JPH01131532A - Electro-optic element - Google Patents

Electro-optic element

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JPH01131532A
JPH01131532A JP10619288A JP10619288A JPH01131532A JP H01131532 A JPH01131532 A JP H01131532A JP 10619288 A JP10619288 A JP 10619288A JP 10619288 A JP10619288 A JP 10619288A JP H01131532 A JPH01131532 A JP H01131532A
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JP
Japan
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liquid crystal
cell
electrode
crystal cell
voltage
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Application number
JP10619288A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Wada
啓志 和田
Chiyoaki Iijima
千代明 飯島
Satoru Kamata
悟 鎌田
Yuzuru Sato
譲 佐藤
Osamu Okumura
治 奥村
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To remove the coloration of a display part and to improve a display grade by providing an electrode on the inner side of the substrate of a 2nd liquid crystal cell. CONSTITUTION:The 2nd liquid crystal cell 20 is constituted by holding a twist- oriented 2nd nematic liquid crystal 23 between a lower electrode substrate 21 having the electrode 21a on the front face side and an upper electrode substrate 22 having the electrode 22a on the rear face side. The direction of the molecular axis of the liquid crystal molecules of the 2nd liquid crystal cell 20, therefore, changes according to the magnitude of the voltage impressed to the electrode of the 2nd liquid crystal cell 20 when said voltage is impressed to the above-mentioned electrode. The eccentricity and major axis direction of the ellipitically polarized light at the respective wavelengths passing the 2nd liquid crystal cell 20 can then be changed. The prescribed voltages are eventually impressed to the electrodes according to the change in the environmental temp. of use and production errors of the thickness of the liquid crystal layers, etc. and, therefore, the coloration by refractive index anisotropy is removed and the good display is executed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気光学素子に関する。更に詳しくは、対向さ
せて配置した基板間に液晶を挾持させてなる液晶セルを
用いた液晶表示装置等の電気光学素子に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electro-optical element. More specifically, the present invention relates to an electro-optical element such as a liquid crystal display device using a liquid crystal cell in which a liquid crystal is sandwiched between substrates arranged to face each other.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、上記のような液晶表示装置において、電圧印加に
より表示を行う第1の液晶セルと、電圧印加による表示
を行わない第2の液晶セルとを一対の偏光板間に介在さ
せることによってコントラストの高い白黒表示を行える
ようにしたものが提案されている。
Conventionally, in the above-mentioned liquid crystal display device, contrast has been improved by interposing a first liquid crystal cell that displays by applying a voltage and a second liquid crystal cell which does not display by applying a voltage between a pair of polarizing plates. Some devices have been proposed that allow high black and white display.

第18図はその一例を示す従来の電気光学素子としての
液晶表示装置の概略構成図である。図において、101
は下側偏光板、102は上側偏光仮、110は電圧印加
により表示を行う第1の液晶セルであり、上面側に電極
111aを有する下側電極基板111よ、下面側に電極
112aを有する上側電FiA基板112との間に液晶
113を挟持させてなる。120は第2の液晶セルであ
り、下側基板121と上側基板122との間に一液晶1
23を挟持させてなる。
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device as a conventional electro-optical element, showing one example thereof. In the figure, 101
102 is a lower polarizing plate; 102 is an upper polarizing plate; 110 is a first liquid crystal cell that performs display by applying a voltage; a lower electrode substrate 111 having an electrode 111a on the upper surface; A liquid crystal 113 is sandwiched between the electronic FiA substrate 112 and the electronic FiA substrate 112. Reference numeral 120 denotes a second liquid crystal cell, in which one liquid crystal cell is placed between the lower substrate 121 and the upper substrate 122.
23 is sandwiched between them.

上記の構成において、第1の液晶セル110の下側電極
基板111に接している液晶分子の分子軸方向と、下側
偏光板101の偏光軸(吸収軸)とのなす角度は、通常
20@〜70°であるために、下側偏光板101を通過
した直線偏光は第1の液晶セル110を通過すると、液
晶分子の屈折率異方性Δnと液晶層の厚さd、および液
晶分子のねじれ角の大きさの影響により、その光は楕円
偏光となる。この楕円偏光は波長ごとに楕円偏光の長軸
の方向が異なり、さらに離心率も異なっている。なお、
その離心率eは、楕円偏光の長軸の長さをa、短軸の長
さをbとしたとき、で表される。
In the above configuration, the angle between the molecular axis direction of the liquid crystal molecules in contact with the lower electrode substrate 111 of the first liquid crystal cell 110 and the polarization axis (absorption axis) of the lower polarizing plate 101 is usually 20@ ~70°, so when the linearly polarized light that has passed through the lower polarizing plate 101 passes through the first liquid crystal cell 110, the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal molecules, the thickness d of the liquid crystal layer, and the Due to the effect of the twist angle, the light becomes elliptically polarized. The direction of the long axis of this elliptically polarized light differs depending on the wavelength, and the eccentricity also differs. In addition,
The eccentricity e is expressed as follows, where a is the length of the major axis of the elliptically polarized light, and b is the length of the minor axis of the elliptically polarized light.

そこで、上記の楕円偏光が第2の液晶セル120を通過
したときに、楕円偏光の長軸の方向が各波長(可視光域
)でほぼそろい、かつ楕円偏光の離心率eが各波長(可
視光域)で1に近くなるように、第2の液晶セルの液晶
分子のねじれ角の大きさ、第2の液晶セルの液晶の屈折
率異方性Δnと液晶層の厚さdの積ΔndCIIm〕、
および第2の液晶セルの下側基板に接している液晶分子
の分子軸の方向と第1の液晶セルの上側電極基板に接し
ている液晶分子の分子軸の方向とのなす角度を設定して
いる。
Therefore, when the elliptically polarized light passes through the second liquid crystal cell 120, the directions of the long axes of the elliptically polarized light are almost the same at each wavelength (visible light range), and the eccentricity e of the elliptically polarized light is approximately the same at each wavelength (visible light range). The size of the twist angle of the liquid crystal molecules in the second liquid crystal cell, the product ΔndCIIm of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal in the second liquid crystal cell and the thickness d of the liquid crystal layer so that the value approaches 1 in the optical range) ],
and setting the angle between the direction of the molecular axis of the liquid crystal molecule in contact with the lower substrate of the second liquid crystal cell and the direction of the molecular axis of the liquid crystal molecule in contact with the upper electrode substrate of the first liquid crystal cell. There is.

その結果、第2の液晶セル120を通過する前には、各
々の波長での離心率eの大きさが異なり、さらに各々の
波長での長軸の方向が異なる楕円偏光であった光が、第
2の液晶セルを通過することにより各々の波長での離心
率eが1に近く、長軸の方向がほぼそろった楕円偏光と
なり、最後に上側偏光板を通過した光は白色光となる。
As a result, before passing through the second liquid crystal cell 120, the light is elliptically polarized light, which has a different eccentricity e at each wavelength and a different long axis direction at each wavelength. By passing through the second liquid crystal cell, the light becomes elliptically polarized light with an eccentricity e close to 1 at each wavelength and the directions of the long axes being almost the same.The light that finally passes through the upper polarizing plate becomes white light.

上記の液晶表示装置では、第1の液晶セルの条件(液晶
のねじれ角の大きさ、Δnd)が変わると第2の液晶セ
ルの条件(液晶のねじれ角の大きさ、Δnd)も変えな
ければならない。
In the above liquid crystal display device, if the conditions of the first liquid crystal cell (the size of the twist angle of the liquid crystal, Δnd) change, the conditions of the second liquid crystal cell (the size of the twist angle of the liquid crystal, Δnd) must also be changed. It won't happen.

