JP2777369B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
この発明は、フルカラー表示を行うことができる液晶
表示素子に関する。 ＜従来の技術＞ 従来、カラーフィルタや色素を用いずにカラー表示を
行うようにした液晶表示素子としては、DAP（デフォー
メイション・オブ・アラインド・フェイジズ）方式、HA
N（ハイブリッド・アラインド・ネマティック）方式あ
るいはホモジニアス方式によるものがある。このような
液晶表示素子の１例としてHAN方式によるものを第３図
に示す。この液晶表示素子は、ガラス基板31a,31b上に
それぞれ生成された透明電極32a,32bの間に配向膜33a,3
3bを介して90゜ツイストされたネマティック液晶層34を
配置し、上記ガラス基板31a,31bの外側に偏光板35a,35b
をそれぞれ配置している。上記偏光板35a,35bの吸収軸
は互いに90゜ずれており、この２つの吸収軸と上記液晶
層34の液晶配向面（液晶分子34aの長軸方向）とのなす
角度を第４図に示す。上記液晶層34の液晶分子の傾き、
すなわち複屈折は上記透明電極32a,32bによる電界によ
って制御される。そして、上記偏光板35a,35bの一方か
ら入射した光を電界に応じて屈折させ、カラー表示を行
うようにしている。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記従来の液晶表示素子は、液晶分子
配向が一平面内配向であり、視角変化に伴う色調変化が
大きいため、表示装置として一般的に投写型が用いら
れ、装置全体が大型になるという問題がある。また、表
示色が液晶の複屈折率（Δｎ）と密接な関係を有し、Δ
ｎが高温側で小さく、低温側で大きくなる傾向があるた
め、温度変化に伴う色調の変化が大きくなるという問題
がある。更に、HAN方式やホモジニアス方式においては
黒表示が困難であるという問題がある。 そこで、この発明の目的は、色調の視角依存性を小さ
くすることにより装置の小型化が図れ、また、温度変化
に対する色調変化を少なくでき、安定したカラー表示を
行うことができる液晶表示素子を提供することにある。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明者は、表１に示すように、互いにレターデーシ
ョン（Ｒ）の異なる２つのスーパーツイステッドネマテ
ィック液晶セルを組み合わせたときに、レターデーショ
ンの差（ΔＲ）が0.6μｍより大きい場合に３色表示が
可能となる実験結果を得た。 この発明は、上記実験結果に着目してなされたもので
あり、第１の偏光板と、２枚の電極基板の間に配置され
スーパーツイステッドネマティック配列に基づくレター
デーションを有する液晶層と、上記第１の偏光板と液晶
層とを順に通過した偏光に対して、この偏光が上記液晶
層を通過することにより受けた正常光成分と異常光成分
との間の位相差を補償する向きの位相差を与えるレター
デーション層と、上記第１の偏光板と対をなす第２の偏
光板とが順に重ねられて成る液晶表示素子において、上
記液晶層のレターデーション値よりも上記レターデーシ
ョン層のレターデーション値が小さくかつ上記液晶層と
レターデーション層とのレターデーション値の差が0.6
μｍ以上に設定され。上記電極基板には電圧印加により
上記液晶層のレターデーション値を減じる液晶駆動手段
が接続されていることを特徴としている。 なお、表１中の上パネル（液晶セル）を上記レターデ
ーション層の一例として考えている。 ＜作用＞ 第１の偏光板と液晶層とを順に通過した偏光に対し
て、レターデーション層によって、この偏光が上記液晶
層を通過することにより受けた正常光成分と異常光成分
との間の位相差を補償する向きの位相差が与えられる。
そして、このような位相差が与えられた偏光が第２の偏
光板を通過する。ここで、液晶駆動手段により２枚の電
極基板を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶層のレ
ターデーションが上記印加された電圧に応じて変化す
る。したがって、この液晶層のレターデーションとレタ
ーデーション層のレターデーションとの差に応じて鮮明
なカラー表示が行われる。つまり、液晶駆動手段により
電圧を切り替えることによって３色表示が行われる。こ
れと共に、上記液晶層のスーパーツイステッドネマティ
ック配列により色調の視角依存性が少なくなる。 ＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明す
