JP2780221B2 - Electro-optical device - Google Patents

Electro-optical device

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JP2780221B2
JP2780221B2 JP8084365A JP8436596A JP2780221B2 JP 2780221 B2 JP2780221 B2 JP 2780221B2 JP 8084365 A JP8084365 A JP 8084365A JP 8436596 A JP8436596 A JP 8436596A JP 2780221 B2 JP2780221 B2 JP 2780221B2
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liquid crystal
cell
degrees
electro
voltage
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千代明 飯島
啓志 和田
兼充 久保田
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Seiko Epson Corp
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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】本発明はスーパーツイステッ
ドネマチック型液晶表示装置等の電気光学装置に関す
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an electro-optical device such as a super twisted nematic liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のスーパーツイステッドネマチック
型液晶表示装置は、例えば特開昭60−50511号公
報のように液晶分子のねじれ角が180度以上で、液晶
の光学異方性△nと液晶層厚dとの積△n・dが0.7
μmから1.1μmであった。
2. Description of the Related Art A conventional super twisted nematic type liquid crystal display device has a twist angle of a liquid crystal molecule of 180 degrees or more, an optical anisotropy Δn of a liquid crystal and a liquid crystal layer as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-50511. The product of the thickness d and nd · d is 0.7
μm to 1.1 μm.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そのため、複屈折によ
る着色が起こるが、時分割駆動をすると、非選択電圧印
加時には黄色、選択電圧印加時には青色となり、それら
の中間電圧印加時には図16の色度図(CIE標準色度
図)に示すように黄色からやや青緑色を経て青色に至る
範囲となり、それ以外の多色を得ることができなかっ
た。そのため選択電圧と非選択電圧以外にその中間電圧
を印加する階調表示駆動では十分なマルチカラー表示が
できなかった。
For this reason, coloring due to birefringence occurs. However, when time-division driving is performed, the color becomes yellow when a non-selection voltage is applied, becomes blue when a selection voltage is applied, and when the intermediate voltage is applied, the chromaticity shown in FIG. As shown in the figure (CIE standard chromaticity diagram), the color ranged from yellow to slightly blue-green to blue, and other multicolors could not be obtained. Therefore, a sufficient multi-color display cannot be performed by the gradation display driving in which an intermediate voltage other than the selection voltage and the non-selection voltage is applied.

【0004】また、マルチカラー表示するものとして、
カラーフィルターを備えたものがあるが、3原色R・G
・Bの3つの画素が必要であり製作が大変面倒である。
[0004] Also, as a multi-color display,
Some have color filters, but the three primary colors R and G
-The three pixels B are required, and the production is very troublesome.

【0005】本発明は、上記の問題点に鑑みて提案され
たもので、階調表示駆動により簡易にマルチカラー表示
を行うことができ、充分なコントラストが得られる電気
光学素子を提供することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electro-optical element capable of easily performing multi-color display by gradation display driving and obtaining a sufficient contrast. Aim.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の電気光学装置
は、対向する内面に電極を有する一対の基板間に180
度から360度のねじれを有する液晶を挟持してなる第
1の液晶セルと、対向する内面に電極を有する一対の基
板間に液晶を挟持してなる第2の液晶セルとを一対の偏
光板の間に重ねて配置してなり、前記第1の液晶セルに
挟持された前記液晶の光学異方性△nと前記液晶の液晶
層厚d(μm)との積△n・dが1.1μm以上であ
り、前記第2の液晶セルに形成された前記電極間に印加
する電圧を所定の電圧とし、且つ前記第1の液晶セルに
形成された前記電極間に印加する電圧を変化させて、カ
ラーフィルターを用いることなく多色表示を同一画面で
行えるようにしたことを特徴とする。また、前記第2の
液晶セルに挟持された前記液晶のねじれ角は、90度×
n±40度(nは0または整数)の範囲で設定されてな
ることを特徴とし、前記偏光板に隣接する基板に施すラ
ビングは、前記偏光板の偏光軸に対して45度の方向に
施されてなることを特徴とする
According to the electro-optical device of the present invention, an electro-optical device is provided between a pair of substrates having electrodes on opposing inner surfaces.
Liquid crystal having a twist of 360 degrees to 360 degrees
1 liquid crystal cell and a pair of bases having electrodes on opposing inner surfaces.
A second liquid crystal cell having liquid crystal interposed between the plates is paired with a pair of biased liquid crystal cells.
The first liquid crystal cell is disposed so as to overlap between the light plates.
The optical anisotropy Δn of the sandwiched liquid crystal and the liquid crystal of the liquid crystal
The product Δn · d with the layer thickness d (μm) is 1.1 μm or more
Between the electrodes formed in the second liquid crystal cell.
To a predetermined voltage, and the first liquid crystal cell
By changing the voltage applied between the formed electrodes,
Multi-color display on the same screen without using color filters
It is characterized in that it can be performed. In addition, the second
The twist angle of the liquid crystal sandwiched between the liquid crystal cells is 90 degrees ×
Set within the range of n ± 40 degrees (n is 0 or an integer).
Characterized in that the lamination is performed on a substrate adjacent to the polarizing plate.
Bing is oriented at 45 degrees to the polarization axis of the polarizing plate.
It is characterized by being performed .

【0007】上記のようなスーパーツイステッドネマチ
ック型の電気光学装置において、液晶セルのネマチック
液晶層の△n・dを1.1μm以上とし、かつ液晶セル
の一対の電極基板間に印加する電圧を3値以上選択でき
る手段を備えたことにより、階調表示駆動によるマルチ
カラー表示を簡易に行うことが可能となる
In the above-described super twisted nematic type electro-optical device, Δn · d of the nematic liquid crystal layer of the liquid crystal cell is set to 1.1 μm or more, and the voltage applied between the pair of electrode substrates of the liquid crystal cell is set to 3 μm. By providing a means capable of selecting a value or more, it is possible to easily perform multi-color display by gradation display driving.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施例に基づいて
本発明を具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be specifically described based on an embodiment shown in the drawings.