従来の液晶表示装置の具体例としては、第1の液晶セル
のΔndを約0.9μm1第1の液晶セルの液晶分子の
ねじれ角を約200度の左ねじれ(液晶分子のれじれの
方向は上から下に向かう方向で表す)、第2の液晶セル
のΔndを約0. 7μm、第2の液晶セルの液晶分子
のねじれ角を約150度の右ねじれ、上側偏光板の偏光
軸(吸収軸)の方向と第2の液晶セルの上側基板に接す
る液晶分子の分子軸方向とのなす角度が約40度、第2
の液晶セルの下側基板に接する液晶分子の分子軸方向と
第1の液晶セルの上側電極基板に接する液晶分子の分子
軸方向とのなす角度が約90度、第1の液晶セルの下側
電極基板に接する液晶分子の分子軸方向と下側偏光板の
偏光軸(吸収軸)の方向とのなす角度を約50度とした
ときのON状態とOFF状態の透過光のスペクトルを第
19図に示す、ここで、1 / 100 d u t 
yのマルチプレックス駆動による選択電圧、非選択電圧
印加により、透過率が高い状態をOFF状態、透過率が
低い状態のものをON状態とする。第19.図において
カーブIはOFF状態、カーブ■はON状態である。な
お縦軸の透過光強度(透過光量)は任意の単位AU(A
rbitrary  Unit)で示した。
As a specific example of a conventional liquid crystal display device, the Δnd of the first liquid crystal cell is approximately 0.9 μm, the twist angle of the liquid crystal molecules of the first liquid crystal cell is approximately 200 degrees to the left (the direction of the twist of the liquid crystal molecules is (expressed in the direction from top to bottom), Δnd of the second liquid crystal cell is approximately 0. 7 μm, the twist angle of the liquid crystal molecules in the second liquid crystal cell is about 150 degrees right-handed, the direction of the polarization axis (absorption axis) of the upper polarizing plate and the molecular axis direction of the liquid crystal molecules in contact with the upper substrate of the second liquid crystal cell. The angle made with the second
The angle between the molecular axis direction of the liquid crystal molecules in contact with the lower substrate of the liquid crystal cell and the molecular axis direction of the liquid crystal molecules in contact with the upper electrode substrate of the first liquid crystal cell is about 90 degrees, and the lower side of the first liquid crystal cell Figure 19 shows the spectra of transmitted light in the ON and OFF states when the angle between the molecular axis direction of the liquid crystal molecules in contact with the electrode substrate and the direction of the polarization axis (absorption axis) of the lower polarizing plate is approximately 50 degrees. , where 1/100 d u t
By applying a selection voltage and a non-selection voltage by multiplex driving of y, a state with high transmittance is turned into an OFF state, and a state with low transmittance is turned into an ON state. No. 19. In the figure, curve I is in the OFF state, and curve ■ is in the ON state. The transmitted light intensity (transmitted light amount) on the vertical axis is expressed in arbitrary units AU (A
Rbitrary Unit).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

前記のように、従来技術では白黒表示の液晶表示装置が
得られるが、液晶表示装置の温度が変化すると、第1と
第2の液晶セルの屈折率異方性Δnの値が温度により変
化するので液晶表示装置の外観色が白色ではなく緑色や
赤色など(第1の液晶セルと第2の液晶セルの条件や使
用されている液晶の特性等によって色は異なる)に着色
してしまう。また各液晶セルの液晶層の厚さdが製作誤
差等によって所定の厚さに形成されなかった場合にも上
記と同様に着色してしまうという問題があった。
As described above, a liquid crystal display device with a black and white display can be obtained with the conventional technology, but when the temperature of the liquid crystal display device changes, the value of the refractive index anisotropy Δn of the first and second liquid crystal cells changes depending on the temperature. Therefore, the external appearance of the liquid crystal display device is not white but colored green, red, etc. (the color varies depending on the conditions of the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell, the characteristics of the liquid crystal used, etc.). Further, even if the thickness d of the liquid crystal layer of each liquid crystal cell is not formed to a predetermined thickness due to manufacturing errors or the like, there is a problem in that the liquid crystal layer is colored in the same manner as described above.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、使用環
境温度の変化や液晶層厚の製作誤差等に拘らず良好な表
示を行うことのでき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 made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an electro-optical element that can provide good display regardless of changes in the operating environment temperature, manufacturing errors in the thickness of the liquid crystal layer, etc. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、対向させて配置した電極基板間に第1の液晶
層を挾持してなる第1の液晶セルと、対向させて配置し
た基板間に第2の液晶層を挟持してなる第2の液晶セル
とを有する電気光学素子において、前記第2の液晶セル
の基板の内側に電極を備えたことを特徴とする。
The present invention provides a first liquid crystal cell in which a first liquid crystal layer is sandwiched between electrode substrates arranged to face each other, and a second liquid crystal cell in which a second liquid crystal layer is sandwiched between electrode substrates arranged to face each other. In the electro-optical element having a liquid crystal cell, an electrode is provided inside the substrate of the second liquid crystal cell.

〔作用〕[Effect]

上記のように構成された第2の液晶セルの電極に電圧を
印加すると、その印加電圧の大きさに応じて第2の液晶
セルの液晶分子の分子軸の方向が変わり、第2の液晶セ
ルを通過する各波長での楕円偏光の離心率と長軸方向と
を変化させることができる。従って、使用環境温度の変
化や液晶層厚の製作誤差等に応じて上記の電極に所定の
電圧を印加することにより、前記の着色を除去すること
が可能となる。
When a voltage is applied to the electrodes of the second liquid crystal cell configured as described above, the direction of the molecular axes of the liquid crystal molecules in the second liquid crystal cell changes depending on the magnitude of the applied voltage, and the second liquid crystal cell The eccentricity and major axis direction of the elliptically polarized light at each wavelength passing through can be changed. Therefore, the coloring can be removed by applying a predetermined voltage to the electrodes according to changes in the operating environment temperature, manufacturing errors in the thickness of the liquid crystal layer, and the like.

〔実施例〕〔Example〕

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。
Hereinafter, the present invention will be specifically explained based on embodiments shown in the drawings.

第1図は本発明の一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. 1 is a cross-sectional view of a schematic configuration of a liquid crystal display device as an electro-optical element showing one embodiment of the present invention.

図において1は下側偏光板、2は上側偏光板、10は電
圧印加により表示を行う第1の液晶セル(以下、第1セ
ルという)であり、上面側に電極11aを有する下側電
極基板11と、下面側に電極12aを有する上側電極基
板との間に、ねじれ配向した第1のネマチック液晶13
を挾持させてなる。20は第2の液晶セル(以下、第2
セルという)であり、上面側に電極21aを有する下側
電極基板21と、下面側に電極22aを有する上側電極
基板22との間に、ねじれ配向した第2のネマチック液
晶23を挾持させてなる。
In the figure, 1 is a lower polarizing plate, 2 is an upper polarizing plate, 10 is a first liquid crystal cell (hereinafter referred to as the first cell) that performs display by applying a voltage, and a lower electrode substrate having an electrode 11a on the upper surface side. 11 and an upper electrode substrate having an electrode 12a on the lower surface side, a twistedly oriented first nematic liquid crystal 13 is provided.
It makes me hold it. 20 is a second liquid crystal cell (hereinafter referred to as second
A second nematic liquid crystal 23 with twisted orientation is sandwiched between a lower electrode substrate 21 having an electrode 21a on the upper surface side and an upper electrode substrate 22 having an electrode 22a on the lower surface side. .

第2図は上記第1図例における液晶表示装置の各軸の関
係を示す説明図であり、基板に接する液晶分子の分子軸
の方向をラビング方向として示す。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the respective axes of the liquid crystal display device in the example shown in FIG. 1, and the direction of the molecular axis of the liquid crystal molecules in contact with the substrate is shown as the rubbing direction.

同図において、R11−Rl2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12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R1
2と第2セル20の下側電極基板21のラビング方向R
21とのなす角度、TIは第1セル10内の液晶分子の
ねじれ角の大きさとねじれ方向、T2は第2セル20内
の液晶分子のねじれ角の大きさとねじれ方向、Pl・P
2はそれぞれ下側偏光板1および上側偏光板2の偏光軸
(吸収軸)の方向、θlは下側偏光板1の偏光軸の方向
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とのなす角度を表す、なお、各セル内の液晶分
子のねじれ方向はセルの上かう下に向かってのねじれ方
向で示す。
In the figure, R11-Rl2 are the first cells 10, respectively.
The rubbing direction of the lower electrode substrate 11 and the upper electrode substrate 12, 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, θ
is the rubbing direction R1 of the upper electrode substrate 12 of the first cell 10
2 and the rubbing direction R of the lower electrode substrate 21 of the second cell 20
21, TI is the twist angle size and twist direction of the liquid crystal molecules in the first cell 10, T2 is the twist angle size and twist direction of the liquid crystal molecules in the second cell 20, Pl・P
2 are the directions of the polarization axes (absorption axes) of the lower polarizing plate 1 and the upper polarizing plate 2, respectively, and θl is the direction P1 of the polarizing axis of the lower polarizing plate 1 and the rubbing direction of the lower electrode substrate 11 of the first cell 10. θ2 represents the angle formed between the direction P2 of the polarization axis of the upper polarizing plate 2 and the rubbing direction R22 of the upper electrode substrate 22 of the second cell 20, and the twist direction of the liquid crystal molecules in each cell. is indicated by the twist direction from top to bottom of the cell.

