JP2001142071A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP2001142071A
JP2001142071A JP32704599A JP32704599A JP2001142071A JP 2001142071 A JP2001142071 A JP 2001142071A JP 32704599 A JP32704599 A JP 32704599A JP 32704599 A JP32704599 A JP 32704599A JP 2001142071 A JP2001142071 A JP 2001142071A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal cell
display
light
display device
Prior art date
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Pending
Application number
JP32704599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Yanagisawa
正樹 柳沢
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.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain both of fast response and high display quality of a liquid crystal display device. SOLUTION: The light from a light emitting element 100 is linearly polarized by a first linear polarizing plate 200. In a display liquid crystal cell 300, the light passing through the first linearly polarizing plate 200 is transmitted through a part where a specified voltage is applied, while in a part where a specified voltage is applied, the light is elliptically polarized with different directions of the major axes of the elliptically polarized light depending on the wavelength. A compensation liquid crystal cell 400 is formed into larger thickness than the display liquid crystal cell 300. In the compensation liquid crystal cell 400, the polarized light from the display liquid crystal cell 300 is elliptically polarized with substantially the same direction of the major axes of the elliptically polarized light without depending on the wavelength, while the elliptically polarized light from the display liquid crystal cell 300 is linearly polarized. A second linearly polarizing plate 500 has the polarizing axis in the same direction as the direction of the major axis of the elliptically polarized light in the light from the compensation liquid crystal cell 400 or as the polarizing direction of the linearly polarized light from the compensation liquid crystal cell 400.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に、2層の液晶層を有する液晶表示装置に関す
る。
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having two liquid crystal layers.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は、テレビやコンピュータ
のディスプレイ等に使用されている。液晶表示装置の中
には、基板間で液晶分子の方向が180°〜360°捩
れるように配向しているSTN(Super-Twisted Nemati
c )液晶から形成されたSTN型液晶表示装置がある。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is used for a display of a television or a computer. Some liquid crystal display devices have an STN (Super-Twisted Nemati) in which the directions of liquid crystal molecules are twisted between the substrates by 180 ° to 360 °.
c) There is an STN type liquid crystal display device formed from liquid crystal.

【0003】STN型液晶表示装置は、例えば図4に示
すように、光源10と、光源10上に設けられた第1直
線偏光板20と、第1直線偏光板20上に設けられ、一
対の基板間にSTN液晶が封入された表示用液晶セル3
0と、表示用液晶セル30上に設けられた第2直線偏光
板40と、から構成されている。
As shown in FIG. 4, for example, an STN-type liquid crystal display device includes a light source 10, a first linear polarizing plate 20 provided on the light source 10, a pair of first linear polarizing plates 20 provided on the first linear polarizing plate 20. Display liquid crystal cell 3 with STN liquid crystal sealed between substrates
0 and a second linear polarizing plate 40 provided on the display liquid crystal cell 30.

【0004】光源10は、画像を表示するための光を放
出し、光源10から放出された光は、第1直線偏光板2
0を透過することによって直線偏光する。そして、第1
直線偏光板20を透過した直線偏光の光は、表示用液晶
セル30に入射する。表示用液晶セル30のSTN液晶
は、所定の電圧を印加されていない場合、直線偏光の光
を楕円偏光させる。一方、STN液晶は、所定の電圧を
印加されている場合、直線偏光の光をそのまま透過させ
る。このため、表示用液晶セル30に印加する電圧を制
御することによって、表示用液晶セル30を透過する光
の偏光が制御される。
[0004] The light source 10 emits light for displaying an image, and the light emitted from the light source 10 is applied to the first linear polarizer 2.
The light is linearly polarized by transmitting 0. And the first
The linearly polarized light transmitted through the linear polarizing plate 20 enters the display liquid crystal cell 30. The STN liquid crystal of the display liquid crystal cell 30 makes the linearly polarized light elliptically polarized when a predetermined voltage is not applied. On the other hand, when a predetermined voltage is applied, the STN liquid crystal transmits linearly polarized light as it is. Therefore, by controlling the voltage applied to the display liquid crystal cell 30, the polarization of the light transmitted through the display liquid crystal cell 30 is controlled.

【0005】第2直線偏光板40は、表示用液晶セル3
0に所定の電圧が印加されている場合に、表示用液晶セ
ル30を透過した直線偏光した光の偏光方向と、第2直
線偏光板40の偏光軸(透過軸)とが、所定の角度(例
えば、90°)をなすように設けられている。これによ
って、表示用液晶セル30に印加する電圧を制御するこ
とによって、第2直線偏光板40から光を出射させた
り、第2直線偏光板40に光を吸収させたりすることが
できる。即ち、表示用液晶セル30への電圧印加を制御
することによって、画像の表示及び非表示を制御してい
る。
[0005] The second linear polarizing plate 40 is connected to the display liquid crystal cell 3.
When a predetermined voltage is applied to 0, the polarization direction of the linearly polarized light transmitted through the display liquid crystal cell 30 and the polarization axis (transmission axis) of the second linear polarizer 40 are at a predetermined angle (transmission axis). (For example, 90 °). Thus, by controlling the voltage applied to the display liquid crystal cell 30, light can be emitted from the second linear polarizing plate 40 or the second linear polarizing plate 40 can absorb light. That is, display and non-display of an image are controlled by controlling the voltage application to the display liquid crystal cell 30.