る。 第１図において、１はガラス基板3a,4a上にそれぞれ
生成された透明電極3b,4bの間に配向膜3c,4cを介して配
置された第１液晶層、２は上記ガラス基板4aの外側に配
置されたガラス基板5aとこのガラス基板5aと対向して配
置されたガラス基板6aとの間に配向膜5c,6cを介して配
置されたレターデーション層としての第２液晶層であ
る。また、7a,7bはそれぞれ、ガラス基板3aとガラス基
板6aの外側に配置され、互いに吸収軸の方向が90゜異な
る第1,第２の偏光板である。 上記第１液晶層１および第２液晶層のレターデーショ
ンは、電圧が印加される第１液晶層１のレターデーショ
ンが、電圧が印加されない第２液晶層２のレターデーシ
ョンよりも0.6μｍ以上大きくなるよう、それぞれ1.5μ
ｍおよび0.8μｍに設定されている。また、上記第１液
晶層１と第２液晶層２を高温状態で相転移温度（TNI）
を一致させて、温度変化による色調変化を最小限におさ
えるようにしている。また上記第１液晶層１の液晶分子
のツイスト方向は、左旋性カイラル物質（例えば岸田化
学のコレステリルノナネート（CN））を用い左回りとな
る様に設定されており、上記第２液晶層２の液晶分子の
ツイスト方向は、右旋性カイラル物質（例えばメルク社
のCB−15）を用い右回りとなる様に設定されている。そ
して、上記第１液晶層１と第２液晶層２の液晶分子の配
列は、ラビング方法により、ツイストアングルが180゜
〜270゜のスーパーツイステッドネマティック配列とな
るように設定される。上記ツイストアングルが240゜の
場合のラビング方向と上記偏光板7a,7bの吸収軸との関
係を一例として第２図に示す。 上記構成において、偏光板7aと第１液晶層１とを順に
通過した偏光に対して、第２液晶層２によって、この偏
光が上記第１液晶層を通過することにより受けた正常光
成分と異常光成分との間の位相差をコンペンセイト（補
償）する向きの位相差が与えられる。したがって、第１
液晶層１に電圧を印加して第１液晶層１のレターデーシ
ョンを変化させることにより、表２に示すようにカラー
表示を得ることができる。つまり、図示しない液晶駆動
手段により電圧を切り替えることによって３色表示を行
うことができる。ここで、表２は、電圧を変化させたと
きの、第１液晶層１のレターデーションの変化と、第２
液晶層２のレターデーション（一定）と、第１液晶層１
と第２液晶層２のレターデーションの差ΔＲの変化と、
これに対応した干渉色の変化のデータを示している。 また、上記２つの液晶層の相転移温度（TNI）を一致
させて温度変化による色調変化が最小限になるようにし
ているので、広い温度範囲において鮮明なカラー表示を
行うことができる。また、上記２つの液晶層のツイスト
アングルを、180゜〜270゜と広くしており、液晶の分子
の回転角度が傾向的に視角の広さに対応するため、色調
の視角依存性が少なく、従来例のように投写型の表示装
置を用いる必要がなく、装置全体を小型化することがで
きる。 なお、この実施例では、第１液晶層１のレターデーシ
ョン値を1.5μｍ、第２液晶層２のレターデーション値
を0.8μｍ（正確には0.82）に設定したが、当然なが
ら、これに限られるものではない。 ＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、この発明は、第１の偏光板
と、２枚の電極基板の間に配置されスーパーツイステッ
ドネマティック配列に基づくレターデーションを有する
液晶層と、上記第１の偏光板と液晶層とを順に通過した
偏光に対して、この偏光が上記液晶層を通過することに
より受けた正常光成分と異常光成分との間の位相差を補
償する向きの位相差を与えるレターデーション層と、上
記第１の偏光板と対をなす第２の偏光板とが順に重ねら
れて成る液晶表示素子において、上記液晶層レターデー
ション値よりも上記レターデーション層のレターデーシ
ョン値が小さくかつ上記液晶層とレターデーション層と
のレターデーション値の差が0.6μｍ以上に設定され、
上記電極基板には電圧印加により上記液晶層のレターデ
ーション値を減じる液晶駆動手段が接続されているの
で、色調の視角依存性が小さくなり、装置の小型化が図
れ、また、温度変化に対する色調変化を少なくでき、安
定したカラー表示を行うことができる。
表示素子に関する。 ＜従来の技術＞ 従来、カラーフィルタや色素を用いずにカラー表示を
行うようにした液晶表示素子としては、DAP（デフォー
