JPH01217316A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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Publication number
JPH01217316A
JPH01217316A JP63042048A JP4204888A JPH01217316A JP H01217316 A JPH01217316 A JP H01217316A JP 63042048 A JP63042048 A JP 63042048A JP 4204888 A JP4204888 A JP 4204888A JP H01217316 A JPH01217316 A JP H01217316A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
display element
display
color
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Pending
Application number
JP63042048A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Hirakata
純一 平方
Kazuyuki Funahata
一行 舟幡
Keiji Nagae
慶治 長江
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH01217316A publication Critical patent/JPH01217316A/en
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Abstract

PURPOSE:To form a background and a display part in an achromatic color and to execute a black-and-white display by correcting a phase by using a phase plate having double refractiveness with respect to a color determined by the constituting condition of a liquid crystal element. CONSTITUTION:A nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy to which an optically active substance is added is inserted and pinched between a pair of upper and lower electrode substrates 21, 22 arranged so as to be opposed to each other, and a twisted spiral structure within a range of 180 deg.-270 deg. is formed in its thickness direction. Subsequently, polarization axes 26, 27 or absorption axes of a pair of polarizing plates 24, 25 provided by pinching this spiral structure between them are arranged at a prescribed angle against the liquid crystal molecule array direction of the adjacent electrode substrate. In this case, as for a means forming a color generated in a liquid crystal display element in which the product DELTAn.(d) of thickness (d)(mum) of a liquid crystal layer and a refractive index anisotropy DELTAn of a liquid crystal is within a range of 0.4mum-1.5mum, to roughly an achromatic color, one sheet or more of plastic films having double refractivity are used as a phase plate. In such a way, a background and a display part are not colored, and a black- and-white display can be executed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示装置に係り、特に優れた時分割駆動特
性を有し、かつ白黒表示が可能な電界効果型液晶表示装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal display device, and particularly to a field effect liquid crystal display device that has excellent time division drive characteristics and is capable of black and white display.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第1図に従来の液晶表示装置に用いられている優れた時
分割駆動特性を有する液晶表示素子のツィステッドネマ
チックタイプと言われるもの斜視図を示す。同図に示す
ように、2枚の電極基板1゜2間に正の誘電異方性を有
するネマチック液晶3による180度から270度の範
囲にねじれたらせん構造を有し、かつ画電極基板の外側
には偏光板4,5をその偏光軸(あるいは吸収軸)6,
7どうしのなす挟角が20度から70度の範囲になるよ
うに配置するものであった。
FIG. 1 shows a perspective view of a so-called twisted nematic type liquid crystal display element having excellent time-division driving characteristics and used in a conventional liquid crystal display device. As shown in the figure, the picture electrode substrate has a spiral structure twisted in the range of 180 degrees to 270 degrees due to the nematic liquid crystal 3 having positive dielectric anisotropy between the two electrode substrates 1°2. On the outside, the polarizing plates 4 and 5 are arranged with their polarization axes (or absorption axes) 6,
They were arranged so that the included angle between them was in the range of 20 degrees to 70 degrees.

2枚の電極間で液晶分子が180度から270度の範囲
にねじれたらせん構造をなすように配向させるには、例
えば電極基板の、液晶に接する表面を布などで一方向に
こする方法、いわゆるラビング法によってなされる。こ
のときのこする方向、即ちラビング方向8,9が液晶分
子の配列方向となる。このようにして配向処理された2
枚の電極基板1,2をそれぞれのラビング方向8,9が
互いにほぼ180度から270度の範囲に交差するよう
に間隙をもたせて対向させ、2枚の電極基板1.2をシ
ール剤により接着し、その間隙に正の誘電異方性をもっ
たネマチック液晶3を封入すると、液晶分子はその電極
基板間でほぼ180度から270度の範囲に回転したら
せん状構造の分子配列をする。このようにして構成され
た液晶素子の上下には偏光板4,5が設けられるが、そ
の偏光軸(あるいは吸収軸)6,7は、コントラストの
最適値からそれぞれの電極基板に隣接する液晶分子の配
列方向を基準として、時計方向または反時計方向回りで
0度から70度の範囲間の大きさが必要となる。
In order to align the liquid crystal molecules between two electrodes so that they form a spiral structure twisted in the range of 180 degrees to 270 degrees, for example, the surface of the electrode substrate in contact with the liquid crystal can be rubbed in one direction with a cloth, etc. This is done by a so-called rubbing method. The rubbing direction at this time, that is, the rubbing directions 8 and 9, is the alignment direction of the liquid crystal molecules. 2 which was oriented in this way
The two electrode substrates 1 and 2 are placed facing each other with a gap such that their respective rubbing directions 8 and 9 intersect with each other in a range of approximately 180 degrees to 270 degrees, and the two electrode substrates 1 and 2 are bonded together using a sealant. However, when a nematic liquid crystal 3 having positive dielectric anisotropy is filled in the gap, the liquid crystal molecules are arranged in a spiral structure rotated in the range of approximately 180 degrees to 270 degrees between the electrode substrates. Polarizing plates 4 and 5 are provided above and below the liquid crystal element configured in this way, and the polarization axes (or absorption axes) 6 and 7 of the liquid crystal molecules adjacent to each electrode substrate are determined from the optimum value of contrast. A size between 0 degrees and 70 degrees clockwise or counterclockwise is required based on the arrangement direction of .