【0006】しかし、上記表示用液晶セル30を透過し
た光が有する楕円偏光の主軸の向きは波長毎に異なる。
このため、以上のようなSTN型液晶表示装置によって
表示される画面は着色されてしまう場合がある。
However, the direction of the principal axis of the elliptically polarized light included in the light transmitted through the display liquid crystal cell 30 differs for each wavelength.
For this reason, the screen displayed by the above-described STN liquid crystal display device may be colored.

【0007】具体的には、例えば表示用液晶セル30に
所定の電圧を印加し、表示用液晶セル30を透過した直
線偏光の光が有する偏光方向が第2直線偏光板40の偏
光軸の方向と直交している場合、表示用液晶セル30を
透過した光は第2直線偏光板40に吸収される。即ち、
画面が黒く表示される。一方、表示用液晶セル30に所
定の電圧を印加していない場合、表示用液晶セル30を
透過した光は波長毎にその主軸が異なった方向に楕円偏
光している。このため、表示用液晶セル30を透過した
光の内、その主軸の方向が第2直線偏光板40の偏光軸
の方向に近い成分(波長)の光ほど第2直線偏光板40
を透過する。これによって、画面が白色ではなく、例え
ば黄色で表示されてしまう。
Specifically, for example, a predetermined voltage is applied to the display liquid crystal cell 30, and the polarization direction of the linearly polarized light transmitted through the display liquid crystal cell 30 is the direction of the polarization axis of the second linear polarizing plate 40. When the light is orthogonal, the light transmitted through the display liquid crystal cell 30 is absorbed by the second linear polarizing plate 40. That is,
The screen is displayed in black. On the other hand, when a predetermined voltage is not applied to the display liquid crystal cell 30, the light transmitted through the display liquid crystal cell 30 is elliptically polarized in a direction in which the main axis is different for each wavelength. For this reason, of the light transmitted through the display liquid crystal cell 30, light having a component (wavelength) whose principal axis direction is closer to the polarization axis direction of the second linear polarizing plate 40 is closer to the second linear polarizing plate 40.
Through. As a result, the screen is displayed in, for example, yellow instead of white.

【0008】また、例えば表示用液晶セル30に所定の
電圧を印加し、表示用液晶セル30を透過した直線偏光
の光が有する偏光方向が第2直線偏光板40の偏光軸の
方向と同一である場合、表示用液晶セル30を透過した
光は、そのほぼ全てが第2直線偏光板40を透過する。
即ち、白色光によって画面が表示される。一方、表示用
液晶セル30に所定の電圧を印加していない場合、表示
用液晶セル30を透過した光は波長毎に異なった方向に
楕円偏光している。このため、一部の光が第2直線偏光
板40を透過する。これによって、画面は黒色で表示さ
れず、例えば青色で表示されてしまう。
Further, for example, a predetermined voltage is applied to the display liquid crystal cell 30, and the polarization direction of the linearly polarized light transmitted through the display liquid crystal cell 30 is the same as the direction of the polarization axis of the second linear polarizing plate 40. In some cases, almost all of the light transmitted through the display liquid crystal cell 30 is transmitted through the second linear polarizing plate 40.
That is, the screen is displayed by white light. On the other hand, when a predetermined voltage is not applied to the display liquid crystal cell 30, the light transmitted through the display liquid crystal cell 30 is elliptically polarized in different directions for each wavelength. For this reason, some light transmits through the second linear polarizing plate 40. As a result, the screen is not displayed in black, but is displayed in blue, for example.

【0009】以上のような表示画面の着色を防止するた
めに、第1直線偏光板20と第2直線偏光板40との間
の、表示用液晶セル30の光の入射側又は出射側に液晶
セル(補償用液晶セル)を設けた2層STN型液晶表示
装置がある。なお、補償用液晶セルは、表示用液晶セル
30と同様に、一対の基板間にSTN液晶が封入される
ことによって形成されている。
In order to prevent the display screen from being colored as described above, a liquid crystal is provided between the first linear polarizing plate 20 and the second linear polarizing plate 40 on the light incident side or the light emitting side of the display liquid crystal cell 30. There is a two-layer STN type liquid crystal display device provided with a cell (compensation liquid crystal cell). The compensation liquid crystal cell is formed by sealing STN liquid crystal between a pair of substrates, similarly to the display liquid crystal cell 30.

【0010】なお、以上のようにして出射光の着色を防
止するためには、STN液晶の複屈折率Δnと、液晶の
厚さ(セルギャップ)dとの積(リタデーション値;Δ
n×d)が、表示用液晶セルと補償用液晶セルとで一致
しなければならない。但し、マルチプレックス駆動方式
を採用している液晶表示装置の駆動時には、クロストー
ク等が発生して、選択されていない部分の液晶セルにも
電圧が印加されてしまう場合がある。このため、選択さ
れていない部分からも光が出射してしまうという問題が
ある。
In order to prevent the emitted light from being colored as described above, the product (retardation value; Δt) of the birefringence Δn of the STN liquid crystal and the thickness (cell gap) d of the liquid crystal is required.
nxd) must match between the display liquid crystal cell and the compensation liquid crystal cell. However, when driving a liquid crystal display device employing the multiplex driving method, crosstalk or the like may occur, and a voltage may be applied to liquid crystal cells in a non-selected portion. For this reason, there is a problem that light is emitted also from a non-selected portion.

