JP3394654B2 - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP3394654B2
JP3394654B2 JP19961296A JP19961296A JP3394654B2 JP 3394654 B2 JP3394654 B2 JP 3394654B2 JP 19961296 A JP19961296 A JP 19961296A JP 19961296 A JP19961296 A JP 19961296A JP 3394654 B2 JP3394654 B2 JP 3394654B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、双安定性を有する液晶
表示素子に関する。 【0002】 【従来技術】コレステリック液晶を用いた双安定性の液
晶表示素子が特公平1−51818には開示されてい
る。これは、液晶のピッチを液晶層厚の略2倍の自然ピ
ッチを有するコレステリック液晶を挾持し、液晶分子が
厚み方向に略360゜ねじれた状態(以降ツイスト状態
と呼ぶこともある)とねじれていない状態(同ユニホー
ム状態と呼ぶこともある)との二つの安定配向状態を電
界を印加することによって切り替えることのできる液晶
セルと、該液晶セルを挾み込むようにして配置された一
対の偏光板とから代表的には構成される。このような配
置において、偏光板の透過軸を直交させ、ユニホーム状
態の液晶の配向方向と偏光板の透過軸と45度程度ずら
して配置すると、この状態では液晶層の複屈折色が観察
されることになる。液晶の光学異方性をΔn、液晶層の
厚さをdとしたとき、Δndを270nm程度に設定す
ることによりこの複屈折色をほぼ白色とすることができ
る。このときツイスト状態でも複屈折を生ずるがそのと
きの複屈折は比較的小さいため黒に近い色が得られる。
このように従来のコレステリック液晶を用いた双安定性
液晶素子ではほぼ白黒の表示が得られるが、実際にはツ
イスト状態の複屈折のために黒状態での光抜けがあり、
コントラストとしては十分なものではなかった。これ
は、特にカラーフィルターを設けてカラー表示を行う際
には大きな問題となり、十分な色純度は得られていなか
った。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のコレ
ステリック液晶を用いた双安定性液晶素子にみられる上
述のような問題点が解決された高コントラストの液晶表
示素子を提供することを目的とする。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、配向処
理の方向が略平行であって、界面での液晶の傾きが上下
基板で略平行となるように配向処理の施された一対の基
板間に、液晶層厚の略2倍の自然ピッチを有するコレス
テリック液晶を挾持し、液晶分子が厚み方向に液晶分子
のねじれ角が略360゜である状態とねじれていない状
態との二つの安定配向状態を電界を印加することによっ
て切り替えることのできる液晶セルと、該液晶セルの上
下に配置された一対の偏光板とから少なくとも構成され
る液晶表示素子において、下基板から上基板に向けての
ねじれの向きを正としたときに、下記の条件を満足する
ものであることを特徴とする液晶表示素子を提供するこ
とにより、前記技術課題を解決することができた。 【数2】35°≦ φp ≦ 65° −65°≦ φa ≦−35° 95°≦ φp−φa ≦110° 0.18μm≦ Δnd ≦0.37μm (前式中、 φp :下側偏光板の軸が下基板の配向処理
の方向と成す角度。 φa :上側偏光板の軸が上基板の配向処理の方向と成す
角度。) Δn:屈折率異方性 d :液晶層厚 ここで配向処理の方向が略平行とは、図4におけるRL
とRUが略平行であり、RLとRUの成す角が30°以下
であることを言う。また、液晶の傾きが上下基板で略平
行とは、配向処理の方向が基板に対して傾斜したもので
あって、該傾きが上下基板で同一の方向であることを言
う。前記略360゜とは、330°〜390゜、好まし
くは340°〜380°の範囲を言う。 【0005】以下、本発明の液晶表示素子の構成を図面
に基づいて説明する。図1は本発明のコレステリック液
晶を用いた双安定性液晶素子の構成を示したものであ
る。下基板11と上基板12間に液晶層30が挾持され
ている。21と22は液晶層に電圧を印加するための透
明電極、31と32は液晶を配向させるための配向膜で
あり、41と42は偏光板である。図2は液晶セル中に
おける液晶の配向状態を模式的に示したものである。U
はねじれのない状態、Pは180゜ねじれた状態、Tは
360゜ねじれた状態を表している。液晶層は、ネマテ
ィック液晶にコレステリック液晶を添加した全体として
はコレステリック液晶相を呈する液晶組成物が好ましく
用いられる。配向膜によって液晶は基板面からわずかに
傾斜した方向に配向させられる。この図の構成では、上
下基板での液晶の傾きが逆となるように構成されてい
る。液晶の自然ピッチPは液晶層の厚さdの略2倍に設
定されており、配向膜による配向規制が無い場合には略
180゜ねじれた状態が安定となるように構成される。
前記略2倍とは、具体的には、液晶層の厚さをd、液晶
の自然ピッチをPとしたときに、d/Pが0.3〜0.
