JP3385130B2 - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP3385130B2
JP3385130B2 JP15995095A JP15995095A JP3385130B2 JP 3385130 B2 JP3385130 B2 JP 3385130B2 JP 15995095 A JP15995095 A JP 15995095A JP 15995095 A JP15995095 A JP 15995095A JP 3385130 B2 JP3385130 B2 JP 3385130B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は散乱型の液晶表示素子に関し、詳
しくは散乱型の液晶セルによる偏光解消と、位相差板に
よる複屈折を利用したカラー液晶表示素子に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a scattering type liquid crystal display element, and more particularly to a color liquid crystal display element utilizing depolarization by a scattering type liquid crystal cell and birefringence by a retardation plate.

【0002】[0002]

【従来技術】ネマティック液晶にコレステリック液晶を
添加した液晶組成物を基板間に挾持した相転移型液晶表
示素子や、液晶とポリマーからなる微細な分散構造を基
板間に挾持した高分子分散型の液晶表示素子、誘電異方
性が負の液晶を用い、電流による乱流を利用した動的散
乱モード(DSM)などの散乱型液晶表示素子は、印加
電圧の大きさに応じて透明状態と光散乱状態を切り替え
ることができ、この現象を利用した表示素子が提案・開
発されている。これらの方式で直視型のカラー表示を行
わせる試みも知られており、黒田らはDSMセルを直行
させた2枚の偏光板で挾んだ上にカラーフィルターを重
ねる方式を提案している〔テレビジョン学会画像表示研
究会資料、5−2(1974)〕。この方式によれば画
素に電圧が印加されていない状態では液晶セルを透過し
た偏光は他方の偏光板で遮断されるため黒い表示が得ら
れる。画素に電圧を印加して液晶層を散乱状態とする
と、液晶層に入射した直線偏光は液晶層によって偏光解
消され、他方の偏光板に入射する。このとき、光の約半
分は偏光板を通過するため、カラーフィルターの色が認
知され、このようにしてカラー表示を行わせることがで
きる。しかしながらこの方法ではカラーフィルターによ
る光の吸収が大きく、そのため明るい表示が困難であっ
たり、無理に明るい表示を行わせるためには強力な照明
が必要となり、消費電力が増加するという問題がある。
特にカラーフィルターとしてマイクロカラーフィルター
を用い、白い背景を得るためにはカラーフィルターによ
る加法混色を用いるため、さらに強い照明が必要となる
という問題があった。また、本方式ではDSM方式を用
いているために駆動電圧が高く、また信頼性が低いとい
う問題があった。さらに、液晶層の抵抗が低いため薄膜
トランジスター駆動などのアクティブマトリクス駆動が
できないという問題があった。
2. Description of the Related Art A phase transition type liquid crystal display device in which a liquid crystal composition obtained by adding cholesteric liquid crystal to a nematic liquid crystal is sandwiched between substrates, and a polymer dispersion type liquid crystal in which a fine dispersion structure composed of a liquid crystal and a polymer is sandwiched between substrates. A liquid crystal display device, such as a dynamic scattering mode (DSM) that uses a turbulence due to an electric current, uses a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy. A display element that can switch states and utilizes this phenomenon has been proposed and developed. Attempts to perform direct-view color display by these methods are also known, and Kuroda et al. Have proposed a method in which a color filter is stacked on top of two polarizing plates in which a DSM cell is orthogonal. Television Society Image Display Study Group materials, 5-2 (1974)]. According to this method, in the state where no voltage is applied to the pixel, the polarized light transmitted through the liquid crystal cell is blocked by the other polarizing plate, so that a black display is obtained. When a voltage is applied to the pixel to bring the liquid crystal layer into a scattering state, the linearly polarized light that has entered the liquid crystal layer is depolarized by the liquid crystal layer and enters the other polarizing plate. At this time, since about half of the light passes through the polarizing plate, the color of the color filter is recognized, and thus color display can be performed. However, in this method, there is a problem in that light is largely absorbed by the color filter, so that bright display is difficult, or strong illumination is required to forcibly perform bright display, and power consumption increases.
In particular, since a micro color filter is used as a color filter and an additive color mixture using a color filter is used to obtain a white background, there is a problem that stronger illumination is required. Further, in this method, since the DSM method is used, there is a problem that the driving voltage is high and the reliability is low. Further, there is a problem that active matrix driving such as thin film transistor driving cannot be performed because the resistance of the liquid crystal layer is low.

