ＴＮ−ＬＣＤは従来のカラー
表示ＴＮ−ＬＣＤに比較して広い視野角度範囲で良好な
カラー表示特性を示すことを確認した。
示したα束のφ依存性から、φが大きくなる程αＸが小
さくなる。しかしφが大きくなれば、電圧印加時に液晶
分子の配向が乱れてドメインの発生が生じ、この結果、
光が散乱してコントラスト比が低下するという問題が生
じやすい。このために、φの実用的な範囲としては２１
ｏ°≦φ≦３００°が望ましい。以上の結果は△ｎ−ｄ
の値が０．３μｍ≦△ｎ−ｄ≦０．７μｍの範囲に対し
て同様に成り立つと共に、ＰＣＨ系以外の池の液晶を用
いても同様であった。また、透過率特性の波長依存性に
ついてもβ、γの値を上記範囲内に設定すれば実用上全
く問題がないことを確認した。次に、従来のカラー表示
ＴＮ−ＬＣＤの場合における閾特性と比較するために前
記ＰＣＨ系液晶を用い、△ｎ−ｄ＝０．５５μｍの条件
でα８を測定したところ、１．４８であった。 このよ
うに本発明になるカラー表示ＴＮ−ＬＣＤは閾特性か著
しく改善され、カラー表示特性が向上している。さらに
、本発明になるカラー表示ＴＮ−ＬＣＤは従来のカラー
表示ＴＮ−ＬＣＤに比較して広い視野角度範囲で良好な
カラー表示特性を示すことを確認した。
〔実施例２〕
この場合の液晶セルの摺造は第１図に示した乙のと同様
である。液晶分子のねじれ角度φは２７０゛とした。液
晶層の層厚ｄは４．５μｍであり、配向膜は前述のポリ
イミドシラン系高分子被膜を用いた。
である。液晶分子のねじれ角度φは２７０゛とした。液
晶層の層厚ｄは４．５μｍであり、配向膜は前述のポリ
イミドシラン系高分子被膜を用いた。
この検討に用いたネマチック液晶の組成を表２に示す。
（以下余白）
表 ２
さらに、このネマチック液晶には、液晶分子のねじれ角
度φが２７０°になるように光学活性物質としてＳ−８
１１（左旋性；メルク社製）が１．３０ｗｔ％添加され
ている。このときの液晶のらせんピッチｐは６．９μｍ
で、ｄ／ｐは約０．６５となる。また、表２に示したネ
マチック液晶の屈折率異方性△ｎは０．１３であるので
、△ｎ−ｄ＝０．５９μｍとなる。偏光板の設定角度β
、γとしてはβ＝５０°、γ＝４５°となるように設定
した。
度φが２７０°になるように光学活性物質としてＳ−８
１１（左旋性；メルク社製）が１．３０ｗｔ％添加され
ている。このときの液晶のらせんピッチｐは６．９μｍ
で、ｄ／ｐは約０．６５となる。また、表２に示したネ
マチック液晶の屈折率異方性△ｎは０．１３であるので
、△ｎ−ｄ＝０．５９μｍとなる。偏光板の設定角度β
、γとしてはβ＝５０°、γ＝４５°となるように設定
した。
以上のようにして構成された液晶セルのαχ値を測定し
たところ、１．０７となり良好なカラー表示特性が広い
視野角度範囲で得られた。
たところ、１．０７となり良好なカラー表示特性が広い
視野角度範囲で得られた。
（ト）発明の詳細
な説明したように、本発明のツィステッド・ネマチック
型のカラー液晶表示素子によれば、色再現性の優れた高
コントラストのカラー表示画像を得ることができるとと
もに、表示情報を拡大でき、カラーグラフィックディス
プレイやキャラクタ−用ディスプレイのみならず、カラ
ー液晶テレビへの適用に極めて有効なものである。
型のカラー液晶表示素子によれば、色再現性の優れた高
コントラストのカラー表示画像を得ることができるとと
もに、表示情報を拡大でき、カラーグラフィックディス
プレイやキャラクタ−用ディスプレイのみならず、カラ
ー液晶テレビへの適用に極めて有効なものである。
第１図は本発明のツィステッド・ネマチック型カラー液
晶表示素子の模式的断面図、第２図は本発明のカラー液
晶表示素子のラビング角変、液晶分子のねじれ角度およ
び偏光板の設定角度を示す図、第３図は本発明のカラー
液晶表示素子における透過率の波長依存性を示す図、第
４図は本発明における印加電圧−透過率特性を示す図、
第５図は閾特性の鋭さを表すためのパラメータαｇの儒
光軸角度β依存性を示す図、第６図は上記αＸの液晶分
子のねじれ角度φ依存性を示す図、第７図は従来のツィ
ステッド・ネマチック型カラー液晶表示素子の模式的断
面図、第８図はＹｅｌｌｏｗモード表示のＳＢＥ型ＬＣ
Ｄの典型的な透過率の波長依存性を示す図である。 Ｉ・・・・・・上側ガラス堰板、２・・・・・・下側ガ
ラス基板、４．５・・・・・・透明電極、 ６．７・
・・・・・配向膜、８・・・・・・液晶層、
９・・・・・・下側偏光板、ｌＯ・・・・・下側偏光板
。 代理人 弁理士 野 河 信太部 第１図 ！１１ 第２図 第４図 第５図 第６図 産品分子のねじ詐角度ψ
晶表示素子の模式的断面図、第２図は本発明のカラー液
晶表示素子のラビング角変、液晶分子のねじれ角度およ
び偏光板の設定角度を示す図、第３図は本発明のカラー
液晶表示素子における透過率の波長依存性を示す図、第
４図は本発明における印加電圧−透過率特性を示す図、
第５図は閾特性の鋭さを表すためのパラメータαｇの儒
光軸角度β依存性を示す図、第６図は上記αＸの液晶分
子のねじれ角度φ依存性を示す図、第７図は従来のツィ
ステッド・ネマチック型カラー液晶表示素子の模式的断
面図、第８図はＹｅｌｌｏｗモード表示のＳＢＥ型ＬＣ
Ｄの典型的な透過率の波長依存性を示す図である。 Ｉ・・・・・・上側ガラス堰板、２・・・・・・下側ガ
ラス基板、４．５・・・・・・透明電極、 ６．７・
・・・・・配向膜、８・・・・・・液晶層、
９・・・・・・下側偏光板、ｌＯ・・・・・下側偏光板
。 代理人 弁理士 野 河 信太部 第１図 ！１１ 第２図 第４図 第５図 第６図 産品分子のねじ詐角度ψ
Claims (1)
- １、光学活性物質が添加された正の誘電率異方性を有す
るネマチック液晶を、相対向するように配置された上下
一対の電極基板間にて上記ネマチック液晶層の層厚ｄの
厚さ方向に上記液晶分子が所定のねじれ角度φを有して