なお、第1図にはバックライ1−10を配置した透過モ
ードを示したが、反射モードの動作も、動作原理は透過
モードの場合と実質上同じである。
Although FIG. 1 shows a transmission mode in which the backlight 1-10 is arranged, the principle of operation in the reflection mode is substantially the same as that in the transmission mode.

このような構造の液晶表示を用いたデイスプレィの印加
電圧と輝度の関係を第2図に示す。同図にはノーマリ−
オープンモードAとノーマリ−クローズモードBの2つ
のモードを示したが、いずれも印加電圧に対して輝度が
急峻に立ち上がる特性を有する。この特性がコントラス
トを低下させることなく高時分割駆動□を可能にしてい
る要因である。
FIG. 2 shows the relationship between applied voltage and brightness of a display using a liquid crystal display having such a structure. The figure shows normal
Two modes, open mode A and normally closed mode B, are shown, and both have the characteristic that the brightness rises steeply with respect to the applied voltage. This characteristic is a factor that enables high time-division driving □ without reducing contrast.

ここで、時分割駆動についてドツトマトリクスデイスプ
レィを例に取って簡単に説明する。第3図に示すように
、下側電極基板にストライプ状のY電極(信号電極)1
2を、上側電極基板にX電極(走査電極)11を形成し
、文字等の表示は、X、Y両電極の交点部の液晶を点灯
あるいは非点灯にして行う。同図において、n本の走査
電極をXll X21 ” X n + Xll xz
、 ++++++ X nと繰返し線順次走査を繰り返
して時分割駆動を行う。ある走査電極(図においてはX
a)が選択されたとき、その電極上のすべての画素に、
信号電極12であるYl、 Y2.・・・Ynより、表
示すべき信号に従い選択または非選択の表示信号を同時
に加える。このように、走査電極11と信号電極12に
加える電圧パルスの組み合わせで交点の点灯、非点灯を
選択する。この場合の走査電極Xの数が時分割数に相当
する。
Here, time-division driving will be briefly explained using a dot matrix display as an example. As shown in Figure 3, striped Y electrodes (signal electrodes) 1 are formed on the lower electrode substrate.
2, an X electrode (scanning electrode) 11 is formed on the upper electrode substrate, and characters and the like are displayed by lighting or not lighting the liquid crystal at the intersection of both the X and Y electrodes. In the same figure, n scanning electrodes are Xll X21 ” X n + Xll xz
, ++++++++ X n and repeated line sequential scanning is repeated to perform time division driving. A certain scanning electrode (X in the figure)
When a) is selected, all pixels on that electrode,
Yl, Y2, which are signal electrodes 12; . . . From Yn, a selected or non-selected display signal is simultaneously added according to the signal to be displayed. In this way, depending on the combination of voltage pulses applied to the scanning electrode 11 and the signal electrode 12, lighting or non-lighting at the intersection is selected. The number of scanning electrodes X in this case corresponds to the number of time divisions.

ただし、この優れた時分割駆動特性を有する液晶表示の
ツィステッドネマチックタイプと言われるものは、第4
図にブルーモード時の背景色または表示色を018色度
座標上に示したが、背景または表示部の少なくとも一方
に色が付き、白黒表示ができなかった。
However, the so-called twisted nematic type of liquid crystal display, which has this excellent time-division drive characteristic, is
Although the background color or display color in the blue mode is shown on the 018 chromaticity coordinate in the figure, at least one of the background or the display section is colored, and black and white display cannot be performed.

