JP3018603B2 - 反射型液晶表示素子 - Google Patents

反射型液晶表示素子

Info

Publication number
JP3018603B2
JP3018603B2 JP3172116A JP17211691A JP3018603B2 JP 3018603 B2 JP3018603 B2 JP 3018603B2 JP 3172116 A JP3172116 A JP 3172116A JP 17211691 A JP17211691 A JP 17211691A JP 3018603 B2 JP3018603 B2 JP 3018603B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
value
birefringence
degrees
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3172116A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0519304A (ja
Inventor
治 奥村
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP3172116A priority Critical patent/JP3018603B2/ja
Publication of JPH0519304A publication Critical patent/JPH0519304A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3018603B2 publication Critical patent/JP3018603B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のツイステッドネマチック(TN)
モードを用いた液晶表示素子(LCD)は、明るい白/
黒表示が可能であるため、時計、電卓、計測機、電話
機、家電製品等に広く採用されている。しかしながらこ
のTN―LCDはその電気光学特性のしきい値特性が急
峻でないため、表示容量が増大するとコントラストが悪
くなるという本質的な問題があった。
【0003】この対策として液晶のツイスト角をTNモ
ードの90度よりも大きな180度から270度とした
スーパーツイステッドネマチック(STN)モードが提
案され、大表示容量でも高いコントラストが得られるよ
うになった。しかしながら、このSTN−LCDは液晶
の複屈折効果を利用しているために、黄/黒表示あるい
は青/白表示といった表示の着色が避けられず、人間工
学的認識性からみて好ましくなかった。
【0004】この対策として特公昭64−519号に開
示されているように、2枚目の液晶セルあるいは高分子
フィルムを用いて着色を補償する手段が工夫され、ニュ
ートラライズドツイステッドネマチック(NTN)モー
ドと呼ばれている。NTNーLCDは、ノートパソコン
やワードプロセッサ等に広く用いられている。しかしな
がらこうした複雑な構造は、工程数や材料費が増すた
め、コスト高になりやすい。
【0005】この対策として特平1−188828号
に開示されているように、STNセルに偏光板を1枚だ
け用いた反射型液晶モードが提案されている。このモー
ドをシングル・ポーラライザー・ディスプレイ(SP
D)モードと呼ぶことにする。このモードを用いれば、
従来のNTN−LCDのような色補償用の液晶セルや高
分子フィルムを用いること無しに、白/黒の明るい表示
が可能になる。
【0006】また特願平2―074149に開示されて
いるように、同じSPDモードでも0度以上70度以下
の低ツイスト配向をした液晶セルに偏光板を1枚だけ用
いたモードでは、前記高ツイストSPDのような大容量
表示こそできないが、TNモードよりも明るい白/黒表
示が可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のS
PDモードを利用した液晶表示素子には、TN−LCD
あるいはNTN−LCDに比べてコントラストが低いと
いう課題があった。またその表示色についても、確かに
白/黒表示ではあるが若干緑色がかっているという点で
不満があった。
【0008】本発明はこのような課題を解決するもの
で、その目的とするところは、液晶のΔnの波長分散を
小さくすることによって、高コントラストで、かつ白/
黒性の良い液晶表示素子を提供するところにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
素子は、一対の基板間に0度以上70度以下のツイスト
角を有する液晶を挟持してなる液晶セルと偏光板とが配
置されてなる反射型液晶表示素子において、前記液晶の
複屈折率△nの波長分散値が1.05より小さいことを
特徴とする。なお、ここで液晶の△nとセルギャップd
の積であるリターデーション△n×dの値が0.2μm
以上0.7μm以下であり、偏光板の偏光軸(吸収軸あ
るいは透過軸)方向が液晶セルの偏光板側基板における
液晶配向方向となす角度θが、液晶のツイスト方向を正
として、35度以上115度以下であることが、明るい
白/黒表示を得る上で望ましい。より好ましくはツイス
ト角が30度以上70度以下であり、△n×d値が0.
25μm以上0.64μm以下であり、角度θが58度
以上111度以下であることが望ましい。
【0010】また、一対の基板間に170度以上270
度以下のツイスト角を有する液晶を挟持してなる液晶セ
ルと、偏光板とが配置されてなる反射型液晶表示素子に
おいて、前記液晶は、450nmの光に対する複屈折率
と590nmの光に対する複屈折率とで定義される複屈
折率の波長分散値を有しており、前記液晶の複屈折率△
nの波長分散値が1.1より小さいことを特徴とする。
また、前記液晶の複屈折率が0.11より小さいことを
特徴とする。なお、ここで、△n×d値は0.4μm以
上1.0μm以下であることが望ましい。より好ましく
はツイスト角が175度以上210度以下であり、△n
×d値が0.51μm以上0.75μm以下であり、角
度θが42度以上71度以下であるか、あるいはツイス
ト角が250度以上265度以下であり、△n×d値が
0.55μm以上0.96μm以下であり、角度θが−
2度以上30度以下であることが望ましい。
【0011】上記数値限定の内、ツイスト角と△n×d
値、角度θについては、特願平2−074149号にそ
の理由が開示されている。液晶の△nとその波長分散値
νの数値限定については、以下の項においてその根拠を
詳述するが、波長分散値νは、前記液晶が、450nm
の光に対する複屈折率と590nmの光に対する複屈折
率とで定義される複屈折率の波長分散値を有しているこ
とにより定義される。
【0012】
【作用】液晶表示素子の光学的な特性は、常光と異常光
の光路長差Δn×d/λで決定される。この式の中に光
の波長λが入っているために、液晶表示素子は色によっ
て特性が異なり、表示が色付いたりコントラストが低下
したりする。一方Δnの値も光の波長によって変化する
が、ここでΔnの波長分散値νを、波長450nmの光
に対するΔn値と波長590nmの光に対するΔn値を
用いて、次式で定義する。
【0013】
【数1】