ねじれたらせん構造を形成するように挾持し、かつ上記
一対の電極基板の外側にそれぞれ偏光子、検光子を設け
た液晶セルからなり、上記ねじれ角度φが１８０°≦φ
≦３００°の範囲に設定され、かつ上記ネマチック液晶
の屈折率異方性△ｎと上記液晶層の層厚ｄの積△ｎ・ｄ
が０．３μｍ≦△ｎ・ｄ≦０．７μｍの範囲に設定され
たことを特徴とするカラー液晶表示素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62054397A JPS63220221A (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | カラ−液晶表示素子 |
| DE3887995T DE3887995T2 (de) | 1987-03-10 | 1988-03-10 | Farbige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung. |
| EP88302087A EP0282300B1 (en) | 1987-03-10 | 1988-03-10 | A colored liquid-crystal display device |
| US07/647,169 US5099345A (en) | 1987-03-10 | 1991-01-24 | Colored liquid-crystal display device having supertwisted nematic liquid crystal and color filters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62054397A JPS63220221A (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | カラ−液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63220221A true JPS63220221A (ja) | 1988-09-13 |
Family
ID=12969550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62054397A Pending JPS63220221A (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | カラ−液晶表示素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5099345A (ja) |
| EP (1) | EP0282300B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63220221A (ja) |
| DE (1) | DE3887995T2 (ja) |
Cited By (7)
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| JPS63274925A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Asahi Glass Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JPS63274926A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Asahi Glass Co Ltd | 液晶表示素子 |
| US4936654A (en) * | 1988-01-28 | 1990-06-26 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
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| DE4212744A1 (de) * | 1992-04-16 | 1993-10-28 | Merck Patent Gmbh | TN-Zelle mit verbesserter Graustufendarstellung |
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| US5206749A (en) * | 1990-12-31 | 1993-04-27 | Kopin Corporation | Liquid crystal display having essentially single crystal transistors pixels and driving circuits |
| US5177475A (en) * | 1990-12-19 | 1993-01-05 | Xerox Corporation | Control of liquid crystal devices |
| US5362671A (en) * | 1990-12-31 | 1994-11-08 | Kopin Corporation | Method of fabricating single crystal silicon arrayed devices for display panels |
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| US5528397A (en) * | 1991-12-03 | 1996-06-18 | Kopin Corporation | Single crystal silicon transistors for display panels |