【0011】以上のような問題を回避するために、マル
チプレックス駆動方式を採用している液晶表装示置で
は、補償用液晶セルのリタデーションの値を表示用液晶
セルよりも小さく設定している。具体的には、上記2層
STN型液晶表示装置には、実質的に同一の複屈折率を
有するSTN型液晶を使用し、補償用液晶セルのセルギ
ャップを表示用液晶セルよりも小さく設定することによ
って、選択されていない部分から光が出射することを防
止している。
In order to avoid the above problems, in a liquid crystal display device employing a multiplex drive system, the retardation value of the compensating liquid crystal cell is set smaller than that of the display liquid crystal cell. Specifically, in the two-layer STN liquid crystal display device, STN liquid crystals having substantially the same birefringence are used, and the cell gap of the compensation liquid crystal cell is set smaller than that of the display liquid crystal cell. This prevents light from being emitted from unselected portions.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、液晶表
示装置による画像の表示と非表示とを速く切り替えるた
めに、即ち、液晶の高速応答を実現するために、セルギ
ャップの小さい液晶セルが製造されるようになってい
る。
However, in recent years, a liquid crystal cell having a small cell gap has been manufactured in order to quickly switch between displaying and non-displaying an image by a liquid crystal display device, that is, to realize a high-speed response of the liquid crystal. It is supposed to be.

【0013】以上のことから、上記した2層STN型液
晶表示装置にも、セルギャップの小さい表示用液晶セル
及び補償用液晶セルが採用されるようになっている。特
に、画像の表示及び非表示は、表示用液晶セルへの電圧
印加を制御することによって選択されるため、表示用液
晶セルのセルギャップを小さくすることによって高速応
答を実現できる。
As described above, a display liquid crystal cell and a compensation liquid crystal cell having a small cell gap are also adopted in the above-mentioned two-layer STN type liquid crystal display device. In particular, display and non-display of an image are selected by controlling the application of voltage to the liquid crystal cell for display. Therefore, high-speed response can be realized by reducing the cell gap of the liquid crystal cell for display.

【0014】しかし、上記したように、補償用液晶セル
のセルギャップは表示用液晶セルのセルギャップよりも
小さく設定される。具体的には、例えば、表示用液晶セ
ルのセルギャップが約4.0μmである場合、補償用液
晶セルのセルギャップは約3.0μmに設定される。こ
のため、高速応答を実現するために、表示用液晶セルを
十分薄く形成すると、補償用液晶セルは薄すぎて、均一
な厚さに形成することが困難になる。これによって、画
像の乱れ等が発生しやすく、表示品位が低下するという
問題が発生する。
However, as described above, the cell gap of the compensation liquid crystal cell is set smaller than the cell gap of the display liquid crystal cell. Specifically, for example, when the cell gap of the display liquid crystal cell is about 4.0 μm, the cell gap of the compensation liquid crystal cell is set to about 3.0 μm. Therefore, if the display liquid crystal cell is formed sufficiently thin in order to realize a high-speed response, the compensation liquid crystal cell is too thin, and it is difficult to form the compensation liquid crystal cell to have a uniform thickness. As a result, there is a problem that the image is likely to be disturbed and the display quality is deteriorated.

【0015】一方、補償用液晶セルを均一な厚さで形成
できるように、補償用液晶セルのセルギャップを大きく
設定すると、表示用液晶セルが厚くなって、高速応答が
実現できない。即ち、補償用液晶セルのセルギャップを
表示用液晶セルのセルギャップよりも小さく設定する
と、液晶の高速応答と高い表示品位との両方を同時に実
現することができない。また、高速応答を実現するため
に液晶セルを薄く形成することによって、製造される液
晶表示装置の歩留まりが低下する。
On the other hand, if the cell gap of the compensating liquid crystal cell is set to be large so that the compensating liquid crystal cell can be formed with a uniform thickness, the display liquid crystal cell becomes too thick to realize a high-speed response. That is, if the cell gap of the compensating liquid crystal cell is set smaller than the cell gap of the display liquid crystal cell, it is impossible to simultaneously achieve both high-speed response and high display quality of the liquid crystal. Further, the yield of a manufactured liquid crystal display device is reduced by forming the liquid crystal cell thinner to realize a high-speed response.

【0016】従って、本発明は、液晶の高速応答、及
び、高い表示品位を同時に実現可能な液晶表示装置を提
供することを目的とする。また、本発明は、歩留まりの
高い液晶表示装置を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of simultaneously realizing high-speed response of liquid crystal and high display quality. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a high yield.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる液晶表示装置は、第1直線偏光板と
第2直線偏光板との間に、層厚がd1で複屈折率Δn1
の第1液晶層を有する表示用液晶セルと、層厚がd
複屈折率Δnの第2液晶層を有する補償用液晶セル
と、を備え、リタデーション値Δn2 ・d2がリタデー
ション値Δn・dより小さく、且つ前記液晶層厚d
が前記液晶層厚dより小さいことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention comprises a first linear polarizing plate and a second linear polarizing plate having a layer thickness d 1 and a birefringence. Rate Δn 1
And a compensating liquid crystal cell having a second liquid crystal layer having a birefringence Δn 2 with a layer thickness of d 2 , wherein a retardation value Δn 2 · d 2 is a retardation value. Δn 1 · d 1 and the liquid crystal layer thickness d
1 is characterized in that the smaller than the liquid crystal layer thickness d 2.