【0014】この式で定義されるように、一般的に液晶
のν値は、正の値を有するため、液晶表示素子は、色に
よって特性が異なってくる。そうであるならば、ν値は
可能な限り小さい方が色つきやコントラストの面で有利
である。
【0015】図4にSPDモードを利用した液晶表示素
子の表示コントラストが、ν値によってどの様に変化す
るかを示した。31はツイスト角55度、Δn×d=
0.41μm、θ=86度の場合であり、また32はツ
イスト角260度、Δn×d=0.76μm、θ=16
度の場合である。いずれの場合にもν値が小さくなると
ともに、急激にコントラストの改善がみられる。従来の
70度以下の低ツイスト配向のSPDモードを利用した
液晶表示素子では、通常ν値が1.08から1.14程
度のTN用液晶が用いられていたが、ν値が1.05以
下の液晶を用いることによって、TNと同等の1:50
以上のコントラストが得られる。また170度以上の高
ツイスト配向のSPDモードを利用した液晶表示素子で
は、通常ν値が1.12から1.18程度のSTN用液
晶が用いられていたが、ν値が1.1以下の液晶を用い
ることによって、NTNと同等の1:30以上のコント
ラストが得られる。
【0016】それでは具体的に、如何にすればν値を小
さくできるだろうか。本発明人は、多くの液晶サンプル
を測定し分析した結果、液晶のΔn値とν値との間に強
い正の相関関係を見出した。図5に示した測定結果によ
れば、ν値を小さくするためには、Δnを小さくすれば
良いことがわかる。ν値を1.05以下にするためには
Δnが0.07以下の液晶を、またν値を1.1以下に
するためにはΔnが0.11以下の液晶を用いれば良
い。このようにΔnの小さい液晶は、従来前記のような
表示特性上のメリットが見出されていなかった上に、大
きなセルギャップを必要として応答特性上不利となるた
め、従来積極的には用いられていなかったものである。
【0017】
【実施例】
(実施例1)図1は、本発明の実施例1における液晶表
示素子の断面図である。図中、1は偏光板、2は液晶セ
ル、3は反射板である。また、4は液晶セルの上基板、
5は下基板、6は透明電極、7は液晶である。3の反射
板を液晶セル内に設ける構成も可能である。液晶セルに
はメルク社製の液晶ZLI−2359(Δn=0.05
12、ν=1.018)を用い、セルギャップdが8.
0μmのセルにツイスト配向させた。そのリターデーシ
ョンΔn×dは0.41μmである。
【0018】図2は、実施例1における液晶表示素子の
各軸の関係図である。ここで、上側偏光板の偏光軸方向
11が上基板のラビング方向12となす角度21即ちθ
を左86度、12と下基板のラビング方向13により決
まる液晶のツイスト角22を左55度とした。
【0019】図6は、実施例1における液晶表示素子の
分光特性を示す図である。41が実効値2.3Vの非選
択電圧印加時、42が実効値3.4Vの選択電圧印加時
の特性である。表示コントラストは1:63で、背景の
色はCIE1931XYZ表色系の色度座標上でx=
0.302、y=0.315と白色に極めて近い。
【0020】(実施例2)実施例2の液晶表示素子の構
造は、図1に示したように実施例1と同様である。ただ
し、液晶セルにはメルク社製の液晶ZLI−4171
(Δn=0.0971、ν=1.088)を用い、セル
ギャップdが7.8μmのセルにスーパーツイスト配向
させた。そのリターデーションΔn×dは0.76μm
である。
【0021】図3は、実施例2における液晶表示素子の
各軸の関係図である。ここで、上側偏光板の偏光軸方向
11が上基板のラビング方向12となす角度21即ちθ
を左16度、12と下基板のラビング方向13により決
まる液晶のツイスト角22を左260度とした。
【0022】図7は、実施例2における液晶表示素子の
分光特性を示す図である。41が実効値2.68Vの非
選択電圧印加時、42が実効値2.86Vの選択電圧印
加時の特性である。表示コントラストは1:31で、背
景の色は前記色度座標上でx=0.303、y=0.3
21と白色に極めて近い。
【0023】(比較例1)実施例1において、液晶セル
にメルク社製の液晶ZLI−2977(Δn=0.13
19、ν=1.121)を用い、セルギャップdが3.
1μmのセルにツイスト配向させた他は実施例1と同様
にした。
【0024】図8は、比較例1における液晶表示素子の
分光特性を示す図である。41が実効値2.5Vの非選
択電圧印加時、42が実効値3.6Vの選択電圧印加時
の特性である。表示コントラストは1:39で、背景の
色は前記色度座標上でx=0.298、y=0.316
であった。
【0025】これは本発明の請求の範囲外であり、コン
トラスト、色ともに従来のTN−LCDに比べて満足の
いくものではない。
【0026】(比較例2)実施例2において、液晶セル
にメルク社製の液晶ZLI−4873(Δn=0.17
17、ν=1.153)を用い、セルギャップdが4.
4μmのセルにスーパーツイスト配向させた他は実施例
2と同様にした。
【0027】図9は、比較例2における液晶表示素子の
分光特性を示す図である。41が実効値2.5Vの非選
択電圧印加時、42が実効値3.6Vの選択電圧印加時
の特性である。表示コントラストは1:24で、背景の
色は前記色度座標上でx=0.308、y=0.340
と緑っぽい色であった。
【0028】これは本発明の請求の範囲外であり、コン
トラスト、色ともに不十分である。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、液晶
のΔnの波長分散を小さくすることによって、高コント
ラストで、かつ白/黒性の良い液晶表示素子を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例及び比較例における液晶表示素
子の断面図である。
【図2】本発明の実施例1及び比較例1における液晶表
示素子の各軸の関係図である。
【図3】本発明の実施例2及び比較例2における液晶表
示素子の各軸の関係図である。
【図4】SPDモードを利用した液晶表示素子の、液晶
のν値と表示コントラストとの関係を示す図である。
【図5】液晶のΔn値とν値との関係を示す図である。
【図6】本発明の実施例1における液晶表示素子の分光
特性を示す図である。
【図7】本発明の実施例2における液晶表示素子の分光
特性を示す図である。
【図8】比較例1における液晶表示素子の分光特性を示
す図である。
【図9】比較例2における液晶表示素子の分光特性を示
す図である。
【符号の説明】
1 偏光板 2 液晶セル 3 反射板 4 液晶セルの上基板 5 液晶セルの下基板 6 透明電極 7 液晶 11 偏光板1の偏光軸方向 12 上基板4のラビング方向 13 下基板5のラビング方向 21 偏光板の偏光軸方向11が上基板のラビング方向
12となす角度θ 22 液晶7のツイスト角 31 55度ツイストSPD−LCDのν値と表示コン
トラストとの関係 32 260度ツイストSPD−LCDのν値と表示コ
ントラストとの関係 41 非選択電圧印加時の分光特性 42 選択電圧印加時の分光特性
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/137 G02F 1/133 500

