JP2007256453A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Takashi Sugiyama
貴 杉山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device capable of displaying completely different patterns in one and the same display area or displaying a pattern which can be driven independently of an enclosing pattern. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device 1 is constituted by stacking a back polarizing plate 2, a back liquid crystal cell 3 (first liquid crystal cell), a front liquid crystal cell 4 (2nd liquid crystal cell), and a front polarizing plate 5 in order. Both of the liquid crystal cells are TN type liquid crystal cells, and comprise a pair of transparent substrates 7a and 7b stuck together one over the other across a seal material 6, pairs of pattern electrodes 8a to 8d showing a display pattern, alignment layers 9a to 9d, and liquid crystal materials 10a and 10b. Both of the liquid crystal cells have common basic constitution, but the pattern electrodes 8a to 8d are in different shapes, rubbing directions of the alignment layers 9b and 9c are orthogonal to each other, and the liquid crystal materials 10a and 10b are twisted in opposite directions. Consequently, completely different patterns can be displayed in one and the same display area, and normally black display with a high contrast can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶材料にツイストネマチック液晶を用いたTN型液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a TN type liquid crystal display device using twisted nematic liquid crystal as a liquid crystal material.

従来より、例えば自動車のエアコンやオーディオ機器の作動状況を示す表示等にTN型(ツイストネマチック型)液晶表示装置が多く用いられている。また、TN型液晶表示装置においては、いわゆる色付きを防止する手段として液晶セルを2層構造としたものが知られている(下記特許文献1参照)。   Conventionally, for example, a TN type (twisted nematic type) liquid crystal display device has been frequently used for a display indicating an operating state of an air conditioner or an audio device of a car. In addition, in a TN liquid crystal display device, a liquid crystal cell having a two-layer structure is known as a means for preventing so-called coloring (see Patent Document 1 below).

下記特許文献1に開示された2層構造のTN型液晶表示装置は、パターン電極が設けられている通常のTN型液晶セル(駆動セル)の表面に、パターン電極が設けられていないTN型液晶セル(補償セル)を重ね合わせた構成となっている。また、この駆動セルと補償セルはリターデーション(液晶の複屈折率とセル厚との積)が同一であり、液晶材料のツイスト角が同一でその方向は逆であり、さらに互いに対面する配向膜の配向方向が直交するものとなっている。このような構成とすることにより、液晶表示装置のリターデーションを低減させた際に生じる干渉色を防止し、コントラストの低下を防止している。   A TN type liquid crystal display device having a two-layer structure disclosed in Patent Document 1 below is a TN type liquid crystal in which a pattern electrode is not provided on the surface of a normal TN type liquid crystal cell (drive cell) provided with a pattern electrode. The cell (compensation cell) is superposed. The driving cell and the compensation cell have the same retardation (product of the birefringence of the liquid crystal and the cell thickness), the twist angle of the liquid crystal material is the same, the directions are opposite, and the alignment films face each other. The orientation directions are orthogonal to each other. By adopting such a configuration, the interference color generated when the retardation of the liquid crystal display device is reduced is prevented, and the decrease in contrast is prevented.

しかしながら、下記特許文献1に開示された液晶表示装置は、2層の液晶セルを用いていながら単に駆動セル側のパターンしか表示できなかった。また、セグメント表示を行う液晶表示装置においては、1つの液晶画面で複数の機能の表示を行う際には、例えば数字等のセグメントを共有化し、それぞれの機能毎に設けられたセグメントをそれぞれ異なる箇所に設けて選択的に表示させる等の駆動方法で表示が行われる。このため、各機能毎の表示に大きな差異は生じないので、表示を見る者にとっては表示が紛らわしくわかりづらい場合も少なくない。   However, the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 1 below can display only the pattern on the driving cell side while using two layers of liquid crystal cells. In addition, in a liquid crystal display device that performs segment display, when a plurality of functions are displayed on one liquid crystal screen, for example, segments such as numbers are shared, and segments provided for each function are different from each other. The display is performed by a driving method such as providing a selective display. For this reason, since there is no great difference in the display for each function, the display is often confusing and difficult to understand for the viewer.

また、液晶表示装置に対しては、昨今のユーザニーズの多様化により、より柔軟な表示態様が求められている。これは、セグメント表示を行う液晶表示装置においても同様である。例えば、切れ目のない円や多角形等の囲みパターン内において、囲みパターンとは独立して表示・非表示を行う表示方式が求められている。   In addition, liquid crystal display devices are required to have a more flexible display mode due to recent diversification of user needs. The same applies to a liquid crystal display device that performs segment display. For example, there is a need for a display method for displaying and hiding independently of a surrounding pattern in a surrounding pattern such as a continuous circle or polygon.

しかしながら、セグメント表示を行う液晶表示装置においては、各セグメント毎に電圧を印加するための引き回し電極が必要となる。このため、単一の液晶セルで囲みパターン内における独立駆動表示を実現するためには、囲み表示のパターン電極の表面に絶縁層を設け、その絶縁層の表面に囲みパターン内のパターン電極を設ける等の手段が必要となり、製造の困難性が増すと共にコストの増大を招くという不都合がある。
特開昭57−125919号公報
However, in a liquid crystal display device that performs segment display, a routing electrode for applying a voltage for each segment is required. For this reason, in order to realize independent drive display in a surrounding pattern with a single liquid crystal cell, an insulating layer is provided on the surface of the surrounding display pattern electrode, and a pattern electrode in the surrounding pattern is provided on the surface of the insulating layer. Such a means is necessary, which increases the difficulty of manufacturing and increases the cost.
JP-A-57-125919

本発明は、液晶表示装置の改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、同一の表示領域でまったく異なるパターンを表示可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、いわゆる囲みパターン内においても囲みパターンとは独立して駆動が可能なパターンの表示を行うことができる液晶表示装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to improve a liquid crystal display device, and more specifically, in order to eliminate the inconvenience, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of displaying completely different patterns in the same display region. It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of displaying a pattern that can be driven independently of a surrounding pattern even in a so-called surrounding pattern.