【0003】[0003]

【目的】本発明の目的は、散乱型の液晶セルを用いたカ
ラー液晶表示素子における以上のような問題を解決した
液晶表示素子を提供することにある。すなわち、弱い照
明においても明るい白背景が得られ、鮮明なカラー表示
が行うことができる液晶表示素子を提供することを目的
とする。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that solves the above problems in a color liquid crystal display device using a scattering type liquid crystal cell. That is, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device that can obtain a bright white background even under weak illumination and can perform clear color display.

【0004】[0004]

【構成】本発明の液晶表示素子は、電圧印加による液晶
層の散乱性の変化によりもたらされる偏光解消機能の変
化を用いて、位相差板による複屈折色の発現を制御でき
ることを特徴とする液晶表示素子である。すなわち、本
発明の液晶表示素子は、1対の偏光板の間に設けられ、
液晶層が存在しないときに複屈折による着色を呈するよ
うにその遅相軸が配置された位相差板と、該位相差板と
前記1対の偏光基板の間に設けられ、印加電圧によって
光散乱状態と透明状態の間で光学特性が変化する液晶調
光層と、該液晶調光層を挾持する透明基板とを、少なく
とも構成要素として含む液晶表示素子に関する。本発明
になる1例の液晶表示素子の構成例を図1に示す。ガラ
スや樹脂板または樹脂フィルムなどの一対の透光性基板
11,12間に液晶調光層13が挾持されて、液晶セル
10が構成されている。14,15は液晶調光層に電圧
を印加するための画素電極である。液晶セル10の外側
には偏光板20,30が配置され、液晶セルと少なくと
も一方の偏光板の間には位相差板40が配置されてい
る。ただ本図のものは偏光板20と位相差板40との間
に液晶セル10を設けたものであるが、さらに偏光板3
0と位相差板40との間にも液晶セルを設けたものであ
っても良い。50は冷陰極管や熱陰極管、分散型EL,
発光ダイオードなどの照明装置である。液晶調光層13
としては散乱状態と透明状態間を外場で切り替えられる
方式であれば用いることができ、中でも、電場制御の動
的散乱方式(DSM)、相転移方式(PC)、高分子分
散方式(PDLC)が代表的である。このうち、DSM
方式は、誘電異方性が負の液晶にイオン性のドーパント
を加えたものを液晶層とし、電流による乱流によって散
乱状態を引き起こす方式であり、相転移方式は誘電異方
性が正のコレステリック液晶を液晶層とし、電圧印加に
よるコレステリック相のフォーカルコニック組織からネ
マティック相のホメオトロピック配向への相変化を利用
したものである。PDLCは高分子からなる多孔膜中に
液晶を独立相または連続相として微細形状に分散させた
構造を用いたものである。本発明は原理上散乱モードで
あればどのような方式をも用いることができるが、比較
的低電圧で駆動できる点や応答速度が速い点、アクティ
ブ駆動を行う際に高い保持率が得られる点などから、高
分子分散型の液晶表示モードを特に好ましく用いる。
A liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that expression of birefringent color by a retardation plate can be controlled by using a change in depolarization function caused by a change in scattering property of a liquid crystal layer due to voltage application. It is a display element. That is, the liquid crystal display element of the present invention is provided between a pair of polarizing plates,
A retardation plate whose slow axis is arranged so as to exhibit coloration due to birefringence when no liquid crystal layer is present, and a retardation plate, which is provided between the retardation plate and the pair of polarizing substrates, and which scatters light by an applied voltage. The present invention relates to a liquid crystal display element including at least a liquid crystal light control layer having optical characteristics that change between a