しかし、近年、液晶表示素子の画質の改善と表示情報量
の増大に対する要求が厳しくなっており、要求仕様は、
白黒表示、強いてはカラー表示へと移行している状況で
ある。このためセイコーエプソン社は、液晶表示を二層
構造とし、すなわち逆ねじり、同ツイス1−角、同Δn
−dを持つ液晶素子を重ね、白黒表示を実現している。
However, in recent years, demands for improving the image quality of liquid crystal display elements and increasing the amount of displayed information have become stricter, and the required specifications are as follows:
The situation is that there is a shift from black and white display to color display. For this reason, Seiko Epson made the liquid crystal display a two-layer structure, namely, reverse twist, same twist 1-angle, and same Δn.
-d liquid crystal elements are stacked to achieve black and white display.

(実利、永FBI、和田:テレビジョン学会技術報告、
] 1.P79,1987) 〔発明か解決しようとする課題〕 上記従来技術は、白黒表示を実現するために、八〇−d
を正確に一致させる必要があり、製造が難しく量産性が
低かった。
(Sanetoshi, Ei FBI, Wada: Television Society Technical Report,
] 1. P79, 1987) [Problem to be solved by the invention] In the above-mentioned prior art, in order to realize black and white display, 80-d
It was difficult to manufacture and mass production was low because it required precise matching.

本発明の目的は、背景と表示部の色を無彩色にし、白黒
表示を可能にするとともに、カラー表示を可能にするこ
とである。
An object of the present invention is to make the background and the display part achromatic to enable black and white display as well as color display.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、液晶素子の構成条件により決定する色に対
し、複屈折性を有する位相板を用いて位相補正すること
により、背景および表示部を無彩色にすることかでき、
白黒表示が達成される。
The above purpose is to make the background and display part achromatic by correcting the phase using a phase plate having birefringence for the color determined by the configuration conditions of the liquid crystal element.
A black and white display is achieved.

〔作用〕[Effect]

優れた時分割駆動特性を有する液晶素子のライステラ)
・ネマチックタイプと言われるものは、背景または表示
部の少なくとも、いずれか一方に色が付く。この背景ま
たは表示部の少なくとも、いずれか一方に付いた色に対
し、複屈折性を有する位相板を用いて位相補正すること
により、背景および表示部を無彩色にする。それによっ
て、従来の背景または表示部の少なくとも、いずれか一
方に色が付いていた優れた時分割駆動特性を有するシイ
ステッドネマチック液晶表示装置において、背景と表示
部に色が付かないようになり、白黒表示が可能になる。
Rice Terra (liquid crystal element with excellent time-division drive characteristics)
・What is called a nematic type has a color on at least one of the background or display area. A phase plate having birefringence is used to correct the phase of the color attached to at least one of the background and the display section, thereby rendering the background and the display section achromatic. As a result, in a sheathed nematic liquid crystal display device having excellent time-division driving characteristics, where at least one of the background and display part is colored, the background and display part are no longer colored. Black and white display is possible.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施するに好適な液晶表示素子について
、図面を用いて説明する。
Hereinafter, a liquid crystal display element suitable for carrying out the present invention will be explained using the drawings.

第5図は本発明になる液晶表示素子を上側から見た場合
の液晶分子の配列方向(例えばラビング方向)、液晶分
子のねじれ方向、偏光板の吸収軸(あるいは偏光軸)方
向を示している。第6図はそれらの関係を示す斜視図で
ある。
Figure 5 shows the alignment direction of liquid crystal molecules (for example, rubbing direction), the twisting direction of liquid crystal molecules, and the absorption axis (or polarization axis) direction of the polarizing plate when the liquid crystal display element according to the present invention is viewed from above. . FIG. 6 is a perspective view showing their relationship.

液晶分子23のねじれ方向とねじれ角αは、上側電極基
板21のラビング方向28と下側電極基板22のラビン
グ方向29及びネマチック液晶に添加される旋光性物質
の種類と量によって規定される。ねじれ角αは、しきい
値近傍の点灯状態が光を散乱する配向となることから最
大値が制限され、270度が上限であり、また下限はコ
ントラストによって制限され、180度が限界である。
The twist direction and twist angle α of the liquid crystal molecules 23 are defined by the rubbing direction 28 of the upper electrode substrate 21, the rubbing direction 29 of the lower electrode substrate 22, and the type and amount of the optically active substance added to the nematic liquid crystal. The maximum value of the twist angle α is limited because the lighting state near the threshold value is an orientation that scatters light, and the upper limit is 270 degrees, and the lower limit is limited by the contrast, and the limit is 180 degrees.

本実施例では、走査線数が200本以上でも、コントラ
ス1〜が十分に満足できるような白黒表示が可能な液晶
素子を提供することを目的としたので、ねじれ角αは2
60度とした。
In this embodiment, the twist angle α was set to 2 because the purpose of this embodiment was to provide a liquid crystal element capable of displaying black and white with a sufficiently satisfactory contrast of 1 or more even when the number of scanning lines was 200 or more.
It was set at 60 degrees.

