JPH01147433A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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Publication number
JPH01147433A
JPH01147433A JP62307109A JP30710987A JPH01147433A JP H01147433 A JPH01147433 A JP H01147433A JP 62307109 A JP62307109 A JP 62307109A JP 30710987 A JP30710987 A JP 30710987A JP H01147433 A JPH01147433 A JP H01147433A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal layer
substrate
cell
display element
Prior art date
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Pending
Application number
JP62307109A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takamichi Enomoto
孝道 榎本
Yasuyuki Takiguchi
康之 滝口
Kenya Yokoi
研哉 横井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH01147433A publication Critical patent/JPH01147433A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the title element which enables black and white display, has good display quality and decreases unequal colors by specifying the difference between the product of the liquid crystal double refractive index and liquid crystal layer thickness of a 2nd liquid crystal cell and the product of the liquid crystal double refractive index and liquid crystal layer thickness of a 1st liquid crystal cell. CONSTITUTION:The 1st liquid crystal layer 23 is formed between a 1st glass substrate 21, subjected to an orientation treatment and a 2nd substrate 21' subjected to the similar treatment. The 2nd liquid crystal layer 13 is formed between 3rd and 4th substrates 11 and 11' consisting of light transparent plastic films on the side of the substrate 21 opposite to the 1st liquid crystal layer 23. The difference (DELTAn1d1-DELTAn2d2) between the product DELTAn1d1 of the refractive index anisotropy DELTAn1 of the 1st liquid crystal layer 23 and the thickness d1 of the liquid crystal layer and the product DELTAn2d2 of the refractive index index anisotropy DELTAn2 of the 2nd liquid crystal layer 13 and the thickness d2 of the liquid crystal layer is specified in a -0.6-0.6mum range. The display element which is capable of making black and white display and has an excellent time sharing driving characteristic and excellent display quality is thereby obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は液晶表示素子に関するものである。[Detailed description of the invention] 〔Technical field〕 The present invention relates to a liquid crystal display element.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、主流を占めてきたTN(ツイストネマティック)
型液晶表示素子は、2枚の電極基板間に90度の螺旋構
造を有する液晶層を設けた液晶セルと、これを挾むよう
にして設けられた一対の偏光子とから構成されている。
TN (twisted nematic) has traditionally been the mainstream
A type liquid crystal display element is composed of a liquid crystal cell having a liquid crystal layer having a 90 degree spiral structure between two electrode substrates, and a pair of polarizers sandwiching the cell.

しかしながら、近年のドツトマトリクス型の液晶表示素
子の大型化に伴い時分割数が増大しているのに対し、従
来のTN型液晶表示素子の時分割特性では対応できなく
なっており、1/64デユ一テイ以上の時分割駆動では
、コントラストおよび視野角が低下してしまう。
However, the number of time divisions has increased with the recent increase in the size of dot matrix type liquid crystal display elements, but the time division characteristics of conventional TN type liquid crystal display elements are no longer able to cope with the increase in size. When time-division driving is performed over one time or more, the contrast and viewing angle deteriorate.

これに対して、基板間で液晶分子を270度ツイストさ
せたスーパーツィステッドネマチック型(STN型)又
は5BE(Super Twisted Birefr
ingenceEffect)型の液晶表示素子が提案
されており、広視角、高コントラストが得られることが
報告されている〔丁j、5cheffer et al
、、SID Digec+t、120(1985)〕。
On the other hand, the super twisted nematic type (STN type) or 5BE (Super Twisted Birefring type), in which the liquid crystal molecules are twisted 270 degrees between the substrates,
IngenceEffect) type liquid crystal display elements have been proposed, and it has been reported that wide viewing angles and high contrast can be obtained [Cheffer et al.
, SID Digec+t, 120 (1985)].

しかしこの場合には、30度前後の大きいプレティルト
角が必要なため、生産性の悪い斜方蒸着による配向処理
を行なわなければならないという問題があった。ラビン
グによる配向処理では散乱組織を生じてしまい、所期の
特性を得ることができない。
However, in this case, since a large pretilt angle of about 30 degrees is required, there is a problem in that orientation treatment must be performed by oblique vapor deposition, which is poor in productivity. Orientation treatment by rubbing produces a scattering structure, making it impossible to obtain the desired characteristics.

一方、薄型、軽量化、あるいは強度や加工性。On the other hand, thinness, weight reduction, strength and workability.

コストの低減などの観点からプラスチックフィルムを用
いた液晶表示素子が注目されている。
Liquid crystal display elements using plastic films are attracting attention from the viewpoint of cost reduction.