transparent state and a transparent state, and a transparent substrate that sandwiches the liquid crystal light control layer, as at least constituent elements. FIG. 1 shows an example of the configuration of a liquid crystal display element according to the present invention. A liquid crystal light control layer 13 is sandwiched between a pair of translucent substrates 11 and 12 such as glass, a resin plate, or a resin film to form a liquid crystal cell 10. Reference numerals 14 and 15 are pixel electrodes for applying a voltage to the liquid crystal light control layer. Polarizing plates 20 and 30 are arranged outside the liquid crystal cell 10, and a retardation plate 40 is arranged between the liquid crystal cell and at least one of the polarizing plates. However, in the figure, the liquid crystal cell 10 is provided between the polarizing plate 20 and the retardation plate 40.
A liquid crystal cell may be provided between 0 and the retardation plate 40. 50 is a cold cathode tube, a hot cathode tube, a dispersion type EL,
It is a lighting device such as a light emitting diode. Liquid crystal light control layer 13
Can be used as long as it is a system capable of switching between a scattering state and a transparent state by an external field. Among them, an electric field controlled dynamic scattering system (DSM), phase transition system (PC), polymer dispersion system (PDLC) Is typical. Of these, DSM
The method is a method in which a liquid crystal layer with a negative dielectric anisotropy added with an ionic dopant is used as a liquid crystal layer, and a scattering state is caused by turbulence due to an electric current.The phase transition method is a cholesteric method with a positive dielectric anisotropy. The liquid crystal is used as a liquid crystal layer, and the phase change from the focal conic structure of the cholesteric phase to the homeotropic alignment of the nematic phase by applying a voltage is utilized. PDLC has a structure in which liquid crystals are dispersed in a fine shape as an independent phase or a continuous phase in a porous film made of a polymer. The present invention can use any method in principle in the scattering mode, but it can be driven at a relatively low voltage, has a high response speed, and has a high retention rate when active driving is performed. Therefore, the polymer dispersion type liquid crystal display mode is particularly preferably used.