上側偏光板24の偏光軸(あるいは吸収軸)26と下側
偏光板25の偏光軸(あるいは吸収軸)27とのなす角
β3は、コントラスト、明るさ、色等を考慮すると、位
相板を用いない場合には0度から60度の範囲が好まし
い。しかし、位相板を用いた本実施例では、偏光板とし
て例えば日東電工製G1225DUを用い、β3は20
度とした。また、上側偏光板24の偏光軸(あるいは吸
収軸)26と上側電極基板21のラビング方向28との
なす角β1及び下側偏光板2Sの偏光軸(あるいは吸収
軸)27と下側電極基板22のラビング方向29とのな
す角β2はコン1へラスト、明るさ及び色等を考慮する
と0度から60度の範囲が望ましい。本実施例ではβ1
を20度、β2を40度とした。
The angle β3 formed between the polarization axis (or absorption axis) 26 of the upper polarizing plate 24 and the polarization axis (or absorption axis) 27 of the lower polarizing plate 25 is determined by considering contrast, brightness, color, etc. when using a phase plate. If not, a range of 0 degrees to 60 degrees is preferred. However, in this example using a phase plate, for example, G1225DU manufactured by Nitto Denko is used as a polarizing plate, and β3 is 20
It was a degree. Also, the angle β1 between the polarization axis (or absorption axis) 26 of the upper polarizing plate 24 and the rubbing direction 28 of the upper electrode substrate 21, the polarization axis (or absorption axis) 27 of the lower polarizing plate 2S and the lower electrode substrate 22, The angle β2 formed by the rubbing direction 29 is preferably in the range of 0 degrees to 60 degrees, considering the last, brightness, color, etc. of the controller 1. In this example, β1
was set to 20 degrees, and β2 was set to 40 degrees.

また、本実施例になる液晶表示素子は、顕著なΔn−d
n−性を示し、コントラスト、明るさ、色の点から0.
4μm≦Δn−d≦1.5μmの条件を満足すると、特
に良好な特性を示し、0.4μm以下では透過率が低く
、1.5μm以上ではコントラスト比が低いために表示
特性が低下する。
Further, the liquid crystal display element according to this example has a remarkable Δn−d
It exhibits n-character and is 0.0 in terms of contrast, brightness, and color.
When the condition of 4 μm≦Δn-d≦1.5 μm is satisfied, particularly good characteristics are exhibited; when the thickness is 0.4 μm or less, the transmittance is low, and when the thickness is 1.5 μm or more, the contrast ratio is low and the display characteristics are deteriorated.

ここで、Δnの値については波長依存性があり、短波長
側で大きく、長波長側で小さくなる傾向がある。本明細
書で使用しているΔnの値は、He−Neレーザ光(波
長6328人)を使用し、25℃で測定したものである
。本実施例ではビンエニール系液晶とエステルシクロヘ
キサン系液晶を主成分とするネマチック液晶で、旋光性
物質としてメルク社の8811を0.5重量%添加した
ものである。また、本実施例では、Δn =0.083
の液晶を用い、液晶層の厚さは6μmとした。したがっ
て、本実施例の液晶素子のΔn−dは、0.5 になる
ように設定した。
Here, the value of Δn has wavelength dependence, and tends to be large on the short wavelength side and small on the long wavelength side. The value of Δn used in this specification was measured at 25° C. using He-Ne laser light (wavelength 6328). In this example, a nematic liquid crystal whose main components are a vinyl enyl liquid crystal and an ester cyclohexane liquid crystal is used, and 0.5% by weight of Merck's 8811 as an optically active substance is added. In addition, in this example, Δn =0.083
The thickness of the liquid crystal layer was 6 μm. Therefore, Δn-d of the liquid crystal element of this example was set to 0.5.

さらに、上記のような液晶表示素子と偏光板の構成では
、前述したように背景と表示部′に色が付くので、本発
明では、液晶表示素子と上側偏光板24との間に背景色
と表示色を無彩色にするための位相板を配置した。
Furthermore, in the configuration of the liquid crystal display element and the polarizing plate as described above, the background and the display section' are colored as described above. A phase plate was installed to make the display color achromatic.

本実施例では、この背景色と表示色を無彩色にするため
の位相板として、ねじれ角αが0度、いわゆる平行配向
の液晶素子を用いた。
In this embodiment, a so-called parallel alignment liquid crystal element with a twist angle α of 0 degrees was used as a phase plate for making the background color and display color achromatic.