【0018】この発明によれば、厚さムラの影響が少な
いので補償用液晶セルの歩留まりが高い。また、低温で
のレスポンスが良好で高温でのコントラスト比を高くす
ることができる。このため、画像の乱れ等が発生しにく
く、高い表示品位を実現できる。
According to the present invention, the yield of the compensation liquid crystal cell is high because the influence of the thickness unevenness is small. Further, the response at a low temperature is good, and the contrast ratio at a high temperature can be increased. For this reason, disturbance of an image is less likely to occur, and high display quality can be realized.

【0019】前記第2液晶層の複屈折率Δnは、前記
第1液晶層の複屈折率Δn1よりも小さくてもよい。前
記第2液晶層のネマチック相−等方性液体相転移温度
は、前記第1液晶層のネマチック相−等方性液体相転移
温度よりも高くしてもよい。前記第1液晶層及び前記第
2液晶層は、STN(スーパーツイステッドネマティッ
ク)液晶から形成されていてもよい。
The birefringence Δn 2 of the second liquid crystal layer may be smaller than the birefringence Δn 1 of the first liquid crystal layer. The nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature of the second liquid crystal layer may be higher than the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature of the first liquid crystal layer. The first liquid crystal layer and the second liquid crystal layer may be formed from a super twisted nematic (STN) liquid crystal.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態にかか
る液晶表示装置について図面を参照して説明する。本発
明の実施の形態にかかる液晶表示装置は、液晶分子が1
80°〜360°捩れるように配向しているSTN(Su
per-Twisted Nematic )液晶を用いたSTN型液晶表示
装置である。
Next, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention has one liquid crystal molecule.
STN (Su) which is oriented to twist from 80 ° to 360 °
per-Twisted Nematic) An STN type liquid crystal display using a liquid crystal.

【0021】図1は、上記液晶表示装置の構成を示す断
面図である。図1に示すように、液晶表示装置は、発光
素子100と、第1直線偏光板200と、表示用液晶セ
ル300と、補償用液晶セル400と、第2直線偏光板
500と、駆動回路600と、から構成されている。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the liquid crystal display device. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device includes a light emitting element 100, a first linear polarizing plate 200, a display liquid crystal cell 300, a compensating liquid crystal cell 400, a second linear polarizing plate 500, and a driving circuit 600. And is composed of

【0022】発光素子100は、画像を表示させるため
の光源であり、駆動回路600に接続されている。発光
素子100は、例えば所定の電圧を印加されることによ
って発光する有機EL(エレクトロルミネッセンス)素
子等である。第1直線偏光板200は、発光素子100
から放出された光を直線偏光させる。即ち、第1直線偏
光板200は、発光素子100から放出された光の内、
所定の方向に振動面を有する成分(波長)の光を透過さ
せる。
The light emitting element 100 is a light source for displaying an image, and is connected to the drive circuit 600. The light emitting element 100 is, for example, an organic EL (electroluminescence) element that emits light when a predetermined voltage is applied. The first linear polarizing plate 200 is a light emitting device 100.
Linearly polarized light emitted from. That is, the first linearly polarizing plate 200 includes, among the light emitted from the light emitting element 100,
Light of a component (wavelength) having a vibration surface in a predetermined direction is transmitted.

【0023】表示用液晶セル300は、第1直線偏光板
200上に設けられ、例えば図2(a)に示すように、
第1透明基板301と、第2透明基板302と、第1電
極303と、第2電極304と、第1電極303上に設
けられた第1配向膜306と、第2電極304上に設け
られた第2配向膜307と、両配向膜306、307間
に介在するSTN液晶層305と、から構成されてい
る。第1透明基板301及び第2透明基板302は、光
学的に透明な材質、例えばガラス等から形成され、互い
に対向するように設けられている。また、両配向膜30
6、307は、STN液晶層305の液晶分子が所定方
向に配列するように、それぞれラビング処理を施されて
いる。
The display liquid crystal cell 300 is provided on the first linear polarizing plate 200, and for example, as shown in FIG.
A first transparent substrate 301, a second transparent substrate 302, a first electrode 303, a second electrode 304, a first alignment film 306 provided on the first electrode 303, and provided on the second electrode 304. A second alignment film 307 and an STN liquid crystal layer 305 interposed between the two alignment films 306 and 307. The first transparent substrate 301 and the second transparent substrate 302 are formed of an optically transparent material, for example, glass or the like, and are provided to face each other. In addition, both alignment films 30
Rubbing treatments 6 and 307 are performed so that the liquid crystal molecules of the STN liquid crystal layer 305 are arranged in a predetermined direction.

【0024】第1電極303は、光学的に透明であり、
第1透明基板301上に、所定間隔で互いに並行となる
ように複数設けられている。また、第1電極303は、
駆動回路600に接続されている。第2電極304は、
光学的に透明であり、第2透明基板302上に、第1電
極303に実質的に直交するように所定間隔で複数設け
られている。また、第2電極304は、駆動回路600
に接続されている。
The first electrode 303 is optically transparent,
A plurality of first transparent substrates 301 are provided at predetermined intervals so as to be parallel to each other. Also, the first electrode 303
It is connected to the drive circuit 600. The second electrode 304 is
It is optically transparent and is provided on the second transparent substrate 302 at a plurality of predetermined intervals so as to be substantially orthogonal to the first electrode 303. The second electrode 304 is connected to the driving circuit 600
It is connected to the.