前記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置の第1の態様は、第1の液晶セルと、前記第1の液晶セルと重ねて配置された第2の液晶セルとを有し、前記第1と第2の液晶セルは共にTN型液晶である2層式TN型液晶表示装置において、前記第1の液晶セルと第2の液晶セルは、それぞれシール材を介して並設された一対の透明基板と、前記透明基板の内面に設けられ表示パターンを示す一対のパターン電極と、前記パターン電極の内面に設けられた一対の配向膜と、前記シール材及び前記配向膜の内部に充填された液晶材料とを備え、それぞれのリターデーションが同一であり、液晶材料のツイスト角が同一でツイスト方向が逆であり、互いに対面する配向膜の配向方向が直交し、それぞれの前記パターン電極が独自のパターンで構成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first aspect of a liquid crystal display device of the present invention includes a first liquid crystal cell and a second liquid crystal cell disposed so as to overlap the first liquid crystal cell. In the two-layer TN type liquid crystal display device in which the first and second liquid crystal cells are both TN type liquid crystals, the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell are arranged side by side through sealing materials, respectively. A pair of transparent substrates, a pair of pattern electrodes provided on the inner surface of the transparent substrate and showing a display pattern, a pair of alignment films provided on the inner surface of the pattern electrodes, and the sealing material and the interior of the alignment film are filled Liquid crystal material, the retardation of each is the same, the twist angle of the liquid crystal material is the same and the twist direction is opposite, the alignment directions of the alignment films facing each other are orthogonal, and each of the pattern electrodes is With its own pattern Made is characterized in that is.

第1の態様の液晶表示装置によれば、前記第1の液晶セル及び第2の液晶セルの双方にパターン電極が設けられ、さらに前記パターン電極がそれぞれ独自のパターンで構成されているため、一方の液晶セルを駆動させれば他方の液晶セルが補償セルとなり、他方の液晶セルを駆動させれば一方の液晶セルが補償セルとなる。従って、従来の2層式TN型液晶表示装置と同様に高いコントラストを維持しつつ、単一の表示領域で2種類のまったく異なった表示を行うことができる。   According to the liquid crystal display device of the first aspect, both the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell are provided with pattern electrodes, and each of the pattern electrodes has a unique pattern. When the liquid crystal cell is driven, the other liquid crystal cell becomes a compensation cell, and when the other liquid crystal cell is driven, one liquid crystal cell becomes a compensation cell. Therefore, two types of completely different displays can be performed in a single display region while maintaining high contrast as in the conventional two-layer TN type liquid crystal display device.

また、第1の態様の液晶表示装置においては、前記第1又は第2の液晶セルのパターン電極の一方に電圧を印加する際には他方への電圧の印加を行わないようにする駆動手段を備えていることが好ましい。前記第1及び第2の液晶セルはそれぞれ独自のパターンとなっているため、重複して表示されると誤表示となるおそれがあるが、前記駆動手段によってこのような誤表示を防止することにより、常に正常な表示を行うことができる。   In the liquid crystal display device according to the first aspect, when applying a voltage to one of the pattern electrodes of the first or second liquid crystal cell, a driving means is provided so as not to apply a voltage to the other. It is preferable to provide. Since each of the first and second liquid crystal cells has a unique pattern, there is a risk of erroneous display if they are displayed overlappingly. By preventing such erroneous display by the driving means, , Can always make a normal display.

また、本発明の液晶表示装置の第2の態様は、第1の液晶セルと、前記第1の液晶セルと重ねて配置された第2の液晶セルとを有し、前記第1と第2の液晶セルは共にTN型液晶である2層式TN型液晶表示装置において、前記第1の液晶セルと第2の液晶セルは、それぞれシール材を介して並設された一対の透明基板と、前記透明基板の内面に設けられ表示パターンを示す一対のパターン電極と、前記パターン電極の内面に設けられた一対の配向膜と、前記シール材及び前記配向膜の内部に充填された液晶材料とを備え、それぞれのリターデーションが同一であり、液晶材料のツイスト角が同一でツイスト方向が逆であり、互いに対面する配向膜の配向方向が直交し、前記第1及び第2の液晶セルを表示面から見た際に、一方の液晶セルに設けられたパターン電極の周囲が、他方の液晶セルに設けられたパターン電極によって切れ目無く包囲されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal display device includes a first liquid crystal cell and a second liquid crystal cell disposed so as to overlap the first liquid crystal cell. In the two-layer TN type liquid crystal display device in which both of the liquid crystal cells are TN type liquid crystals, the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell each have a pair of transparent substrates arranged in parallel via a sealing material, A pair of pattern electrodes provided on the inner surface of the transparent substrate and showing a display pattern; a pair of alignment films provided on the inner surface of the pattern electrode; and a liquid crystal material filled in the sealing material and the alignment film. Each of the retardations is the same, the twist angles of the liquid crystal material are the same, the twist directions are opposite, the alignment directions of the alignment films facing each other are orthogonal, and the first and second liquid crystal cells are connected to the display surface. When viewed from one liquid crystal cell Around the vignetting pattern electrode, it characterized in that it is surrounded seamlessly by a pattern electrode provided on the other of the liquid crystal cell.