〔目   的〕〔the purpose〕

本発明は、従来のSTN型液晶表示素子に見られる前記
欠点を克服し、ラビングによる配向処理を可能にし、か
つ軽量、薄型及びコスト低減を可能にする液晶表示素子
を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display element that overcomes the above-mentioned drawbacks found in conventional STN type liquid crystal display elements, enables alignment treatment by rubbing, and is lightweight, thin, and cost-reduced. .

〔構  成〕〔composition〕

本発明によれば、表示用電極を有し、少なくとも一方が
ガラス基板である2枚の基板に挾持され、基板に対して
略水平に配向し、厚み方向に120°以上360°以下
のねじれた構造を有し、正の誘電異方性を示す第1液晶
層を有する第1液晶セルと、透光性を有する2枚のプラ
スチックフィルム基板に挾持され、基板に対して略水平
に配向した第2液晶層を有する第2液晶セルとの積層体
を2枚の偏光板で挾持させた構造を有し、第2液晶セル
の液晶複屈折率Δn2と液晶層厚d2との積Δn、 d
2と第1液晶セルの液晶複屈折率Δn□と液晶層厚d1
との積Δn0d1との差が−0,6〜0.6μmの範囲
にあることを特徴とする液晶表示素子が提供される。
According to the present invention, the display electrode has a display electrode, is sandwiched between two substrates, at least one of which is a glass substrate, is oriented substantially horizontally to the substrates, and is twisted by 120° or more and 360° or less in the thickness direction. a first liquid crystal cell having a first liquid crystal layer having a positive dielectric anisotropy, and a first liquid crystal cell sandwiched between two transparent plastic film substrates and oriented substantially horizontally with respect to the substrates. It has a structure in which a laminate including a second liquid crystal cell having two liquid crystal layers is sandwiched between two polarizing plates, and the product Δn, d of the liquid crystal birefringence Δn2 of the second liquid crystal cell and the liquid crystal layer thickness d2
2, the liquid crystal birefringence Δn□ of the first liquid crystal cell, and the liquid crystal layer thickness d1
Provided is a liquid crystal display element characterized in that the difference between the product Δn0d1 and Δn0d1 is in the range of −0.6 to 0.6 μm.

次に本発明を図面を参照して説明する。Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は、従来のSTN型の液晶表示素子の構成例を示
す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a conventional STN type liquid crystal display element.

この図において、配向膜5,5′が形成され、配向処理
が施された透明電極3を有する第1の基板lと、同様の
第2の基板1′とが離間、対向して配設され。
In this figure, a first substrate l having transparent electrodes 3 on which alignment films 5, 5' have been formed and which has been subjected to an alignment process, and a similar second substrate 1' are arranged facing each other and separated from each other. .

その間に液晶33′が封入され液晶セルが形成されてい
る。3,3′は透明電極、5,5′は配向膜、14はシ
ール剤を示す。この液晶セルが第1の偏光子7および第
2の偏光子7′に挟まれて、液晶表示素子を構成してい
る。
A liquid crystal 33' is sealed between them to form a liquid crystal cell. 3 and 3' are transparent electrodes, 5 and 5' are alignment films, and 14 is a sealant. This liquid crystal cell is sandwiched between a first polarizer 7 and a second polarizer 7' to constitute a liquid crystal display element.

第2図は、本発明の液晶表示素子の構成例を示す断面図
である。第1の液晶層23は、透明電極27が形成され
、配向処理が施された第1のガラス基板21と、同様の
処理がなされた第2の基板21′の間に形成されている
。基板21の第1の液晶層とは反対側には、透光性のプ
ラスチックフィルムからなる第3及び第4の基板11.
11’との間に第2の液晶層13が形成されている。第
1の液晶層23においては、液晶は基板に対して、略水
平に配向するように配向処理がなされこの配向処理方向
に沿って液晶分子が優先配向する。この場合、液晶分子
の配向に関していう略水平とは、液晶分子の基板に対す
る傾き角がおおよぞO〜30°の範囲にあることを言う
FIG. 2 is a sectional view showing an example of the structure of the liquid crystal display element of the present invention. The first liquid crystal layer 23 is formed between a first glass substrate 21 on which transparent electrodes 27 are formed and which has been subjected to alignment treatment, and a second substrate 21' which has been subjected to the same treatment. On the opposite side of the substrate 21 from the first liquid crystal layer, there are third and fourth substrates 11. made of translucent plastic films.
A second liquid crystal layer 13 is formed between the liquid crystal layer 11' and the liquid crystal layer 11'. In the first liquid crystal layer 23, the liquid crystal is aligned so as to be aligned substantially horizontally with respect to the substrate, and the liquid crystal molecules are preferentially aligned along the alignment direction. In this case, "substantially horizontal" with respect to the orientation of liquid crystal molecules means that the tilt angle of the liquid crystal molecules with respect to the substrate is approximately in the range of 0 to 30 degrees.