【0025】STN液晶層305は、第1透明基板30
1と第2透明基板302との間に封入されている。所定
の電圧を印加されていない部分のSTN液晶層305
は、第1直線偏光板200を透過した直線偏光の光を楕
円偏光させる。なお、楕円偏光した光の各成分が有する
楕円偏光の主軸の向きは、波長によって異なる。一方、
所定の電圧を印加されている部分のSTN液晶層305
は、第1直線偏光板200を透過した直線偏光の光をそ
のまま出射させる。即ち、直線偏光した光の偏光方向は
保存される。
The STN liquid crystal layer 305 is formed on the first transparent substrate 30.
It is sealed between the first and second transparent substrates 302. STN liquid crystal layer 305 in a portion where a predetermined voltage is not applied
Turns elliptically polarized light of linearly polarized light transmitted through the first linearly polarizing plate 200. The direction of the main axis of the elliptically polarized light included in each component of the elliptically polarized light differs depending on the wavelength. on the other hand,
STN liquid crystal layer 305 in a portion where a predetermined voltage is applied
Causes the linearly polarized light transmitted through the first linear polarizing plate 200 to be emitted as it is. That is, the polarization direction of the linearly polarized light is preserved.

【0026】補償用液晶セル400は、表示用液晶セル
300を透過した光の光学位相差を補償するための液晶
セルである。即ち、補償用液晶セル400は、液晶表示
装置から出射する光の着色を防止し、クロストーク等に
よる選択されていない部分からの光の出射を防止するた
めに、表示用液晶セル300上に設けられている。
The compensating liquid crystal cell 400 is a liquid crystal cell for compensating the optical phase difference of the light transmitted through the display liquid crystal cell 300. That is, the compensation liquid crystal cell 400 is provided on the display liquid crystal cell 300 in order to prevent coloring of light emitted from the liquid crystal display device and to prevent light from being emitted from a non-selected portion due to crosstalk or the like. Have been.

【0027】この補償用液晶セル400は、例えば図2
(b)に示すように構成されている。具体的には、補償
用液晶セル400は、第1透明基板401と、第2透明
基板402と、第1配向膜403と、第2配向膜404
と、STN液晶層405と、から構成されている。な
お、補償用液晶セル400(又はSTN液晶層405)
の厚さ(セルギャップd)は、表示用液晶セル300
(又はSTN液晶層305)のセルギャプdよりも厚
い。
The compensation liquid crystal cell 400 is, for example, shown in FIG.
It is configured as shown in FIG. Specifically, the compensation liquid crystal cell 400 includes a first transparent substrate 401, a second transparent substrate 402, a first alignment film 403, and a second alignment film 404.
And an STN liquid crystal layer 405. The compensation liquid crystal cell 400 (or the STN liquid crystal layer 405)
Of the liquid crystal cell 300 for display (cell gap d 2 )
(Or STN liquid crystal layer 305) is thicker than cell gap d 1 of.

【0028】第1透明基板401及び第2透明基板40
2は、光学的に透明な材質、例えばガラス等から形成さ
れ、互いに対向するように設けられている。また、両配
向膜403、404は、STN液晶層405の液晶分子
が所定方向に配列するように、それぞれラビング処理を
施されている。
First transparent substrate 401 and second transparent substrate 40
Numerals 2 are made of an optically transparent material, for example, glass, and provided so as to face each other. The alignment films 403 and 404 are rubbed so that the liquid crystal molecules of the STN liquid crystal layer 405 are arranged in a predetermined direction.

【0029】STN液晶層405は、第1透明基板40
1と第2透明基板402との間に封入されている。ま
た、STN液晶層405の分子は、STN液晶層305
の分子とは逆方向に捩れるように配向している。なお、
STN液晶の複屈折率は印加される電圧によって変化す
るので、STN液晶層405の複屈折率Δnは、表示
用液晶セル300のSTN液晶層305が有する複屈折
率Δnよりも小さく設定されている。また、補償用液
晶セル400のリタデーション値(複屈折率×液晶セル
の厚さ)は、表示用液晶セル300のリタデーション値
よりも小さく、即ちΔn×d>Δn×dとなる
ように設定されている。このように補償用液晶セル40
0のΔn2 ・d2 の値を表示用液晶セルのΔn1 ・d1
の値より小さくしているので、表示用液晶セル300の
対向する電極間に電圧が印加されていない初期状態では
両セル300、400を通って第2直線偏光板500に
入射する光はわずかにあるが、表示用液晶セル300の
電極間に電圧を印加すると、この電極間の電界によって
表示用液晶セル300のΔn1 ・d1 が小さくなり、こ
の表示用液晶セル300のΔn1 ・d 1 が補償用液晶セ
ル400のΔn2 ・d2 とほぼ等しくなったときに、第
2直線偏光板500に入射する光はほとんどなくなる。
The STN liquid crystal layer 405 is formed on the first transparent substrate 40.
It is sealed between the first and second transparent substrates 402. Ma
The molecules of the STN liquid crystal layer 405 are
Are oriented so as to be twisted in the opposite direction to the molecule. In addition,
The birefringence of the STN liquid crystal changes according to the applied voltage.
Therefore, the birefringence Δn of the STN liquid crystal layer 4052Is displayed
Birefringence of STN Liquid Crystal Layer 305 of Liquid Crystal Cell 300
Rate Δn1It is set smaller than. In addition, compensation liquid
Value of crystal cell 400 (birefringence x liquid crystal cell)
Is the retardation value of the display liquid crystal cell 300.
Smaller than Δn1× d1> Δn2× d2Becomes
It is set as follows. Thus, the compensation liquid crystal cell 40
Δn of 0Two・ DTwoOf the liquid crystal cell for display1・ D1
Of the display liquid crystal cell 300
In the initial state where no voltage is applied between the opposing electrodes,
Through both cells 300 and 400 to second linear polarizer 500
Although there is a small amount of incident light, the display liquid crystal cell 300
When a voltage is applied between the electrodes, the electric field between the electrodes causes
Δn of the display liquid crystal cell 3001・ D1Becomes smaller,
Δn of the display liquid crystal cell 3001・ D 1Is the compensation LCD
400nTwo・ DTwoWhen it is almost equal to
Light incident on the two linear polarizers 500 is almost eliminated.