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の基板間に0度以上70度以下のツイ
    スト角を有する液晶を挟持してなる液晶セルと偏光板と
    が配置されてなる反射型液晶表示素子において、前記液
    晶は、450nmの光に対する複屈折率と590nmの
    光に対する複屈折率とで定義される複屈折率の波長分散
    値を有しており、前記液晶の複屈折率△nの波長分散値
    が1.05より小さいことを特徴とする反射型液晶表示
    素子。
  2. 【請求項2】前記液晶の複屈折率が0.07より小さい
    ことを特徴とする請求項1記載の反射型液晶表示素子。
  3. 【請求項3】一対の基板間に170度以上270度以下
    のツイスト角を有する液晶を挟持してなる液晶セルと偏
    光板とが配置されてなる反射型液晶表示素子において、 前記液晶は、450nmの光に対する複屈折率と590
    nmの光に対する複屈折率とで定義される複屈折率の波
    長分散値を有しており、前記液晶の複屈折率△nの波長
    分散値が1.1より小さいことを特徴とする反射型液晶
    表示素子。
  4. 【請求項4】前記液晶の複屈折率が0.11より小さい
    ことを特徴とする請求項3記載の反射型液晶表示素子。
JP3172116A 1991-07-12 1991-07-12 反射型液晶表示素子 Expired - Lifetime JP3018603B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3172116A JP3018603B2 (ja) 1991-07-12 1991-07-12 反射型液晶表示素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3172116A JP3018603B2 (ja) 1991-07-12 1991-07-12 反射型液晶表示素子