また、1 / 100 d u t y駆動による選択
、非選択電圧印加により、透過光量の多い状態をOFF
状態、透過光量の少ない状態をON状態と記すこととす
る。尚、本発明は1 / 100 d u t y駆動
に限定されるものではない。
In addition, the state with a large amount of transmitted light can be turned off by applying selection and non-selection voltages using 1/100 duty driving.
A state in which the amount of transmitted light is small is referred to as an ON state. Note that the present invention is not limited to 1/100 duty drive.

また、第1セル、第2セルに使用される液晶としては、
PCI、BCH系混合ネマチック液晶やR吾c o O
−O−OR′系などを使用している。又、第1セルと第
2セルの液晶は異なっていても同じでもどちらでもよい
。また第1セル、第2セルにおいて液晶分子のねじれを
得るために、光学活性剤としてCB−15(BDH社製
)、又はS−811(メルク社製)などが使用される。
In addition, the liquid crystal used in the first cell and the second cell is as follows:
PCI, BCH mixed nematic liquid crystal and R
-O-OR' system etc. are used. Further, the liquid crystals of the first cell and the second cell may be different or the same. Further, in order to obtain twisting of the liquid crystal molecules in the first cell and the second cell, CB-15 (manufactured by BDH) or S-811 (manufactured by Merck & Co., Ltd.) or the like is used as an optically active agent.

さらに第1セルおよび第2セルの液晶のねじれ角の大き
さやΔndの大きさ等の条件には制限はないが、良好な
表示を得るためには前記のように第1セルで生じた各波
長の離心率および楕円偏光の長軸方向の違いを第2セル
が元に戻すような関係となるように、第1セルの条件に
応じて第2セルの条件も変える必要がある。以下に良好
な表示を得るための第1セルと第2セルの条件をいくつ
か例示する。
Further, although there are no restrictions on the conditions such as the size of the twist angle of the liquid crystal of the first cell and the second cell and the size of Δnd, in order to obtain a good display, it is necessary to It is necessary to change the conditions of the second cell according to the conditions of the first cell so that the second cell restores the differences in the eccentricity and long axis direction of the elliptically polarized light. Below are some examples of conditions for the first cell and the second cell to obtain good display.

イ)第1図・第2図において、例えば第1セル10の液
晶分子のねじれ角Tlを約200度の左ねじれ、Δnd
を約0.9μm、角度θを約90度、角度θl・θ2を
それぞれ30度から60度までの範囲とすると、第2セ
ル20の液晶のねじれ角T2とΔndは第3図の斜線の
部分としたとき良好な表示が得られる。特に上記領域内
の周辺部よりも内側となるようにするほどよい。
b) In FIGS. 1 and 2, for example, the twist angle Tl of the liquid crystal molecules in the first cell 10 is set to about 200 degrees to the left, Δand
Assuming that the angle θ is approximately 0.9 μm, the angle θ is approximately 90 degrees, and the angles θl and θ2 are each in the range of 30 degrees to 60 degrees, the twist angles T2 and Δnd of the liquid crystal of the second cell 20 are the shaded areas in FIG. A good display can be obtained when In particular, it is better to make it more inside than the periphery within the above region.

さらに具体的に説明すると、例えば ■ 第1セル10
の液晶分子のねじれ角T1を約200度の左ねじれ、Δ
ndを約0.9μm1角度θを90度、角度θ1・θ2
をそれぞれ40度とした場合において、第3図中の点A
に示すように第2セル20の液晶分子のねじれ角T2を
約140度の右ねじれ、Δndを約0.7μmとしたと
きである。このときの液晶表示装置の外観のスペクトル
を第4図に示す、同図において、カーブ■はOFF状態
を、カーブ■はON状態を示す。
To explain more specifically, for example: ■ 1st cell 10
The twist angle T1 of the liquid crystal molecules is approximately 200 degrees left twist, Δ
nd is about 0.9 μm 1 angle θ is 90 degrees, angle θ1・θ2
are respectively set to 40 degrees, point A in Figure 3
As shown in FIG. 2, the twist angle T2 of the liquid crystal molecules in the second cell 20 is approximately 140 degrees right-handed, and Δnd is approximately 0.7 μm. The spectrum of the external appearance of the liquid crystal display device at this time is shown in FIG. 4. In the figure, the curve ■ indicates the OFF state, and the curve ■ indicates the ON state.

また例えば■ 第1セル10の液晶分子のねじれ角T1
を約200度の左ねじれ、Δn’dを約0゜9μm、角
度θを約90度、角度θ1を約50度、角度θ2を約4
0度、第2セル2の液晶分子のねじれ角T2を約200
度の右ねじれ、Δndを0゜9μmとした場合 あるいは■ 第1セル10の液晶分子のねじれ角T1を
約200度の左ねじれ、Δndを約0. 9μm、角度
θを約90度、角度θ1・θ2をそれぞれ約40度、第
2セル20の液晶分子のねじれ角T2を約260度の右
ねじれ、Δndを約0゜8μmとした場合にも同様に良
好な表示が得られる。
For example, ■ Twisting angle T1 of liquid crystal molecules in the first cell 10
is twisted to the left by about 200 degrees, Δn'd is about 0°9 μm, angle θ is about 90 degrees, angle θ1 is about 50 degrees, and angle θ2 is about 4
0 degrees, and the twist angle T2 of the liquid crystal molecules in the second cell 2 is approximately 200 degrees.
When the twist angle T1 of the liquid crystal molecules in the first cell 10 is about 200 degrees to the left, and Δnd is about 0.9 μm. The same applies when the angle θ is approximately 90 degrees, the angles θ1 and θ2 are each approximately 40 degrees, the twist angle T2 of the liquid crystal molecules in the second cell 20 is approximately 260 degrees right-handed, and Δnd is approximately 0°8 μm. A good display can be obtained.

口)第1セル10の液晶分子のねじれ角TIを約250
度の左ねじれ、Δndを約0.9μm1角度θを約90
度、角度θ1・θ2をそれぞれ30度から60度までの
範囲とすると、第2セル20の液晶分子のねじれ角T2
とΔndを第5図の斜線の部分としたときにも、OFF
状態でほぼ白色となり、ON状態でほぼ黒色となる良好
な液晶表示装置が得られる。
) The twist angle TI of the liquid crystal molecules in the first cell 10 is approximately 250.
degree of left-handed twist, Δnd is approximately 0.9 μm, 1 angle θ is approximately 90
degree, and the angles θ1 and θ2 are each in the range from 30 degrees to 60 degrees, the twist angle T2 of the liquid crystal molecules in the second cell 20
When and Δnd are the shaded areas in Figure 5, OFF
A good liquid crystal display device that is almost white in the ON state and almost black in the ON state can be obtained.