メイション・オブ・アラインド・フェイジズ）方式、HA
N（ハイブリッド・アラインド・ネマティック）方式あ
るいはホモジニアス方式によるものがある。このような
液晶表示素子の１例としてHAN方式によるものを第３図
に示す。この液晶表示素子は、ガラス基板31a,31b上に
それぞれ生成された透明電極32a,32bの間に配向膜33a,3
3bを介して90゜ツイストされたネマティック液晶層34を
配置し、上記ガラス基板31a,31bの外側に偏光板35a,35b
をそれぞれ配置している。上記偏光板35a,35bの吸収軸
は互いに90゜ずれており、この２つの吸収軸と上記液晶
層34の液晶配向面（液晶分子34aの長軸方向）とのなす
角度を第４図に示す。上記液晶層34の液晶分子の傾き、
すなわち複屈折は上記透明電極32a,32bによる電界によ
って制御される。そして、上記偏光板35a,35bの一方か
ら入射した光を電界に応じて屈折させ、カラー表示を行
うようにしている。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記従来の液晶表示素子は、液晶分子
配向が一平面内配向であり、視角変化に伴う色調変化が
大きいため、表示装置として一般的に投写型が用いら
れ、装置全体が大型になるという問題がある。また、表
示色が液晶の複屈折率（Δｎ）と密接な関係を有し、Δ
ｎが高温側で小さく、低温側で大きくなる傾向があるた
め、温度変化に伴う色調の変化が大きくなるという問題
がある。更に、HAN方式やホモジニアス方式においては
黒表示が困難であるという問題がある。 そこで、この発明の目的は、色調の視角依存性を小さ
くすることにより装置の小型化が図れ、また、温度変化
に対する色調変化を少なくでき、安定したカラー表示を
行うことができる液晶表示素子を提供することにある。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明者は、表１に示すように、互いにレターデーシ
ョン（Ｒ）の異なる２つのスーパーツイステッドネマテ
ィック液晶セルを組み合わせたときに、レターデーショ
ンの差（ΔＲ）が0.6μｍより大きい場合に３色表示が
可能となる実験結果を得た。 この発明は、上記実験結果に着目してなされたもので
あり、第１の偏光板と、２枚の電極基板の間に配置され
スーパーツイステッドネマティック配列に基づくレター
デーションを有する液晶層と、上記第１の偏光板と液晶
層とを順に通過した偏光に対して、この偏光が上記液晶
層を通過することにより受けた正常光成分と異常光成分
との間の位相差を補償する向きの位相差を与えるレター
デーション層と、上記第１の偏光板と対をなす第２の偏
光板とが順に重ねられて成る液晶表示素子において、上
記液晶層のレターデーション値よりも上記レターデーシ
ョン層のレターデーション値が小さくかつ上記液晶層と
レターデーション層とのレターデーション値の差が0.6
μｍ以上に設定され。上記電極基板には電圧印加により
上記液晶層のレターデーション値を減じる液晶駆動手段
が接続されていることを特徴としている。 なお、表１中の上パネル（液晶セル）を上記レターデ
ーション層の一例として考えている。 ＜作用＞ 第１の偏光板と液晶層とを順に通過した偏光に対し
て、レターデーション層によって、この偏光が上記液晶
層を通過することにより受けた正常光成分と異常光成分
との間の位相差を補償する向きの位相差が与えられる。
そして、このような位相差が与えられた偏光が第２の偏
光板を通過する。ここで、液晶駆動手段により２枚の電
極基板を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶層のレ
ターデーションが上記印加された電圧に応じて変化す
る。したがって、この液晶層のレターデーションとレタ
ーデーション層のレターデーションとの差に応じて鮮明
なカラー表示が行われる。つまり、液晶駆動手段により
電圧を切り替えることによって３色表示が行われる。こ
れと共に、上記液晶層のスーパーツイステッドネマティ
ック配列により色調の視角依存性が少なくなる。 ＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明す
る。 第１図において、１はガラス基板3a,4a上にそれぞれ
生成された透明電極3b,4bの間に配向膜3c,4cを介して配
置された第１液晶層、２は上記ガラス基板4aの外側に配
置されたガラス基板5aとこのガラス基板5aと対向して配