7の範囲が好ましい。前記略180゜とは、例えば15
0°〜210゜の範囲を言う。しかしながら、この図の
ように上下基板での液晶の傾きが逆となるように構成す
ると、180゜ねじれは液晶のスプレイ変形を伴うため
に、弾性エネルギーが高くなり不安定となり、代わりに
Uのねじれのない状態とTの360゜ねじれた状態が安
定となる。両配向状態は印加電圧の波形により切り替え
ることができる。 【0006】図3は従来の素子の透過スペクトルを示し
ている。図中TSは360゜ねじれた状態のスペクトル
を表し、USはねじれのないユニホーム状態の透過スペ
クトルを表す。USでは波長依存性はあるもののほぼ白
色のスペクトルが得られており、TS状態では黒に近い
スペクトルが得られているが、透過率が高く、特に短波
長域での光抜けが大きい。これは、TS状態での複屈折
によるものである。本発明は、このような液晶の配向に
伴う複屈折を偏光板の配置を工夫することにより減じ、
より高いコントラストを有する液晶表示素子を提供する
ものである。このような効果を発現させることのできる
第一の構成例の液晶表示素子の光学配置について図4に
基づいて説明する。図中RL、RUはそれぞれ下基板側、
上基板側での液晶の配向方向を表し、PL、PUはそれぞ
れ下側と上側の偏光板の透過軸を表す。液晶分子は
L、RUの間でねじれのないユニホーム配向または図中
ωLcで表す360゜ねじれたツイスト配向をとる。φ
pは下側偏光板の軸が下基板の配向処理の方向と成す角
度、φaは上側偏光板の軸が上基板の配向処理の方向と
成す角度を表す。本発明においては、下基板から上基板
へ向かっての液晶のねじれる向きを正と定義する。ま
た、偏光板の軸については透過軸で代表させるが、上下
の偏光板を90°回転させて透過軸を吸収軸に置き換え
ても同様の効果が得られる。φpは35°〜65°の範
囲であることが必要で、φaは−65°〜−35°の範
囲であることが必要である。また、同時に、上下の偏光
板の透過軸(吸収軸)の成す角ψ(φp−φa)を95°
以上、110°以下とすることが必要である。 【0007】図5は、Δnd=0.275μmで、φp
=45°のときのT状態の透過スペクトルのφaの依存
性を示したものである。この場合、φaが−55°近傍
で最も低い透過率が得られる。同様にして、種々のφp
について検討を行った結果、φp−φa=100°近傍が
最も暗い状態を与えることが判った。φp−φaが95°
に満たない場合、図のφa=45°に示すように短波長
側の光抜けが顕著となり、また、110°を越える場合
には、図のφa=70°に示すように長波長側の光抜け
が顕著となる。以上のことから、ψ(φp−φa)は95
°以上、110°以下であることが必要である。図6
は、φp−φaを100°に固定したときのY値をφp
対してプロットしたものである。ツイスト配向(T)に
おいては良好な黒状態が得られているが、φpが35°
〜65°の範囲以外となるとユニホーム配向(U)の明
るさが低下してしまう。同様にして、φaについても−
65°〜−35°が好ましい範囲となる。より好ましい
条件は、φpは40°〜60°の範囲、φaは−60°〜
−40°の範囲となる。さらに好ましくはφpは45°
〜55°の範囲、φaは−55°〜−45°の範囲とな
る。このような構成により、ツイスト状態の複屈折は大
きく低減することができる。良好な白黒表示を行わせ、
高いコントラストを得るためには、液晶層のΔndを
0.18μm〜0.37μmの範囲とすることが必要
で、0.2μm〜0.35μmの範囲がより好ましい。
Δndがこの範囲以下であるとユニホーム配向の明るさ
が低下してしまう。また、この範囲以上であると、ユニ
ホーム配向に色づきを生ずる。本発明で用いる液晶は、
誘電異方性が正の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好適に用いる。また、ネマテ
ィック液晶として周波数によって誘電異方性の正負が変
化する二周波駆動用のネマティック液晶をも用いること
もできる。液晶の自然ピッチは前述のように液晶層の厚
さの略1/2であることが好ましい。具体的には、液晶
層の厚さをd、液晶の自然ピッチをPとしたときに、d
/Pが0.3〜0.7の範囲が好ましい。配向膜界面で
の液晶の配向は、基板面に対して液晶分子が0.5°〜
30°の範囲で傾いて配向したチルト配向が好ましい。
このような配向は、ポリイミドやポリアミド、ポリビニ
ルアルコールなどの高分子膜をラビングする方法や、金
属酸化物を斜め蒸着する方法など、従来公知の方法を用
いることができる。なお、以上の説明では素子を透過型
として説明したが、透過型として用いる際にはバックラ
イトユニットを背面に設けることも可能である。また、
バックライトユニットの代わりに反射板を設け、素子を
反射型として用いることもできる。また、カラーフィル
ターを併用することによりカラー表示を行わせることも
できる。 【0008】 【実施例】 実施例1 透明電極を有するガラス基板にポリミイド(日本合成ゴ
ム製AL3046)を塗布し、ラビング処理を行った。
同様の処理を行った別の基板と先の基板を配向処理面が
対向するようにシリカビーズスペーサーを介して重ね合
わせ、基板間の空隙に液晶を注入した。液晶としては、
メルク製のネマティック液晶ZL13412−000