さらに具体的には、■ 例えば第1セルIOの液晶分子
のねじれ角TIを約250度の左ねじれ、Δndを約0
.9μm、角度θを約90度、角度θ1・θ2をそれぞ
れ約40度、第2セル20の液晶分子のねじれ角T2を
約160度の右ねじれ、Δndを068μmとした場合
、 ■ 第1セル10の液晶分子のねじれ角T1を約250
度の左ねしれ、Δndを約0.9μm5角度θを約90
度、角度θ1・θ2をそれぞれ約40度、第2セル20
の液晶分子のねじれ角T2を約360度の右ねじれ、Δ
ndを約1.0μmとした場合 ■ 第1セル10の液晶分子のねじれ角T1を約170
度の左ねじれ、Δndを約0.7μm。
More specifically, ■ For example, the twist angle TI of the liquid crystal molecules in the first cell IO is left-handed by about 250 degrees, and Δnd is about 0.
.. 9 μm, the angle θ is about 90 degrees, the angles θ1 and θ2 are each about 40 degrees, the twist angle T2 of the liquid crystal molecules in the second cell 20 is about 160 degrees right-handed, and Δnd is 068 μm. ■ First cell 10 The twist angle T1 of the liquid crystal molecules is approximately 250
Degree of left helix, Δnd is approximately 0.9μm5 angle θ is approximately 90
degree, the angles θ1 and θ2 are each about 40 degrees, and the second cell 20
The twist angle T2 of the liquid crystal molecules is approximately 360 degrees right-handed twist, Δ
When nd is approximately 1.0 μm, the twist angle T1 of the liquid crystal molecules in the first cell 10 is approximately 170 μm.
degree of left-handed twist, Δnd approximately 0.7 μm.

角度θを約90度、角度θ1を約40度、角度θ2を約
50度、第2セル2の液晶分子のねじれ角T2を約17
0度の右ねじれ、Δndを0.7μmとした場合 などである。さらに ハ)第1セルの液晶のねじれ角Tlを約120度の左ね
じれ、Δn−dを約0.9μm、角度θを約90度、角
度θ1・θ2をそれぞれ30度から60度までの範囲と
すると、第2セルの液晶のねじれ角T2とΔndを第6
図の斜線の部分とした場合 二)第1セルの液晶ねじれ角T1を約200度の左ねじ
れ、Δndを約0.6μm、角度θを約90度、角度θ
l・θ2をそれぞれ30度から60度までの範囲とする
と、第2セルの液晶のねしれ角T2とΔndを第7図の
斜線の部分とした場合 ホ)第1セルの液晶のねじれ角TIを約200度の左ね
じれ、Δndを約1.5μm、角度θを約90度、角度
θ1・θ2をそれぞれ30度から60度までの範囲とす
ると、第2セルの液晶のねじれ角T2とΔndを第8図
の斜線の部分とした場合などに良好な表示が得られる。
The angle θ is approximately 90 degrees, the angle θ1 is approximately 40 degrees, the angle θ2 is approximately 50 degrees, and the twist angle T2 of the liquid crystal molecules in the second cell 2 is approximately 17 degrees.
For example, the right twist is 0 degrees, and Δnd is 0.7 μm. Furthermore, C) The twist angle Tl of the liquid crystal of the first cell is about 120 degrees left-handed, Δn-d is about 0.9 μm, the angle θ is about 90 degrees, and the angles θ1 and θ2 are each in the range of 30 degrees to 60 degrees. Then, the twist angle T2 and Δnd of the liquid crystal of the second cell are
In the case of the shaded part in the figure 2) The liquid crystal twist angle T1 of the first cell is about 200 degrees left twist, Δnd is about 0.6 μm, the angle θ is about 90 degrees, the angle θ
If l and θ2 are each in the range from 30 degrees to 60 degrees, and the torsion angle T2 and Δnd of the liquid crystal in the second cell are the shaded areas in Fig. 7, then e) the torsion angle TI of the liquid crystal in the first cell. Assuming that T is a left-handed twist of about 200 degrees, Δnd is about 1.5 μm, angle θ is about 90 degrees, and angles θ1 and θ2 are each in the range of 30 degrees to 60 degrees, the twist angle T2 and Δnd of the liquid crystal of the second cell are A good display can be obtained when, for example, the area shown in FIG. 8 is shaded.

ところが、前述のように液晶表示装置の周囲温度が変化
すると、第1セルと第2セルの屈折率異方性Δnの値が
変化し、表示部が着色して良好な白黒表示が得られなく
なる。また第1セルと第2セルの液晶層の厚さdが所定
の厚さに形成されなかった場合も同様である。
However, as mentioned above, when the ambient temperature of the liquid crystal display device changes, the value of the refractive index anisotropy Δn of the first cell and the second cell changes, and the display section becomes colored, making it impossible to obtain a good black and white display. . The same applies when the thickness d of the liquid crystal layer of the first cell and the second cell is not formed to a predetermined thickness.

そこで本発明は前記第1図に示すように第2セルにも電
極21a・22aを設けたもので、その電極に所定の電
圧を印加することによって、第2セルの液晶分子の配向
状態を変化させて実質的なΔnを調整し、第1セルと第
2セルのΔndを一致させて前記の着色を除去してコン
トラストを高めることができる。また必要に応じて表示
部を任意の色に変化またはコントロールすることが可能
となるものである。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, the second cell is also provided with electrodes 21a and 22a, and by applying a predetermined voltage to the electrodes, the alignment state of the liquid crystal molecules in the second cell is changed. By adjusting the substantial Δn and matching the Δnd of the first cell and the second cell, the coloring can be removed and the contrast can be enhanced. Furthermore, it is possible to change or control the display section to any color as required.

上記第2セル20の電極21a・22aの数および配置
構成は適宜であり、各基板21・22に各々1つづつ電
極を設ける、あるいは少なくとも一方の基板に複数個設
けてもよい。また上記電極21a・22aの重なり合っ
た部分が、第1セルの表示領域と同等もしくはそれ以外
の領域をも被うようにする、あるいは第1セルの表示領
域の一部を被うようにしてもよい。
The number and arrangement of the electrodes 21a and 22a of the second cell 20 are arbitrary, and one electrode may be provided on each substrate 21 and 22, or a plurality of electrodes may be provided on at least one substrate. Furthermore, the overlapping portions of the electrodes 21a and 22a may cover an area equal to or other than the display area of the first cell, or may cover a part of the display area of the first cell. good.

第9図〜第11図はその一例を示すもので、液晶表示装
置を上から見たときの第2セルの電極21a・22aの
配置構成を表す。31〜S3は第1セルの表示域を示す
FIGS. 9 to 11 show one example, and represent the arrangement of the electrodes 21a and 22a of the second cell when the liquid crystal display device is viewed from above. 31 to S3 indicate the display area of the first cell.

第9図に示すように、第2セルに設けられた電極が上下
共に1つであり、その両電極が重なり合う領域が第1セ
ルの表示域S1よりも広いときには、第2セルの上下電
極間に適当な電圧を印加することにより表示域全体の着
色を除去してコントラストを高めることができる。
As shown in FIG. 9, when the second cell has one electrode on both the upper and lower sides, and the area where the two electrodes overlap is wider than the display area S1 of the first cell, the gap between the upper and lower electrodes of the second cell is By applying an appropriate voltage to the display area, coloring can be removed from the entire display area and the contrast can be increased.

第10図に示すように、第2セルの電極が上下共に1つ
であり、その両電極が重なり合う領域が第1セルの表示
域S2よりも狭いときには、第2セルの上下電極間に適
当な電圧を印加することにより上記の重なり合う領域の
コントラストを高めることができる。
As shown in FIG. 10, when the second cell has one electrode on both the upper and lower sides, and the area where the two electrodes overlap is narrower than the display area S2 of the first cell, an appropriate distance is placed between the upper and lower electrodes of the second cell. By applying a voltage, the contrast in the overlapping region can be increased.

第11図に示すように、第2セルの上下の電極が少なく
ともどちらかが2つ以上あり、その上下の各電極の重な
り合う領域が第1セルの表示域S3よりも広いときには
、適当な上下電極間に適当な電圧を印加することにより
上記の重なり合う領域の任意の部分のコントラストを高
めることができる。
As shown in FIG. 11, when there are at least two or more electrodes on either the upper or lower side of the second cell, and the overlapping area of each of the upper and lower electrodes is wider than the display area S3 of the first cell, appropriate upper and lower electrodes are selected. By applying an appropriate voltage between them, the contrast in any part of the overlapping region can be increased.

また上記第9図〜第11図において、第1セルと第2セ
ルの液晶の屈折率異方性Δnの温度変化による変化量に
差がある場合には、低温あるいは高温になった場合にO
FF状態の色が白色ではなくなる。そのため第1セルの
液晶の屈折率異方性Δnの温度特性を適当な値にするこ
とにより、低温あるいは高温でのOFF状態の色が変化
しても、第2セルの電極間に電圧を印加することにより
白色とすることが可能である。
In addition, in FIGS. 9 to 11 above, if there is a difference in the amount of change due to temperature change in the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the first cell and the second cell, the O
The color of the FF state is no longer white. Therefore, by setting the temperature characteristics of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal of the first cell to an appropriate value, it is possible to apply a voltage between the electrodes of the second cell even if the color changes in the OFF state at low or high temperatures. By doing so, it is possible to obtain a white color.