第2の態様の液晶表示装置によれば、前記第1の液晶セル又は第2の液晶セルの一方に設けられたパターン電極の周囲を囲むパターン電極を他方の液晶セルに設けているので、それぞれのパターン電極を独立して駆動することが可能となる。従って、新たに絶縁層等を設けることなく、いわゆる囲みパターン内においても囲みパターンとは独立して駆動が可能なパターンの表示を行うことができる。   According to the liquid crystal display device of the second aspect, since the pattern electrode surrounding the periphery of the pattern electrode provided in one of the first liquid crystal cell or the second liquid crystal cell is provided in the other liquid crystal cell, The pattern electrodes can be driven independently. Accordingly, it is possible to display a pattern that can be driven independently of the surrounding pattern even in the so-called surrounding pattern without newly providing an insulating layer or the like.

また、第2の態様の液晶表示装置においては、前記第1又は第2の液晶セルのパターン電極に対し、一方のみに電圧を印加する単独駆動モード、又は双方に電圧を印加する同時駆動モードで駆動可能な駆動手段を備えていることが好ましい。このような駆動手段を備えることにより、囲みパターンと囲みパターン内のパターンとを組み合わせ、囲みパターンのみの表示、内部のパターンのみの表示、及び両パターンの同時表示を行うことができる。これにより、ユーザの多様なニーズに対応することが可能となる。   In the liquid crystal display device of the second aspect, in the single drive mode in which voltage is applied to only one of the pattern electrodes of the first or second liquid crystal cell, or in the simultaneous drive mode in which voltage is applied to both. It is preferable to include a drive means that can be driven. By providing such a driving means, it is possible to combine the surrounding pattern and the pattern in the surrounding pattern and display only the surrounding pattern, display only the internal pattern, and simultaneously display both patterns. Thereby, it becomes possible to respond to various needs of users.

次に、本発明の液晶表示装置の実施形態の一例について、図1乃至図4を参照して説明する。図1は本発明の実施形態の一例である液晶表示装置の積層構造を示す説明的断面図、図2(a)〜(d)は図1の液晶表示装置における偏光方向及びラビング方向を示す説明図、図3(a)は背面液晶セルの表示パターンを示す説明図、図3(b)は前面液晶セルの表示パターンを示す説明図、図4(a)〜(c)は第2の実施形態の表示態様を示す説明図である。   Next, an example of an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing a laminated structure of a liquid crystal display device as an example of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2D are views showing a polarization direction and a rubbing direction in the liquid crystal display device of FIG. 3A is an explanatory view showing a display pattern of a rear liquid crystal cell, FIG. 3B is an explanatory view showing a display pattern of a front liquid crystal cell, and FIGS. 4A to 4C are second embodiments. It is explanatory drawing which shows the display mode of a form.

まず、図1乃至図3を参照して、本発明の第1の実施形態である液晶表示装置1について説明する。第1の実施形態の液晶表示装置1は、背面側から前面側(表示面側)に向けて、背面偏光板2、背面液晶セル3(第1の液晶セル)、前面液晶セル4(第2の液晶セル)、及び前面偏光板5の順に重ね合わされて形成されている。   First, a liquid crystal display device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The liquid crystal display device 1 according to the first embodiment has a rear polarizing plate 2, a rear liquid crystal cell 3 (first liquid crystal cell), and a front liquid crystal cell 4 (second liquid crystal) from the back side to the front side (display side). The liquid crystal cell) and the front polarizing plate 5 are overlaid in this order.

背面液晶セル3及び前面液晶セル4は、共にTN型液晶セルである。その構成は、図1に示すように、それぞれシール材6を介して重ね合わされた一対の透明基板7a,7b及び7c,7dと、透明基板7a,7bの内面側に設けられた表示パターンを示す一対のパターン電極8a,8b及び8c,8dと、パターン電極8a〜8dの内面側に設けられた一対の配向膜9a,9b及び9c,9dと、その内部に充填された液晶材料10a,10bとからなる。この背面液晶セル3と前面液晶セル4とは、基本構成が共通しているが、パターン電極8a〜8dの形状と、配向膜9a〜9dのラビング方向と、液晶材料10a,10bのツイスト方向とが異なっている。   Both the back liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4 are TN liquid crystal cells. As shown in FIG. 1, the configuration shows a pair of transparent substrates 7a, 7b and 7c, 7d, which are overlapped with each other via a sealant 6, and a display pattern provided on the inner surface side of the transparent substrates 7a, 7b. A pair of pattern electrodes 8a, 8b and 8c, 8d, a pair of alignment films 9a, 9b and 9c, 9d provided on the inner surface side of the pattern electrodes 8a to 8d, and liquid crystal materials 10a, 10b filled therein, Consists of. Although the rear liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4 have the same basic configuration, the shape of the pattern electrodes 8a to 8d, the rubbing direction of the alignment films 9a to 9d, and the twist direction of the liquid crystal materials 10a and 10b Is different.