【0005】本発明になる液晶表示素子の作用を図2を
用いて説明する。本例では、図3のように上下の偏光板
の透過軸(20T,30T)を平行とし、位相差板のレ
ターデーションを550nmとし、位相差板の遅相軸
(40Z)を偏光板の透過軸から45°回転させて配置
した。照明光色は白色とした。照明装置50を出たラン
ダム偏光L1は偏光板20によって直線偏光L2とな
り、液晶セル10に入射する。液晶層が透明状態の時、
入射光の偏光状態は変化せずに直線偏光のまま液晶セル
を出射し(L3a)、位相差板40に入射する。位相差
板40を通過することにより光は位相差板のレターデー
ションと波長によって定まる楕円偏光となって出射する
(L4a)。光L4aは偏光板30を通過する際に波長
ごと偏光状態に応じた強度で出射するため着色光L5a
となって出射する。本例の場合には、緑色の複屈折色が
観察される。一方、液晶層が散乱状態にあるとき、直線
偏光L2は液晶セル10によって偏光解消されてランダ
ム偏光(L3b)として出射する。ランダム偏光L3b
は位相差板40を通過した後も波長によらずランダム偏
光のまま偏光板30に到達する。このため、偏光板通過
後の光は白色光となる。前記位相差板は、一般には面内
で屈折率に異方性を有する光学素子で、通常延伸した透
明高分子フィルムが用いられる。該フィルムとしては、
例えばポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポ
リエステル、ポリビニルアルコールなどの延伸フィルム
が挙げられる。本発明で使用する位相差板のレターデー
ションは150〜1350nmの範囲にあるものが好ま
しく、さらに好ましくは200〜1200nmの範囲に
あるものである。位相差板のレターデーションが150
nm未満で、小さい場合には、白ないし黒色となってし
まいカラー表示が不可能となり、1350nmを越えて
大きい場合には、白色となってしまい、同様にカラー表
示が不可能となる。前記位相差板の遅相軸(注:遅相軸
とは、位相差板の光速度の最も遅い方向、換言すると屈
折率の最も大きい方向)は、液晶セルを取り除いた時
に、位相差板の複屈折による着色が生ずるように配置す
ることが必要で、鮮明な色表示を行うためには好ましく
は偏光板の透過軸ないし吸収軸と位相差板の遅相軸が3
0°から60°、より好ましくは35°から55°の範
囲となるように設定することが必要である。
The operation of the liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to FIG. In this example, as shown in FIG. 3, the transmission axes (20T, 30T) of the upper and lower polarizing plates are parallel, the retardation of the retardation plate is 550 nm, and the slow axis (40Z) of the retardation plate is the transmission of the polarizing plate. It was placed rotated 45 ° from the axis. The illumination light color was white. The randomly polarized light L1 emitted from the illuminating device 50 becomes linearly polarized light L2 by the polarizing plate 20 and enters the liquid crystal cell 10. When the liquid crystal layer is transparent,
The polarization state of the incident light does not change and the linearly polarized light is emitted from the liquid crystal cell (L3a) and enters the retardation plate 40. By passing through the retardation plate 40, light is emitted as elliptically polarized light determined by the retardation and wavelength of the retardation plate (L4a). When the light L4a passes through the polarizing plate 30, the light L4a is emitted with an intensity according to the polarization state for each wavelength.
Will be emitted. In the case of this example, a green birefringent color is observed. On the other hand, when the liquid crystal layer is in the scattering state, the linearly polarized light L2 is depolarized by the liquid crystal cell 10 and emitted as random polarized light (L3b). Random polarization L3b
Even after passing through the retardation plate 40, it reaches the polarizing plate 30 as random polarized light regardless of the wavelength. Therefore, the light after passing through the polarizing plate becomes white light. The retardation plate is generally an optical element having an in-plane refractive index anisotropy, and a normally stretched transparent polymer film is used. As the film,
Examples include stretched films of polycarbonate, triacetyl cellulose, polyester, polyvinyl alcohol and the like. The retardation of the retardation plate used in the present invention is preferably in the range of 150 to 1350 nm, and more preferably in the range of 200 to 1200 nm. Retardation of retardation plate is 150
If it is less than 1 nm, it becomes white or black and color display becomes impossible, and if it exceeds 1350 nm, it becomes white and color display becomes impossible. The slow axis of the retardation plate (Note: the slow axis is the direction in which the light velocity of the retardation plate is the slowest, in other words, the direction in which the refractive index is the largest) is the retardation plate when the liquid crystal cell is removed. It is necessary to arrange so as to cause coloring by birefringence, and in order to display a clear color, it is preferable that the transmission axis or the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation plate are three.
It is necessary to set in the range of 0 ° to 60 °, more preferably 35 ° to 55 °.

【0006】平行配置した位相差板による色付きは図4
の色度図に示すように位相差板のレターデーションによ
り調整可能である。また、2つの偏光板の配置を透過軸
が直行するように配置した場合には図5の色度図のよう
に平行配置の場合の補色が得られる。両図からわかるよ
うにレターデーションは150nm〜1350nmの範
囲であることが好ましい。この範囲以下では白色となっ
てしまったり、さらに小さい場合には非常に暗くなって
しまう。またこの範囲以上であると色純度が低下した
り、さらに大きい場合には白色となってしまう。以上の
説明から明らかなように、本発明になる液晶表示素子は
カラーフィルターを用いずに色表示を行わせるため、従
来のカラーフィルターを用いる方式のようなフィルター
による光損失は全くなく、きわめて明るい表示が可能と
なる。前記の例では単一種の位相差板を用い、白と一種
類の着色状態間の表示を行わせるものであるが、図6の
様に異なるレターデーションを有する複数の位相差板を
画素に対応させて素子内に並列配置する事により一つの
素子内で複数の色を表示させることもできる。たとえ
ば、位相差板41に350nmのレターデーションのも
のを、位相差板42に600nmのレターデーションの
ものを用いることにより青と黄緑の2色の表示が可能と
なる。また、複数の位相差板を微細化し並列配置するこ
とにより、各色の加法混色によりマルチカラー表示を行
わせることもできる。前記の例では観察者側に位相差板
を設けたが、位相差板と液晶セルの位置関係は逆であっ
ても良い。また、位相差板としては、前記の例の様に1
枚用いても良いし、複数枚用いても良い。複数枚用い、
遅相軸をずらして配置した場合には着色時のスペクトル
の幅を広げられたり、レターデーションが大きい場合の
長波長側の複屈折色と短波長側の複屈折色の混色が避け
られる等の利点がある。同様の理由により略一軸配向性
のものではなく、厚み方向で配向方向が連続的に変化し
たねじれ配向した位相差板をも好ましく用いる。以上の
説明においては、いずれも照明を設けた場合について説
明したが、照明の代わりに光反射板を設け反射型として
用いることもできる。ただし、明るい白を発現させるた
めには照明手段を設けることが好ましい。
Coloring by the phase difference plate arranged in parallel is shown in FIG.
It can be adjusted by the retardation of the retardation plate as shown in the chromaticity diagram. Further, when the two polarizing plates are arranged so that their transmission axes are orthogonal to each other, complementary colors in the case of parallel arrangement can be obtained as shown in the chromaticity diagram of FIG. As can be seen from both figures, the retardation is preferably in the range of 150 nm to 1350 nm. Below this range, it becomes white, and when it is smaller, it becomes very dark. Further, if it is more than this range, the color purity is lowered, and if it is further larger, it becomes white. As is clear from the above description, since the liquid crystal display element according to the present invention performs color display without using a color filter, there is no light loss due to the filter as in the conventional color filter method, and it is extremely bright. It becomes possible to display. In the above example, a single type of retardation plate is used to display between white and one type of colored state. However, as shown in FIG. 6, a plurality of retardation plates having different retardations correspond to pixels. By arranging them in parallel in the device, a plurality of colors can be displayed in one device. For example, when the retardation plate 41 having a retardation of 350 nm and the retardation plate 42 having a retardation of 600 nm are used, it is possible to display two colors of blue and yellowish green. In addition, a plurality of phase difference plates are miniaturized and arranged in parallel, whereby multi-color display can be performed by additive color mixture of each color. In the above example, the retardation plate is provided on the viewer side, but the positional relationship between the retardation plate and the liquid crystal cell may be reversed. Also, as the retardation plate, as in the above example,
One sheet may be used or a plurality of sheets may be used. Use multiple sheets,
When the slow axis is arranged offset, the spectrum width at the time of coloring can be widened, and the birefringent color on the long wavelength side and the birefringent color on the short wavelength side can be avoided when the retardation is large. There are advantages. For the same reason, it is also preferable to use a retardation plate which is not substantially uniaxially oriented but has a twist orientation in which the orientation direction is continuously changed in the thickness direction. In the above description, the case where the illumination is provided has been described, but it is also possible to provide a light reflecting plate instead of the illumination and use it as a reflection type. However, it is preferable to provide an illumination means in order to express bright white.