| US5444557A (en) * | 1990-12-31 | 1995-08-22 | Kopin Corporation | Single crystal silicon arrayed devices for projection displays |
| US5661371A (en) * | 1990-12-31 | 1997-08-26 | Kopin Corporation | Color filter system for light emitting display panels |
| DE69318865T2 (de) * | 1992-03-03 | 1998-12-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka | Verdrillt-nematische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix |
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| JP3605648B2 (ja) * | 1994-12-12 | 2004-12-22 | チッソ株式会社 | 液晶組成物および液晶表示素子 |
| US6343071B1 (en) | 1995-01-11 | 2002-01-29 | Simtek Corporation | Wireless desktop area network system |
| JPH08245961A (ja) * | 1995-03-08 | 1996-09-24 | Chisso Corp | 液晶組成物および液晶表示素子 |
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| TW484023B (en) * | 1996-03-01 | 2002-04-21 | Sharp Kk | Liquid crystal display apparatus |
| US6704083B1 (en) * | 1997-05-30 | 2004-03-09 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Liquid crystal display including polarizing plate having polarizing directions neither parallel nor perpendicular to average alignment direction of molecules |
| TW434443B (en) | 1997-05-30 | 2001-05-16 | Samsung Electronics Co Ltd | Liquid crystal display |
| RU2146393C1 (ru) * | 1998-08-03 | 2000-03-10 | Володин Виталий Александрович | Способ, устройство управления экраном и экран (варианты) |
| RU2269807C2 (ru) * | 2003-01-15 | 2006-02-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Научно-Исследовательский Институт "Волга" | Жидкокристаллический экран |
Family Cites Families (15)
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| GB2109123B (en) * | 1981-09-14 | 1986-03-19 | Sharp Kk | Colour liquid crystal display devices |
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| JPS5923328A (ja) * | 1982-07-29 | 1984-02-06 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| JPS5961818A (ja) * | 1982-10-01 | 1984-04-09 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
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-
1987
- 1987-03-10 JP JP62054397A patent/JPS63220221A/ja active Pending
-
1988
- 1988-03-10 EP EP88302087A patent/EP0282300B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-10 DE DE3887995T patent/DE3887995T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-24 US US07/647,169 patent/US5099345A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5099345A (en) | 1992-03-24 |
| EP0282300A1 (en) | 1988-09-14 |
| DE3887995D1 (de) | 1994-04-07 |
| DE3887995T2 (de) | 1994-06-16 |
| EP0282300B1 (en) | 1994-03-02 |
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