透明基板7a,7bは、一般的に用いられているガラス基板を使用し、液晶セルとなった場合に内面側になる面に表示パターンが形成されたパターン電極8a〜8dが設けられたものを使用している。表示パターンは、背面液晶セル3が図3(a)に示すパターンとなっており、前面液晶セル4が図3(b)に示すパターンとなっている。本実施形態においては、自動車のインスツルメントパネルに設けられ、エアコンの作動状態とオーディオ機器の作動状態を示す表示を例にしている。   As the transparent substrates 7a and 7b, commonly used glass substrates are used, which are provided with pattern electrodes 8a to 8d in which display patterns are formed on the inner surface when a liquid crystal cell is formed. I am using it. As for the display pattern, the rear liquid crystal cell 3 has the pattern shown in FIG. 3A, and the front liquid crystal cell 4 has the pattern shown in FIG. 3B. In this embodiment, the display which is provided in the instrument panel of a motor vehicle and shows the operating state of an air conditioner and the operating state of an audio device is taken as an example.

この図3(a)と(b)とを比較してみると、数字を表すセグメントの大きさと個数、或いはボリューム等を示すグラフ表示は、それぞれ大きく異なる形状で形成されている。なお、図3(a)及び(b)では、図示した表示要素の他に、他の表示要素(例えばラジオのAMの表示等)のセグメントが見えない状態となっているので、そのようなセグメントの図示は省略している。   Comparing FIGS. 3A and 3B, the graph display indicating the size and number of segments representing numbers, or the volume, etc., are formed in greatly different shapes. 3A and 3B, in addition to the illustrated display elements, segments of other display elements (for example, radio AM display) are not visible. Is not shown.

配向膜9a〜9dは、パターン電極8a〜8dが設けられた面に薄膜を形成し、ラビング布を使用して図2に示す所定の方向にラビングしたものである。そのラビング方向は、図2における基準方向を上下方向とすると、図2(b)に示すように背面液晶セル3の背面側配向膜9aは左45゜上方、前面側配向膜9bは左45゜下方となっている。また、図2(c)に示すように前面液晶セル4の背面側配向膜9cは右45゜下方、前面側配向膜9dは左45゜下方となっている。本実施形態においては、配向膜9a〜9dとして日産化学工業(株)製の低プレティルト配向膜SE−410を用いており、ラビング布はレーヨン製のものを用いている。   The alignment films 9a to 9d are formed by forming a thin film on the surface on which the pattern electrodes 8a to 8d are provided and rubbing them in a predetermined direction shown in FIG. 2 using a rubbing cloth. As for the rubbing direction, when the reference direction in FIG. 2 is the vertical direction, as shown in FIG. 2 (b), the back side alignment film 9a of the back liquid crystal cell 3 is 45 ° above the left and the front side alignment film 9b is 45 ° left. It is down. Further, as shown in FIG. 2 (c), the back side alignment film 9c of the front liquid crystal cell 4 is 45 ° lower right and the front side alignment film 9d is 45 ° lower left. In the present embodiment, a low pretilt alignment film SE-410 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. is used as the alignment films 9a to 9d, and a rubbing cloth made of rayon is used.

背面偏光板2は、図2(a)に示すようにその透過軸が背面液晶セル3の背面側配向膜9aのラビング方向と直交するように形成されており、図2(a)、(c)及び(d)に示すように前面偏光板5は背面偏光板2の透過軸及び前面液晶セル4の前面側配向膜9dのラビング方向と直交するように形成されている。このように、本実施形態では、背面偏光板2及び前面偏光板5はいわゆる直交ニコルの関係となっている。   The rear polarizing plate 2 is formed so that its transmission axis is orthogonal to the rubbing direction of the rear side alignment film 9a of the rear liquid crystal cell 3, as shown in FIG. 2 (a). ) And (d), the front polarizing plate 5 is formed so as to be orthogonal to the transmission axis of the rear polarizing plate 2 and the rubbing direction of the front side alignment film 9d of the front liquid crystal cell 4. Thus, in this embodiment, the back polarizing plate 2 and the front polarizing plate 5 have a so-called crossed Nicols relationship.

液晶材料10a,10bは、背面液晶セル3に用いられる液晶材料10aと前面液晶セル4に用いられる液晶材料10bとは、複屈折率及びツイスト角が同一でツイスト方向が逆向きとなっている。具体的には、液晶材料10a,10bとして複屈折率であるΔnが0.112μmであるメルク(株)製の液晶材料を用いている。また、背面液晶セル3の液晶材料10aには同社製の左巻きのカイラル剤であるS−811を0.2重量%添加し、前面液晶セル4の液晶材料10bには右巻きのカイラル剤であるZLI−3786を0.2重量%添加した。これら2つのカイラル剤はお互いに異性体を形成するものであるため、分子構造やカイラルピッチが等しく、カイラル方向のみが異なるものである。また、ツイスト角は背面配向膜9a,9b及び前面配向膜9c,9dによりそれぞれ90゜となっている。   As for the liquid crystal materials 10a and 10b, the liquid crystal material 10a used for the back surface liquid crystal cell 3 and the liquid crystal material 10b used for the front surface liquid crystal cell 4 have the same birefringence and twist angle and the opposite twist directions. Specifically, a liquid crystal material manufactured by Merck Co., Ltd. having a birefringence Δn of 0.112 μm is used as the liquid crystal materials 10a and 10b. Further, 0.2% by weight of S-811, which is a left-handed chiral agent manufactured by the same company, is added to the liquid crystal material 10a of the rear liquid crystal cell 3, and a right-handed chiral agent is added to the liquid crystal material 10b of the front liquid crystal cell 4. 0.2% by weight of ZLI-3786 was added. Since these two chiral agents form isomers with each other, their molecular structure and chiral pitch are equal, and only the chiral direction is different. The twist angle is 90 ° due to the back alignment films 9a and 9b and the front alignment films 9c and 9d.