(Δn=0.79)に右回りねじれを誘起するメルク製
のキラルネマティック液晶S811を1.3%添加して
ピッチを6.8μmに調製した液晶を用いた。液晶層の
厚さはスペーサーの粒径により3.4μmに調整した。
また、上下のラビングの方向は反平行となるように構成
した。さらに一対のニュートラルグレー偏光板で挾み込
むことにより本発明になる液晶表示素子を構成した。偏
光板の透過軸はφp=50°、φa=−50°となるよう
に調整した。この素子の透過スペクトルをT状態とU状
態について測定したところ図7のようであり、図3に比
べてT状態の光抜けが大きく改善されていた。 【0009】実施例2〜16および比較例1〜9 実施例1と同様にして、下表1および下表2に示す液晶
表示素子を作製した。実施例で示した素子は、比較例に
比べ良好なコントラストが得られた。また、φpを40
°〜60°の範囲、φaは−60°〜−40°の範囲と
することにより、さらに優れたコントラストが得られ
た。また、Δndを0.2〜0.35μmの範囲とする
ことによっても、さらに高いコントラストが得られた。 【0010】 【表1】【0011】 【表2】 【0012】 【効果】 1. 本発明の液晶表示素子は、液晶分子が厚み方向に
略360°ねじれた状態と、ねじれていない状態との二
つの安定配向状態を有する双安定性の液晶表示素子にお
いて、偏光板の軸方向を最適化することによって、黒状
態での光抜けを大幅に改善したものであり、このため非
常に高いコントラストが得られる。また、素子のコント
ラストが高いため、カラーフィルターアレイを設けた場
合には、優れた色再現性が得られる。さらに、本発明の
液晶表示素子は、高い時分割駆動特性と速い応答性を有
するため、大容量、高コントラストの表示を必要とする
表示用途に特に好適に用いられる。 2. 液晶層のΔndの範囲が特定された本発明の液晶
表示素子は、明瞭な黒表示に加えて、明るい白表示を行
わせることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having bistability. [0002] A bistable liquid crystal display device using a cholesteric liquid crystal is disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-51818. This is because a cholesteric liquid crystal having a natural pitch of about twice the liquid crystal layer thickness is sandwiched between liquid crystal layers, and liquid crystal molecules are twisted by about 360 ° in the thickness direction (hereinafter sometimes referred to as a twisted state). A liquid crystal cell capable of switching between two stable alignment states by applying an electric field between a non-state (also referred to as a uniform state) and a pair of polarizing plates arranged so as to sandwich the liquid crystal cell. Is typically composed of In such an arrangement, when the transmission axis of the polarizing plate is perpendicular to the liquid crystal layer, the birefringent color of the liquid crystal layer is observed when the alignment direction of the liquid crystal in the uniform state and the transmission axis of the polarizing plate are shifted by about 45 degrees. Will be. When the optical anisotropy of the liquid crystal is Δn and the thickness of the liquid crystal layer is d, by setting Δnd to about 270 nm, the birefringent color can be made almost white. At this time, birefringence occurs even in the twisted state, but the birefringence at that time is relatively small, so that a color close to black can be obtained.