【0007】[0007]

【実施例】【Example】

実施例1 透明電極を有し垂直配向が施された一対のガラス基板を
配向処理面が対向するように8μmのスペーサーを介し
て重ね合わせ、空隙にメルク社製のネマティック液晶B
L002とカイラルネマティック液晶S811の混合液
晶(S811濃度:4.4重量%)がガラス板偏光板の
間に設けられ、液晶層が存在しないときに複屈折による
着色注入し、相転移型の液晶セルを作製した。このセル
を用いて、観察側から見て偏光板、位相差板、液晶セ
ル、偏光板、拡散反射板の順に重ね合わせた。上下の偏
光板の吸収軸は平行又は直交とし、位相差板の遅相軸は
偏光板の吸収軸と45°の角度を成すように配置した。
位相差板にはポリカーボネートの延伸フィルムを用い
た。この液晶表示素子は4Vの電圧印加で灰色がかった
白色となり、15Vの印加で位相差板の複屈折色が表1
のように表示された。色純度としては150nm〜13
50nmの範囲が優れていた。
Example 1 A pair of vertically aligned glass substrates having transparent electrodes were superposed on each other with a spacer of 8 μm so that the surfaces to be aligned faced each other, and a nematic liquid crystal B manufactured by Merck & Co., Inc. was placed in the gap.
A liquid crystal mixture of L002 and chiral nematic liquid crystal S811 (S811 concentration: 4.4% by weight) is provided between the glass plate polarizers, and when there is no liquid crystal layer, birefringent color injection is performed to produce a phase transition type liquid crystal cell. did. Using this cell, a polarizing plate, a retardation plate, a liquid crystal cell, a polarizing plate, and a diffuse reflection plate were stacked in this order from the observation side. The absorption axes of the upper and lower polarizing plates are parallel or orthogonal, and the slow axis of the retardation plate is arranged so as to form an angle of 45 ° with the absorption axis of the polarizing plate.
A stretched film of polycarbonate was used for the retardation plate. This liquid crystal display element becomes a grayish white when a voltage of 4 V is applied, and the birefringent color of the retardation plate is shown in Table 1 when a voltage of 15 V is applied.
Was displayed. Color purity of 150 nm to 13
The 50 nm range was excellent.

【表1】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 偏光板配置 位相差板のレターデーション 色調 nm ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 平行 150 暗い黄色 200 黄 350 青 550 緑 850 青 950 青緑 1300 紫 1400 薄紫 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 直行 150 薄青 400 黄 470 橙 550 紫 620 青 800 緑 1000 橙 1200 青紫 1400 薄い黄色 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━[Table 1] ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━     Polarizer arrangement Retardation color of retardation plate                         nm ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━         Parallel 150 dark yellow                         200 yellow                         350 blue                         550 green                         850 blue                         950 blue green                       1300 purple                       1400 light purple ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━         Direct 150 light blue                         400 yellow                         470 orange                         550 purple                         620 blue                         800 green                       1000 orange                       1200 blue purple                       1400 pale yellow ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

【0008】実施例2 透明電極を有する一対のガラス基板を配向処理面が対抗
するように7μmのスペーサーを介して重ね合わせ、空
隙に2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、ト
リプロピレングリコールジアクリレート、ベンゾインプ
ロピルエーテル、メルク社製液晶BL046の混合組成
物(重量比で12/12/1/75)を注入し、紫外線
照射を行うことにより高分子分散型の液晶表示素子を作
製した。この液晶セルを用いて実施例1と同様に液晶表
示素子を作製した。この素子は電圧無印加時には灰色が
かった白色となり、電圧印加によって表1と同様な色を
呈した。ただし本例の場合には色表示を行わせるための
電圧は5Vと低く、実施例1では観察されたヒステリシ
ス特性も観察されなかった。応答速度は40msecで
あり、この点でも実施例1(100msec)より優れ
ていた。
Example 2 A pair of glass substrates having transparent electrodes were superposed with a 7 μm spacer so that the orientation-treated surfaces faced each other, and 2-ethylhexyl carbitol acrylate, tripropylene glycol diacrylate, benzoin propyl ether were placed in the voids. A mixed composition of liquid crystal BL046 (12/12/1/75 in weight ratio) manufactured by Merck & Co., Inc. was injected, and ultraviolet irradiation was carried out to produce a polymer dispersion type liquid crystal display device. Using this liquid crystal cell, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1. This element was off-white when no voltage was applied, and exhibited the same color as in Table 1 when a voltage was applied. However, in the case of this example, the voltage for performing color display was as low as 5 V, and the hysteresis characteristic observed in Example 1 was not observed. The response speed was 40 msec, which was also superior to Example 1 (100 msec) in this respect.