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29552399A Division JP2000098430A (ja) 1999-10-18 1999-10-18 液晶表示素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0519304A JPH0519304A (ja) 1993-01-29
JP3018603B2 true JP3018603B2 (ja) 2000-03-13

Family

ID=15935853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3172116A Expired - Lifetime JP3018603B2 (ja) 1991-07-12 1991-07-12 反射型液晶表示素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3018603B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3732242B2 (ja) * 1994-02-18 2006-01-05 シャープ株式会社 液晶表示装置
CN1128381C (zh) * 1994-10-26 2003-11-19 精工爱普生株式会社 液晶装置和使用该液晶装置的电子设备
TW470858B (en) * 1995-04-04 2002-01-01 Hitachi Ltd Reflective liquid crystal display device
JP3452742B2 (ja) * 1996-12-24 2003-09-29 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP3452755B2 (ja) 1997-04-07 2003-09-29 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR100679790B1 (ko) * 1999-02-17 2007-02-07 메르크 파텐트 게젤샤프트 미트 베쉬랭크터 하프퉁 활성 매트릭스 적용을 위한 네마틱 액정 조성물 및 반사성 액정 디스플레이

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0519304A (ja) 1993-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0616240B1 (en) Liquid crystal display and device
US5241408A (en) Liquid crystal display device with compensation and lc twist angle varying in a nonlinear fashion in the thickness direction
WO1998048320A1 (fr) Afficheur reflectif a cristaux liquides pourvu d'un ecran tactile integre
US5448386A (en) Optical liquid crystal element
KR20010051811A (ko) 디스플레이 디바이스
KR20000017461A (ko) 반사형 액정표시 소자
JP3018603B2 (ja) 反射型液晶表示素子
JP3410665B2 (ja) 液晶表示装置
JP3399795B2 (ja) 液晶表示装置
JP3452742B2 (ja) 液晶表示装置
JPH0784249A (ja) 液晶表示装置
JPH10239683A (ja) 反射型液晶表示装置
JP3722920B2 (ja) プラスチックフィルム液晶表示素子
JP3467210B2 (ja) 反射型液晶表示装置
JP3143271B2 (ja) 液晶表示装置
JPH0968706A (ja) 液晶表示素子
EP1715375A1 (en) Bistable twisted nematic (BTN) liquid crystal display device
JPH04289818A (ja) 液晶表示装置
JP2780190B2 (ja) 位相差板およびこれを用いた液晶電気光学素子
JP3508770B2 (ja) 液晶表示素子
JP2000098430A (ja) 液晶表示素子
JP3103223B2 (ja) カラー液晶表示装置
JP3422293B2 (ja) 液晶表示素子
JPH0659258A (ja) 液晶表示装置
JP3077286B2 (ja) 液晶表示素子

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090107

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100107

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110107

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110107

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120107

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120107

Year of fee payment: 12