【0030】つまり、STN液晶層405は、表示用液
晶セル300の電極303,304間に印加される電圧
がしきい値を越えない電圧である場合に表示用液晶セル
300により生じる所定の楕円偏光の光を直線偏光させ
る。そして第2直線偏光板500の偏光軸はこの直線偏
光の偏光軸と直交するように設定されている。そして、
表示用液晶セル300の電極303,304間に印加さ
れる電圧がしきい値を越える電圧である場合、表示用液
晶セル300及び補償用液晶セル400の楕円偏光作用
に応じて偏光された光が、直線偏光板500を透過し、
出射される。
That is, the STN liquid crystal layer 405 has a predetermined elliptically polarized light generated by the display liquid crystal cell 300 when the voltage applied between the electrodes 303 and 304 of the display liquid crystal cell 300 does not exceed the threshold value. Is linearly polarized. The polarization axis of the second linear polarizing plate 500 is set to be orthogonal to the polarization axis of the linearly polarized light. And
When the voltage applied between the electrodes 303 and 304 of the display liquid crystal cell 300 exceeds the threshold value, light polarized according to the elliptically polarizing action of the display liquid crystal cell 300 and the compensation liquid crystal cell 400 is generated. Transmitted through the linear polarizing plate 500,
Is emitted.

【0031】第2直線偏光板500は、補償用液晶セル
400上に設けられ、第1直線偏光板100と共に表示
用液晶セル300及び補償用液晶セル400を挟む。駆
動回路600は、発光素子100、表示用液晶セル30
0、及び、補償用液晶セル400に接続され、発光素子
100、表示用液晶セル300に所定の電圧を印加する
ことによって、液晶表示装置を駆動し、画像を表示す
る。
The second linear polarizing plate 500 is provided on the compensating liquid crystal cell 400, and sandwiches the display liquid crystal cell 300 and the compensating liquid crystal cell 400 together with the first linear polarizing plate 100. The driving circuit 600 includes the light emitting element 100 and the display liquid crystal cell 30.
The liquid crystal display device is driven by applying a predetermined voltage to the light emitting element 100 and the display liquid crystal cell 300 by being connected to the liquid crystal cell 400 for compensation and 0, and displays an image.

【0032】以上に示したように、補償用液晶セル40
0が表示用液晶セル300よりも厚く形成されている。
このため、表示用液晶セル300を可能な限り薄く形成
しても、補償用液晶セル400を表示用液晶セル300
よりも容易に製造することができる。即ち、厚さが均一
な補償用液晶セル400を形成することができる。ま
た、小さい異物(ほこり等)がSTN液晶層405に混
入しても、液晶分子に生じる配向の乱れが小さい。以上
のように、表示用液晶セル300を薄く形成することに
よって、液晶表示装置の高速応答を実現することができ
る。そして、厚さが均一で液晶分子に乱れの少ない補償
用液晶セル400を製造することによって、液晶表示装
置の高い表示品位を実現することができる。
As described above, the compensation liquid crystal cell 40
0 is formed thicker than the display liquid crystal cell 300.
Therefore, even if the display liquid crystal cell 300 is formed as thin as possible, the compensation liquid crystal cell 400 is
It can be more easily manufactured. That is, the compensation liquid crystal cell 400 having a uniform thickness can be formed. In addition, even if small foreign matter (dust or the like) is mixed in the STN liquid crystal layer 405, the disorder of the alignment generated in the liquid crystal molecules is small. As described above, by forming the display liquid crystal cell 300 thin, a high-speed response of the liquid crystal display device can be realized. By manufacturing the compensating liquid crystal cell 400 having a uniform thickness and little disturbance of liquid crystal molecules, a high display quality of the liquid crystal display device can be realized.

【0033】以上のようにして、2層のSTN液晶を備
えた液晶表示装置によって、白黒表示をすることができ
る。また、補償用液晶セル400のセルギャップは表示
用液晶セル300のセルギャップより大きいので、表示
用液晶セル300を可能な限り薄く形成することができ
る。これによって、液晶表示装置の高速応答を実現する
ことができる。また、補償用液晶セル400のセルギャ
ップは表示用液晶セル300のセルギャップより大きい
ので、セルギャップのムラがあっても表示への影響が小
さく、高い歩留まりで液晶表示装置を製造することがで
きる。
As described above, black-and-white display can be performed by the liquid crystal display device having the two-layer STN liquid crystal. Further, since the cell gap of the compensating liquid crystal cell 400 is larger than the cell gap of the display liquid crystal cell 300, the display liquid crystal cell 300 can be formed as thin as possible. Thereby, a high-speed response of the liquid crystal display device can be realized. Further, since the cell gap of the compensation liquid crystal cell 400 is larger than the cell gap of the display liquid crystal cell 300, even if the cell gap is uneven, the influence on the display is small, and the liquid crystal display device can be manufactured with a high yield. .