置されたガラス基板6aとの間に配向膜5c,6cを介して配
置されたレターデーション層としての第２液晶層であ
る。また、7a,7bはそれぞれ、ガラス基板3aとガラス基
板6aの外側に配置され、互いに吸収軸の方向が90゜異な
る第1,第２の偏光板である。 上記第１液晶層１および第２液晶層のレターデーショ
ンは、電圧が印加される第１液晶層１のレターデーショ
ンが、電圧が印加されない第２液晶層２のレターデーシ
ョンよりも0.6μｍ以上大きくなるよう、それぞれ1.5μ
ｍおよび0.8μｍに設定されている。また、上記第１液
晶層１と第２液晶層２を高温状態で相転移温度（TNI）
を一致させて、温度変化による色調変化を最小限におさ
えるようにしている。また上記第１液晶層１の液晶分子
のツイスト方向は、左旋性カイラル物質（例えば岸田化
学のコレステリルノナネート（CN））を用い左回りとな
る様に設定されており、上記第２液晶層２の液晶分子の
ツイスト方向は、右旋性カイラル物質（例えばメルク社
のCB−15）を用い右回りとなる様に設定されている。そ
して、上記第１液晶層１と第２液晶層２の液晶分子の配
列は、ラビング方法により、ツイストアングルが180゜
〜270゜のスーパーツイステッドネマティック配列とな
るように設定される。上記ツイストアングルが240゜の
場合のラビング方向と上記偏光板7a,7bの吸収軸との関
係を一例として第２図に示す。 上記構成において、偏光板7aと第１液晶層１とを順に
通過した偏光に対して、第２液晶層２によって、この偏
光が上記第１液晶層を通過することにより受けた正常光
成分と異常光成分との間の位相差をコンペンセイト（補
償）する向きの位相差が与えられる。したがって、第１
液晶層１に電圧を印加して第１液晶層１のレターデーシ
ョンを変化させることにより、表２に示すようにカラー
表示を得ることができる。つまり、図示しない液晶駆動
手段により電圧を切り替えることによって３色表示を行
うことができる。ここで、表２は、電圧を変化させたと
きの、第１液晶層１のレターデーションの変化と、第２
液晶層２のレターデーション（一定）と、第１液晶層１
と第２液晶層２のレターデーションの差ΔＲの変化と、
これに対応した干渉色の変化のデータを示している。 また、上記２つの液晶層の相転移温度（TNI）を一致
させて温度変化による色調変化が最小限になるようにし
ているので、広い温度範囲において鮮明なカラー表示を
行うことができる。また、上記２つの液晶層のツイスト
アングルを、180゜〜270゜と広くしており、液晶の分子
の回転角度が傾向的に視角の広さに対応するため、色調
の視角依存性が少なく、従来例のように投写型の表示装
置を用いる必要がなく、装置全体を小型化することがで
きる。 なお、この実施例では、第１液晶層１のレターデーシ
ョン値を1.5μｍ、第２液晶層２のレターデーション値
を0.8μｍ（正確には0.82）に設定したが、当然なが
ら、これに限られるものではない。 ＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、この発明は、第１の偏光板
と、２枚の電極基板の間に配置されスーパーツイステッ
ドネマティック配列に基づくレターデーションを有する
液晶層と、上記第１の偏光板と液晶層とを順に通過した
偏光に対して、この偏光が上記液晶層を通過することに
より受けた正常光成分と異常光成分との間の位相差を補
償する向きの位相差を与えるレターデーション層と、上
記第１の偏光板と対をなす第２の偏光板とが順に重ねら
れて成る液晶表示素子において、上記液晶層レターデー
ション値よりも上記レターデーション層のレターデーシ
ョン値が小さくかつ上記液晶層とレターデーション層と
のレターデーション値の差が0.6μｍ以上に設定され、
上記電極基板には電圧印加により上記液晶層のレターデ
ーション値を減じる液晶駆動手段が接続されているの
で、色調の視角依存性が小さくなり、装置の小型化が図
れ、また、温度変化に対する色調変化を少なくでき、安
定したカラー表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の液相表示素子の一実施例の概略構成
を示す断面図、第２図は上記実施例における液晶層のラ
ビング方向と偏光板の吸収軸との関係を示す図、第３図
は従来の液晶素子の概略構成を示す断面図、第４図は上
記従来の液晶表示素子における液晶分子の傾き角と偏光
板の吸収軸との関係を示す図である。 １……第１液晶層、２……第２液晶層、3a,4a,5a,6a…