そして、背面液晶セル3及び前面液晶セル4共に、配向膜同士を対面させてシール材6及び直径4μmのギャップコントロール材(図示せず)を挟んで重ね合わせ、液晶材料10a,10bを注入することにより液晶セルを形成した。このギャップコントロール材は、直径が均一な透明の粒状プラスチック材等からなり、液晶セルの基板間の間隔を一定距離に保つものである。従って、背面液晶セル3及び前面液晶セル4共に、セル厚dは4μmとなる。さらに、図1に示すように、背面液晶セル3及び前面液晶セル4を重ね合わせて固定した。このとき、図2(b)及び(c)に示すように、互いに対面する配向膜の配向方向が直交するように、即ち背面液晶セル3の前面配向膜9bのラビング方向と前面液晶セル4の背面配向膜9cのラビング方向とが直交するように背面液晶セル3及び前面液晶セル4を重ね合わせた。   Then, in both the back liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4, the alignment films face each other and are overlapped with a seal material 6 and a gap control material (not shown) having a diameter of 4 μm interposed therebetween, and liquid crystal materials 10a and 10b are injected. Thus, a liquid crystal cell was formed. This gap control material is made of a transparent granular plastic material or the like having a uniform diameter, and keeps the distance between the substrates of the liquid crystal cell at a constant distance. Therefore, the cell thickness d is 4 μm for both the rear liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4. Further, as shown in FIG. 1, the rear liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4 were overlapped and fixed. At this time, as shown in FIGS. 2B and 2C, the alignment directions of the alignment films facing each other are orthogonal, that is, the rubbing direction of the front alignment film 9 b of the back liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4. The back liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4 were overlapped so that the rubbing direction of the back alignment film 9c was orthogonal.

以上のように、第1の実施形態の液晶表示装置1においては、背面液晶セル3及び前面液晶セル4は、共に複屈折率Δnが0.112μmであり、セル厚dが4μmであるため、リターデーションΔndは共に0.448μmとなる。   As described above, in the liquid crystal display device 1 of the first embodiment, the rear liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4 both have a birefringence Δn of 0.112 μm and a cell thickness d of 4 μm. The retardation Δnd is both 0.448 μm.

また、背面液晶セル3のパターン電極8a,8b及び前面液晶セル4のパターン電極8c,8dには、その表示を制御するコントローラ11が接続されている。このコントローラ11は、本実施形態では自動車のインスツルメントパネルの各部の表示制御を行うコントロールユニットであり、外部からの指令により液晶表示装置1の表示を制御するものとなっている。   A controller 11 that controls display is connected to the pattern electrodes 8 a and 8 b of the rear liquid crystal cell 3 and the pattern electrodes 8 c and 8 d of the front liquid crystal cell 4. In this embodiment, the controller 11 is a control unit that performs display control of each part of the instrument panel of the automobile, and controls the display of the liquid crystal display device 1 according to an external command.

次に、第1の実施形態の液晶表示装置1の作動について説明する。図3(a)は、液晶表示装置1においてFMラジオの周波数とボリュームの表示がなされている状態を示している。この表示は、コントローラ11が図示しないFMラジオから現在の周波数とボリュームの情報を受信し、背面液晶セル3のパターン電極8a,8bにおいて必要なセグメントに電圧を印加することにより行っている。一方、コントローラ11は前面液晶セル4のパターン電極8c,8dには電圧を印加していない。   Next, the operation of the liquid crystal display device 1 of the first embodiment will be described. FIG. 3A shows a state in which the frequency and volume of the FM radio are displayed on the liquid crystal display device 1. This display is performed by the controller 11 receiving current frequency and volume information from an FM radio (not shown) and applying a voltage to necessary segments in the pattern electrodes 8a and 8b of the rear liquid crystal cell 3. On the other hand, the controller 11 does not apply a voltage to the pattern electrodes 8 c and 8 d of the front liquid crystal cell 4.

次に、運転者が図示しない切替スイッチにより液晶表示装置1にエアコンの状態を表示させるための指令を行った場合、コントローラ11によって液晶表示装置1の表示が図3(b)に示す表示に切り替わる。この表示は、コントローラ11が背面液晶セル3のパターン電極8a,8bに印加されていた電圧を解除し、前面液晶セル4のパターン電極8c,8dにおいて必要なセグメントに電圧を印加することにより行われる。   Next, when the driver gives a command to display the state of the air conditioner on the liquid crystal display device 1 using a changeover switch (not shown), the display on the liquid crystal display device 1 is switched to the display shown in FIG. . This display is performed by the controller 11 canceling the voltage applied to the pattern electrodes 8a and 8b of the rear liquid crystal cell 3 and applying the voltage to the necessary segments in the pattern electrodes 8c and 8d of the front liquid crystal cell 4. .

本実施形態においては、図3(a)及び(b)に示す表示パターンが、完全な黒下地のノーマリブラックモードの表示となり、非常に高いコントラストの表示を得ることができた。これは、本実施形態の液晶表示装置1において、背面液晶セル3と前面液晶セル4とが互いに光学的に補償しあう関係にあるためである。また、両液晶セルが単に補償し合うだけでなく、互いに異なる表示パターンを有しているため、他方の液晶セルの表示パターンに拘束されることなく、表示を見る者に対して最適な表示パターンを表示させることができる。   In the present embodiment, the display pattern shown in FIGS. 3A and 3B is a completely black background normally black mode display, and a very high contrast display can be obtained. This is because in the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, the rear liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4 are in a relationship of optically compensating each other. In addition, both liquid crystal cells not only compensate each other but also have different display patterns, so that it is not restricted by the display pattern of the other liquid crystal cell and is optimal for display viewers. Can be displayed.