第1の液晶層からなる第1液晶セルと、第2の液晶層か
らなる第2液晶セルとは、別々に接合剤16にて密接さ
れていることが好ましい。第1の液晶セルと第2の液晶
セルの積層体は、2枚の偏光板15゜25により挾持さ
れている。
It is preferable that the first liquid crystal cell consisting of the first liquid crystal layer and the second liquid crystal cell consisting of the second liquid crystal layer are separately brought into close contact with each other with a bonding agent 16. The laminate of the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell is held between two polarizing plates 15°25.

第3図は、液晶の優先配向方向を示したもので、第1の
ガラス基板21での液晶分子の優先配向方向D1と第2
の基板21′での優先配向方向D2との間で液晶分子は
ω1だけねじれた構造をとっている。このようにω□は
配向処理によって決まるツイスト角であり、この配向制
御は従来公知の斜方蒸着や、無機または有機被膜を形成
したのちに綿布などでラビングすることにより行うこと
ができる。なお。
FIG. 3 shows the preferential alignment direction of liquid crystal, and shows the preferential alignment direction D1 and the second preferential alignment direction of liquid crystal molecules on the first glass substrate 21.
The liquid crystal molecules have a twisted structure by ω1 with respect to the preferential alignment direction D2 on the substrate 21'. In this way, ω□ is the twist angle determined by the orientation treatment, and this orientation control can be performed by conventionally known oblique vapor deposition or by rubbing with cotton cloth after forming an inorganic or organic film. In addition.

本発明では、液晶は正の誘電異方性を有するネマティッ
ク液晶に、コレステリック液晶やカイラルネマティック
液晶を添加し、適当なピッチに調整したものを好ましく
用いる。この場合、ω1が小であると、急峻度が悪化し
、時分割屏動特性が低下してしまう。また、ω1が大き
すぎると電界印加時に散乱組織を生じ、表示品質が低下
するため好ましくない。これらのことより、ω1は12
0’以上3606以下である必要がある。
In the present invention, the liquid crystal preferably used is a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy to which cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal is added and adjusted to an appropriate pitch. In this case, if ω1 is small, the steepness will worsen and the time-division folding characteristics will deteriorate. Furthermore, if ω1 is too large, a scattering structure is generated when an electric field is applied, which deteriorates display quality, which is not preferable. From these things, ω1 is 12
It must be between 0' and 3606.

第3図では、第1の基板から第2の基板へ向けてツイス
ト方向が左回りとなるように構成したが、配向処理の方
向やコレステリック液晶、カイラルネマティック液晶の
選択により右回りとすることもできる。
In Fig. 3, the twist direction is configured to be counterclockwise from the first substrate to the second substrate, but it may also be twisted clockwise depending on the orientation treatment direction and selection of cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal. can.

第2図において、第1の液晶層の偏光子25と反対側に
は、第2の液晶層13が第3のプラスチックフィルム基
板11と第4のプラスチックフィルム基板11との間に
形成される。両店板の液晶と接する側には、液晶分子を
略水平に優先配向させる配向処理がなされている。配向
処理は、第1の液晶層を配向させるのと同様な方法を用
いることができるが、必ずしも同じ方法を用いる必要は
ない。液晶としては、スメクティック液晶、ネマティッ
ク液晶またはネマティック液晶にコレステリック液晶や
カイラルネマティック液晶を添加したものを有利に用い
ることができる。第3図に示されるように、第3の基板
11での液晶分子の優先配向方向D3と。
In FIG. 2, a second liquid crystal layer 13 is formed between a third plastic film substrate 11 and a fourth plastic film substrate 11 on the opposite side of the first liquid crystal layer from the polarizer 25. In FIG. The sides of both panels that come into contact with the liquid crystal are subjected to an alignment treatment that preferentially orients the liquid crystal molecules approximately horizontally. For the alignment treatment, a method similar to that for aligning the first liquid crystal layer can be used, but it is not necessary to use the same method. As the liquid crystal, smectic liquid crystal, nematic liquid crystal, or nematic liquid crystal to which cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal is added can be advantageously used. As shown in FIG. 3, the preferential alignment direction D3 of liquid crystal molecules on the third substrate 11.

第4の基板11′での優先配向方向D4との間で液晶は
ω2だけねじれた構造をとっている。
The liquid crystal has a twisted structure by ω2 with respect to the preferential alignment direction D4 on the fourth substrate 11'.