As described above, in the conventional bistable liquid crystal device using the cholesteric liquid crystal, almost black-and-white display can be obtained, but there is actually light leakage in the black state due to birefringence in the twisted state,
The contrast was not enough. This is a serious problem particularly when color display is performed by providing a color filter, and sufficient color purity has not been obtained. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a high-contrast liquid crystal display device which has solved the above-mentioned problems encountered in a conventional bistable liquid crystal device using a cholesteric liquid crystal. The purpose is to: According to the present invention, the alignment process is performed such that the directions of the alignment process are substantially parallel, and the inclination of the liquid crystal at the interface is substantially parallel between the upper and lower substrates. A cholesteric liquid crystal having a natural pitch of about twice the thickness of the liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates, and a liquid crystal molecule has a twist angle of about 360 ° in the thickness direction and a non-twisted state. A liquid crystal cell that can be switched between two stable alignment states by applying an electric field, and a liquid crystal display element that includes at least a pair of polarizing plates disposed above and below the liquid crystal cell. The technical problem was solved by providing a liquid crystal display element which satisfies the following conditions when the direction of the twist toward the surface is positive. [Number 2] in 35 ° ≦ φ p ≦ 65 ° -65 ° ≦ φ a ≦ -35 ° 95 ° ≦ φ p -φ a ≦ 110 ° 0.18μm ≦ Δnd ≦ 0.37μm ( Equation, phi p: Angle formed by the axis of the lower polarizing plate with the direction of the alignment treatment of the lower substrate φ a : Angle formed by the axis of the upper polarizing plate with the direction of the alignment treatment of the upper substrate) Δn: Refractive index anisotropy d: Liquid crystal layer Here, the direction of the orientation treatment is substantially parallel, which is indicated by R L in FIG.
And R U are substantially parallel, and the angle formed by R L and R U is 30 ° or less. Further, that the inclination of the liquid crystal is substantially parallel between the upper and lower substrates means that the direction of the alignment treatment is inclined with respect to the substrate, and that the inclination is the same in the upper and lower substrates. The above-mentioned approximately 360 ° refers to a range of 330 ° to 390 °, preferably 340 ° to 380 °. Hereinafter, the structure of the liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a bistable liquid crystal device using a cholesteric liquid crystal of the present invention. A liquid crystal layer 30 is sandwiched between the lower substrate 11 and the upper substrate 12. 21 and 22 are transparent electrodes for applying a voltage to the liquid crystal layer, 31 and 32 are alignment films for aligning the liquid crystal, and 41 and 42 are polarizing plates. FIG. 2 schematically shows the alignment state of the liquid crystal in the liquid crystal cell. U
Represents a state without twist, P represents a state twisted by 180 °, and T represents a state twisted by 360 °. For the liquid crystal layer, a liquid crystal composition exhibiting a cholesteric liquid crystal phase as a whole, in which a cholesteric liquid crystal is added to a nematic liquid crystal, is preferably used. The liquid crystal is aligned in a direction slightly inclined from the substrate surface by the alignment film. In the configuration shown in this drawing, the tilt of the liquid crystal on the upper and lower substrates is reversed. The natural pitch P of the liquid crystal is set to be approximately twice the thickness d of the liquid crystal layer, and the liquid crystal layer is configured so that the twisted state of approximately 180 ° is stable when the alignment is not regulated by the alignment film.
Specifically, the term “approximately twice” specifically means that d / P is 0.3 to 0.5, where d is the thickness of the liquid crystal layer and P is the natural pitch of the liquid crystal.
A range of 7 is preferred. The approximately 180 ° is, for example, 15
It refers to the range of 0 ° to 210 °. However, if the tilt of the liquid crystal on the upper and lower substrates is reversed as shown in this figure, the 180 ° twist is accompanied by the splay deformation of the liquid crystal, so that the elastic energy becomes higher and becomes unstable. The state without the rotation and the state where T is twisted by 360 ° are stable. Both orientation states can be switched by the waveform of the applied voltage. FIG. 3 shows a transmission spectrum of a conventional device. In the figure, TS represents the spectrum in the 360 ° twisted state, and US represents the transmission spectrum in the untwisted uniform state. In the US, although almost wavelength-dependent, an almost white spectrum is obtained, and in the TS state, a spectrum close to black is obtained, but the transmittance is high, and light leakage is particularly large in a short wavelength region. This is due to birefringence in the TS state. The present invention reduces the birefringence due to the orientation of the liquid crystal by devising the arrangement of the polarizing plate,
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having higher contrast. An optical arrangement of the liquid crystal display element of the first configuration example capable of exhibiting such an effect will be described with reference to FIG. In the figure, R L and R U are the lower substrate side, respectively.
It indicates the orientation direction of the liquid crystal on the upper substrate side, and P L and P U indicate the transmission axes of the lower and upper polarizing plates, respectively. The liquid crystal molecules have a uniform orientation without twist between R L and R U or a twist orientation of 360 ° twisted by ωLc in the drawing. φ
p is a angle, phi the axis of the lower polarizing plate makes with the direction of the alignment treatment of the lower substrate represents the angle which the axis of the upper polarizing plate makes with the direction of the alignment treatment of the upper substrate. In the present invention, the direction in which the liquid crystal twists from the lower substrate toward the upper substrate is defined as positive. Although the axis of the polarizing plate is represented by the transmission axis, the same effect can be obtained by rotating the upper and lower polarizing plates by 90 ° and replacing the transmission axis with the absorption axis. φ p needs to be in the range of 35 ° to 65 °, and φ a needs to be in the range of −65 ° to −35 °. At the same time, the angle ψ (φ p −φ a ) formed by the transmission axes (absorption axes) of the upper and lower polarizing plates is set to 95 °.
As described above, it is necessary that the angle be 110 ° or less. FIG. 5 shows that Δnd = 0.275 μm and φ p
9 shows the dependence of the transmission spectrum of the T state on φ a when = 45 °. In this case, it phi a lowest transmittance is obtained at -55 ° vicinity. Similarly, various φ p
As a result, it was found that the vicinity of φ p −φ a = 100 ° gives the darkest state. φ p −φ a is 95 °
When the angle is less than the above, light leakage on the short wavelength side becomes remarkable as shown at φ a = 45 ° in the figure, and when it exceeds 110 °, the light leaks at the longer wavelength side as shown at φ a = 70 ° in the figure. Light leakage is remarkable. From the above, ψ (φ p −φ a ) is 95
It is necessary that it is not less than 110 ° and not more than 110 °. FIG.
Is a plot of the Y value with respect to φ p when φ p −φ a is fixed at 100 °. In the twist orientation (T), a good black state was obtained, but φ p was 35 °.
If the angle is out of the range of about 65 °, the brightness of the uniform orientation (U) decreases. Similarly, for φ a
A preferred range is from 65 ° to -35 °. More preferred conditions are that φ p is in the range of 40 ° to 60 °, φ a is −60 ° to
The range is -40 °. More preferably φ p is 45 °
Range of ~55 °, φ a is in the range of -55 ° ~-45 °. With such a configuration, the birefringence in the twisted state can be greatly reduced. Make a good black and white display,
In order to obtain high contrast, it is necessary to set Δnd of the liquid crystal layer in the range of 0.18 μm to 0.37 μm, and more preferably in the range of 0.2 μm to 0.35 μm.
If Δnd is less than this range, the brightness of the uniform orientation will decrease. In addition, when it is more than this range, coloring occurs in the uniform orientation. The liquid crystal used in the present invention is:
A liquid crystal composition obtained by adding a cholesteric liquid crystal to a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is preferably used. Further, as the nematic liquid crystal, a nematic liquid crystal for dual-frequency driving in which the positive / negative of the dielectric anisotropy changes depending on the frequency can be used. As described above, the natural pitch of the liquid crystal is preferably approximately の of the thickness of the liquid crystal layer. Specifically, when the thickness of the liquid crystal layer is d and the natural pitch of the liquid crystal is P, d
/ P is preferably in the range of 0.3 to 0.7. The alignment of the liquid crystal at the interface of the alignment film is such that the liquid crystal molecules are 0.5 ° to the substrate surface.
A tilt orientation tilted in a range of 30 ° is preferable.
For such an orientation, a conventionally known method such as a method of rubbing a polymer film of polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, or the like, or a method of obliquely depositing a metal oxide can be used. In the above description, the element is described as a transmissive type, but when used as a transmissive type, a backlight unit can be provided on the back surface. Also,
A reflection plate may be provided instead of the backlight unit, and the element may be used as a reflection type. Color display can be performed by using a color filter in combination. Example 1 Polyimide (AL3046 made by Japan Synthetic Rubber) was applied to a glass substrate having a transparent electrode, and a rubbing treatment was performed.
Another substrate subjected to the same treatment and the previous substrate were overlapped via a silica bead spacer so that the alignment treatment surfaces faced each other, and liquid crystal was injected into a gap between the substrates. As a liquid crystal,
Nematic liquid crystal ZL13412-000 made by Merck
(Δn = 0.79), a liquid crystal whose pitch was adjusted to 6.8 μm by adding 1.3% of a chiral nematic liquid crystal S811 manufactured by Merck which induces clockwise twist was used. The thickness of the liquid crystal layer was adjusted to 3.4 μm according to the particle size of the spacer.
Further, the rubbing directions in the upper and lower directions were configured to be antiparallel. Further, the liquid crystal display device according to the present invention was constituted by sandwiching the neutral gray polarizing plate between the pair. The transmission axis of the polarizing plate was adjusted so that φ p = 50 ° and φ a = -50 °. When the transmission spectrum of this element was measured for the T state and the U state, it was as shown in FIG. 7, and light leakage in the T state was greatly improved as compared with FIG. Examples 2 to 16 and Comparative Examples 1 to 9 In the same manner as in Example 1, liquid crystal display elements shown in Tables 1 and 2 below were produced. In the device shown in the example, better contrast was obtained as compared with the comparative example. Also, let φ p be 40
° to 60 ° range, phi a by in the range of -60 ° ~-40 °, better contrast is obtained. Further, by setting Δnd in the range of 0.2 to 0.35 μm, higher contrast was obtained. [Table 1] [Table 2] [Effects] 1. The liquid crystal display element of the present invention is a bistable liquid crystal display element having two stable alignment states, that is, a state in which liquid crystal molecules are twisted approximately 360 ° in a thickness direction and a state in which the liquid crystal molecules are not twisted. By optimizing, light leakage in a black state is significantly improved, and therefore, a very high contrast can be obtained. Further, since the device has high contrast, excellent color reproducibility can be obtained when a color filter array is provided. Further, the liquid crystal display device of the present invention has high time-division driving characteristics and fast response, so that it is particularly suitably used for display applications requiring large-capacity, high-contrast display. 2. The liquid crystal display element of the present invention in which the range of Δnd of the liquid crystal layer is specified can perform bright white display in addition to clear black display.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のコレステリック液晶を用いた双安定性
液晶表示素子の構成を示した図である。 【図2】図1の液晶表示素子の液晶層の配向状態を模式
的に示した図である。 【図3】従来の液晶表示素子の透過スペクトルを示した
図である。 【図4】本発明の液晶表示素子の光学配置を説明した図
である。 【図5】Δnd=0.275μmでφp=45°のとき
のT状態(360°ねじれた状態)の透過スペクトルの
φa依存性を示した図である。 【図6】φp−φaを100°に固定したときのY値をφ
pに対してプロットした図である。 【図7】実施例1の液晶表示素子のT状態とU状態につ
いて測定した透過スペクトルを示した図である。 【符号の説明】 11 下基板 12 上基板 21 透明電極 22 透明電極 30 液晶層 31 配向膜 32 配向膜 41 偏光板 42 偏光板 U ねじれのない状態 P 180°ねじれた状態 T 360°ねじれた状態 RL 下基板側での液晶の配向方法 RU 上基板側での液晶の配向方法 PL 下側偏光板の透過軸 PU 上側偏光板の透過軸 US ねじれの無いユニホーム状態のスペクトル TS 360°ねじれた状態のスペクトル φp 下側の液晶の配向方向からの下側偏光板の透過軸
の角度 φa 上側の液晶の配向方向からの上側偏光板の透過軸
の角度 ψ φp−φa ωLc 360°ねじれたツィスト配向
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a bistable liquid crystal display device using a cholesteric liquid crystal of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing an alignment state of a liquid crystal layer of the liquid crystal display device of FIG. FIG. 3 is a diagram showing a transmission spectrum of a conventional liquid crystal display device. FIG. 4 is a diagram illustrating an optical arrangement of the liquid crystal display device of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the φ a dependence of the transmission spectrum in the T state (360 ° twisted state) when Δnd = 0.275 μm and φ p = 45 °. FIG. 6 shows the Y value when φ p −φ a is fixed to 100 °.
It is the figure plotted with respect to p . FIG. 7 is a diagram showing transmission spectra measured for a T state and a U state of the liquid crystal display element of Example 1. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Lower substrate 12 Upper substrate 21 Transparent electrode 22 Transparent electrode 30 Liquid crystal layer 31 Alignment film 32 Alignment film 41 Polarizer 42 Polarizer U Untwisted state P 180 ° twisted state T 360 ° twisted state R spectrum TS 360 ° twist of the liquid crystal liquid crystal without uniform state of the transmission axis US torsion of the transmission axis P U upper polarizer orientation process P L lower polarizing plate in the alignment process R U on the substrate side of the L lower substrate side upper polarizer angle of the transmission axis of the light plate ψ φ pa ωLc 360 from the angle phi a upper alignment direction of the liquid crystal of the transmission axis of the lower polarizing plate from the spectrum phi p lower alignment direction of the liquid crystal of the state ° Twisted twist orientation

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−235920(JP,A) 特開 昭55−142318(JP,A) 特開 平1−269921(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13 - 1/141 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-235920 (JP, A) JP-A-55-142318 (JP, A) JP-A-1-269921 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/13-1/141

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 配向処理の方向が略平行であって、界面
での液晶層の傾きが上下基板で略平行となるように配向
処理の施された一対の基板間に、液晶層厚の略2倍の自
然ピッチを有するコレステリック液晶を挾持し、液晶分
子が厚み方向に略360°ねじれた状態とねじれていな
い状態との二つの安定配向状態を、電界を印加すること
によって切り替えることのできる液晶セルと、該液晶セ
ルの上下に配置された一対の偏光板とから少なくとも構
成される液晶表示素子において、下基板から上基板に向
けてのねじれの向きを正としたときに下記の条件を満足
するものであることを特徴とする液晶表示素子。 【数1】35°≦ φp ≦ 65° −65°≦ φa ≦−35° 95°≦ φp−φa ≦110° 0.18μm≦ Δnd ≦0.37μm (前式中、 φp :下側偏光板の軸が下基板の配向処理
の方向と成す角度。 φa :上側偏光板の軸が上基板の配向処理の方向と成す
角度。) Δn:屈折率異方性 d :液晶層厚
(1) A pair of alignment treatments in which the directions of the alignment treatment are substantially parallel and the inclination of the liquid crystal layer at the interface is substantially parallel between the upper and lower substrates. A cholesteric liquid crystal having a natural pitch of about twice the thickness of the liquid crystal layer is sandwiched between the substrates, and two stable alignment states, that is, a state in which liquid crystal molecules are twisted by about 360 ° in the thickness direction and a state in which the liquid crystal molecules are not twisted, are applied to an electric field. In a liquid crystal display element including at least a liquid crystal cell that can be switched by applying a voltage and a pair of polarizing plates disposed above and below the liquid crystal cell, the direction of the twist from the lower substrate toward the upper substrate is positive. A liquid crystal display device satisfying the following conditions when defined. 35 ° ≦ φ p ≦ 65 ° −65 ° ≦ φ a ≦ −35 ° 95 ° ≦ φ p −φ a ≦ 110 ° 0.18 μm ≦ Δnd ≦ 0.37 μm (in the above formula, φ p : Angle formed by the axis of the lower polarizing plate with the direction of the alignment treatment of the lower substrate φ a : Angle formed by the axis of the upper polarizing plate with the direction of the alignment treatment of the upper substrate) Δn: Refractive index anisotropy d: Liquid crystal layer Thick
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