第9図〜第11図において、第2セルの上下基板に出し
ている電圧印加用の電極端子を上下導通剤を用いて、上
下どちらか一方の基板に出す構造にする。この場合も上
記と同様の効果が得られる。
In FIGS. 9 to 11, the electrode terminals for voltage application that are exposed on the upper and lower substrates of the second cell are made to be exposed on one of the upper and lower substrates using an upper and lower conductive agent. In this case as well, the same effect as above can be obtained.

さらに第」2図のように、前記第1図例における液晶表
示装置に第2セルと同様に構成した第3の液晶セル(以
下、第3セルという)30を設けた場合には、その第3
セルと第2セルに印加する電圧をそれぞれ調整すること
ができるので、この場合にも表示部の着色を除去するこ
とができる。
Furthermore, as shown in FIG. 2, when a third liquid crystal cell (hereinafter referred to as the third cell) 30 configured in the same manner as the second cell is provided in the liquid crystal display device in the example of FIG. 3
Since the voltages applied to the cell and the second cell can be adjusted, the coloring of the display section can also be removed in this case.

この場合第2セルと第3セルの少なくとも一方の液晶分
子のねじれの方向が第1セルの液晶分子のねじれの方向
と異なっている方が望ましい。また、第1〜第3セルの
上下の位置関係はどこでもよい。
In this case, it is preferable that the twist direction of the liquid crystal molecules in at least one of the second cell and the third cell is different from the twist direction of the liquid crystal molecules in the first cell. Furthermore, the vertical positional relationship between the first to third cells may be arbitrary.

さらに前記第2セルと同様の液晶セルを3つ以上設ける
こともできる。
Furthermore, three or more liquid crystal cells similar to the second cell may be provided.

また前記第1図・第12図において隣り合うセルの互い
に隣接する基板、例えば第1図における第1セルlOの
上側基板12と第2セル20の下側基板21とを、同一
の一枚の基板で構成する、あるいは光学的に接着しても
よい。その接着手段としては、エンボス加工したポリビ
ニルブチラールフィルムを用いて加熱加圧により接着す
る。あるいは熱硬化のエポキシ系およびウレタン系接着
剤もしくはアクリル系の紫外線接着剤等を用いてもよい
。上記のように隣り合うセルの隣接する基板を一枚にし
て共用させる、あるいは接着すると、隣合うセルの境界
面での反射を減らすことができる。
In addition, in FIGS. 1 and 12, adjacent substrates of adjacent cells, for example, the upper substrate 12 of the first cell 10 and the lower substrate 21 of the second cell 20 in FIG. It may be composed of a substrate or may be optically bonded. As the bonding means, an embossed polyvinyl butyral film is used and bonded by heating and pressure. Alternatively, thermosetting epoxy and urethane adhesives, acrylic ultraviolet adhesives, and the like may be used. As described above, by making adjacent substrates of adjacent cells to be used in common or by bonding them together, it is possible to reduce reflections at the boundary surfaces of adjacent cells.

以下、具体的な実施例を説明する。Specific examples will be described below.

実施例1 前記第1図例における第1セル10に液晶のネマチック
相が加熱により等方位液体に相変化する相転位温度TN
lが100 ”Cであり40°CでのΔnがo、ioo
の液晶を、また第2セル20にTNI=60°Cであり
40°CでのΔnがo、tooの液晶をそれぞれ用い、
各軸を前記イ)の■に記載の構成にすると共に、各セル
のΔndが40°Cでそれぞれ0.9μmとなる液晶表
示装置を作成した。
Example 1 The first cell 10 in the example of FIG. 1 has a phase transition temperature TN at which the nematic phase of the liquid crystal changes to an isotropic liquid by heating.
l is 100''C and Δn at 40°C is o, ioo
and liquid crystals with TNI=60°C and Δn of o and too at 40°C are used in the second cell 20, respectively.
A liquid crystal display device was manufactured in which each axis was configured as described in item (i) of (a) above, and the Δnd of each cell was 0.9 μm at 40°C.

ところがOoCでは第1セルと第2セルのΔnがそれぞ
れ0.110.0.124となり、Δndは下記の表1
に示すようになった。なお本実施例および後述する各実
施例におけるセル厚dおよびΔndの単位はμmであり
、以下表中の単位は省略する。
However, in OoC, Δn of the first cell and second cell are 0.110.0.124, respectively, and Δnd is as shown in Table 1 below.
It is now shown in Note that the unit of cell thickness d and Δnd in this example and each example described later is μm, and the units in the table below are omitted.

表1 そのため40゛Cでは良好な白黒表示が得られたが、0
℃は着色が生じて良好な白黒表示が得られなくなった。
Table 1 Therefore, good black and white display was obtained at 40°C, but
℃, coloring occurred and good black and white display could not be obtained.

そこで第2セル20の電極21a・22aに適当な電圧
を印加して見かけのΔndを小さくすることにより良好
な白黒表示を得ることができた。
Therefore, by applying an appropriate voltage to the electrodes 21a and 22a of the second cell 20 to reduce the apparent Δnd, a good black and white display could be obtained.

実施例2 第1セル10にTN、=60℃、第2セル20にTNI
 = 100 ’Cの液晶を用い、各軸を前記イ)の■
に記載の構成とし、各セルのΔndが0°Cで表2の値
になるようにしたが、40℃では下記のようになった。
Example 2 TN in the first cell 10, = 60°C, TNI in the second cell 20
= Using a 100'C liquid crystal, each axis is set according to (a) above.
The configuration was as described in Table 2, and the Δnd of each cell was set to the value shown in Table 2 at 0°C, but at 40°C, the values were as shown below.

表2 そのため40°Cでは良好な白黒表示が得られなくなっ
たが、第2セルに適当な電圧を印加することにより良好
な白黒表示が得られた。このときの黒のスペクトルを第
13図に示す。図中、lはOoCの場合、■は40℃の
場合、■は40℃のときに第2セルに電圧を印加した場
合のスペクトルである。
Table 2 Therefore, a good black and white display could not be obtained at 40°C, but a good black and white display could be obtained by applying an appropriate voltage to the second cell. The black spectrum at this time is shown in FIG. In the figure, l is the spectrum when the temperature is OoC, ■ is the spectrum when the temperature is 40°C, and ■ is the spectrum when the voltage is applied to the second cell at 40°C.

実施例3 第1セル10にT 81−100℃、第2セル20にT
Rl−60℃の液晶を用い、各軸を前記イ)の■に記載
の構成とし、40°Cで各セルのΔndが表3の値とな
るようにしたが、0°Cでは下記のようになった。
Example 3 T 81-100°C in the first cell 10, T in the second cell 20
Rl - Using a liquid crystal at 60°C, each axis was configured as described in item (a) above, and the Δnd of each cell was set to the value shown in Table 3 at 40°C, but at 0°C it was as follows. Became.

表3 そのためOoCでは良好な白黒表示が得られなくなった
が、第2セルに適当な電圧を印加することにより良好な
白黒表示が得られた。
Table 3 Therefore, good black and white display could not be obtained in OoC, but good black and white display could be obtained by applying an appropriate voltage to the second cell.

実施例4 第1セル10にT□−60℃、第2セル20にT s+
 = 100°Cの液晶を用い、各軸を前記イ)の■に
記載の構成とし、0°Cで各セルのΔndが表4の値と
なるようにしたが、40°Cでは下記のようになった。
Example 4 T□-60°C in the first cell 10, T s+ in the second cell 20
= Using a liquid crystal at 100°C, each axis was configured as described in (a) above, and the Δnd of each cell was set to the value shown in Table 4 at 0°C, but at 40°C it was as follows. Became.

表4 そのため40°Cでは良好な白黒表示が得られなくなっ
たが、第2セルに適当な電圧を印加することにより良好
な白黒表示が得られた。
Table 4 Therefore, a good black and white display could not be obtained at 40°C, but a good black and white display could be obtained by applying an appropriate voltage to the second cell.

実施例5 前記第1図・第2図の液晶表示装置における各軸を前記
イ)の■と■、および口)の■に記載の構成とし、第2
セル20の液晶層の厚さdが狙いの値(設計値)となら
ず、実際のdの値(実測値)が下記の表5のようになっ
たものについても、第2セルに適当な電圧を印加するこ
とにより良好な表示が得られた。
Example 5 Each axis in the liquid crystal display device shown in FIG. 1 and FIG.
If the thickness d of the liquid crystal layer of the cell 20 does not reach the target value (design value) and the actual value of d (actual value) is as shown in Table 5 below, please set an appropriate value for the second cell. Good display was obtained by applying voltage.

第14図(A)〜(D)は、下記表5におけるA〜Dの
各場合における黒のスペクトルを示す。
FIGS. 14(A) to 14(D) show black spectra in each case of A to D in Table 5 below.

各図中、■は第2セルの液晶層の厚さdが設計値のもの
を用いた場合、■は実際のdが設計値と異なるものを用
いた場合、■はその設計値と異なる第2セルに電圧を印
加した場合のスペクトルである。
In each figure, ■ indicates the case where the thickness d of the liquid crystal layer of the second cell is the designed value, ■ indicates the case where the actual thickness d is different from the designed value, and ■ indicates the case where the thickness d of the second cell is different from the designed value. This is a spectrum when voltage is applied to two cells.

実施例6 第1セル10の液晶層の厚さdが表6のように設計値と
異なった場合について上記実施例5と同様の試験を行っ
たところ、第2セルに電圧を印加することにより上記例
と同様に良好な表示が得られた。
Example 6 When the same test as in Example 5 was conducted for the case where the thickness d of the liquid crystal layer of the first cell 10 was different from the designed value as shown in Table 6, it was found that by applying a voltage to the second cell Good display was obtained as in the above example.

なお、上記表5、表6のA、B%Dの場合における実際
のΔndは、前記第3図・第5図の斜線の領域内に入る
が、最適条件より落ちるレベルにあり、第2セルに電圧
を印加することにより、より良好な表示が得られた。
Note that the actual Δnd in the case of A and B%D in Tables 5 and 6 above falls within the shaded area in FIGS. 3 and 5, but is at a level lower than the optimal condition, and the second cell A better display was obtained by applying a voltage to .

実施例7 第1セルlOおよび第2セル20の液晶層の厚さdが表
7のように設計値と異なった場合について上記と同様の
試験を行ったところ、第2セルに−電圧を印加すること
により上記と同様に良好な表示が得られた。
Example 7 When the same test as above was conducted for the case where the thickness d of the liquid crystal layer of the first cell IO and the second cell 20 was different from the designed value as shown in Table 7, it was found that - voltage was applied to the second cell. By doing so, a good display was obtained in the same manner as above.

実施例8 前記第1図の液晶表示装置における第1セル10の液晶
としてチッソ社製5S−4008にメルク社製S−81
1を0,8wt%混合したものを、また第2セル20の
液晶として前記5S−4008にBDH社製CB−15
を1.45wt%混合したものをそれぞれ用い、その第
1セルと第2セルの液晶N厚(セル厚)をそれぞれ5.
8μm、6.4μmとし、角度θ1・θ2をともに45
″′、角度θを90″とした。また第1セル10の液晶
分子のねじれ角TIを180”の左ねじれ、第2セル2
0のねじれ角T2を180@の右ねじれとした。第1セ
ルと第2セルのΔndはそれぞれ0゜87μm、0.9
6μmであるが、第2セルに2゜03Vの電圧(矩形波
)を印加することにより非常によい表示品位が得られた
Example 8 As the liquid crystal of the first cell 10 in the liquid crystal display device shown in FIG. 1, Chisso 5S-4008 and Merck S-81 were used.
1 was mixed with 0.8 wt% of 5S-4008 as the liquid crystal of the second cell 20, and CB-15 manufactured by BDH Co., Ltd.
The liquid crystal N thickness (cell thickness) of the first cell and the second cell was 5.5 wt%, respectively.
8 μm and 6.4 μm, and angles θ1 and θ2 are both 45
'', and the angle θ was 90''. In addition, the twist angle TI of the liquid crystal molecules in the first cell 10 is set to 180" left-handed twist, and the second cell 2
The torsion angle T2 of 0 was set to be a right-handed twist of 180@. The Δnd of the first cell and the second cell are 0°87 μm and 0.9, respectively.
Although the thickness was 6 μm, very good display quality was obtained by applying a voltage of 2°03 V (rectangular wave) to the second cell.

また上記のように第2セルのΔndの値を第1セルのΔ
ndよりも大きくしておき、第2セルに電圧を印加して
第2セルのΔnd′4i:v;4節して、それぞれのΔ
ndの値を一致させることにより、第1、第2セルのΔ
ndの値が一致するようにそれぞれの液晶層厚を計算し
て作成した場合と全く同様に色つきを解消することがで
きた。
Also, as mentioned above, the value of Δnd of the second cell is changed to Δnd of the first cell.
nd, apply a voltage to the second cell, make Δnd′4i:v;4 nodes of the second cell, and each Δnd
By matching the values of nd, the Δ of the first and second cells
It was possible to eliminate coloring in exactly the same way as in the case where the thickness of each liquid crystal layer was calculated and created so that the values of nd matched.

第1セルに印加される電圧v1に対する透過光強度の変
化を第15図と第16図に示す、第15図は■1=0の
時OFFとなるノーマル明モード、第16図はv1=0
の時ONとなるノーマル暗モードにおける特性であり、
aは本発明による表示装置の特性、bは従来技術による
表示装置の特性、Cは本発明において第2セルに印加す
る電圧を0にした場合の特性である。上記a、b、cの
条件を表8に示す。
Figures 15 and 16 show the change in transmitted light intensity with respect to the voltage v1 applied to the first cell.
This is a characteristic in the normal dark mode that is ON when
a is the characteristic of the display device according to the present invention, b is the characteristic of the display device according to the prior art, and C is the characteristic when the voltage applied to the second cell is set to 0 in the present invention. Table 8 shows the conditions for a, b, and c above.

本発明による場合は、ノーマル明、ノーマル暗モードと
も、偏光板などの配置は全く同じであるが第2セルに印
加する電圧が異なっており、それぞれ2.0−3V、1
.82Vである。従来技術による場合は、偏光板の配置
を変えることによってこの2つのモードを切り換えてい
る。
In the case of the present invention, the arrangement of the polarizing plate is exactly the same in both the normal bright mode and the normal dark mode, but the voltage applied to the second cell is different, 2.0-3 V and 1 V, respectively.
.. It is 82V. In the case of the prior art, these two modes are switched by changing the arrangement of the polarizing plates.

マルチプレックス駆動する場合、液晶層に印加される電
圧をvIlと■、の間で変化させてOFF、ONを選択
しているが、デユーティ数Nとvy/v9との間には下
記の(1)式で表される関係がある。
In the case of multiplex driving, the voltage applied to the liquid crystal layer is changed between vIl and ■ to select OFF or ON, but the following (1 ) There is a relationship expressed by the formula.

従って例えばN=200の場合V、/V、=l。Therefore, for example, when N=200, V, /V, = l.

07となる。ここで、第15図のaを例にとってみると
、Vth=1.66V、V、=2.05V、あるためl
 Vy  V−l < l Vy  Vthlとなり、
十分なコントラストを得ることができない。このような
場合、■アー■、として駆動すればONが最も暗くなっ
て、最大のコントラスト比が得られる。従って第15図
のaとbを比較してみれば、明らかに本発明による方が
コントラストが著しく向上することがわかる。
It becomes 07. Here, if we take as an example a in Fig. 15, Vth = 1.66V, V = 2.05V, so l
Vy V-l < l Vy Vthl,
Can't get enough contrast. In such a case, if the drive is performed as (i), (i), the ON state will be the darkest, and the maximum contrast ratio will be obtained. Therefore, if we compare a and b in FIG. 15, it is clear that the contrast of the present invention is significantly improved.