【0009】実施例3 実施例2において拡散反射板の代わりに、光拡散板を上
部に有し熱陰極管を光源とする照明装置を用い、素子を
透過型として用いた。この場合には、発色がより鮮やか
となり、白は純白となってきわめて鮮やかな表示が得ら
れた。
Example 3 In Example 2, an illuminating device having a light diffusing plate on the top and a hot cathode tube as a light source was used in place of the diffuse reflection plate, and the element was used as a transmissive type. In this case, the color was more vivid and white was pure white, and a very vivid display was obtained.

【0010】実施例4 実施例3において、液晶セルの電極を3分割し、画素に
対応する位置400nm,550nm,620nmの3
種の位相差板を配置した。この素子は電圧無印加時には
白色で、電圧を印加する画素に応じて、青、緑、赤の表
示が行えた。
Example 4 In Example 3, the electrodes of the liquid crystal cell were divided into three, and the positions corresponding to the pixels were 400 nm, 550 nm and 620 nm.
A seed retarder was placed. This element was white when no voltage was applied, and blue, green, and red could be displayed depending on the pixel to which the voltage was applied.

【0011】[0011]

【効果】本発明の液晶表示素子は、散乱型の液晶セルに
よる偏光解消と、位相差板による複屈折を利用したもの
であり、従来のカラー液晶表示素子のようなカラーフィ
ルターを必要としない。そのため、きわめて明るい表示
が行える。また、位相差板のレターデーションを最適化
することにより、高い色純度のカラー表示が可能とな
る。また、レターデーションの異なる位相差板を素子内
に並列配置する事により、複数の色を表示することが可
能となり、多彩な表示ができる。さらに液晶調光層とし
て高分子分散型の液晶調光層を用いた場合には、低電圧
で動作させることができ、応答が速い表示素子が得られ
る。また、本調光層を用いてアクティブ駆動を行う場合
には、表示色の多彩さとともに大容量表示が可能とな
り、情報表示デバイスとしての広い用途を有する。
The liquid crystal display device of the present invention utilizes depolarization by the scattering type liquid crystal cell and birefringence by the retardation plate, and does not require a color filter unlike the conventional color liquid crystal display device. Therefore, extremely bright display can be performed. Further, by optimizing the retardation of the retardation plate, color display with high color purity becomes possible. Further, by arranging retardation plates having different retardations in parallel in the device, it is possible to display a plurality of colors, and various displays are possible. Furthermore, when a polymer-dispersed liquid crystal light control layer is used as the liquid crystal light control layer, a display element that can be operated at a low voltage and has a quick response can be obtained. In addition, when active driving is performed using the light control layer, a large capacity display is possible in addition to a variety of display colors, which has a wide application as an information display device.

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

【図1】本発明の液晶表示素子の1例の構成を模式的に
示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an example of a liquid crystal display element of the present invention.

【図2】図1に示す液晶表示素子の作用を説明した図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the liquid crystal display element shown in FIG.

【図3】図1および図2に示す液晶表示素子の偏光板の
透過軸と位相差板の遅相軸との配置関係を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement relationship between a transmission axis of a polarizing plate and a slow axis of a retardation plate of the liquid crystal display element shown in FIGS. 1 and 2.

【図4】位相差板による色付きが、位相差板のレターデ
ーションにより調整可能であることを示す色度図であ
る。
FIG. 4 is a chromaticity diagram showing that the coloring by the retardation plate can be adjusted by the retardation of the retardation plate.

【図5】位相差板を平行配置した場合の色度図である。FIG. 5 is a chromaticity diagram when the retardation plates are arranged in parallel.

【図6】異なるレターデーションを有する複数の位相差
板を画素に対応させて素子内に並列配置した液晶表示素
子である。
FIG. 6 is a liquid crystal display device in which a plurality of retardation plates having different retardations are arranged in parallel in the device so as to correspond to pixels.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 液晶セル 11 透光性基板 12 透光性基板 13 液晶調光層 14 画素電極 15 画素電極 20 偏光板 30 偏光板 40 位相差板 41 位相差板(350nmのレターデーションのも
の) 42 位相差板(600nmのレターデーションのも
の) 50 照明装置 x ClEのxy色度図におけるx y ClEのxy色度図におけるy
10 liquid crystal cell 11 translucent substrate 12 translucent substrate 13 liquid crystal dimming layer 14 pixel electrode 15 pixel electrode 20 polarizing plate 30 polarizing plate 40 retardation plate 41 retardation plate (with retardation of 350 nm) 42 retardation plate (With retardation of 600 nm) 50 illuminator x xy in xy chromaticity diagram of ClE y in xy chromaticity diagram of ClE

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−134322(JP,A) 特開 平4−212928(JP,A) 特開 平4−225322(JP,A) 特開 平3−280015(JP,A) 実開 昭52−51659(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13363 G02F 1/1335 G02F 1/1334 G02F 1/137 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-4-134322 (JP, A) JP-A-4-212928 (JP, A) JP-A-4-225322 (JP, A) JP-A-3- 280015 (JP, A) Actual development Sho 52-51659 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/13363 G02F 1/1335 G02F 1/1334 G02F 1/137

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 1対の偏光板の間に設けられ、液晶層が
存在しないときに複屈折による着色を呈するようにその
遅相軸が配置された位相差板と、該位相差板と前記1対
の偏光基板の間に設けられ、印加電圧によって光散乱状
態と透明状態の間で光学特性が変化する液晶調光層と、
該液晶調光層を狭持する透明基板とを、少なくとも構成
要素として含む液晶表示素子。
1. A retardation plate which is provided between a pair of polarizing plates and whose slow axis is arranged so as to exhibit coloring by birefringence when no liquid crystal layer is present, and the retardation plate and the pair. A liquid crystal dimming layer provided between the polarizing substrates, the optical characteristics of which change between a light scattering state and a transparent state depending on an applied voltage,
A liquid crystal display device comprising, as at least a constituent element, a transparent substrate sandwiching the liquid crystal light control layer.
【請求項2】 位相差板が、偏光板の透過軸あるいは吸
収軸と位相差板の遅相軸が30°から60°の範囲とな
るように設定されたものである請求項1記載の液晶表示
素子。
2. The liquid crystal according to claim 1, wherein the retardation plate is set such that the transmission axis or the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation plate are in the range of 30 ° to 60 °. Display element.
【請求項3】 位相差板のレターデーションが150n
m〜1350nmの範囲のものである請求項1または2
記載の液晶表示素子。
3. The retardation of the retardation plate is 150 n
The range of m-1350 nm is the range of 1 or 2.
The liquid crystal display element described.
【請求項4】 位相差板として、レターデーションの異
なる複数の位相差板を並列配置したものである請求項
1、2または3記載の液晶表示素子。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a plurality of retardation plates having different retardations are arranged in parallel as the retardation plate.
【請求項5】 複数の位相差板が、その遅相軸が互いに
相違するものである請求項4記載の液晶表示素子。
5. The liquid crystal display element according to claim 4, wherein the plurality of retardation plates have mutually different slow axes.
【請求項6】 液晶調光層が液晶とポリマーとから形成
された微細な分散構造物である請求項1、2、3、4ま
たは5記載の液晶表示素子。
6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal light control layer is a fine dispersion structure formed of a liquid crystal and a polymer.
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