次に、本発明の第2の実施形態について、図1、図2及び図4を参照して説明する。第2の実施形態の液晶表示装置21は、図4(a)〜(c)に示すように、囲みパターン22と囲みパターン22内に設けられた内部パターン23とを表示させるものである。この第2の実施形態は、上記第1の実施形態とは基本的構成が共通しており、パターン電極8a〜8dの形状とコントローラ11の制御方法のみが異なっている。従って、以下に当該相違点を中心として説明を行い、同一の構成については説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. As shown in FIGS. 4A to 4C, the liquid crystal display device 21 of the second embodiment displays a surrounding pattern 22 and an internal pattern 23 provided in the surrounding pattern 22. The second embodiment has a basic configuration in common with the first embodiment, and only the shape of the pattern electrodes 8a to 8d and the control method of the controller 11 are different. Therefore, the following description will be focused on the difference, and description of the same configuration will be omitted.

第2の実施形態において、図4(b)に示す囲みパターン22は図1に示す背面液晶セル3に設けられたパターン電極8a,8bによって表示される。一方、図4(c)に示す内部パターン23は図1に示す前面液晶セル4に設けられたパターン電極8c,8dによって表示される。   In the second embodiment, the surrounding pattern 22 shown in FIG. 4B is displayed by the pattern electrodes 8a and 8b provided in the rear liquid crystal cell 3 shown in FIG. On the other hand, the internal pattern 23 shown in FIG. 4C is displayed by the pattern electrodes 8c and 8d provided in the front liquid crystal cell 4 shown in FIG.

コントローラ11は、背面液晶セル3のパターン電極8a,8b又は前面液晶セル4のパターン電極8c,8dのみを駆動する単独駆動モードと、双方のパターン電極8a〜8dを駆動する同時駆動モードの2種類の駆動モードで液晶表示装置21を駆動することができるようになっている。   The controller 11 has two types, a single drive mode for driving only the pattern electrodes 8a and 8b of the rear liquid crystal cell 3 or the pattern electrodes 8c and 8d of the front liquid crystal cell 4, and a simultaneous drive mode for driving both pattern electrodes 8a to 8d. The liquid crystal display device 21 can be driven in this driving mode.

次に、第2の実施形態の液晶表示装置21における作動について説明する。例えば、図4(c)に示す表示がマニュアルモードのエアコン作動時に表示される表示であり、図4(a)に示す表示がオートエアコン作動時に表示される表示であるとする。運転者がマニュアルモードでエアコンを作動させたときは、コントローラ11は前面液晶セル4のパターン電極8c,8dのみに電圧を印加し、背面液晶セル3のパターン電極8a,8bには電圧を印加しない単独駆動モードにより液晶表示装置1を制御する。これにより、図4(c)に示すように、内部パターン23の「A/C」の文字のみが表示される。   Next, the operation in the liquid crystal display device 21 of the second embodiment will be described. For example, it is assumed that the display shown in FIG. 4C is a display displayed when the air conditioner in the manual mode is operated, and the display shown in FIG. 4A is a display displayed when the auto air conditioner is operated. When the driver operates the air conditioner in the manual mode, the controller 11 applies a voltage only to the pattern electrodes 8c and 8d of the front liquid crystal cell 4, and does not apply a voltage to the pattern electrodes 8a and 8b of the rear liquid crystal cell 3. The liquid crystal display device 1 is controlled by the single drive mode. As a result, as shown in FIG. 4C, only the characters “A / C” of the internal pattern 23 are displayed.

次に、運転者がエアコンの設定をオートエアコンにした場合、コントローラ11は背面液晶セル3のパターン電極8a,8b及び前面液晶セル4のパターン電極8c,8dの双方に電圧を印加する同時駆動モードにより液晶表示装置1を制御する。これにより、図4(a)に示すように、囲みパターン22と内部パターン23の双方が表示され、「A/C」の文字と共に周囲の四角形のパターンも表示される。   Next, when the driver sets the air conditioner to an automatic air conditioner, the controller 11 applies a voltage to both the pattern electrodes 8a and 8b of the rear liquid crystal cell 3 and the pattern electrodes 8c and 8d of the front liquid crystal cell 4. Thus, the liquid crystal display device 1 is controlled. As a result, as shown in FIG. 4A, both the surrounding pattern 22 and the internal pattern 23 are displayed, and the surrounding square pattern is also displayed together with the characters “A / C”.

また、例えば、オートエアコンの作動において、設定温度と車内温度の差が所定の閾値以上の時に急速運転モードとなる場合に、図4(a)と(c)の表示を交互に繰り返してもよい。この場合は、内部パターン23の「A/C」の文字が点灯状態で、囲みパターン22が点滅状態となる。或いは、図4(a)と(b)の表示を交互に繰り返してもよい。この場合は、囲みパターン22が点灯状態で、内部パターン23の「A/C」の文字が点滅状態となる。   Further, for example, in the operation of the automatic air conditioner, when the rapid operation mode is entered when the difference between the set temperature and the in-vehicle temperature is equal to or greater than a predetermined threshold value, the displays in FIGS. 4A and 4C may be alternately repeated. . In this case, the character “A / C” of the internal pattern 23 is lit and the surrounding pattern 22 is blinking. Alternatively, the display of FIGS. 4A and 4B may be alternately repeated. In this case, the surrounding pattern 22 is lit and the characters “A / C” of the internal pattern 23 are blinking.

このように、第2の実施形態の液晶表示装置1によれば、囲みパターン22と内部パターン23とをそれぞれ独立して駆動し、或いは同時に駆動することができるので、従来の液晶表示装置では困難であった囲みパターン内の内部パターンの独立駆動を実現することができる。また、当該表示を行うために、さらに絶縁層を設ける等の付加的な工程を必要としないので、容易に上記表示を行うことができる。   As described above, according to the liquid crystal display device 1 of the second embodiment, the surrounding pattern 22 and the internal pattern 23 can be driven independently or simultaneously, which is difficult in the conventional liquid crystal display device. Thus, independent driving of the internal pattern in the enclosed pattern can be realized. In addition, since the display does not require an additional step such as providing an insulating layer, the display can be easily performed.

なお、上記第1の実施形態においては、背面液晶セル3に図3(a)のパターンを表示し、前面液晶セル4に図3(b)のパターンを表示しているが、この逆としてもよい。また、上記第2の実施形態においては、背面液晶セル3に図4(b)の囲みパターン22を表示し、前面液晶セル4に図4(c)の内部パターン23を表示しているが、この逆としてもよい。また、上記第2の実施形態において、囲みパターン22を四角形としているが、これに限らず、内部パターン23の周囲を囲むものであれば任意の形状とすることができる。また、上記第2の実施形態において、内部パターン23を単一の表示としているが、これに限らず例えば7セグメントを用いた可変数字表示などとすることができる。   In the first embodiment, the pattern shown in FIG. 3A is displayed on the rear liquid crystal cell 3 and the pattern shown in FIG. 3B is displayed on the front liquid crystal cell 4. Good. Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the surrounding pattern 22 of FIG.4 (b) is displayed on the back surface liquid crystal cell 3, and the internal pattern 23 of FIG.4 (c) is displayed on the front surface liquid crystal cell 4, The reverse is also possible. Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the surrounding pattern 22 is made into the square, it is not restricted to this, If it surrounds the circumference | surroundings of the internal pattern 23, it can be set as arbitrary shapes. Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the internal pattern 23 is made into the single display, it is not restricted to this, For example, it can be set as the variable number display using 7 segments.

また、上記各実施形態において、TN型液晶のツイスト角を90゜としているが、これに限らず、70゜から120゜のツイスト角とすることができる。この場合、背面液晶セル3と前面液晶セル4において、液晶材料10a,10bのツイスト角を逆方向とし、双方の液晶セル3,4でリターデーションを共通にし、互いに対面する配向膜9b,9cの配向方向を直交させればよい。   In each of the above embodiments, the twist angle of the TN liquid crystal is 90 °. However, the present invention is not limited to this, and a twist angle of 70 ° to 120 ° can be used. In this case, in the rear liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4, the twist angles of the liquid crystal materials 10a and 10b are reversed, the retardation of both the liquid crystal cells 3 and 4 is common, and the alignment films 9b and 9c facing each other. What is necessary is just to make an orientation direction orthogonal.

また、上記各実施形態では、ノーマリブラックモードの表示について説明したが、背面偏光板2と前面偏光板5の偏光方向を同一にするいわゆる平行ニコルの関係にしてノーマリホワイトモードの表示を行ってもよい。また、背面偏光板2の偏光方向と背面液晶セル3の背面側配向膜9aのラビング方向とが直交し、前面偏光板5の偏光方向と前面液晶セル4の前面側配向膜9dのラビング方向とが直交しているが、これに限らず、それぞれ平行となるようにしてもよい。   In each of the above embodiments, the display of normally black mode has been described. However, normally white mode display is performed in a so-called parallel Nicol relationship in which the polarization directions of the rear polarizing plate 2 and the front polarizing plate 5 are the same. May be. Further, the polarization direction of the back polarizing plate 2 and the rubbing direction of the back side alignment film 9a of the back liquid crystal cell 3 are orthogonal to each other, and the polarization direction of the front polarizing plate 5 and the rubbing direction of the front side alignment film 9d of the front liquid crystal cell 4 are Are orthogonal to each other. However, the present invention is not limited to this, and they may be parallel to each other.

また、上記各実施形態では、背面液晶セル3と前面液晶セル4とをそれぞれ別個に形成しているが、上記特許文献1のように、背面液晶セル3の透明基板7bと前面液晶セル4の透明基板7cを共有して1枚の透明基板としてもよい。また、上記各実施形態における表示パターンは例示であり、自動車における表示のみならず、家電製品やその他の製品に対応して幅広く応用することができる。   In each of the above embodiments, the back liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4 are formed separately. However, as in Patent Document 1, the transparent substrate 7b of the back liquid crystal cell 3 and the front liquid crystal cell 4 are formed. The transparent substrate 7c may be shared to form a single transparent substrate. Moreover, the display pattern in each said embodiment is an illustration, and it can apply widely corresponding not only to the display in a motor vehicle but to household appliances and other products.