次に、第15図と第16図かられかるように、従来方式
では偏光板の配置を変えなければ2つのモードを切り換
えることができないが、本発明においては第2セルに印
加する電圧を変化させることによって切り換えが可能で
ある。すなわち本発明においては簡単に表示モード(ネ
ガ・ポジ)を反転させることができる。
Next, as can be seen from Figures 15 and 16, in the conventional method, it is not possible to switch between the two modes without changing the arrangement of the polarizing plate, but in the present invention, the voltage applied to the second cell can be changed. Switching is possible by That is, in the present invention, the display mode (negative/positive) can be easily reversed.

実施例9 偏光板などの配置は、実験例8と同じにして第1セルと
第2セルの液晶層の厚さを、それぞれ6゜0μm、6.
3μmとした。この場合も実施例日と同様な効果が得ら
れた。
Example 9 The arrangement of polarizing plates was the same as in Experimental Example 8, and the thicknesses of the liquid crystal layers of the first cell and the second cell were 6.0 μm and 6.0 μm, respectively.
It was set to 3 μm. In this case as well, the same effects as on the day of the example were obtained.

実施例10 偏光板などの配置は、実施例8と同じにして第1セルと
第2セルの液晶層の厚さを、それぞれ5゜6μm、6.
0μmとした。この場合も実施例8と同様な効果が得ら
れた。
Example 10 The arrangement of polarizing plates was the same as in Example 8, and the thicknesses of the liquid crystal layers in the first and second cells were 5° and 6 μm, respectively.
It was set to 0 μm. In this case as well, the same effect as in Example 8 was obtained.

実施例11 以上の実施例ではいずれもラビングにより配向処理を施
したものであるが、本実施例では340を斜蒸着するこ
とによって配向処理をした。この場合、各基板上での液
晶分子のプレティルト角は、約25#となった。またね
じれ角T1・T2をともに270”とし、角度θ1・θ
2をともに450、角度θを90’として、第1セルと
第2セルの液晶層厚を、それぞれ5.7μm、6.2μ
mとした。本例においても前述実施例と同様の効果が得
られた。
Example 11 In all of the above examples, the orientation treatment was performed by rubbing, but in this example, the orientation treatment was performed by obliquely depositing 340. In this case, the pretilt angle of the liquid crystal molecules on each substrate was about 25#. Also, the torsion angles T1 and T2 are both 270", and the angles θ1 and θ
2 are both 450 and the angle θ is 90', the liquid crystal layer thicknesses of the first cell and the second cell are 5.7 μm and 6.2 μm, respectively.
It was set as m. In this example as well, the same effects as in the previous example were obtained.

実施例12 前記第1図の液晶表示装置における第1セル10の液晶
としてロブイック社(日本ロシュ社)製M7195(Δ
n=0.195)にメルク社製5811を1.1wt%
混合したものを、また第2セル20の液晶とLで上記の
ロディノク社製M7195にBDH社製CB−15を1
.2WL%混合したものをそれぞれ用い、第1セルのね
じれ角T1を230″″の左ねじれ、第2セルのねじれ
角T2を230°の右ねじれとした。また第1セルの液
晶層厚dが4.5μm、第2セルの液晶層厚dが下記の
表9に示すようにそれぞれ異なるA〜Eの表示装置を作
成し、他の諸条件は前記実施例8と同じにして、同様の
試験を行った。
Example 12 M7195 (Δ
n=0.195) and 1.1 wt% of Merck's 5811.
Add the mixture to the liquid crystal of the second cell 20 and the above M7195 made by Rodinok Co., Ltd. and 1 part CB-15 made by BDH Co., Ltd.
.. A mixture of 2WL% was used, and the first cell had a twist angle T1 of 230'' left-handed twist, and the second cell had a twist angle T2 of 230° right-handed twist. In addition, display devices A to E were created in which the liquid crystal layer thickness d of the first cell was 4.5 μm and the liquid crystal layer thickness d of the second cell were different as shown in Table 9 below, and the other conditions were as described above. A similar test was conducted in the same manner as in Example 8.

表9 なお上記表中のコントラスト比はOFF時の透過光強度
を50%に設定して、1/240デユーテイで駆動した
ときのものである。
Table 9 The contrast ratios in the above table are obtained when driving at a duty of 1/240 with the transmitted light intensity set to 50% when OFF.

上記A−Hの各場合における第1セルに印加される電圧
v1に対する透過光強度の変化をそれぞれ第17図(A
)〜(E)に示す。
Figure 17 (A
) to (E).

図の横軸は第1セルに印加した電圧であり、その波形は
周波数1kHzの矩形波である。また、縦軸は偏光軸方
向を揃えて貼り合わせた2枚の偏光板の光量を100%
と定義した際の透過光強度である。また図中Cの一点鎖
線で示した曲線は第2の液晶セルに全く電圧を印加しな
かった場合の電圧透過率曲線である。この場合はコント
ラストが取れない上に、色付も大きい、一方、図中aの
曲線はこれと同じセルに上表に示した電圧(1kHz、
矩形波)を印加した場合の電圧透過率曲線である。
The horizontal axis of the figure is the voltage applied to the first cell, and its waveform is a rectangular wave with a frequency of 1 kHz. Also, the vertical axis represents the light intensity of two polarizing plates pasted together with their polarization axes aligned at 100%.
This is the transmitted light intensity when defined as Moreover, the curve shown by the dashed line C in the figure is a voltage transmittance curve when no voltage is applied to the second liquid crystal cell. In this case, not only is there no contrast, but the coloration is also large.On the other hand, the curve a in the figure shows the voltage shown in the table above for the same cell (1kHz,
This is a voltage transmittance curve when a rectangular wave) is applied.

この場合は、充分なコントラストが得られ、色付も少な
かった。
In this case, sufficient contrast was obtained and little coloring was observed.

なお本例は第2セルのΔndが、第1セルのΔndに対
してどの位大きくなると、電圧をかけても補償しきれな
くなるかを示すものである。第17図(A)〜(E)の
曲線aを比較すると、第2セルのΔndが大きくなるに
つれて、第1セルに印加する電圧が0の場合の透過光量
が大きくなり、コントラストが取れなくなる。表9の右
端にそのコントラスト比を示した。必要とされるコント
ラスト比を概ねl:10とすれば、電圧を印加すること
によって補償可能となる、第2の液晶セルのΔndの限
界は、第1の液晶セルのΔndの値十〇、4μm位であ
ろうと思われる。
Note that this example shows how much Δnd of the second cell becomes larger than Δnd of the first cell until it becomes impossible to compensate even if a voltage is applied. Comparing curves a in FIGS. 17(A) to (E), as Δnd of the second cell increases, the amount of transmitted light when the voltage applied to the first cell is 0 increases, making it difficult to obtain contrast. The contrast ratio is shown at the right end of Table 9. If the required contrast ratio is approximately 1:10, the limit of Δnd of the second liquid crystal cell, which can be compensated by applying a voltage, is 4 μm when the value of Δnd of the first liquid crystal cell is 100. It seems that it is the rank.

〔発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、第2セルにも電極
を設けたから、使用環境温度の変化や液晶層厚の製作誤
差等により表示部に着色が生じた場合に、第2セルの電
極間に電圧を印加することにより、上記の着色を除去し
て表示品位を向上させることができる。また、第2セル
に適当な電圧を印加することによって背景色や表示色を
変化させることも可能となり、デイスプレィとしての適
用範囲を広げ、更には電子機器のデザインフレキシビリ
ティ−を上げることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, since the second cell is also provided with an electrode, when coloring occurs in the display section due to changes in the usage environment temperature or manufacturing errors in the thickness of the liquid crystal layer, By applying a voltage between the electrodes of the second cell, the above coloring can be removed and display quality can be improved. Furthermore, by applying an appropriate voltage to the second cell, it is possible to change the background color and display color, thereby expanding the range of applications for displays and further increasing the design flexibility of electronic devices.