このような構成において、第1の液晶層を通過すると、
光はその波長によって異なる楕円率、楕円の方位角を有
する楕円偏光となる0本発明の原理は、第2の液晶層に
よってこれを再度直線偏光または直線偏光に近い楕円偏
光に戻し、該直線偏光と平行または直角に配置された偏
光子を通過させることによりそれぞれ白または黒の電圧
無印加時の背景色を得るものである。本原理を発現させ
In such a configuration, when passing through the first liquid crystal layer,
Light becomes elliptically polarized light with different ellipticities and elliptical azimuthal angles depending on its wavelength.The principle of the present invention is that the second liquid crystal layer converts this light back into linearly polarized light or elliptically polarized light close to linearly polarized light. By passing the light through a polarizer arranged parallel to or at right angles to, a background color of white or black when no voltage is applied is obtained, respectively. Express this principle.

白黒表示が可能で1表示品質にすぐれ、色むらの少ない
表示素子を得るには、第1の液晶層の屈折率異方性Δn
0と液晶層の厚さd□の積Δn、d□と第2の液晶層の
屈折率異方性Δn2と液晶層の厚さd2の積Δn、d、
との差(Δn1d、−Δn、d、)を、−0,6−0,
6μmの範囲とすることが好ましい。Δn工dニーΔn
、d□がこの範囲以上であると、青、緑、橙色の順に着
色し、またこの範囲以下でも同様である。この関係を表
−1に示す。
In order to obtain a display element that is capable of black-and-white display, has excellent display quality, and has little color unevenness, the refractive index anisotropy Δn of the first liquid crystal layer is
The product Δn of 0 and the thickness d□ of the liquid crystal layer, the product Δn, d of d□, the refractive index anisotropy Δn2 of the second liquid crystal layer, and the thickness d2 of the liquid crystal layer,
The difference (Δn1d, -Δn, d,) from -0,6-0,
It is preferable to set it as the range of 6 micrometers. Δn work d knee Δn
, d□ is above this range, the color is colored in the order of blue, green, and orange, and the same applies when below this range. This relationship is shown in Table-1.

表−1 本発明においては、第1の液晶層と第2の液晶層の配向
方向のなす角δを60@以上120°以下とすることが
好ましい。第1の液晶層のねじれの向きを正として示し
たが、液晶の配向方向のなす角は、−120°以上−6
0°以下も上記範囲に含まれる。また、第2の液晶層は
、第1の液晶層と同様にねじれていても良く、ねじれて
いなくても良い、また、ねじれの向きは、第1の液晶層
と同じであっても逆であっても良い。第2の液晶層のね
じれ角は、0″以上720°以下であることが好ましく
、120°以上360゜以下であることがより好ましい
。またねじれの向きは、第1の液晶層と逆であることが
より好ましい。
Table 1 In the present invention, it is preferable that the angle δ between the alignment directions of the first liquid crystal layer and the second liquid crystal layer is 60° or more and 120° or less. Although the direction of twist of the first liquid crystal layer is shown as positive, the angle formed by the orientation direction of the liquid crystal is -120° or more -6
0° or less is also included in the above range. Further, the second liquid crystal layer may or may not be twisted like the first liquid crystal layer, and the direction of twist may be the same or opposite to that of the first liquid crystal layer. It's okay. The twist angle of the second liquid crystal layer is preferably 0" or more and 720 degrees or less, more preferably 120 degrees or more and 360 degrees or less. Also, the twist direction is opposite to that of the first liquid crystal layer. It is more preferable.

なお、表−1では第1の基板における偏光板透過軸と液
晶配向方向のなす角をβい第3の基板における偏光板透
過軸と液晶配向方向のなす角をβ2としβ、=β2=4
5°の場合で、ねじれ角ω0.ω2がそれぞれ180°
の場合について示したが、一方の偏光板を90°回転さ
せると、色は補色の関係にある色調となる。
In addition, in Table 1, the angle between the polarizing plate transmission axis and the liquid crystal alignment direction in the first substrate is β, and the angle between the polarizing plate transmission axis and the liquid crystal alignment direction in the third substrate is β2, β, = β2 = 4
In the case of 5°, the twist angle ω0. ω2 is 180° each
In the case shown above, when one polarizing plate is rotated by 90 degrees, the colors become complementary colors.

なお、Δn、d□は0.4−1.3μ墓の範囲がら選ぶ
ことが好ましい、この範囲外であると、コントラストが
低下する。
Note that Δn and d□ are preferably selected from a range of 0.4 to 1.3 μm; if they are outside this range, the contrast decreases.

このように、本発明の液晶表示素子は、上記の条件を満
足させることによりセルの背景色と白または黒とするこ
とができる。さらに、電圧を印加した場合、それぞれ黒
または白色表示となり、白黒表示が可能である。
In this manner, the liquid crystal display element of the present invention can have the cell background color white or black by satisfying the above conditions. Further, when a voltage is applied, the display becomes black or white, respectively, and black and white display is possible.

なお1本発明の液晶表示素子の電圧突通率特性の急峻度
は従来のSTN型液晶表示素子と同様に1.05以下で
あり、すぐれた時分割駆動特性を有している。
Note that the steepness of the voltage pass rate characteristic of the liquid crystal display element of the present invention is 1.05 or less, similar to the conventional STN type liquid crystal display element, and has excellent time-division drive characteristics.

以上はセル構成の条件を例示したが、本発明の特徴は表
示が均一で、かつ文字の浮遊観がなく。
Although the conditions for the cell configuration have been exemplified above, the feature of the present invention is that the display is uniform and there is no floating appearance of characters.

薄型の表示素子を実現するために、さらに第2の液晶セ
ルの基板として、プラスチックフィルムを用いることに
ある。プラスチックフィルムの液晶セルは200μ−程
度まで薄く作製することが可能であり、このように薄型
のセルを用いることによって上記特性が実現される。
In order to realize a thin display element, a plastic film is further used as the substrate of the second liquid crystal cell. A plastic film liquid crystal cell can be made as thin as about 200 μm, and the above characteristics can be achieved by using such a thin cell.

第2の液晶セルであるプラスチックフィルムのセルを作
製する上での好ましい条件を示すと、プラスチックフィ
ルムとしては等方性又は−軸方向に延伸されたフィルム
を用いることができる。−軸延伸されたフィルムの場合
、該フィルムは光学的に異方性であり、延伸方向および
その垂直方向に光学軸を有する。したがって、隣接する
基板の延伸軸と偏光板の透過軸または吸収軸のなす角を
ほぼ平行にする必要がある。表示コントラストの点から
はこの角を±3度以下にすることが好ましい。±3度を
こえると表示が暗くなり実用上不都合である。更に、−
軸延伸されたフィルムの消光角角度分布は±5度以上、
好ましくは±2.5度以内が必要である。
Preferred conditions for producing a plastic film cell, which is the second liquid crystal cell, are as follows: As the plastic film, an isotropic film or a film stretched in the -axial direction can be used. - In the case of an axially stretched film, the film is optically anisotropic and has an optic axis in the direction of stretching and in the direction perpendicular to it. Therefore, it is necessary to make the angles formed by the stretching axes of adjacent substrates and the transmission or absorption axes of the polarizing plates substantially parallel. From the viewpoint of display contrast, it is preferable that this angle be within ±3 degrees. If it exceeds ±3 degrees, the display will become dark and this is not practical. Furthermore, -
The extinction angle distribution of the axially stretched film is ±5 degrees or more,
Preferably, it is required to be within ±2.5 degrees.

一方、等方性、−軸延伸フィルム基板のどちらを用いて
も、2枚の基板間の間隔を精度良く維持する必要がある
。そのために、2枚の基板間にスペーサーを分散する。
On the other hand, regardless of whether isotropic or -axially stretched film substrates are used, it is necessary to accurately maintain the distance between the two substrates. For this purpose, spacers are distributed between the two substrates.

この際、用いるスペーサーとしての直径の分布が標準偏
差で0.27μl以下に制御する必要がある。これ以上
のものを用いると着色ムラが発生し、表示品質が低下す
る。
At this time, it is necessary to control the diameter distribution of the spacer used to have a standard deviation of 0.27 μl or less. If more than this is used, uneven coloring will occur and display quality will deteriorate.

更に、ガラス基板を用いた第1の液晶セルとプラスチッ
クフィルムを用いた第2の液晶セルは互に密接する方が
表示品質を良好に維持できる。そのためには第1の液晶
セルと第2の液晶セルを結合剤16で密接する。このた
めの接合剤としては、第1の液晶セルと第2の液晶セル
の熱伸縮率の差を吸収し、熱り歴に耐えるようにするこ
とが必要であることと、光の透過性に優れしかも屈折率
が基板に近いものが好ましい。これらのことから、接合
剤としては、屈折率が1.2〜1.7であり、弾性を有
する可撓性高分子材料が用いられる。実用的材料として
は、通常使用されているアクリル樹脂のような液晶セル
用粘着剤あるいは高分子接着剤が用いられる。高分子接
着剤としてはシリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、液状ゴム等が用いられるが、シリコン樹脂を取り扱
い上容易に用いることができる。
Furthermore, better display quality can be maintained if the first liquid crystal cell using a glass substrate and the second liquid crystal cell using a plastic film are brought closer to each other. For this purpose, the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell are brought into close contact with each other using a binder 16. The bonding agent for this purpose needs to absorb the difference in thermal expansion and contraction rate between the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell, and be able to withstand the heat history. It is preferable to have an excellent refractive index close to that of the substrate. For these reasons, a flexible polymeric material having a refractive index of 1.2 to 1.7 and having elasticity is used as the bonding agent. As a practical material, a commonly used adhesive for liquid crystal cells such as acrylic resin or a polymer adhesive is used. As the polymer adhesive, silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, liquid rubber, etc. are used, and silicone resin can be used easily in terms of handling.

第2の液晶セルであるプラスチックフィルムセルの内側
には、本質的には透明電極を形成する必要はないが、静
電気による液晶の誤動作を防ぐために透明電極を形成し
たり、さらに透明電極を接地したり、さらには駆動回路
により動作させることもできる。
It is essentially not necessary to form a transparent electrode inside the plastic film cell, which is the second liquid crystal cell, but in order to prevent malfunction of the liquid crystal due to static electricity, a transparent electrode may be formed or the transparent electrode may be grounded. Alternatively, it can also be operated by a drive circuit.

〔効  果〕〔effect〕

このようにして構成された本発明の液晶表示素子は、そ
の製作が従来のSTN型のものと異って非常に容易であ
る上、白黒表示が可能であり、さらに、その電圧透過率
特性の急峻度は従来のSTN型液晶表示素子と同様に1
.05以下であり、すぐれた時分割駆動特性を有してい
る。
The liquid crystal display element of the present invention constructed in this manner is very easy to manufacture, unlike the conventional STN type, and is capable of black and white display. The steepness is 1, same as the conventional STN type liquid crystal display element.
.. 05 or less, and has excellent time division drive characteristics.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 透明電極を有するガラス基板にポリイミドを塗布、ラビ
ングし、ねじれ角が180°となるように上下基板をは
り合わせた。上下基板の間隔は、スペーサーにより、8
.25μIとなるように構成した。
Example 1 Polyimide was applied and rubbed onto a glass substrate having a transparent electrode, and the upper and lower substrates were bonded together so that the twist angle was 180°. The distance between the upper and lower boards is 8 with spacers.
.. It was configured to have an output of 25 μI.

上下基板間にΔn=0.115なるネマティック液晶に
左まわりのねじれを誘起するカイラルネマティック液晶
S−811を添加したものを充填し、第1の液晶セルと
した。Δn□d1=0.95 μrn。
A nematic liquid crystal with Δn=0.115 to which chiral nematic liquid crystal S-811, which induces counterclockwise twisting, was added was filled between the upper and lower substrates to form a first liquid crystal cell. Δn□d1=0.95 μrn.

透光性を有するポリエーテルサルフオンフイルムを主体
としたフィルム基板を用い、同様に処理し、上下基板の
間に粒径分布の標準偏差が0.25μmの粒状の高分子
スペーサーを用い、上下基板の間隔が8.25μmとな
るように構成した第2の液晶セル(Δn2d、 =0 
、95μm)を作製した。第1の液晶セルと第2の液晶
セルを重なり合う基板面でのラビング方向がほぼ直交す
るように重ね合わせて、さらに、セルの上下をニュート
ラルグレーの偏光板ではさみ、液晶表示素子とした。偏
光板の偏光軸は、偏光板の隣接する基板上でのラビング
方向と45°の角度をなすように配置した。
A film substrate mainly made of translucent polyether sulfonate film was used, treated in the same way, and a granular polymer spacer with a standard deviation of particle size distribution of 0.25 μm was used between the upper and lower substrates. The second liquid crystal cell (Δn2d, =0
, 95 μm). The first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell were stacked so that the rubbing directions on the overlapping substrate surfaces were substantially orthogonal, and the cells were further sandwiched between neutral gray polarizing plates to form a liquid crystal display element. The polarization axis of the polarizing plate was arranged to form an angle of 45° with the rubbing direction of the polarizing plate on the adjacent substrate.

このようにして得た液晶表示素子は、背景色が白色で、
第1のセルへの電圧印加により黒色の表示が可能であっ
た。また、0.3μm程度のセル厚変動でも色むらは認
められなかった。電圧−透過率特性の急峻度は1.03
で、1/200dutyの時分割坊区動でも十分なコン
トラストが認められた。
The liquid crystal display element obtained in this way has a white background color,
Black display was possible by applying voltage to the first cell. Moreover, no color unevenness was observed even when the cell thickness varied by about 0.3 μm. The steepness of the voltage-transmittance characteristic is 1.03
Sufficient contrast was observed even in time-sharing motion with a duty of 1/200.