…ガラス基板、3b,4b……透明電極、3c,4c,5c,6c……配
向膜、7a,7b……偏光板。
を示す断面図、第２図は上記実施例における液晶層のラ
ビング方向と偏光板の吸収軸との関係を示す図、第３図
は従来の液晶素子の概略構成を示す断面図、第４図は上
記従来の液晶表示素子における液晶分子の傾き角と偏光
板の吸収軸との関係を示す図である。 １……第１液晶層、２……第２液晶層、3a,4a,5a,6a…
…ガラス基板、3b,4b……透明電極、3c,4c,5c,6c……配
向膜、7a,7b……偏光板。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．第１の偏光板と、２枚の電極基板の間に配置されス
ーパーツイステッドネマティック配列に基づくレターデ
ーションを有する液晶層と、上記第１の偏光板と液晶層
とを順に通過した偏光に対して、この偏光が上記液晶層
を通過することにより受けた正常光成分と異常光成分と
の間の位相差を補償する向きの位相差を与えるレターデ
ーション層と、上記第１の偏光板と対をなす第２の偏光
板とが順に重ねられて成る液晶表示素子において、 上記液晶層のレターデーション値よりも上記レターデー
ション層のレターデーション値が小さくかつ上記液晶層
とレターデーション層とのレターデーション値の差が0.
6μｍ以上に設定され、 上記電極基板には電圧印加により上記液晶層のレターデ
ーション値を減じる液晶駆動手段が接続されていること
を特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62298511A JP2777369B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62298511A JP2777369B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138529A JPH01138529A (ja) | 1989-05-31 |
| JP2777369B2 true JP2777369B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=17860665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62298511A Expired - Fee Related JP2777369B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2777369B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2621385B2 (ja) * | 1988-07-06 | 1997-06-18 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置 |
| JP2780221B2 (ja) * | 1988-07-06 | 1998-07-30 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置 |
| DE4028107B4 (de) * | 1990-09-05 | 2006-01-26 | Siemens Ag | Flüssigkristallanordnung |
| JP2721284B2 (ja) * | 1991-02-07 | 1998-03-04 | 株式会社東芝 | 液晶表示素子および光学異方素子 |
| JP2713184B2 (ja) * | 1993-11-19 | 1998-02-16 | カシオ計算機株式会社 | カラー液晶表示装置 |
| JP2925064B2 (ja) * | 1993-12-02 | 1999-07-26 | 矢崎総業株式会社 | 可変波長フィルタ |
| PL327231A1 (en) * | 1995-12-22 | 1998-12-07 | Akzo Nobel Nv | Temperature-dependent response retarding layer |
-
1987
- 1987-11-25 JP JP62298511A patent/JP2777369B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01138529A (ja) | 1989-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |