JPH01106018A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高密度表示に適した液晶表示素子に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、両電極間の液晶分子のツイスト角を大きくして、
鋭い電圧−透過率変化を起し、高密度のドツトマトリク
ス表示をする方法として、スーパーツイスト素子（Ｔ、
　Ｊ、　５ｃｈｅｆｆｅｒａｎｄ　　Ｊ、　Ｎｅｈｒｉ
ｎｇ、　　Ａｐｐｌ、、　Ｐｈｙｓ、、　Ｌｅｔｔ、　
４５ＴＩＯＩ　１０２１−１０２３　（１９８４）　ｌ
が知られていた。

しかし、この方法は用いられる液晶表示素子の液晶の複
屈折早入〇と液晶層の厚みｄとの積Δｒｚｄの値が実質
的に０．８〜１．２μｍの間にあり（特開昭６０−１０
７２０号）、表示色として、黄緑色と暗青色、青紫色と
淡黄色等、特定の色相の組み合せでのみ、良いコントラ
ストが得られていた。

このようにこの液晶表示素子では白黒表示ができなかっ
たことにより、マイクロカラーフィルターと組み合せて
、マルチカラー又はフルカラー表示ができない欠点があ
った。

−・方、同様な方式を使用し、液晶の複屈折率と厚みと
の積Δｎ−ｄを０．６μｍ付近と小さく設定することに
より、ほぼ白と黒に近い表示が得られる方式が提案され
ている。（Ｍ、　５ｈａｄＬａｔ　　　ａｌ、　　　Ａ
ｐｐｌ、　　Ｐｈｙｓ、　　Ｌｅｔｔ、　　　５Ｇ（５
）、　　　１９Ｂ？。

９．２３６　） しかし、この方式を使用した場合においては表示が暗く
、かつ、最大コントラストがあまり大きくなく、青味を
帯びるため、表示の鮮明度に欠ける欠点があった。

［発明の解決しようとする問題点Ｊ 本発明の目的は、従来技術が有していた前述の特イ１色
を有する欠点なを解消して、白黒に近い表示を実現する
と共に、明るくフントラスト比が高い液晶表示素子を得
ることを目的とするものである。

さらに、微細なカラーフィルターをセル内部またはセル
外部に形成して、従来通常の９０°ツイストのツイスト
ネマチック（ＴＮ）素子で実現されていた様な、モノカ
ラーまたはマルチカラー表示を実現しようとするもので
ある。

【問題点を解決するための手段１ 本発明は、前述の問題点を解決すべ（なされたものであ
り、ほぼ平行に配置された一対の透明電極基板間に旋光
性物質を含有した誘電異方性が正のネマチック液晶を挟
持し、その電圧無印加時における両電極間での液晶分子
のツイスト角θ、を１８θ〜３００６とした第１の液晶
セルの外側に一対の偏光板を設置した液晶表示素子にお
いて、一方の電極とその電極側の偏光板との間に、前記
ネマチック液晶層とツイスト角が４５〜１８０°ずれた
ツイスト角θ、で、かつそのらせん方向が逆であるネマ
チック液晶を挟持した第２の液晶セルを設け、第２の液
晶セルのツイスト角θ、と第１の液晶セルのツイスト角
θＳの差を八〇＝０２−０１とし、第１の液晶セルの非
選択電圧印加時の液晶の複屈折率Δｎｌと液晶層の厚み
むとの積をΔｎ１・ｄ、とした時に、第２の液晶セルの
液晶の複屈折率△θｄ２と液晶層の厚みｄ２との積Δｎ
８・ｄ８が０．０００６７×Δθ＋Δｒ２・ｄ＋〜０．
００２００×Δθ＋Δｎ＋・ｄＩ（ただしΔθは１で表
わす）とし、かつ両液晶層の隣接した液晶分子軸をほぼ
直交するように配置し、一対の偏光板の偏光軸を６０〜
１２０°の交差角となるように配置したことを特徴とす
る液晶表示素子を提供するものである。

本発明では液晶層が２層とされる。

まず、その　１層は、従来のスーパーツイスト液晶表示
素子の液晶セルと同じ構成のセルであり、電極群が対向
しており、これにより各ドツト毎にオンオフを制御可能
とされる。この第１の液晶セルのツイスト角は約１８０
〜３００’　とされる。

具体的には、ほぼ平行に配置された一対の透明電極基板
間に旋光性物質を含有した誘電異方性が正のネマチック
液晶を挟持し、両電極間での液晶分子のツイスト角θ１
を１８０〜３００”　とすれば良い。

本発明では、上記第１の液晶セルに隣接して第２の液晶
セルを積層する。この第２の液晶セルのツイスト角θ、
は、第１の液晶セルのツイスト角θ、とはΔθ＝０８−
〇、＝４５〜１８ｏ０だけ差をつけられ、かつそのらせ
ん方向が逆であるネマチック液晶層とされれば良い。特
に、Δθを９０°程度とすることが好ましく、コントラ
ストはスーパーツイストの液晶と同等であるにもかかわ
らず、表示色が色付しに＜＜１通常の９０°ツイストの
液晶を使用したのと類似した表示となる。なお、このツ
イスト角θ１、θ富は、右らせんであっても、左らせん
であっても絶対値で示し、らせん方向によって正負では
示さない。

ここで、第１の液晶セルが観察者に対して手前側に設置
されていてもよいし、あるいは第２の液晶セルが手前側
に設置されていてもよい。

また、両液晶層の隣接した液晶分子軸をほぼ直交するよ
うに配置する。即ち、３枚基板の場合には、中央の基板
の配向方向が両面でほぼ直交する°ようにされればよい
。４枚基板の場合には、積層される中間の２枚の基板の
配向処理方向がほぼ直交するようにされればよい。この
ほぼ直交とは、ｌＯ″″程度のずれは可能であるが、９
０１　とすることが色、コントラスト、視野角等を総合
的に判断すると最も好ましい。

この第２の液晶セルに使用されるネマチック液晶は電気
的に分子配列方向を制御する必要がないので、液晶の誘
電異方性が正でなくても使用可能である。このため、第
２の液晶層を挟持する基板には電極を形成しなくてよい
。

また、この第１の液晶層と第２の液晶層の２つの液晶層
に使用される液晶の複屈折率Δｎと液晶層の厚みｄとの
積Δｎ・（１は、ある特定の程度ずれた値となるように
する必要がある。

即ち、第２の液晶セルのツイスト角θ２と第１の液晶セ
ルのツイスト角θ、との差を八〇＝０３−θ１とし、第
１の液晶セルの非選択電圧印加時の液晶の複屈折率Δｎ
ｌと液晶層の厚みｄｌとの積をΔｎ＋　”　ｄＩとじた
時に、第２の液晶セルの液晶の複屈折率△θｄ、と液晶
層の厚みｄ２との積Δｎａ・ｄｓが　０．０００６７×
Δθ＋Δｎ＋　”　ｄ＋〜０．００２×Δθ＋Δｎ１−
ｄＩとされる。この場合へ〇は度（°）で表わす。

なお、ここで、第１の液晶セルのΔｎ−ｄを非選択電圧
印加時の液晶の複屈折率Δｎｌと液晶層の厚みｄ、との
積Δｎ、・ｄ、としたのは、ドツトマトリックス表示の
ような高デユーテイ駆動では、非選択の画素にも成る程
度の電圧が印加された状態となっており、゛液晶分子が
ある程度立ち上がっているため、電圧を印加していない
時の液晶のΔｎよりも、みかけのΔｎが低下するためで
ある。これにより、非選択画素部分が思く表示されるこ
ととなる。

これには２通りの場合があり、１つは第２の液晶セルの
ツイスト角θ２が第！の液晶セルのツイスト角θ、より
も大きい場合であり、その差Δθ＝θ、−θ、が４５＠
≦Δθ≦１８０°とされた場合である。この場合には、
第２の液晶セルのΔｎ、・ｄ２の値は、第１の液晶セル
のΔｎ１・ｄｌの値よりも　０．０００６７×Δθ〜ｏ
、　ｏｏｚｏｏ×Δθだけ大きくされる。

もう１つは、第２の液晶セルのツイスト角θ２が第１の
液晶セルのツイスト角θ、よりも小さい場合であり、そ
の差Δθ＝θ２−θ、が−１８０”≦Δθ≦−４５°と
された場合である。

この場合には、第２の液晶セルのΔｎ３・ｄ２の値は、
第１の液晶セルのΔｎｌ　＋　ｃｔｌの値よりも小さく
され、具体的には０．０００６７×Δθ〜０．００２０
０×Δθだけ小さくされる。

これにより、スーパーツイストなみの高コントラスト比
で、かつ表示が白黒になり易い。

特に、このツイスト角θ１、θ２の差を９０１（Δθを
９０°または一９０°）とすることが好ましい。

具体的には、例えば第１の液晶セルのツイスト角θ、を
２７０°とした場合、第２の液晶セルのツイスト角θ２
を３６０°として、Δθを９０”大きくした場合（八〇
を９０°）、第２の液晶セルのΔｎ２・ｄ、を第１の液
晶セル八〇、・ｄ、よりも０．０６〜０．１８人きくす
ればよい。特に、八〇を９０＠大きくした場合にはΔｎ
８・ｄ２をΔｎ、・ｄｌよりもほぼ０．１２大きくする
ことが好ましい。

逆に、例えば第１の液晶セルのツイスト角θ、を２７０
°とした場合、第２の液晶セルのツイスト角θ２を　１
８０”　として、Δθを９０°小さくした場合（Δθを
一９０°）、第２の液晶セルのΔｎ２・ｄ２を第１の液
晶セルΔｎ、・ｄｌよりも０．０６〜０．１８小さくす
ればよい。特に、Δθを９０″小さくした場合にはΔｎ
２・ｄ２をΔｎ１・ｄ、よりもほぼ０．１２小さくする
ことが好ましい。

なお、本発明では、第１の液晶セルの八〇、・ｄｌはか
なり広い範囲で使用可能であり、　０．５〜２．０μｍ
程度が使用できる。特に、従来のスーパーツイスト液晶
表示素子で使用される０、７〜１．４μｍ程度が明るく
、かつコントラスト比の高い表示が容易に得られる。

この２層の液晶セルは夫々別の基板に挟持されて、４枚
の基板を使用して２つの液晶セルを形成し、これを積層
して用いてもよいし、３枚の基板を使用して２層の液晶
層を挟持するように２つのセルを形成してもよい。

本発明では、第２の液晶セルは電極を形成しないでよい
ため、位置合わせ等の問題を生じないので、容易に３枚
の基板を使用して２層の液晶層を挟持するようにするこ
とができる。

本発明では、第１の液晶セルの液晶のツイスト角は約　
１８０〜３００°とされる。これにより、高いコントラ
スト比で、かつドメインの発生が少ない液晶表示素子が
容易に得られる。

また、本発明では、第２の液晶セルの液晶のツイスト角
は、１１；１述の如く第１の液晶セルの液晶のツイスト
角よりも４５〜１８０°大きく又は小さくされる。

本発明では、この第１の液晶セルと第２の液晶セルとに
よる２層の液晶層の外側に一対の偏光板が配置される。

これら一対の偏光板の偏光軸は、６０〜１２０゜好まし
くはほぼ９０°の交差角となるように配置される。最適
な貼り付は角は第１及び第２の液晶層のΔｎ−ｄの値及
びそれらの整合度に依存するため、実際には６０〜１２
０°の範囲で偏光軸の交差角を変化させて、最適化すれ
ばよい。

さらに、２つの液晶セルのツイスト角の差がほぼ９０°
の場合には、観察者に対して手前側に設置された偏光板
の偏光軸の方向が観察者に最も近い液量分子軸方向に対
して、３０〜６０°だけ、特には３５〜５５°ずらして
設置されることが好ましい。この場合、裏側の偏光板も
同様に、裏側の偏光板の偏光軸の方向が観察者に最も遠
い液晶分子軸方向に対して、３０〜６０°だけ、特には
３５〜５５°ずらして設置されることが好ましい。

このような配置にすることにより、コントラスト比が高
くなり、かつ明るくなる傾向があるため好ましい。

そして、この手前側の偏光板と裏側の偏光板の、偏光軸
の交差角が６０〜１２０°となるように配置されればよ
い。特には、この交差角が９０゜程度とされることが好
ましい。

本発明の液晶表示素子の電圧無印加時における液晶分子
軸、及び偏光板の偏光軸の相対位置を第１図及び第２図
に示した。

第１図及び第２図は、本発明による液晶表示素子夫々上
から見た上側の第２の液晶セル及び下側の第１の液晶セ
ルの液晶分子軸方向と隣接する偏光板の偏光軸の相対位
置を示した乎面図である。なお、両図において、（Δ）
は」二側の第２の液晶セルの構成を示し、（Ｂ）は下側
の第！の液晶セルの構成を示している。

第１図は第２の液晶セルのツイスト角θ、が第１の液晶
セルのツイスト角θ、よりも大きい場合を示している。

第１図において１は電圧印加をしないツイスト角が大き
い第２の液晶セル、　　２Ｇ：Ｌ電圧印加により具体的
に文字等を表示する第！の液晶セルを示している。３は
上側の偏光板の偏光軸、４は下側の偏光板の偏光軸、５
は第２の液晶セルの上側の液晶分子軸方向、６は第２の
液晶セルの下側の液晶分子軸方向、７は第１の液晶セル
の上側の液晶分子軸方向、８は第１の液晶セルの下側の
液晶分子軸方向を示している。

第２図は第２の液晶セルのツイスト角θ８が第１の液晶
セルのツイスト角θ、よりも小さい場合を示している。

第２図において１１は電圧印加をしないツイスト角が小
さい第２の液晶セル、１２は電圧印加により具体的に文
字等を表示する第１の液晶セルを示している。１３は上
側の偏光板の偏光軸、１４は下側の偏光板の偏光軸、１
５は第２の液晶セルの上側の液晶分子軸方向、１６は第
２の液晶セルの下側の液晶分子軸方向、１７は第１の液
晶セルの上側の液晶分子軸方向、！８は第１の液晶セル
の下側の液晶分子軸方向を示している。

本発明では、この両液晶層の隣接した液晶分子軸がほぼ
直交する、即ち、第２の液晶セルの下側の液晶分子軸方
向６または１６と、第１の液晶セルの上側の液晶分子軸
方向７または！７とのなす角ψがほぼ９０°とされる。

また、一対の偏光板の偏光軸３．４または１３．１４は
５０〜１２０＠の交差角となるように、好ましくはほぼ
直交するようにされている。

さらにこの場合、上側の偏光板の偏光軸３．！３は、観
察者に最も近い液晶分子軸方向、即ち。

上側の第２の液晶セル１，１！の上側の液晶分子軸方向
５．１５に対して時計回りにα１例えば４８°の角をな
す方向に配置され、下側の偏光板の偏光軸４．１４は、
観察者に最も遠い液晶分子軸方向、即ち、下側の第１の
液晶セル２．１２の下側の液晶分子軸方向８，１８に対
して反時計回りにα３例えば４８°の角をなず方向に配
置されており、この上側の偏光板の偏光軸３，１３と上
記例では９６°の交差角となるように配置されている。

両液晶セルでのツイスト角の差がほぼ９０°の場合には
、この角度ａｌ及びａ、が±３０〜６０゜とされる、ま
た、この説明では偏光軸で示したが、吸収軸でも全く同
様である。

これにより、本発明てはほぼ白黒に近く、明るい高コン
トラスト比の表示が可能となる。

本発明において、液晶セルを構成する基板は光学的に等
方的な透明基板であればよく、ガラス、プラスチック等
が使用可能である。

この内、具体的な内容の表示を行う第１の液晶セルを構
成する基板には、電極が形成され、所望の電極間に電圧
を印加することにより液晶をオンオフして表示を行う、
この電極としては通常Ｉ　Ｔ　Ｏ（１ｎｓＯｓ−３ｎＯ
＊）　、Ｓｎｕｇ等の透明電極及びこれに必要に応じて
組み合わされたＡ１．　Ｃｒ。

Ｔｉ等の低抵抗リードが使用でき、−所望のバターニン
グがされる。この代表的な例としては、多数の行列状の
電極が形成されたドツトマトリックス液晶表示素子があ
り、一方の基板に６４０本のストライブ状の電極が形成
され、他方の基板にこれに直交するように４００本のス
トライブ状の電極が形成され、６４０Ｘ　４００ドツト
のような表示がなされる。

液晶分子を配向させるための処理は、公知のラビング法
、斜め蒸着法等が使用でき、必要に応じて、電極上にＳ
ｉＯｘ、Ｔｉ０ｉ、Ａｌヨ０１等の無機材料の膜及び／
又はポリイミド、ポリアミド等の有機材料の膜を形成し
た後、配向処理されればよい。

なお、本発明では、白黒表示に近い表示が得られるため
、カラーフィルターを併用してカラフルな表示が可能と
なる。特に、高デユーテイ駆動でも、コントラスト比が
高く採れるため。

フルカラーによる階調表示も可能であり、液晶テレビに
も使用できる。

このカラーフィルターは、セル内面に形成することによ
り、視角によるズレな生じなく、より精密なカラー表示
が可能となる。具体的には、電極の下側に形成されても
よいし、電極の１−側に形成されてもよい。

特に、本発明では明るい表示が可能なため、透過型でも
反射型でも適用可能であり、その応用範囲が広い。

ここで、上記説明では、電圧を印加しない第２の液晶層
を上に配置したが、逆に士に配置してもよい。

また、−ｆ：記説明では、Ｌに配置した液晶層を右らせ
んとし、下に配置した液晶層を左らせんとしたが、上下
のらせんの組み合わせは、この逆としてもよい。

また、より色を完全に白黒化する必要がある場合には、
色を補正するだめのカラーフィルターを併用したり、特
定の波長分布を有する照明を用いたりしてもよい。

本発明の液晶表示素子は、黒い背景に白色の表示となる
ため、通常はネガ型の表示となり、透過型で使用される
ことが多いが、反射型での使用も可能である。また、反
射型の場合には背景部分を印刷により白色に近い色とし
、表示したくない部分に選択電圧を印加するように、逆
の駆動をすることもできる。

本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で、
通常の液晶表示素子で使用されている種々の技術が適用
可能である。

［作用１ 本発明の動作原理については、必ずしも明らかではない
が、およそ次のように推定できる。

わかり易くするために、第１の液晶層のツイスト角θ１
を２７０°とし、第２の液晶層のツイスト角θ２を３６
０＠　とじ、２つの液晶層のツイスト角の差を９０°と
した場合を例にとって説明する。

本発明の液晶表示素子においては、２つの液晶層のΔｎ
１・ｄ、とΔｎ８・ｄ８が特定の関係となるようにされ
ているので、第１の液晶層に電界が印加されていない状
態において、偏光板を透過してほぼ完全に直線偏光化さ
れた光が第１の液晶層な透過すると、だ円偏光の状態と
なるが、このだ円偏光が第２の液晶層を透過することで
第１の液晶層に入射する；１？Ｉの直線偏光の状態に近
づけられる。

本発明に示されるような２層の液晶層を用いた場合のこ
のような効果は、光学的に一軸異方性を有する薄層など
の媒質を、その先軸が互いに直交するように積層させた
場合、見かけ土兄学的異方性を失うという事実に基づい
ている。

このようにほぼ直線偏光に戻された出射光に対して、そ
の入射側の偏光板の偏光軸とほぼ直交する方向に出射側
の偏光板の偏光軸を設けることにより、透過光が吸収さ
れ、黒色化する。

一方、第１の液晶層に電界が印加された状態においては
、第１の液−１層層の液晶分子の配列が変わり、常に電
界が印加されていない第２の液晶層の出射側で、入射側
の偏光方向とほぼ直交゛する方向に偏光軸が偏り、出射
側に配置された偏光板をそのまま通過することとなるの
で、電界印加部（電気的に選択されたセグメント部）が
白色化し、結果として白と黒との表示色になる。

これにより、従来のスーパーツイスト液晶表示素子が黄
緑色と暗青色、青紫色と淡黄色等特定の色相の組み合せ
でのみ良好なコントラストを示したのに対し、本発明で
は、明るく鮮明な白黒表示で高コントラスト比の表示が
可能となる。

本発明では、両液晶層でツイスト角が異っているのもか
かわらず、Δｎ１・ｄ、とΔｎ２・ｄ２が特定の関係に
なっているので、高コントラスト比の白黒表示が得られ
る。

本発明では１時分割特性がスーパーツイスト液晶表示素
子と同程度であるうえ、前述したように明るく鮮明な白
黒表示が可能なため、赤、緑、青の三原色の微細カラー
フィルターをセル内面等に配置することにより、高密度
のマルチカラー液晶表示素子とすることも可能である。

本発明の液晶表示素子は、パーソナルコンピューター、
ワードプロセッサー、ワークステージＥｌン等の表示素
子として好適であるが、この外液晶テレビ、魚群探知器
、レーダー、オシロスコープ、各種民生用ドツトマトリ
ックス表示装置笠白黒表示、カラー表示をとわず種々の
用途に使用可能である。

［実施例１ 次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

実施例１ 第１図のような構成を有する液晶表示素子を作成した。

１枚口の基板として、ガラス基板上に設けられたＩＴＯ
透明電極をストライブ状にバターニングし、ポリイミド
のオーバーコートをし、これをラビングして配向層を形
成した基板を使用した。

２枚口の基板として、１枚口の基板とガラス基板上に設
けられたＩＴＯ透明電極を１枚口の基板と直交するよう
にストライブ状にバターニングし、ポリイミドのオーバ
ーコートをし、これをラビングして配向層を形成すると
ともに、電極の形成されていないその裏側にもポリイミ
ドのオーバーコートをし、これを表側と直交するような
方向にラビングして配向層を形成した基板を使用した。

３枚目の基板として、電極の形成されていない弔、なる
ガラス基板を使用し、ポリイミドのオーバーコートをし
、これをラビングして配向層を形成した基板を使用した
。

この３枚の基板の周辺をシール材でシールして、液晶を
注入する層を２つ形成した。この２つの層に互いに逆ね
じれの誘電異方性が正のネマチック液晶を注入して、注
入口を封止した。

この第１の液晶セルのツイスト角は左らせんで２４０°
とし、その電圧非印加時のΔｎ−ｄを０．８２としく非
選択電圧印加時にはΔｎ１−ｄ、は０．７９となる）％
第２の液晶セルのツイスト角は右らせんで３３０＠　と
じ、そのΔｎ３・ｄ２は０，９ｏとした。

この場合、Δｎ３・ｄ、はΔｎ１・ｄ＋よりも０．１１
人きく　、　＋ｌｉＩ記範囲Δｎｉ　−ｃｌａ＝　０．
０００６７×Δθ＋Δｎ＋　’　ｄ＋〜０．００２００
×Δθ＋Δｎｌ　−ｄ＋の範囲、即ち、　０．０６０３
〜０．１８０の範囲に入っており、かつその中央の値０
．１２とほぼ等しい値とされている。

この液晶セルの両面に一対の偏光板を、第１図に示すよ
うにａｔ＝４８°　（上側の偏光板の偏光軸が最も上の
液晶分子の配向方向から時計回りに４８°）及びａ＊＝
４８°　（下側の偏光板の偏光軸が最も下の液晶分子の
配向方向から反時計回りに４８＠）とした。これにより
、その偏光軸が丘いに９６°で交差するように配置した
。

この液晶表示素子を裏側に冷陰極放電着付のバックライ
トを配置して、　　Ｉ／２００デユーティ。

１７１５バイアスで駆動した場合、鮮明な白黒表示が得
られた。

この時、非選択電圧に相当するセグメントは黒色１選択
電圧に相当するセグメントは白色であり、コントラスト
比は約４０以上が得られた。

実施例２ 実施例１の偏光板の貼り付は角度を変更した外は実施例
１と同様にして液晶表示素子を製造した。

即ち、液晶セルの両面に一対の偏光板を、第１図に示す
ようにα、＝４０”（上側の偏光板の偏光軸が最も上の
液晶分子の配向方向から時計回りに４０°）及びα２＝
４０°　（下側の偏光板の偏光軸が最も下の液晶分子の
配向方向から反時計回りに４０°）とした。これにより
、その偏光軸が互いに８０°で交差するように配置した
。

この液、へ表示素子を実施例１と同様にして駆動したと
ころ、実施例１に比して、コントラスト比が４０以−Ｌ
の領域は減少したが、明るい鮮明な白黒表示が得られた
。

比較例１ 第２の液晶セルのツイスト角を右らせんで２４０″′と
し、そのΔｎ２・ｄ２を０．７９とした外は実施例２と
同様にして製造した液晶表示素子に比較して、実施例１
、実施例２の液晶表示素子はともに白部分が明るいもの
であった。特に、実施例２の液晶表示素ｒはより明るい
ものであった。

また、コントラスト比の点では、実施例の液晶表示素ｒ
−はいずれも市面方向のコントラスト比が高く１反視角
方向でのコントラスト比の高い部分が広いものであった
。特に、実施例１の液晶表示素子はコントラスト比が高
いものであった。

実施例３ 第１の液晶セルのツイスト角は左らせんで２４０°とし
、その電圧非印加時のΔｎ・（Ｉを０゜８２としく非選
択電圧印加時にはΔｎ、・ｄｌは０．７９となる）と実
施例１と同じにし１、第２の液晶セルのツイスト角は右
らせんで　１５０ａ　とし、そのΔｎ２・ｄ２は０．６
７とした。

この場合、Δｎ２・ｄ２はΔｎ、・ｄｌよりも０．１２
小さく　２・ｉｉｌ記範囲Δｎ２・ｄｘ＝　　０．００
０６７×Δθ＋Δｎ＋　’　ｄ＋〜０．００２０［１×
Δθ＋Δｎ＋　’　ｄ＋の範囲、即ち、−０，０６０３
〜−０，１８０の範囲に入っており、かつその中央の値
−０，１２と等しい値とされている。

この液晶セルの両面に一対の偏光板を、第２図に示すよ
うにα１＝４８°　（上側の偏光板の偏光軸が最も上の
液晶分子の配向方向から時計回りに４８°）及びａ、＝
５０°　（下側の偏光板の偏光軸が最も下の液晶分子の
配向方向から反時計回りに５０°）とした。これにより
、その偏光軸が亙いに９８°で交差するように配置した
。

この液晶表示素子を実施例１と同様にして駆動したとこ
ろ、実施例１と同様なコントラスト比４０以−ヒの明る
い鮮明な白黒表示が得られた。

実施例４ 実施例３の偏光板の貼り付は角度を変更した外は実施例
３と同様にして液晶表示素子を製造した。

即ち、液晶セルの両面に一対の偏光板を、第２図に示す
ように（！ｌ　＝４０”　　（上側の偏光板の偏光軸が
最も上の液晶分子の配向方向から時計回りに４０＠）及
びα１＝４８°　（下側の偏光板の偏光軸が最も下の液
晶分子の配向方向から反時、：１回りに４０＠）とした
。これにより５．その偏光軸がＬＬいに８０°で交差す
るように配置した。

この液晶表示素子を実施例３と同様にして駆動したとこ
ろ、実施例３に比して、コントラスト比が４０以ｌ二の
領域は減少したが、より明るい鮮明な白黒表示が得られ
た。

実施例５ 第１の液晶層のツイスト角を２２０’　とし、第２の液
晶層のツイスト角を３１０°　とした外は、実施例１と
同様にして液晶表示素ｒを作成し、駆動したところ、実
施例１よりコントラスト比がやや低下したことを除き、
実施例１と同様の白黒表示が得られた。

実施例６ 第１の液晶層のツイスト角を２００１とし、第２の液晶
層のツイスト角を２９０°とした外は、実施例１と同様
にして液晶表示素子を作成し、駆動したところ、実施例
５よりコントラスト比がやや低下したことを除き、実施
例１と同様の白黒表示が得られた。

実施例７ 第１の液晶層のツイスト角を２７０°とし、第２の液晶
層のツイスト角を３６０°とした外は、実施例１と同様
にして液晶表示素子を作成し、駆動したところ、実施例
１よりコントラスト比がやや向上したことを除き、実施
例１と同様の白黒表示が得られた。

実施例８ 第１の液晶層のツイスト角を２２０”とし、第２の液晶
層のツイスト角を１３０°とした外は、実施例３と同様
にして液晶表示素子を作成し、駆動したところ、実施例
３よりコントラスト比がやや低下したことを除き、実施
例３と同様の白黒表示が得られた。

実施例９ 第１の液晶層のツイスト角をシ００°とし、第２の液晶
層のツイスト角を１１０°とした外は。

実施例３と同様にして液晶表示素子を作成し、駆動した
ところ、実施例８よりコントラスト比がやや低下したこ
とを除き、実施例３と同様の白黒表示が得られた。

実施例１０ 第１の液晶層のツイスト角を２７０°とし、第２の液晶
層のツイスト角を１８０°とした外は、実施例１と同様
にして液晶表示素子を作成し、駆動したところ、実施例
３よりコントラスト比がやや向−卜したことを除き、実
施例３と同様の白黒表示が得られた。

実施例！ｌ 第１の液晶セルのツイスト角は左らせんで２４０°とし
、その電圧非印加時のΔｎ−ｄを０゜８２としく非選択
電圧印加時にはΔｎ１・むけ０．７９となる）と実施例
１と同じにし１、第２の液晶セルのツイスト角は右らせ
んで１７０＠とし、そのΔｎ２・ｄ２は０．７０とした
。

この場合、Δｎ２・ｄ、はΔｎ、・ｄ、よりも０．０９
小さく、前記範囲Δｎｘ　・ｄ＊＝　０．０００６７×
Δθ＋Δｎ＋　’　ｄ＋”　０．００２００×Δθ＋Δ
ｎ＋　”　ｄ＋の範囲、即ち、−０，０４６９〜−０，
１４０の範囲に入っており、かつその中央の値−０，０
９４５とほぼ等しい値とされている。

この液晶セルの両面に一対の偏光板を、第２図に示すよ
うにａ＋＝４０°　（上側の偏光板の偏光軸が最も上の
液晶分子の配向方向から時計回りに４０°）及びａ、＝
４０＠（下側の偏光板の偏光軸が最も下の液晶分子の配
向方向から反時計回りに４０°）とした。これにより、
その偏光軸が互いに９０°で交差するように配置した。

この液晶表示素子を実施例１と同様にして駆動したとこ
ろ、実施例１とよりコントラスト比はやや低下したが、
明るい鮮明な白黒表示が得られた。

実施例１２ 実施例１においては、第１の液晶セルと第２の液晶セル
との上下の関係を逆にし、観察者の手前側に表示用の第
１の液晶セルを配置したほかは、実施例１と同様にして
液晶表示素子を製造し、駆動したところ、実施例１とほ
ぼ同等のコントラスト比を有する明るい鮮明な白黒表示
が得られた。

実施例１３ 実施例１の液晶表示素子の電極上にストライブ状に３色
のカラーフィルター層を形成して駆動したところ、フル
カラーの階調駆動が可能であった。

比較例２ 従来のスーパーツイスト液晶表示素子として実施例１の
第１の液晶層のみの液晶表示素子を作成した。

これを実施例暑と同様の条件で駆階したところ、液晶の
ツイスト角によりやや差があったが、その非選択電圧に
相当するセグメントは淡青色、選択電圧に相当するセグ
メントは暗青色であり、コントラスト比は６〜８程度で
あった。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明は、従来のスーパーツイス
ト液晶表示素子と同等乃至はそれ以上のコントラスト比
を持ちながら、より白黒に近い表示が可能となり、表示
として明るく鮮明でかつ表示品位が高い表示が得られる
。

特に、同じツイスト角の逆ねじれの液晶層をも１層した
スーパーツイスト液晶表示素子に比しても、明るく、か
つ正面方向でのコントラスト比の高い液晶表示素子が容
易に得られる。

また、表示が白黒に近いということから、カラーフィル
ターと組み合わせることにより、カラフルな表示が可能
となり、特に、赤、緑、青のカラーフィルターを画素ご
とに配置することにより、マルチカラーやフルカラーの
表示も実現できるという効果も認められ、より多様性の
ある応用が開ける。

特に、本発明では白黒に近い表示が可能であるにもかか
わらず、明るい表示可能であり、透過型のみならず、反
射型の表示も可能であり、その応用範囲が広いものであ
る。

本発明は１本発明の効果を損しない範囲内で今後とも種
々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）（１３）及び第２図（Ａ）（Ｂ）は、本発
明による液晶表示素子の夫々−Ｌから見たｌ−側の第２
の液晶セル及び下側の第１の液晶セルの液晶分子軸方向
と隣接する偏光板の偏光軸の相対位置を示した平面図で
ある。 １．１１は電圧印加をしない第２の液晶セル、２．１２
は電圧印加をする第１の液晶セル、３．１３はに側の偏
光板の偏光軸、 ４．１４は下側の偏光板２の偏光軸、 ５．１５は第２の液晶セルの−Ｌ側の液晶分子軸方向、 ６．１６は第２の液晶セルの下側の液晶分子軸方向、 ７．１７は第１の液晶セルの」二側の液晶分子軸方向、 ８．１８は第１の液晶セルの下側の液晶分子軸方向 第１区

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）ほぼ平行に配置された一対の透明電極基板間に旋
   光性物質を含有した誘電異方性が正のネマチック液晶を
   挟持し、その電圧無印加時における両電極間での液晶分
   子のツイスト角θ＿１を１８０〜３００゜とした第１の
   液晶セルの外側に一対の偏光板を設置した液晶表示素子
   において、一方の電極とその電極側の偏光板との間に、
   前記ネマチック液晶層とツイスト角が４５〜１８０゜ず
   れたツイスト角θ＿２で、かつそのらせん方向が逆であ
   るネマチック液晶を挟持した第２の液晶セルを設け、第
   ２の液晶セルのツイスト角θ＿２と第１の液晶セルのツ
   イスト角θ＿１の差をΔθ＝θ＿２−θ＿１とし、第１
   の液晶セルの非選択電圧印加時の液晶の複屈折率Δｎ＿
   １と液晶層の厚みｄ＿１との積をΔｎ＿１・ｄ＿１とし
   た時に、第２の液晶セルの液晶の複屈折率△θｄ＿２と
   液晶層の厚みｄ＿３との積Δｎ＿２・ｄ＿２が０．００
   ０６７×Δθ＋Δｎ＿１・ｄ＿１〜０．００２００×Δ
   θ＋Δｎ＿１・ｄ＿１（ただしΔθは°で表わす）とし
   、かつ両液晶層の隣接した液晶分子軸をほぼ直交するよ
   うに配置し、一対の偏光板の偏光軸を６０〜１２０°交
   差角となるように配置したことを特徴とする液晶表示素
   子。
2. （２）第２の液晶セルを挟持する基板には電極が設けら
   れていない特許請求の範囲第１項記載の液晶表示素子。
3. （３）第２の液晶セルのツイスト角θ＿２を第１の液晶
   セルのツイスト角θ＿１よりも４５〜１８０゜大きくし
   、Δｎ＿２・ｄ＿２をΔｎ＿１・ｄ＿１よりも０．００
   ０６７×Δθ〜０．００２００×Δθ大きくした特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の液晶表示素子。
4. （４）第２の液晶セルのツイスト角θ＿２を第１の液晶
   セルのツイスト角θ＿１よりもほぼ９０゜大きくし、Δ
   ｎ＿２・ｄ＿２をΔｎ＿１・ｄ＿１よりも０．０６〜０
   ．１８大きくした特許請求の範囲第３項記載の液晶表示
   素子。
5. （５）Δｎ＿２・ｄ＿２をΔｎ＿１・ｄ＿１よりもほぼ
   ０．１２大きくした特許請求の範囲第４項記載の液晶表
   示素子。
6. （６）第２の液晶セルのツイスト角θ＿２を第１の液晶
   セルのツイスト角θ＿１よりも４５〜１８０゜小さくし
   、Δｎ＿２・ｄ＿２をΔｎ＿１・ｄ＿１よりも０．００
   ０６７×Δθ〜０．００２００×Δθ小さくした特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の液晶表示素子。
7. （７）第２の液晶セルのツイスト角θ＿２を第１の液晶
   セルのツイスト角θ＿１よりもほぼ９０゜小さくし、Δ
   ｎ＿２・ｄ＿２をΔｎ＿１・ｄ＿１よりも０．０６〜０
   ．１８小さくした特許請求の範囲第６項記載の液晶表示
   素子。
8. （８）Δｎ＿２・ｄ＿２をΔｎ＿１・ｄ＿１よりもほぼ
   ０．１２大きくした特許請求の範囲第７項記載の液晶表
   示素子。
9. （９）観察者に対して手前側に設置された偏光板の偏光
   軸の方向が観察者に最も近い液晶分子軸方向に対して、
   ３０〜６０゜だけずらして設置され、かつ観察者に対し
   て裏側に設置された偏光板の偏光軸の方向が観察者に最
   も遠い液晶分子軸方向に対して、３０〜６０゜だけずら
   して設置されている特許請求の範囲第４項、第５項、第
   ７項、第８項のいずれか一項記載の液晶表示素子。
10. （１０）カラーフィルターを各電極に対応して形成した
    特許請求の範囲第１項〜第９項のいずれか一項記載の液
    晶表示素子。
11. （１１）カラーフィルターがセル内部に形成されている
    特許請求の範囲第１０項記載の液晶表示素子。
12. （１２）カラーフィルターが赤、緑、青のカラー層であ
    り、マルチカラー表示をする特許請求の範囲第１０項ま
    たは第１１項記載の液晶表示素子。