【0034】また、液晶は、一般的に、温度が低くなる
と粘性が高くなり、ある温度(転移温度)TC−Sより
も低くなると結晶化するため液晶の立ち上がり立ち下が
りが遅くなり表示のレスポンスが悪くなる傾向がある。
一方、温度が高くなると液晶分子の配向方向が均一でな
くなり、ある温度(転移温度)TN−Iを超えると液晶
分子の配向方向が等方的になる。しかし、上記したよう
に、補償用液晶セル400を表示用液晶セル300より
も厚く形成し、STN液晶層405の複屈折率をSTN
液晶層305の複屈折率よりも小さく設定することによ
って、周りの温度変化によるSTN液晶層405の複屈
折率変化が、STN液晶層305よりも小さくなる。即
ち、図3に示すように、リタデーション値(Δn×d)
の温度による変化は、表示用液晶セル300よりも補償
用液晶セル400の方が緩やかとなる。このため、温度
がTC−SとTN−Iとの間では、低温でも表示のレス
ポンスがよく、高温ではSTN液晶層405とSTN液
晶層305のリタデーション値がより近似するため、S
TN液晶層305に印加される電圧が低くても十分暗い
黒(暗)表示ができ画像のコントラスト比が高くなり、
温度変化に関わらず、高速応答及び高い表示品位を同時
に実現することができる。
In general, the liquid crystal becomes viscous at a low temperature, and crystallizes at a temperature lower than a certain temperature (transition temperature) T C -S. Tend to be worse.
On the other hand, when the temperature increases, the alignment direction of the liquid crystal molecules becomes non-uniform, and when the temperature exceeds a certain temperature (transition temperature) T NI , the alignment direction of the liquid crystal molecules becomes isotropic. However, as described above, the compensation liquid crystal cell 400 is formed thicker than the display liquid crystal cell 300, and the birefringence of the STN liquid crystal layer 405 is set to STN.
By setting the birefringence of the liquid crystal layer 305 to be smaller than that of the liquid crystal layer 305, the change of the birefringence of the STN liquid crystal layer 405 due to a change in ambient temperature becomes smaller than that of the STN liquid crystal layer 305. That is, as shown in FIG. 3, the retardation value (Δn × d)
The change due to the temperature becomes gentler in the compensation liquid crystal cell 400 than in the display liquid crystal cell 300. Therefore, the temperature is in between the T C-S and T N-I, good response of the display even at a low temperature, the retardation value of the STN liquid crystal layer 405 and the STN liquid crystal layer 305 at a high temperature is more approximate, S
Even if the voltage applied to the TN liquid crystal layer 305 is low, a sufficiently dark black (dark) display can be performed, and the contrast ratio of the image increases,
Regardless of the temperature change, high-speed response and high display quality can be realized at the same time.

【0035】また、補償用液晶セル400(STN液晶
層405)の温度依存性が低いということは、TC−S
とTN−Iとの間が広く、広い温度範囲で液晶表示装置
が動作可能であるということである。即ち、温度依存性
が小さくなった分だけ、STN液晶層405の材料を自
由に選択することができる。実際に、捩れ角が220°
のSTN液晶層305及びSTN液晶層405を使用
し、周りの温度が25℃の場合に、表1に示すような表
示用液晶セル300及び補償用液晶セル400を製造し
た。この場合も、上記したように、補償用液晶セル40
0の厚さのばらつきが実質的になく、温度変化に関わら
ず、高速応答及び高い表示品位を有する液晶表示装置を
製造することができた。
The fact that the temperature dependence of the compensation liquid crystal cell 400 (STN liquid crystal layer 405) is low means that T C -S
And T N-I are wide, and the liquid crystal display device can operate in a wide temperature range. That is, the material of the STN liquid crystal layer 405 can be freely selected as much as the temperature dependency is reduced. Actually, the torsion angle is 220 °
The liquid crystal cell 300 for display and the liquid crystal cell 400 for compensation as shown in Table 1 were manufactured when the ambient temperature was 25 ° C. using the STN liquid crystal layer 305 and the STN liquid crystal layer 405. Also in this case, as described above, the compensation liquid crystal cell 40
Thus, a liquid crystal display device having a high-speed response and high display quality regardless of a change in temperature with substantially no thickness variation of 0 was manufactured.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】なお、上記実施の形態で示した液晶表示装
置はマルチカラーが可能であるが、これを用いてフルカ
ラー表示を行う場合は、赤色、緑色、青色の各色をそれ
ぞれ分光するRフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタから
構成され、Rフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタがそれ
ぞれストライプ状又は画素に対応したドット状に配列さ
れたカラーフィルタを、補償用液晶セル400の第2透
明基板402に形成してもよい。
Note that the liquid crystal display device described in the above embodiment is capable of multi-color display. In the case of performing full-color display using the liquid crystal display device, an R filter for separating each of red, green and blue colors, A color filter composed of a filter and a B filter, in which an R filter, a G filter, and a B filter are respectively arranged in stripes or dots corresponding to pixels, is formed on the second transparent substrate 402 of the liquid crystal cell 400 for compensation. Is also good.