実施例2 実施例1において、第1の液晶セルを、ガラス基板を用
い、ツイスト角が180°、Δnd力<0.7μmとな
るように同様な方法で作製した。一方、第2の液晶セル
はポリエーテルスルホンフィルムの代りしこ一軸延伸ポ
リエステルフイルムを用1.N、Δ1.d2=0.7μ
mとなるように同様な方法で作製した。第1の液晶セル
と第2の液晶セルの組型なる基板での液晶配向方向がほ
ぼ直交するように重ね合わせて偏光板ではさんで液晶表
示素子とした。偏光板の透過軸は偏光板を隣接する基板
の光軸と平行するようにした。この素子は背景色がほぼ
白色であり第1の液晶層に電圧印加により濃紺の表示カ
スされた。
Example 2 A first liquid crystal cell was fabricated in the same manner as in Example 1 using a glass substrate so that the twist angle was 180° and the Δand force was less than 0.7 μm. On the other hand, the second liquid crystal cell uses a uniaxially stretched polyester film instead of the polyether sulfone film. N, Δ1. d2=0.7μ
It was produced in the same manner so that it became m. A first liquid crystal cell and a second liquid crystal cell were stacked so that the liquid crystal orientation directions on the assembled substrates were substantially perpendicular to each other and sandwiched between polarizing plates to form a liquid crystal display element. The transmission axis of the polarizing plate was made parallel to the optical axis of the substrate adjacent to the polarizing plate. The background color of this device was almost white, and dark blue display scum was produced by applying a voltage to the first liquid crystal layer.

実施例3 実施例1と同様に第1の液晶セルと第2の液晶セルを作
製し、2つのセルを組型なる基板での液晶配向方向がほ
ぼ直交するように重ね合わせて第1の液晶セルと第2の
液晶セルを低温硬化剤シリコン樹脂の厚さ約1μ票の接
合層を介し密着接合した後2枚の偏光板ではさんで液晶
表示素子とした。
Example 3 A first liquid crystal cell and a second liquid crystal cell were manufactured in the same manner as in Example 1, and the two cells were stacked so that the orientation directions of the liquid crystals on the molded substrates were almost perpendicular to each other to form a first liquid crystal cell. The cell and the second liquid crystal cell were closely bonded through a bonding layer of low temperature curing silicone resin with a thickness of about 1 μm, and then sandwiched between two polarizing plates to form a liquid crystal display element.

この素子は背景色がほぼ白色であり、第1の液晶セルに
電圧印加により濃紺の表示がされた。又、接合剤として
用いたシリコン樹脂は透明であり、屈折率が基板とほぼ
同じ(n岬1.4)ため表示性には何ら損傷はなかった
。むしろ、第1の液晶セルと第2の液晶セルの間に空気
層がなくなるため表示が明るくなった。更に、この表示
素子を60℃、90%に5001(rs放装しても表示
品質の欠陥は現われなかった。
The background color of this element was almost white, and a dark blue display was produced by applying a voltage to the first liquid crystal cell. Furthermore, since the silicone resin used as the bonding agent was transparent and had almost the same refractive index as the substrate (n-point 1.4), there was no damage to the display performance. Rather, the display became brighter because there was no air layer between the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell. Further, even when this display element was exposed to 5001 (rs) at 60° C. and 90%, no defects in display quality appeared.

また、シリコン樹脂の代りに合成樹脂系粘着剤を用いて
も同じ結果が得られた。
The same results were also obtained when a synthetic resin adhesive was used instead of silicone resin.

実施例4 透明電極を有するガラス基板にポリイミドを塗布、ラビ
ングし、ツイスト角が180°となるように上下基板を
はり合わせた。上下基板の間隔は、スペーサーにより8
.25μ飄となるように構成した。
Example 4 Polyimide was applied and rubbed onto a glass substrate having a transparent electrode, and the upper and lower substrates were bonded together so that the twist angle was 180°. The distance between the upper and lower boards is 8 with spacers.
.. It was configured to have a diameter of 25 μm.

上下基板間にΔn=0.115なるネマティック液晶に
左まわりのねじれを誘起するカイラルネマティック液晶
を添加したものを充填し、Δn1d1=0.95μmの
第1の液晶セルを作製した。実施例1と同様に透光性ポ
リエーテルスルホンフィルム(100μm)を用い第2
の液晶セルを作製した(Δn、d、=0.95μm)。
A nematic liquid crystal with Δn=0.115 to which a chiral nematic liquid crystal that induces counterclockwise twisting was added was filled between the upper and lower substrates to produce a first liquid crystal cell with Δn1d1=0.95 μm. As in Example 1, a second film was prepared using a translucent polyether sulfone film (100 μm).
A liquid crystal cell was fabricated (Δn, d, = 0.95 μm).