【0009】実施例I 図1は本発明の第1実施例を示す電気光学装置としての
液晶表示装置の概略構成の断面図である。
Embodiment I FIG. 1 is a cross-sectional view of a schematic configuration of a liquid crystal display device as an electro-optical device according to a first embodiment of the present invention.

【0010】図において1は下側偏光板、2は上側偏光
板、10はその両偏光板1・2間に配置した液晶セルで
ある。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lower polarizing plate, 2 denotes an upper polarizing plate, and 10 denotes a liquid crystal cell disposed between the polarizing plates 1 and 2.

【0011】その液晶セル10は、上面に電極11aを
有する下側電極基板11と、下面に電極12aを有する
上側電極基板12との間に、ネマチック液晶13を挟持
させてなる。そのネマチック液晶13は、それと接する
上下電極基板11・12にラビング処理等を施すことに
よりねじれ配向されている。14は上記の両電極基板1
1・12間の周辺部に介在させたスぺーサであり、該ス
ぺーサ14により上記のネマチック液晶13を両電極基
板11・12間に保持すると共に、その両基板11・1
2の間隔すなわち液晶層厚を一定に保っている。なお、
上記両基板11・12間には、グラスファイバーやガラ
スボール等の間隔保持部材を散布することもある。
The liquid crystal cell 10 has a nematic liquid crystal 13 sandwiched between a lower electrode substrate 11 having an electrode 11a on the upper surface and an upper electrode substrate 12 having an electrode 12a on the lower surface. The nematic liquid crystal 13 is twisted by subjecting the upper and lower electrode substrates 11 and 12 to rubbing treatment or the like. 14 is the two-electrode substrate 1
A spacer interposed between the electrode substrates 11 and 12; the spacer 14 holds the nematic liquid crystal 13 between the electrode substrates 11 and 12;
The interval of 2, that is, the thickness of the liquid crystal layer is kept constant. In addition,
A spacing member such as glass fiber or glass ball may be sprayed between the two substrates 11 and 12.

【0012】図中、3は前記の電極11a、12aに接
続した液晶セル10の駆動回路であり、本例においては
時分割駆動回路が用いられ、上記の両電極基板間に印加
する電圧として選択電圧および非選択電圧のほかにその
中間電圧等の3値以上の電圧を選択して階調表示駆動を
行うことができるように構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 3 denotes a driving circuit for the liquid crystal cell 10 connected to the electrodes 11a and 12a.
A time-division driving circuit is used to perform gradation display driving by selecting not only a selection voltage and a non-selection voltage but also three or more voltages such as an intermediate voltage as a voltage applied between the two electrode substrates. It is configured to be able to.

【0013】図2は上記図1の液晶表示装置における電
極基板に近接する液晶分子の分子軸と偏光板の吸収軸と
の関係を示す説明図である。なお、本発明において液晶
分子を配向させる手段としてはラビング処理に限られる
ものではないが、説明の便宜上、電極基板に近接する液
晶分子の分子長軸の配向方向をラビング方向として説明
する。後述する実施例についても同様である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the molecular axis of liquid crystal molecules near the electrode substrate and the absorption axis of the polarizing plate in the liquid crystal display of FIG. In the present invention, the means for aligning the liquid crystal molecules is not limited to the rubbing treatment, but for convenience of explanation, the alignment direction of the long axis of the liquid crystal molecules close to the electrode substrate will be described as the rubbing direction. The same applies to the embodiments described later.

【0014】同図において、R11・R12はそれぞれ
液晶セル10の下側電極基板11および上側電極基板1
2側のラビング方向、Tは液晶セル10内の液晶分子の
図1で上から下に向かってのねじれ方向と角度、P1・
P2はそれぞれ下側偏光板1および上側偏光板2の吸収
軸(偏光軸)の方向、θ1は下側偏光板1の吸収軸の方
向P1と下側電極基板11のラビング方向R11とのな
す角度、θ2は上側偏光板2の吸収軸の方向P2と上側
電極基板12のラビング方向R12とのなす角度を示
す。
In FIG. 1, R11 and R12 denote a lower electrode substrate 11 and an upper electrode substrate 1 of a liquid crystal cell 10, respectively.
The rubbing direction on the second side, T, is the twist direction and angle of liquid crystal molecules in the liquid crystal cell 10 from top to bottom in FIG.
P2 is the direction of the absorption axis (polarization axis) of the lower polarizing plate 1 and the upper polarizing plate 2, respectively, and θ1 is the angle between the direction P1 of the absorption axis of the lower polarizing plate 1 and the rubbing direction R11 of the lower electrode substrate 11. , Θ2 indicate the angle between the direction P2 of the absorption axis of the upper polarizing plate 2 and the rubbing direction R12 of the upper electrode substrate 12.

【0015】上記の構成において、液晶分子のねじれ角
度Tが180度から360度の範囲となるように上側電
極基板と下側電極基板とが対向配置される。この場合、
液晶分子のねじれ方向および角度Tは、ラビング方向R
11、R12およびネマチック液晶13に添加される旋
光性物質の種類と量によって規定される。またラビング
方向と偏光板の吸収軸のなす角度θ1・θ2は、好まし
くは15度から75度の範囲とする。また液晶の光学異
方性△nと液晶層厚d(μm)との積△n・dが1.1
μm以上となるようにする。
In the above configuration, the upper electrode substrate and the lower electrode substrate are arranged to face each other such that the twist angle T of the liquid crystal molecules is in the range of 180 degrees to 360 degrees. in this case,
The torsional direction and angle T of the liquid crystal molecules are determined by the rubbing direction R
11, R12 and the type and amount of the optical rotatory substance added to the nematic liquid crystal 13. The angles θ1 and θ2 between the rubbing direction and the absorption axis of the polarizing plate are preferably in the range of 15 to 75 degrees. The product Δn · d of the optical anisotropy Δn of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d (μm) is 1.1.
μm or more.

【0016】上記の構成において、前記一対の電極基板
11・12への印加電圧を変化させることにより、液晶
層のリタデーションが変化して小さくなる。そして、こ
のリタデーションが変化することにより透過光の色が変
化する。従って、この色変化を大きくするためには、リ
タデーションの変化を大きくすればよく、初期時の△n
・dを大きくすることが必要となる。そこで、多色表示
を得るためには初期時の△n・dが1.1μm以上がよ
いことを見だしたもので、そのようにすることで階調表
示駆動による充分なマルチカラー表示を簡易に行うこと
ができるものである。なお上記△n・dの値の上限は特
に制限はなく、いくら大きくなってもマルチカラー表示
ができる。ただし、現在のところ、△nは大きくても
0.2位であり、応答スピード等を考慮すると△n・d
は2.0以下が望ましい。
In the above configuration, by changing the voltage applied to the pair of electrode substrates 11 and 12, the retardation of the liquid crystal layer changes and becomes smaller. When the retardation changes, the color of the transmitted light changes. Therefore, in order to increase the color change, it is sufficient to increase the change in retardation.
-It is necessary to increase d. Therefore, in order to obtain a multi-color display, it was found that Δn · d at the initial stage should be 1.1 μm or more, so that sufficient multi-color display by gradation display driving can be simplified. What can be done. The upper limit of the value of Δn · d is not particularly limited, and a multi-color display can be performed no matter how large the value becomes. However, at present, Δn is 0.2 at most, and considering response speed and the like, Δn · d
Is desirably 2.0 or less.

【0017】また表示容量を大きくするためには時分割
駆動が必要になるが、上記のように構成することにより
例えばデュティ比1/100以下の低デュティ比駆動に
おいても充分なコントラストが得られる。
In order to increase the display capacity, time-division driving is required. However, with the above-described configuration, a sufficient contrast can be obtained even in a low-duty-ratio drive of, for example, a duty ratio of 1/100 or less.

【0018】さらに本発明は液晶のもつ複屈折性を積極
的に利用するものであり、配向方向と偏光板の吸収軸
(偏光軸)の方向とがずれていることが必要となるが、
特に上記の配向方向と吸収軸の方向とのなす角度θ1・
θ2を、上記のように15度から75度の範囲とした場
合にはコントラストが高く、色純度のよい多色表示が得
られるものである。
Furthermore, the present invention positively utilizes the birefringence of the liquid crystal, and it is necessary that the alignment direction and the direction of the absorption axis (polarization axis) of the polarizing plate be shifted.
In particular, the angle θ1 between the above orientation direction and the direction of the absorption axis.
When θ2 is in the range of 15 degrees to 75 degrees as described above, a multicolor display with high contrast and good color purity can be obtained.

【0019】以下、上記実施例Iに基づく具体例を説明
する。
Hereinafter, a specific example based on the embodiment I will be described.

【0020】具体例1 上記図1・図2の構成において、ネマチック液晶13と
してPCH系の液晶を用い、光学異方性△nが0.1
3、液品層厚dを10μmにして△n・dを1.3μm
とした。更に液晶のねじれ角Tを180度、ラビング方
向と偏光板の吸収軸のなす角度θ1・θ2をそれぞ30
度および30度とした。そして液晶セル10の駆動回路
(時分割駆動回路)3によりデュティ比1/100で4
階調駆動を行ったところ、非選択電圧(実効電圧2,1
0V)印加時に青緑、選択電圧(実効電圧2.32V)
印加時に赤、その2値の中間電圧即ち実効電圧2.17
Vおよび2.25V印加時にそれぞれ青および紫の4色
が表示された。
Specific Example 1 In the configuration shown in FIGS. 1 and 2, a PCH-based liquid crystal is used as the nematic liquid crystal 13 and the optical anisotropy Δn is 0.1.
3. The liquid product layer thickness d is set to 10 μm and Δn · d is set to 1.3 μm.
And Further, the twist angle T of the liquid crystal is 180 degrees, and the angles θ1 and θ2 between the rubbing direction and the absorption axis of the polarizing plate are each 30.
Degrees and 30 degrees. The driving circuit (time-division driving circuit) 3 of the liquid crystal cell 10 sets the duty ratio to 1/100 to 4
When the gradation drive is performed, the non-selection voltage (effective voltage 2, 1
0V) Blue-green when applied, selection voltage (effective voltage 2.32V)
Red when applied, its binary intermediate voltage or effective voltage 2.17
When V and 2.25 V were applied, four colors of blue and purple were displayed, respectively.

【0021】しかし、応答時間が600ms以上となり
かなり遅い応答になった。
However, the response time was 600 ms or more, resulting in a considerably slow response.

【0022】具体例2 上記具体例1の液晶の代わりに、トラン系の液晶を用
い、光学異方性△nが0.18、液晶層厚dを8μmと
した。他の構成は具体例1と同様にしたところ、具体例
1と同様に4色が表示され、しかも応答時間も300m
sとなった。
Specific Example 2 Instead of the liquid crystal of the above specific example 1, a tolanic liquid crystal was used, the optical anisotropy Δn was 0.18, and the liquid crystal layer thickness d was 8 μm. Other configurations were the same as in the first embodiment. Four colors were displayed as in the first embodiment, and the response time was 300 m.
s.

【0023】具体例3 上記具体例2の液晶を用い、液晶のねじれ角Tを220
度、ラビング方向と偏光板の吸収軸のなす角度θ1・θ
2をそれぞれ45度とした。他の構成は具体例2と同様
とし、駆動回路3によりデュティ比1/100で4階調
駆動を行ったところ、この場合も4色が表示され、図3
の色度図に示すようになった。
Example 3 Using the liquid crystal of Example 2 above, the twist angle T of the liquid crystal was set to 220
Degree, the angle θ1 · θ between the rubbing direction and the absorption axis of the polarizing plate
2 was 45 degrees. The other configuration is the same as that of the specific example 2. When the driving circuit 3 performs four gradation driving at a duty ratio of 1/100, in this case also, four colors are displayed.
As shown in the chromaticity diagram of FIG.

【0024】具体例4 上記具体例3において、液晶のねじれ角Tを230度に
変えた。他の構成は具体例3と同様とし、駆動回路3に
よりデュティ比1/100で4階調駆動を行った。図4
はこのときの色調を示すもので、図から明らかなよう
に、緑、青、赤の3原色に更に黄色の表示を行うことが
できた。
Example 4 In Example 3, the twist angle T of the liquid crystal was changed to 230 degrees. The other configuration was the same as that of the specific example 3, and the driving circuit 3 performed four gradation driving at a duty ratio of 1/100. FIG.
Indicates the color tone at this time. As is apparent from the figure, the three primary colors of green, blue and red could be further displayed in yellow.

【0025】具体例5 上記具体例4において、駆動回路3によりデュティ比1
/200で8階調駆動を行ったところ、非選択電圧(実
効電圧2.24V)印加時に、選択電圧(実効電圧
2.4V)印加時に黄、その中間電圧即ち、実効電圧
2.26V、2.29V、2.31V、2.33V、
2.35V、2.38V印加時に、それぞれ青、青、
紫、赤、だいだい、黄だいだいとなった。図5はこのと
きの色調を示すもので、図から明らかなように、8階調
表示がすべて異なった色調を示した。又このときの応答
時間は400msであった。
Specific Example 5 In the specific example 4, the duty ratio is 1
When 8 gradation driving was performed at / 200, green was applied when a non-selection voltage (effective voltage 2.24 V) was applied, yellow when a selection voltage (effective voltage 2.4 V) was applied, and an intermediate voltage between them, that is, an effective voltage 2.26 V, 2.29V, 2.31V, 2.33V,
When applying 2.35V and 2.38V, respectively, blue- green , blue,
Purple, red, orange, yellow. FIG. 5 shows the color tone at this time. As is clear from the figure, all the eight gradation displays showed different color tones. The response time at this time was 400 ms.

【0026】具体例6 上記具体例5において、光学異方性△nが0.21であ
るトラン系の液晶に代え、液晶層厚dを5.5μmにし
た。すると応答時間は250msと良い応答を示した。
Example 6 In Example 5, the liquid crystal layer thickness d was changed to 5.5 μm in place of the trans liquid crystal having an optical anisotropy Δn of 0.21. Then, the response time showed a good response of 250 ms.

【0027】具体例7 上記具体例6において、液晶のねじれ角Tを260度に
し、一対の偏光板1.2の吸収軸のなす角度を10度に
した。そして駆動回路3によりデュティ比1/200で
8階調駆動を行ったところ、非選択電圧(実効電圧2.
28V)印加時に赤、選択電圧(実効電圧2.44V)
印加時にだいだい、その中間電圧で青緑、黄その他の色
が表示された。図6はこのときの色調を示す。また上記
一対の偏光板1・2の吸収軸のなす角度を80度にした
ところ、上記各色と補色の関係にある8つの色調(上記
図6における各点と白色点0を中心にほぼ対称位置にあ
る色調)が得られた。
Example 7 In Example 6, the twist angle T of the liquid crystal was 260 degrees, and the angle between the absorption axes of the pair of polarizing plates 1.2 was 10 degrees. Then, when 8 grayscale driving was performed by the driving circuit 3 at a duty ratio of 1/200, the non-selection voltage (effective voltage 2.
28V) Red when applied, selection voltage (effective voltage 2.44V)
Depending on the applied voltage, blue-green, yellow and other colors were displayed at the intermediate voltage. FIG. 6 shows the color tone at this time. The was the angle between the absorption axis of the pair of polarizing plates 1, 2 to 80 degrees, approximately symmetrically located eight tones (mainly white point 0 and each point in FIG 6 in the relation of the respective colors and complementary colors Is obtained.

【0028】具体例8 上記具体例7において、液晶分子のねじれ角Tをさらに
大きく、例えば330度にした。なお、液晶分子の配向
処理として、ラビング処理の代わりに斜方蒸着を行っ
た。その結果、具体例7に比べてさらに広視野角が得ら
れた。他の具体例1〜6においてもねじれ角Tを大きく
すれば同様の効果が得られる。
Example 8 In Example 7, the torsion angle T of the liquid crystal molecules was further increased, for example, to 330 degrees. Note that oblique deposition was performed instead of the rubbing treatment as the alignment treatment of the liquid crystal molecules. As a result, a wider viewing angle was obtained than in Example 7. In the other specific examples 1 to 6, the same effect can be obtained by increasing the twist angle T.

【0029】具体例9 前記の液晶13として、PCH系液晶にトラン系液晶を
添加した液晶を用い、光学異方性△nが0.18、液晶
層厚dを9μmにして、△n・dを1.62μmとし
た。更に液晶のねじれ角Tを180度、ラビング方向と
偏光板の吸収軸のなす角度θ1・θ2をそれぞれ30度
および60度とした。そして、駆動回路3によりデュテ
ィ比1/100で4階調表示駆動を行ったところ、緑、
青、赤、黄の4色が表示された。しかし、応答時間は1
000msとなりかなり遅い応答となった。
Concrete Example 9 As the liquid crystal 13, a liquid crystal obtained by adding a trans liquid crystal to a PCH liquid crystal is used. The optical anisotropy Δn is 0.18 , the liquid crystal layer thickness d is 9 μm, and Δn · d Was set to 1.62 μm. Further, the twist angle T of the liquid crystal was 180 degrees, and the angles θ1 and θ2 between the rubbing direction and the absorption axis of the polarizing plate were 30 degrees and 60 degrees, respectively. Then, when four-gradation display driving was performed by the driving circuit 3 at a duty ratio of 1/100, green,
Four colors of blue, red and yellow were displayed. However, the response time is 1
000 ms, which was a very slow response.

【0030】具体例10 上記具体例9において、トラン系液晶の濃度を増やし、
光学異方性△nが0.22、液晶層厚dを7μmとして
具体例9と同様の試験を行った。
Specific Example 10 In the specific example 9, the concentration of the tolanic liquid crystal was increased.
The same test as in Example 9 was performed, except that the optical anisotropy Δn was 0.22 and the liquid crystal layer thickness d was 7 μm.

【0031】すると、具体例9と同様に4色が表示さ
れ、しかも応答時間も400msとなった。
Then, four colors were displayed in the same manner as in Example 9, and the response time was also 400 ms.

【0032】具体例11 上記具体例10の液晶を用い、液晶層厚を9μmとし、
液晶のねじれ角Tを240度、ラビング方向と偏光板の
吸収軸のなす角度θ1・θ2をそれぞれ45度とした。
そして、駆動回路3によりデュティ比1/200で8階
調駆動を行った。図7はとのときの色調を色度図で示し
たもので、薄緑、緑、青、赤、黄色等の8色が表示でき
た。
Specific Example 11 Using the liquid crystal of the specific example 10, the thickness of the liquid crystal layer was 9 μm.
The twist angle T of the liquid crystal was 240 degrees, and the angles θ1 and θ2 between the rubbing direction and the absorption axis of the polarizing plate were each 45 degrees.
Then, the driving circuit 3 performed eight gradation driving at a duty ratio of 1/200. FIG. 7 is a chromaticity diagram showing the color tone at the time of (1), and eight colors such as light green, green, blue, red, and yellow could be displayed.

【0033】具体例12 上記具体例11において、液晶のねじれ角Tを260度
にして具体例11と同様の試験を行った。
Example 12 The same test as in Example 11 was performed, except that the twist angle T of the liquid crystal was 260 degrees.

【0034】図8はこのときの色調を色度図で示したも
ので、図から明らかなように、点A・点Bは共に黄色で
あるが、点Aは点Bに比べ色純度が高い、即ち色純度の
異なる黄色が得られた。
FIG. 8 is a chromaticity diagram showing the color tone at this time. As is apparent from FIG. 8, both the points A and B are yellow, but the point A has higher color purity than the point B. That is, yellow having different color purity was obtained.

【0035】具体例13 上記具体例において、液晶分子のねじれ角Tをさらに大
きく、例えば330度とした。なお液晶分子の配向処理
として、ラビング処理の代わりに斜方蒸着を行ッた。そ
の結果、具体例12に比較してさらに広視野角が得られ
た。上記具体例9〜11においてもねじれ角Tを大きく
すれば同様の効果が得られる。
Example 13 In the above example, the twist angle T of the liquid crystal molecules was further increased, for example, to 330 degrees. Note that oblique deposition was performed instead of the rubbing treatment as the alignment treatment of the liquid crystal molecules. As a result, a wider viewing angle was obtained than in Example 12. In the above specific examples 9 to 11, the same effect can be obtained by increasing the twist angle T.

【0036】なお、以上のような階調表示を行う液晶セ
ルの駆動回路3としては、選択期間のパルス幅を制御す
るパルス階調表示駆動回路、複数フレーム内で選択時の
回数を変えるフレーム階調表示駆動回路等があり、上記
の具体例1〜13においては、フレーム階調表示駆動回
路を用いたものであるが、パルス階調表示駆動回路でも
上記と同様の結果が得られる。
The driving circuit 3 of the liquid crystal cell for performing the above-described gradation display includes a pulse gradation display driving circuit for controlling a pulse width in a selection period, and a frame floor for changing the number of times of selection in a plurality of frames. There is a grayscale display drive circuit and the like. In the above specific examples 1 to 13, the frame grayscale display drive circuit is used. However, the same result as described above can be obtained with the pulse grayscale display drive circuit.

【0037】実施例II 前記実施例Iにおいては、一対の偏光板間に液晶セルを
1つ設けたが、2つ以上設けてもよい。
Embodiment II In Embodiment I, one liquid crystal cell is provided between a pair of polarizing plates, but two or more liquid crystal cells may be provided.

【0038】図9は一対の偏光板間に2つの液晶セルを
設けた本発明の第2実施例を示す電気光学素子としての
液晶表示装置の概略構成の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a schematic configuration of a liquid crystal display device as an electro-optical element according to a second embodiment of the present invention in which two liquid crystal cells are provided between a pair of polarizing plates.

【0039】図において1は下側偏光板、2は上側偏光
板、10はその両偏光板間に設けた液晶セル(以下、第
1セルという)であり、前記図1例の場合と同様に構成
されている。
In the figure, 1 is a lower polarizing plate, 2 is an upper polarizing plate, and 10 is a liquid crystal cell (hereinafter referred to as a first cell) provided between the two polarizing plates. It is configured.

【0040】20は上記第1セル10と上側偏光板2と
の間に設けた第2の液晶セル(以下、第2セルという)
であり、上面に電極21aを有する下側電極基板21
と、下面に電極22aを有する上側電極基板22との間
に、ネマチック液晶23を挟持させてなる。その液晶2
3は上下の電極基板21・22にラビング処理等を施す
ことによりねじれ配向されている。24はスぺーサ、4
は上記の電極21a・22aに接続した第2セル20の
駆動回路であり、本例においてはス夕ティック駆動回路
が用いられ、電極21a・22aに任意の電圧が印加可
能である。
Reference numeral 20 denotes a second liquid crystal cell (hereinafter, referred to as a second cell) provided between the first cell 10 and the upper polarizer 2.
And the lower electrode substrate 21 having the electrode 21a on the upper surface.
And an upper electrode substrate 22 having an electrode 22a on the lower surface thereof, with a nematic liquid crystal 23 interposed therebetween. The liquid crystal 2
Numeral 3 is twisted by subjecting the upper and lower electrode substrates 21 and 22 to a rubbing treatment or the like. 24 is a spacer, 4
Is a drive circuit of the second cell 20 connected to the electrodes 21a and 22a. In this example, a static drive circuit is used, and an arbitrary voltage can be applied to the electrodes 21a and 22a.

【0041】図10は上記図9の液晶表示装置における
ラビング方向(電極基板に近接する液晶分子の分子軸の
方向)と偏光板の吸収軸との関係を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the rubbing direction (the direction of the molecular axis of the liquid crystal molecules close to the electrode substrate) and the absorption axis of the polarizing plate in the liquid crystal display device of FIG.

【0042】同図において、R11、R12はそれぞれ
第1セル10の下側電極基板11および上側電極基板1
2のラビング方向、R21、R22はそれぞれ第2セル
20の下側電極基板21および上側電極基板22のラビ
ング方向、θは第1セル10の上側電極基板12のラビ
ング方向R12と第2セル20の下側電極基板21のラ
ビング方向R21とのなす角度、T1は第1セル10内
の液晶分子の図9で上から下に向かってのねじれ方向と
角度、T2は同様に第2セル20内の液晶分子のねじれ
方向と角度、P1、P2はそれぞれ下側偏光板1および
上側偏光板2の吸収軸の方向、θ1は下側偏光板1の吸
収軸の方向P1と第1セル10の下側電極基板11のラ
ビング方向R11とのなす角度、θ2は上側偏光板2の
偏光軸の方向P2と第2セル20の上側電極基板22の
ラビング方向R22とのなす角度を示す。
In the figure, R11 and R12 denote the lower electrode substrate 11 and the upper electrode substrate 1 of the first cell 10, respectively.
2, the rubbing directions R21 and R22 are the rubbing directions of the lower electrode substrate 21 and the upper electrode substrate 22 of the second cell 20, respectively, and θ is the rubbing direction R12 of the upper electrode substrate 12 of the first cell 10 and the rubbing direction of the second cell 20. The angle between the lower electrode substrate 21 and the rubbing direction R21, T1 is the twist direction and angle of the liquid crystal molecules in the first cell 10 from top to bottom in FIG. 9, and T2 is the same in the second cell 20. The twist directions and angles of the liquid crystal molecules, P1 and P2 are the directions of the absorption axes of the lower polarizer 1 and the upper polarizer 2, respectively, and θ1 is the direction P1 of the absorption axis of the lower polarizer 1 and the lower side of the first cell 10. The angle θ2 between the rubbing direction R11 of the electrode substrate 11 and the rubbing direction R22 of the upper electrode substrate 22 of the second cell 20 is defined as θ2.

【0043】上記の構成において、第1セル10の液晶
分子のねじれ方向および角度T1は、前記実施例Iの場
合と同様にラビング方向R11・R12およびネマチッ
ク液晶13に添加される旋光性物質の種類と量によって
180度から360度の範囲になるように設定し、また
第1セル10の液晶の光学異方性△nと液品層厚d(μ
m)との積△n・dは1.1μm以上の範囲に設定す
る。
In the above configuration, the twist direction and the angle T1 of the liquid crystal molecules of the first cell 10 are determined by the rubbing directions R11 and R12 and the type of the optically active substance added to the nematic liquid crystal 13 as in the case of the first embodiment. It is set so as to be in the range of 180 to 360 degrees depending on the amount and the optical anisotropy Δn of the liquid crystal of the first cell 10 and the liquid product layer thickness d (μ).
m) is set to a range of 1.1 μm or more.

【0044】上記のように一対の偏光板1・2間に液晶
セル(第1セル)10を介在させてなる液晶表示装置に
上記第1セル10とは別に更に第2の液晶セル(第2セ
ル)20を設けると、該表示装置で表示することのでき
る色調を電気的信号により変化させることができる。さ
らに、パソコン等で求められている白黒表示を、第2セ
ル20の電気的信号による切り換えで実現することがて
きる。
As described above, in the liquid crystal display device in which the liquid crystal cell (first cell) 10 is interposed between the pair of polarizing plates 1 and 2, a second liquid crystal cell (second cell) is provided separately from the first cell 10. When the cell 20 is provided, a color tone that can be displayed on the display device can be changed by an electric signal. Further, black and white display required by a personal computer or the like can be realized by switching by an electric signal of the second cell 20.

【0045】なお第2セル20のネマチック液晶のねじ
れ角T2は、90度×n±40度(nは0または整数)
にすることが、コントラストの高い白黒表示を得るため
に望ましい。また角度θは90度にすることが望まし
い,さらに第2セルの液晶のねじれ方向は、第1セルの
液晶のねじれ方向と逆方向であることが望ましい。
The twist angle T2 of the nematic liquid crystal in the second cell 20 is 90 degrees × n ± 40 degrees (n is 0 or an integer)
Is desirable in order to obtain a black-and-white display with high contrast. Is desirably 90 degrees, and the twist direction of the liquid crystal in the second cell is desirably opposite to the twist direction of the liquid crystal in the first cell.

【0046】以下、上記実施例IIに基づく具体例を説明
する。
Hereinafter, a specific example based on the embodiment II will be described.

【0047】具体例14 上記実施例II(図9、図10)における第1セル10の
液晶13として卜ラン系液晶を添加したPCH系液晶を
用い光学異方性△nを0.18、液晶層厚dを8μmに
設定して、△n・dを1.44とした。また、第1セル
10の液晶分子のねじれ角T1を左に220度、第2セ
ルの液晶分子のねじれ角T2を右に90度とした。更に
角度θ1、θ2をそれぞれ45度とし、角度θは90度
とした。第2セル20の駆動回路(スタテック駆動回
路)4で第2セルに実効電圧10Vを印加し、第1セル
10の駆動回路(時分割駆動回路)3によりデュティ比
1/100で4階調表示駆動を行った。このとき、4色
が表示され、図11の色度図に示すようになった。つま
り、青緑、青紫、赤、黄色の4色である。次に、第2セ
ル20の駆動回路4のスイッチをオフにすると、図12
に示すように、点Aは非選択電圧(実効電圧2.24
V)印加時、点Bは選択電圧(実効電圧2.4V)印加
時の色調となった。点Aはやや青味のある黒色で点Bは
やや黄味のある白色であり、ほぼ白黒表示となった。こ
のときのコントラスト比は1:10であった。
Concrete Example 14 A PCH-based liquid crystal to which a tran-based liquid crystal is added is used as the liquid crystal 13 of the first cell 10 in the above-mentioned Example II (FIGS. 9 and 10). The layer thickness d was set to 8 μm, and Δn · d was set to 1.44. The twist angle T1 of the liquid crystal molecules of the first cell 10 was set to 220 degrees to the left, and the twist angle T2 of the liquid crystal molecules of the second cell was set to 90 degrees to the right. Further, the angles θ1 and θ2 were each set to 45 degrees, and the angle θ was set to 90 degrees. The driving circuit (static driving circuit) 4 of the second cell 20 applies an effective voltage of 10 V to the second cell, and the driving circuit (time division driving circuit) 3 of the first cell 10 displays four gradations at a duty ratio of 1/100. Drive was performed. At this time, four colors were displayed, as shown in the chromaticity diagram of FIG. That is, there are four colors of blue-green , blue-violet, red, and yellow. Next, when the switch of the drive circuit 4 of the second cell 20 is turned off, FIG.
As shown in the figure, point A is a non-selection voltage (effective voltage 2.24).
At the time of application of V), point B had a color tone at the time of application of the selection voltage (effective voltage 2.4 V). Point A was slightly bluish black, and point B was slightly yellowish white, almost black and white display. The contrast ratio at this time was 1:10.

【0048】具体例15 上記具体例14において、第1セル10の液晶分子のね
じれ角T1を左に230度に、また第2セル20の液晶
分子のねじれ角T2を右に270度に変え、他の構成は
具体例14と同様とした。そして第2セル20の駆動回
路4で第2セルに実効電圧10Vを印加し、第1セル1
0の駆動回路3によりデュティ比1/200で8階調表
示駆動を行った。図13はこのときの色調を示すもの
で、図から明らかなように、8階調表示がすべて異なっ
た色調を示した。また第2セル20の駆動回路4のスイ
ッチをオフにすると、図14に示すように、点Aは非選
択電圧(実効電圧2.28V)印加時、点Bは選択電圧
(実効電圧2.44V)印加時の色調となった。点Aは
やや青味のある黒色、点Bは黄昧のある白色であり、ほ
ぼ白黒表示となった。このときのコントラスト比は1:
15であった。
Example 15 In Example 14, the twist angle T1 of the liquid crystal molecules in the first cell 10 was changed to 230 degrees to the left, and the twist angle T2 of the liquid crystal molecules in the second cell 20 was changed to 270 degrees to the right. The other configuration was the same as that of the specific example 14. Then, an effective voltage of 10 V is applied to the second cell by the drive circuit 4 of the second cell 20, and the first cell 1
The drive circuit 3 of 0 performed 8 gradation display driving at a duty ratio of 1/200. FIG. 13 shows the color tone at this time. As is clear from the figure, all the eight gradation displays showed different color tones. When the switch of the drive circuit 4 of the second cell 20 is turned off, as shown in FIG. 14, when the non-selection voltage (effective voltage 2.28 V) is applied to the point A, the point B becomes the selection voltage (effective voltage 2.44 V). ) The color tone at the time of application was obtained. Point A was slightly bluish black, and point B was yellowish white, almost black and white display. The contrast ratio at this time is 1:
It was 15.

【0049】具体例16 上記具体例15において、第2セル20の駆動回路4で
第2セル20に印加する実効電圧を10Vから0Vまで
変化させた。その結果、前記図13に示す緑色(x、
y)=(0.197、0.386)は、図15に示すよ
うに青色、赤色、黒色となった。また前記図13に示す
他の色も、第2セル20の駆動回路4の実効電圧を10
Vから0Vまで変化させることにより、色変化をおこさ
せることができた。
Example 16 In Example 15, the effective voltage applied to the second cell 20 by the driving circuit 4 of the second cell 20 was changed from 10V to 0V. As a result, the green color (x,
y) = (0.197, 0.386) resulted in blue, red, and black as shown in FIG. The other colors shown in FIG. 13 also have the effective voltage of the driving circuit 4 of the second cell 20 of 10%.
By changing from V to 0 V, a color change could be caused.

【0050】具体例17 前記具体例15において、第1セル10の液晶分子のね
じれ角T1を左に330度に、また第2セル20の液晶
分子のねじれ角T2を右に450度に変え、具体例15
と同様に第2セル20にその駆動回路4で実効電圧10
Vを印加し、第1セル10の駆動回路3によりデュティ
比1/200で8階調表示駆動を行った。すると具体例
15に比べ広視野角となった。また、第2セル20の駆
動回路4のスイッチをオフにすると、白黒表示となり、
コントラスト比は1:52と改善された。
Example 17 In Example 15, the twist angle T1 of the liquid crystal molecules in the first cell 10 was changed to 330 degrees to the left, and the twist angle T2 of the liquid crystal molecules in the second cell 20 was changed to 450 degrees to the right. Example 15
Similarly to the second cell 20, an effective voltage of 10
V was applied, and the driving circuit 3 of the first cell 10 performed eight gradation display driving at a duty ratio of 1/200. As a result, the viewing angle was wider than that of the specific example 15. Also, when the switch of the drive circuit 4 of the second cell 20 is turned off, the display becomes black and white,
The contrast ratio was improved to 1:52.

【0051】なお上記具体例14〜17においては、第
2セル20の液晶分子のねじれ方向を左、第1セル10
の液晶分子のねじれ方向を右にしたが、それぞれ逆方向
にしても同じ結果が得られる。また第1セルと第2セル
の液晶分子のねじれ方向を同じにして不十分ではあるが
ほぼ同等の結果が得られる。
In Examples 14 to 17, the twist direction of the liquid crystal molecules in the second cell 20 is set to the left,
Although the twist direction of the liquid crystal molecules is made to the right, the same result can be obtained even if the directions are reversed. Although the twist directions of the liquid crystal molecules of the first cell and the second cell are made the same, almost the same results can be obtained though they are insufficient.

【0052】また第2セル20の駆動回路4として上記
実施例およびその具体例14〜17においては、スタテ
ィック駆動回路を用いたが、電極21a・22aに電圧
を印加する手段であれば何でもよく、例えば時分割駆動
回路、正弦波形印加回路、三角波形印加回路であっても
よい。
Although a static drive circuit is used as the drive circuit 4 of the second cell 20 in the above embodiment and its specific examples 14 to 17, any means for applying a voltage to the electrodes 21a and 22a may be used. For example, a time division driving circuit, a sine waveform application circuit, or a triangular waveform application circuit may be used.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、階
調表示によりマルチカラー表示を容易に行うことがで
、前記従来のようにカラーフィルタを用いるものに比
べ極めて簡便に安価にカラ一表示を行うことのできる電
気光学装置を提供できる等の効果がある。
As described above, according to the present invention, a multi-color display can be easily performed by gradation display, and the color filter can be formed very simply and inexpensively compared with the conventional one using a color filter. There are effects such as providing an electro-optical device capable of performing display.

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

【図1】本発明の実施例Iを示す電気光学装置としての
液晶表示装置の概略構成の断面図。
Sectional view of a schematic configuration of a liquid crystal display device as an electro-optical apparatus according to the embodiment I of the present invention; FIG.

【図2】その液晶表示装置における偏光板の吸収軸とラ
ビンダ方向等との関係を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between an absorption axis of a polarizing plate and a direction of a binder in the liquid crystal display device.

【図3】上記実施例Iに基づく具体例によって表示され
た色調を示す色度図。
FIG. 3 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on the embodiment I.

【図4】上記実施例Iに基づく具体例によって表示され
た色調を示す色度図。
FIG. 4 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on Example I.

【図5】上記実施例Iに基づく具体例によって表示され
た色調を示す色度図。
FIG. 5 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on the embodiment I.

【図6】上記実施例Iに基づく具体例によって表示され
た色調を示す色度図。
FIG. 6 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on the embodiment I.

【図7】上記実施例Iに基づく具体例によって表示され
た色調を示す色度図。
FIG. 7 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on the embodiment I.

【図8】上記実施例Iに基づく具体例によって表示され
た色調を示す色度図。
FIG. 8 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on the embodiment I.

【図9】本発明の実施例IIを示す電気光学素子としての
液晶表示装置の概略構成の断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a schematic configuration of a liquid crystal display device as an electro-optical element according to Example II of the present invention.

【図10】その液晶表示装置における偏光板の吸収軸と
ラビング方向等との関係を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a relationship between an absorption axis of a polarizing plate and a rubbing direction in the liquid crystal display device.

【図11】上記実施例IIに基づく具体例によって表示さ
れた色調を示す色度図。
FIG. 11 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on the embodiment II .

【図12】上記実施例IIに基づく具体例によって表示さ
れた色調を示す色度図。
FIG. 12 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on Example II .

【図13】上記実施例IIに基づく具体例によって表示さ
れた色調を示す色度図。
FIG. 13 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on Example II .

【図14】上記実施例IIに基づく具体例によって表示さ
れた色調を示す色度図。
FIG. 14 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on Example II .

【図15】上記実施例IIに基づく具体例によって表示さ
れた色調を示す色度図。
FIG. 15 is a chromaticity diagram showing a color tone displayed by a specific example based on Example II .

【図16】従来の液品表示装置により表示することので
きる色調を示す色度図である。
FIG. 16 is a chromaticity diagram showing a color tone that can be displayed by a conventional liquid product display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・2・・・偏光板 10・・・・液晶セル 11・12・電極基板 13・・・・液晶 20・・・・第2の液晶セル 21・22・電極基板 23・・・・液晶 1.2 Polarizer 10 Liquid crystal cell 11/12 Electrode substrate 13 Liquid crystal 20 Second liquid crystal cell 21/22 Electrode substrate 23 Liquid crystal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−229220(JP,A) 特開 平1−138529(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1347 G02F 1/133 500 G02F 1/133 575 G02F 1/137 505──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-229220 (JP, A) JP-A-1-138529 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G02F 1/1347 G02F 1/133 500 G02F 1/133 575 G02F 1/137 505

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対向する内面に電極を有する一対の基板
間に180度から360度のねじれを有する液晶を挟持
してなる第1の液晶セルと、対向する内面に電極を有す
る一対の基板間に液晶を挟持してなる第2の液晶セルと
を一対の偏光板の間に重ねて配置してなり、前記第1の液晶セルに挟持された前記液晶の光学異方性
△nと前記液晶の液晶層厚d(μm)との積△n・dが
1.1μm以上であり、 前記第2の液晶セルに形成された前記電極間に印加する
電圧を所定の電圧とし、且つ前記第1の液晶セルに形成
された前記電極間に印加する電圧を変化させて、カラー
フィルターを用いることなく多色表示を同一画面で行え
るようにしたことを特徴とする電気光学装置。
1. A first liquid crystal cell having a liquid crystal having a twist of 180 ° to 360 ° sandwiched between a pair of substrates having electrodes on opposing inner surfaces, and a pair of substrates having electrodes on opposing inner surfaces. And a second liquid crystal cell having a liquid crystal interposed therebetween is disposed so as to overlap between a pair of polarizing plates, and the optical anisotropy of the liquid crystal interposed between the first liquid crystal cell is arranged.
The product Δn · d of Δn and the liquid crystal layer thickness d (μm) of the liquid crystal is
1.1 μm or more, a voltage applied between the electrodes formed in the second liquid crystal cell is a predetermined voltage, and a voltage applied between the electrodes formed in the first liquid crystal cell is changed. An electro-optical device wherein multi-color display can be performed on the same screen without using a color filter.
【請求項2】 前記第2の液晶セルに挟持された前記液
晶のねじれ角は、90度×n±40度(nは0または整
数)の範囲で設定されてなることを特徴とする請求項1
記載の電気光学装置
2. The liquid held in the second liquid crystal cell.
The twist angle of the crystal is 90 degrees x n ± 40 degrees (n is 0 or
The number is set within the range of (number).
An electro-optical device according to claim 1 .
【請求項3】 前記偏光板に隣接する基板に施すラビン
グは、前記偏光板の偏光軸に対して45度の方向に施さ
れてなることを特徴とする請求項1記載の電気光学装
3. A rabin applied to a substrate adjacent to the polarizing plate.
Is applied in a direction of 45 degrees with respect to the polarization axis of the polarizing plate.
2. The electro-optical device according to claim 1, wherein
Place .
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