【0038】また、補償用液晶セル400のSTN液晶
層405に、電圧を印加しなくても、温度依存性の低い
STN液晶を用いてもよい。即ち、STN液晶層305
が有する転移温度TC−Sよりも低い転移温度TC−S
を有し、STN液晶層305が有する転移温度TN−I
よりも高い転移温度TN−Iを有するSTN液晶を用い
てもよい。
Further, the STN liquid crystal layer 405 of the compensating liquid crystal cell 400 may be made of an STN liquid crystal having a low temperature dependency without applying a voltage. That is, the STN liquid crystal layer 305
Transition temperature T C-S lower than the transition temperature T C-S of
And the transition temperature T NI of the STN liquid crystal layer 305.
An STN liquid crystal having a higher transition temperature T NI may be used.

【0039】また、表示用液晶セル300と補償用液晶
セル400との位置関係は、上記と逆であってもよい。
The positional relationship between the display liquid crystal cell 300 and the compensation liquid crystal cell 400 may be reversed.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によって、画像の乱れ等が発生しにくく、高い表示品位
を実現できる。結果として、製造される液晶表示装置の
高い歩留まりを実現することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, disturbance of an image is hardly generated, and high display quality can be realized. As a result, a high yield of the manufactured liquid crystal display device can be realized.

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

【図1】本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は、図1に示した表示用液晶セルの構成
を示す断面図である。(b)は、図1に示した補償用液
晶セルの構成を示す断面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a configuration of the display liquid crystal cell illustrated in FIG. FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a configuration of the compensation liquid crystal cell illustrated in FIG. 1.

【図3】表示用液晶セル及び補償用液晶セルのリタデー
ション値と温度との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a retardation value and a temperature of a display liquid crystal cell and a compensation liquid crystal cell.

【図4】従来の液晶表示装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100・・・発光素子、200・・・第1直線偏光板、300
・・・表示用液晶セル、301・・・第1透明基板、302・・
・第2透明基板、303・・・第1電極、304・・・第2電
極、305・・・STN液晶層、306・・・第1配向膜、3
07・・・第2配向膜、400・・・補償用液晶セル、401
・・・第1透明基板、402・・・第2透明基板、403・・・
第1配向膜、404・・・第2配向膜、405・・・STN液
晶層、500・・・第2直線偏光板、600・・・駆動回路
100: light emitting element, 200: first linear polarizing plate, 300
... Display liquid crystal cell, 301 ... First transparent substrate, 302 ...
2nd transparent substrate, 303 ... 1st electrode, 304 ... 2nd electrode, 305 ... STN liquid crystal layer, 306 ... 1st alignment film, 3
07: second alignment film, 400: liquid crystal cell for compensation, 401
... 1st transparent substrate, 402 ... 2nd transparent substrate, 403 ...
First alignment film, 404: second alignment film, 405: STN liquid crystal layer, 500: second linear polarizing plate, 600: driving circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1直線偏光板と第2直線偏光板との間
に、層厚がd1で複屈折率Δn1 の第1液晶層を有する
表示用液晶セルと、層厚がdで複屈折率Δnの第
2液晶層を有する補償用液晶セルと、を備え、リタデー
ション値Δn2 ・d2がリタデーション値Δn・d
より小さく、且つ前記液晶層厚dが前記液晶層厚d
より小さいことを特徴とする液晶表示装置。
1. Between a first linear polarizing plate and a second linear polarizing plate
And the layer thickness is d1And the birefringence Δn1Having a first liquid crystal layer
Display liquid crystal cell and layer thickness d2And the birefringence Δn2No.
And a compensating liquid crystal cell having two liquid crystal layers.
Option value ΔnTwo・ DTwoIs the retardation value Δn1・ D1
Smaller and the liquid crystal layer thickness d1Is the liquid crystal layer thickness d. 2
A liquid crystal display device characterized by being smaller.
【請求項2】前記第2液晶層の複屈折率Δnは、前記
第1液晶層の複屈折率Δn1よりも小さいことを特徴と
する請求項1に記載の液晶表示装置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a birefringence Δn 2 of the second liquid crystal layer is smaller than a birefringence Δn 1 of the first liquid crystal layer.
【請求項3】前記第2液晶層のネマチック相−等方性液
体相転移温度は、前記第1液晶層のネマチック相−等方
性液体相転移温度よりも高いことを特徴とする請求項1
又は2に記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal layer according to claim 1, wherein the second liquid crystal layer has a nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature higher than the first liquid crystal layer nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature.
Or the liquid crystal display device according to 2.
【請求項4】前記第1液晶層及び前記第2液晶層は、S
TN(スーパーツイステッドネマティック)液晶から形
成されている、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れ
か1項に記載の液晶表示装置。
4. The method according to claim 1, wherein the first liquid crystal layer and the second liquid crystal layer are
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid crystal display device is formed from a TN (super twisted nematic) liquid crystal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004029700A1 (en) * 2002-09-26 2004-04-08 Sharp Kabushiki Kaisha Patterning phase difference plate, production method for patterning phase difference plate, 2d/3d switching type liquid crystal display panel, and 2d/3d switching type liquid crystal display unit
CN104616598A (en) * 2015-03-09 2015-05-13 京东方科技集团股份有限公司 Display panel and display device

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