第1の液晶セルと第2の液晶セルを重なり合う基板面で
のラビング方向が直交するように重ねあわせ、さらにセ
ルの上下をニュートラルグレーの偏光板ではさみ、液晶
表示素子とした。偏光板の偏光軸は偏光板の隣接する基
板上でのラビング方向とβ、=45°、β、=−45’
の角度をなすように配置した。この液晶表示素子は背景
色が白色で、第1のセルへの電圧印加により黒色の表示
が可能であった。
The first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell were stacked so that the rubbing directions on the overlapping substrate surfaces were perpendicular to each other, and the cells were further sandwiched between neutral gray polarizing plates to form a liquid crystal display element. The polarization axis of the polarizing plate is the rubbing direction of the polarizing plate on the adjacent substrate and β, = 45°, β, = -45'
They were placed so as to form an angle of . This liquid crystal display element had a white background and was capable of displaying black by applying a voltage to the first cell.

実施例5 実施例1と同様にして、ツイスト角が180°、Δn1
d、=0.95、Δn1d、−Δn、d、=−0,45
または+0.45の液晶表示素子を作製した。このもの
は黒色背景上に白表示であり、一方の偏光板を90°回
転させることにより、白黒が反転した。また、同様にす
ぐれた時分割駆動特性を示した。
Example 5 Same as Example 1, twist angle is 180°, Δn1
d, = 0.95, Δn1d, -Δn, d, = -0,45
Or +0.45 liquid crystal display element was produced. This was a white display on a black background, and black and white were reversed by rotating one polarizing plate by 90 degrees. It also showed excellent time-division drive characteristics.

実施例6 実施例1において第2の液晶セルに右まわりのねじれを
誘起するカイラルネマティック液晶CB15を添加した
ものを用い、他は同様にして液晶表示素子を作製した。
Example 6 A liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 except that the second liquid crystal cell was added with chiral nematic liquid crystal CB15 that induces clockwise twist.

この場合にも白黒表示が可能であり、またすぐれた時分
割駆動特性が認められた。
In this case as well, black and white display was possible and excellent time-division drive characteristics were observed.

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

第1図は従来の液晶表示素子の構成例を示す断面図、第
2図は本発明の液晶表示素子の構成例を示す断面図、第
3図は、本発明液晶表示素子の角度関係の説明図である
。 1.1’、11.11’、21.21’・・・基板、1
1.11’・・・透光性プラスチックフィルム基板、2
1.21’・・・ガラス基板、5.5’ 、12.12
’ 、22.22’・・・配向膜、3.3’ 、22,
22’・・・電極、7,7’、15,25・・・偏光板
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a conventional liquid crystal display element, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a liquid crystal display element of the present invention, and FIG. 3 is an explanation of the angular relationship of the liquid crystal display element of the present invention. It is a diagram. 1.1', 11.11', 21.21'...Substrate, 1
1.11'...transparent plastic film substrate, 2
1.21'...Glass substrate, 5.5', 12.12
', 22.22'... alignment film, 3.3', 22,
22'... Electrode, 7, 7', 15, 25... Polarizing plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)表示用電極を有し、少なくとも一方がガラス基板
である2枚の基板に挾持され、基板に対して略水平に配
向し、厚み方向に120゜以上360゜以下のねじれた
構造を有し、正の誘電異方性を示す第1液晶層を有する
第1液晶セルと、透光性を有する2枚のプラスチックフ
ィルム基板に挾持され、基板に対して略水平に配向した
第2液晶層を有する第2液晶セルとの積層体を2枚の偏
光板で挾持させた構造を有し、第2液晶セルの液晶複屈
折率Δn_2と液晶層厚d_2との積Δn_2d_2と
第1液晶セルの液晶複屈折率Δn_1と液晶層厚d_1
との積Δn_1d_1との差が−0.6〜0.6μmの
範囲にあることを特徴とする液晶表示素子。
(1) It has a display electrode, is sandwiched between two substrates, at least one of which is a glass substrate, is oriented substantially horizontally to the substrates, and has a twisted structure of 120° or more and 360° or less in the thickness direction. a first liquid crystal cell having a first liquid crystal layer exhibiting positive dielectric anisotropy; and a second liquid crystal layer sandwiched between two transparent plastic film substrates and oriented substantially horizontally to the substrates. It has a structure in which a laminate with a second liquid crystal cell having Liquid crystal birefringence Δn_1 and liquid crystal layer thickness d_1
A liquid crystal display element characterized in that the difference between the product Δn_1d_1 and the product Δn_1d_1 is in the range of −0.6 to 0.6 μm.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02212812A (en) * 1989-02-14 1990-08-24 Ricoh Co Ltd Liquid crystal display element
DE4028107A1 (en) * 1990-09-05 1992-03-12 Vdo Schindling Rapid response LV LCD - uses difference of refraction between two cells, one of which is active and other passive

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