さらに第2セルのΔndの値を第1セルのΔndよりも
大きくしておき、第2セルに電圧を印加して第2セルの
Δndを調節して、それぞれのΔndの値を一致させる
ことにより、第1.第2セルのΔndの値が一致するよ
うにそれぞれの液晶層厚を計算して作成した場合と全く
同様に色つきを解消することができるので、それぞれの
液晶層厚の差の許容範囲がひろくなって歩留まりがよく
なり製造が容易になると共に、製造コストを低減させる
ことができる。また表示部のコントラストが著しく向上
し、更に偏光板の配置を変えずに第2セルに印加する電
圧を調節することによって、表示画面の走査されない周
辺部分も含めて表示モード(ネガ・ポジ)を反転するこ
とができるので他の方法に比べて表示モードを節単に反
転でき、しかも表示モードを反転した時の見映えを良く
することができる等の効果がある。
Furthermore, by making the value of Δnd of the second cell larger than Δnd of the first cell, and adjusting the Δnd of the second cell by applying a voltage to the second cell, the values of each Δnd are matched. , 1st. Coloring can be eliminated in exactly the same way as when creating the liquid crystal layer by calculating the thickness of each liquid crystal layer so that the value of Δnd of the second cell matches, so the tolerance range for the difference in the thickness of each liquid crystal layer is widened. As a result, the yield is improved, manufacturing becomes easier, and manufacturing costs can be reduced. In addition, the contrast of the display area has been significantly improved, and by adjusting the voltage applied to the second cell without changing the arrangement of the polarizing plate, the display mode (negative/positive) can be adjusted, including the peripheral areas of the display screen that are not scanned. Since it can be reversed, the display mode can be reversed more easily than other methods, and it has the effect of improving the appearance when the display mode is reversed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明における電気光学素子としての液晶表示
装置の一実施例を示す概略構成の断面図、第2図は液晶
分子の配向方向と偏光板の偏光軸との関係を示す説明図
、第3図は液晶表示装置に好適な第1セルと第2セルと
の関係の一例を示す説明図、第4図は好適な液晶表示装
置における透過光強度の特性を示すグラフ、第5図・第
6図・第7図・第8図は液晶表示装置に適する第1セル
と第2セルとの関係の他の例を示す説明図、第9図・第
10図・第11図は第2セルの配置構成例を示す平面図
、第12図は第3の液晶セルを設けた例を示す概略構成
の断面図、第13図および第14図(A)〜(D)は具
体的実施例における透過光強度の特性を示すグラフ、第
15図は他の実施例のノーマル明モードにおける第1セ
ルへの印加電圧と透過光強度との関係を示すグラフ、第
16図はノーマル暗モードにおける第1セルへの印加電
圧と透過光強度との関係を示すグラフ、第17図(A)
〜(E)は更に他の実施例における第1セルへの印加電
圧と透過光強度との関係を示すグラフ、第18図は従来
の電気光学素子としての液高表示装置の概略構成を示す
断面図、第19図は従来の液晶表示装置における透過光
強度の特性を示すグラフである。 lは下側偏光板、2は上側偏光板、10は第1の液晶セ
ル(第1セル)、11・12は電極基板、11a−12
aは電極、13は液晶、20は第2の液晶セル(第2セ
ル)、21・22は電極基板、21a・22aは電極、
23は液晶、30は第3の液晶セル(第3セル)、31
・32は電極基板、31a・32aは電極、33は液晶
。 第1図 第2図 zl 第2乞ルの淋じ札I!IO入き亡(度)第4図 j皮長−(7tm) 第1tルのhLk41よn 250ft(、um)  
     第1乞ルのΔnxd+cto、9.um第2
乞ルの和fれ角0火之こ(崖) 第6図 第2t’ルのカし′直角つ大!之(度)第7図 第2t!ルの脇む゛直角の大ぎご(度)第1tルのhヒ
敷和霧石200度 茗2でノLの木むitAの人之;(度)第10図 第12図 第15図 kf fi”tavl(V) 第16図 第17図(A) 第17図(B) 第17図(C) 第17図(D) 白rカロを万巳V+(V) tp加電斥Vl(V)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a schematic configuration of an embodiment of a liquid crystal display device as an electro-optical element according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the orientation direction of liquid crystal molecules and the polarization axis of a polarizing plate. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the first cell and the second cell suitable for a liquid crystal display device, FIG. 4 is a graph showing characteristics of transmitted light intensity in a suitable liquid crystal display device, and FIG. 6, 7, and 8 are explanatory diagrams showing other examples of the relationship between the first cell and the second cell suitable for a liquid crystal display device, and FIGS. FIG. 12 is a plan view showing an example of a cell arrangement, FIG. 12 is a cross-sectional view of a schematic structure showing an example in which a third liquid crystal cell is provided, and FIGS. 13 and 14 (A) to (D) are specific examples. FIG. 15 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the first cell and the transmitted light intensity in the normal bright mode of another example, and FIG. 16 is a graph showing the relationship between the transmitted light intensity in the normal dark mode and Graph showing the relationship between applied voltage to one cell and transmitted light intensity, Figure 17 (A)
-(E) are graphs showing the relationship between the voltage applied to the first cell and the intensity of transmitted light in still other embodiments, and FIG. 18 is a cross section showing the schematic configuration of a liquid level display device as a conventional electro-optical element. 19 are graphs showing characteristics of transmitted light intensity in a conventional liquid crystal display device. 1 is a lower polarizing plate, 2 is an upper polarizing plate, 10 is a first liquid crystal cell (first cell), 11 and 12 are electrode substrates, 11a-12
a is an electrode, 13 is a liquid crystal, 20 is a second liquid crystal cell (second cell), 21 and 22 are electrode substrates, 21a and 22a are electrodes,
23 is a liquid crystal, 30 is a third liquid crystal cell (third cell), 31
- 32 is an electrode substrate, 31a and 32a are electrodes, and 33 is a liquid crystal. Figure 1 Figure 2 zl 2nd Beggar's Lonely Card I! IO entry/death (degree) Fig. 4 J skin length - (7tm) 1st l hLk41 250ft (, um)
Δnxd+cto of the first ask, 9. um second
The Japanese angle of the angle is 0 (cliff). Figure 6: The angle of the angle 2 is the right angle! This (degree) Figure 7 2t! Right angle (degrees) 1st angle (degrees) 1st angle (degrees) 200 degrees (200 degrees) kf fi”tavl (V) Fig. 16 Fig. 17 (A) Fig. 17 (B) Fig. 17 (C) Fig. 17 (D) White r Karo wa Mashi V + (V) tp addition voltage Vl ( V)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、対向させて配置した電極基板間に第1の液晶層を挾
持してなる第1の液晶セルと、対向させて配置した基板
間に第2の液晶層を挟持してなる第2の液晶セルとを有
する電気光学素子において、前記第2の液晶セルの基板
の内側に電極を備えたことを特徴とする電気光学素子。 2、前記第2の液晶セルを2以上設けたことを特徴とす
る請求項1に記載の電気光学素子。 3、隣合う液晶セルの互いに隣接する基板が一枚の基板
により構成されていることを特徴とする請求項1または
2に記載の電気光学素子。 4、少なくとも1つの第2の液晶セルの対向する基板の
少なくとも一方の基板面に2つ以上の電極を配すること
を特徴とする請求項1または2または3に記載の電気光
学素子。 5、前記第2の液晶セルの複屈折(Δndと記す)が電
圧無印加状態において前記第1の液晶セルのΔndと同
等もしくはそれよりも大きいことを特徴とする請求項1
または2に記載の電気光学素子。
[Claims] 1. A first liquid crystal cell having a first liquid crystal layer sandwiched between electrode substrates arranged to face each other, and a second liquid crystal layer sandwiched between the electrode substrates arranged to face each other. What is claimed is: 1. An electro-optical element comprising a second liquid crystal cell comprising a second liquid crystal cell, characterized in that an electrode is provided inside a substrate of the second liquid crystal cell. 2. The electro-optical element according to claim 1, wherein two or more of the second liquid crystal cells are provided. 3. The electro-optical element according to claim 1 or 2, wherein adjacent substrates of adjacent liquid crystal cells are constituted by a single substrate. 4. The electro-optical element according to claim 1, wherein two or more electrodes are arranged on at least one substrate surface of the opposing substrates of at least one second liquid crystal cell. 5. Claim 1, wherein the birefringence (denoted as Δnd) of the second liquid crystal cell is equal to or larger than Δnd of the first liquid crystal cell in a state where no voltage is applied.
or the electro-optical element according to 2.
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