本発明の実施形態の一例である液晶表示装置の積層構造を示す説明的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a laminated structure of a liquid crystal display device which is an example of an embodiment of the present invention. (a)〜(d)は図1の液晶表示装置における偏光方向及びラビング方向を示す説明図。(A)-(d) is explanatory drawing which shows the polarization direction and rubbing direction in the liquid crystal display device of FIG. (a)は背面液晶セルの表示パターンを示す説明図、(b)は前面液晶セルの表示パターンを示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows the display pattern of a back surface liquid crystal cell, (b) is explanatory drawing which shows the display pattern of a front surface liquid crystal cell. (a)〜(c)は第2の実施形態の表示態様を示す説明図。(A)-(c) is explanatory drawing which shows the display mode of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1,21…液晶表示装置、3…背面液晶セル(第1の液晶セル)、4…前面液晶セル(第2の液晶セル)、6…シール材、7a〜d…透明基板、8a〜d…パターン電極、9a〜d…配向膜、10a,b…液晶材料。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Liquid crystal display device, 3 ... Back surface liquid crystal cell (1st liquid crystal cell), 4 ... Front surface liquid crystal cell (2nd liquid crystal cell), 6 ... Sealing material, 7a-d ... Transparent substrate, 8a-d ... Pattern electrodes, 9a to d, alignment films, 10a, b, liquid crystal materials.

Claims (4)

第1の液晶セルと、前記第1の液晶セルと重ねて配置された第2の液晶セルとを有し、前記第1と第2の液晶セルは共にTN型液晶である2層式TN型液晶表示装置において、
前記第1の液晶セルと第2の液晶セルは、それぞれシール材を介して並設された一対の透明基板と、前記透明基板の内面に設けられ表示パターンを示す一対のパターン電極と、前記パターン電極の内面に設けられた一対の配向膜と、前記シール材及び前記配向膜の内部に充填された液晶材料とを備え、
それぞれのリターデーションが同一であり、液晶材料のツイスト角が同一でツイスト方向が逆であり、互いに対面する配向膜の配向方向が直交し、それぞれの前記パターン電極が独自のパターンで構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
A two-layer TN type having a first liquid crystal cell and a second liquid crystal cell disposed so as to overlap with the first liquid crystal cell, wherein both the first and second liquid crystal cells are TN type liquid crystal In liquid crystal display devices,
Each of the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell includes a pair of transparent substrates arranged in parallel via a sealing material, a pair of pattern electrodes provided on an inner surface of the transparent substrate and indicating a display pattern, and the pattern A pair of alignment films provided on the inner surface of the electrode, and a liquid crystal material filled in the sealing material and the alignment film,
Each retardation is the same, the twist angle of the liquid crystal material is the same, the twist direction is opposite, the alignment directions of the alignment films facing each other are orthogonal, and each of the pattern electrodes is configured with a unique pattern A liquid crystal display device characterized by the above.
前記第1又は第2の液晶セルのパターン電極の一方に電圧を印加する際には他方への電圧の印加を行わないようにする駆動手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   2. The driving device according to claim 1, further comprising: a driving unit configured not to apply a voltage to the other when applying a voltage to one of the pattern electrodes of the first or second liquid crystal cell. Liquid crystal display device. 第1の液晶セルと、前記第1の液晶セルと重ねて配置された第2の液晶セルとを有し、前記第1と第2の液晶セルは共にTN型液晶である2層式TN型液晶表示装置において、
前記第1の液晶セルと第2の液晶セルは、それぞれシール材を介して並設された一対の透明基板と、前記透明基板の内面に設けられ表示パターンを示す一対のパターン電極と、前記パターン電極の内面に設けられた一対の配向膜と、前記シール材及び前記配向膜の内部に充填された液晶材料とを備え、
それぞれのリターデーションが同一であり、液晶材料のツイスト角が同一でツイスト方向が逆であり、互いに対面する配向膜の配向方向が直交し、
前記第1及び第2の液晶セルを表示面から見た際に、一方の液晶セルに設けられたパターン電極の周囲が、他方の液晶セルに設けられたパターン電極によって切れ目無く包囲されていることを特徴とする液晶表示装置。
A two-layer TN type having a first liquid crystal cell and a second liquid crystal cell disposed so as to overlap with the first liquid crystal cell, wherein both the first and second liquid crystal cells are TN type liquid crystal In liquid crystal display devices,
Each of the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell includes a pair of transparent substrates arranged in parallel via a sealing material, a pair of pattern electrodes provided on an inner surface of the transparent substrate and indicating a display pattern, and the pattern A pair of alignment films provided on the inner surface of the electrode, and a liquid crystal material filled in the sealing material and the alignment film,
Each retardation is the same, the twist angle of the liquid crystal material is the same and the twist direction is opposite, the alignment directions of the alignment films facing each other are orthogonal,
When the first and second liquid crystal cells are viewed from the display surface, the periphery of the pattern electrode provided in one liquid crystal cell is surrounded by the pattern electrode provided in the other liquid crystal cell without any breaks. A liquid crystal display device.
前記第1又は第2の液晶セルのパターン電極に対し、一方のみに電圧を印加する単独駆動モード、又は双方に電圧を印加する同時駆動モードで駆動可能な駆動手段を備えていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。   Drive means capable of driving in a single drive mode in which a voltage is applied to only one of the pattern electrodes of the first or second liquid crystal cell, or a simultaneous drive mode in which a voltage is applied to both of them is provided. The liquid crystal display device according to claim 3.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010098341A1 (en) * 2009-02-26 2010-09-02 日本電気株式会社 Liquid crystal shutter and liquid crystal shutter eye glasses
CN107329316A (en) * 2017-09-01 2017-11-07 东莞通华液晶有限公司 A kind of high information quantity liquid crystal display structure
CN110168435A (en) * 2017-12-14 2019-08-23 松下知识产权经营株式会社 Image display device

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