この位相板としての平行配向液晶素子の上側基板3]の
ラビング方向34と上側偏光板24の偏光軸26とのな
す角β4及び下側基板32のラビング方向35と下側偏
光板25の偏光軸27とのなす角β5は、液晶表示素子
の背景色及び表示色の補色をつくることを考慮すると、
0度から60度の範囲が望ましい。
The angle β4 between the rubbing direction 34 of the upper substrate 3 of the parallel-aligned liquid crystal element serving as a phase plate and the polarization axis 26 of the upper polarizing plate 24, and the rubbing direction 35 of the lower substrate 32 and the polarization axis of the lower polarizing plate 25 Considering that the angle β5 formed with 27 is a complementary color to the background color and display color of the liquid crystal display element,
A range of 0 degrees to 60 degrees is desirable.

本実施例では、β4を25度、β5を45度またはβ4
を65度、β5を45度とした。さらに、この位相板と
しての平行配向液晶素子のΔn−dは0.36とした。
In this example, β4 is 25 degrees, β5 is 45 degrees, or β4
was set at 65 degrees, and β5 was set at 45 degrees. Further, Δn-d of the parallel alignment liquid crystal element serving as the phase plate was set to 0.36.

尚、本実施例では、光源15として冷陰極管を用いたが
、熱陰極管やエレクトロルミネツセン1−でもよい。
In this embodiment, a cold cathode tube is used as the light source 15, but a hot cathode tube or an electroluminescent tube 1- may also be used.

このような液晶素子の構成にすることにより、背景色及
び表示色を無彩色にすることができる。
By configuring the liquid crystal element in this manner, the background color and display color can be made achromatic.

本実施例では、ねじれ角αが260度の液晶表示素子を
用いたが、ねじれ角αが180度から270度の範囲、
さらに、それ以上の範囲でも同様に背景色及び表示色を
無彩色にすることができる。
In this example, a liquid crystal display element with a twist angle α of 260 degrees was used;
Furthermore, even in a larger range, the background color and display color can be made achromatic.

尚、本実施例では、光源15として冷陰極管を用いたが
、光源を用いずに反射板を用いた外光利用型でも、同様
の無彩色が得られる。
In this embodiment, a cold cathode tube is used as the light source 15, but a similar achromatic color can be obtained even by using an external light type that uses a reflector without using a light source.

第7図には本実施例における背景及び表示部の色をCI
E色度座標に示した。同図に示すように、背景色及び表
示部の色ともにC光源に近いところにあって無彩色にな
っており、白黒表示になっていることをしめしている。
Figure 7 shows the colors of the background and display area in this example.
Shown in E chromaticity coordinates. As shown in the figure, both the background color and the color of the display section are achromatic near the C light source, indicating that the display is black and white.

また、このときの白表示時の輝度と黒表示時の輝度との
比であるコントラスト比は9対1である。
Further, the contrast ratio, which is the ratio of the luminance during white display and the luminance during black display, is 9:1 at this time.

第8図には本発明を実施するに好適な別の実施例による
液晶素子の構成を示す。同図に示すように、第6図に示
したねじれ角αが260度でΔn・dが0.5 の液晶
表示素子の変わりに、ねじれ角αが260度でΔn−d
が0.5 のゲスト・ホスト型液晶表示素子を用い、他
の構成は第6図と同じである。
FIG. 8 shows the structure of a liquid crystal element according to another embodiment suitable for carrying out the present invention. As shown in the figure, instead of the liquid crystal display element with a twist angle α of 260 degrees and Δn-d of 0.5 shown in FIG.
A guest-host type liquid crystal display element with 0.5 is used, and the other configurations are the same as in FIG.

第9図には本実施例における背景及び表示部の色をCI
E色度座標に示した。同図に示すように、背景色及び表
示部の色ともにC光源に近いところにあって無彩色にな
っており、白黒表示になっていることをしめしている。
Figure 9 shows the colors of the background and display area in this example.
Shown in E chromaticity coordinates. As shown in the figure, both the background color and the color of the display section are achromatic near the C light source, indicating that the display is black and white.

また、このときの白表示時の輝度と黒表示時の輝度との
比であるコントラスト比は15対1である。
Further, the contrast ratio, which is the ratio of the luminance during white display and the luminance during black display, is 15:1.

尚、本実施例において液晶表示素子のΔn−dを0.5
  としたが、Δn−dが0.96から0.97 の液
晶表示素子を用いた場合でも、同様の白黒表示が得られ
る。
In this example, Δn-d of the liquid crystal display element was set to 0.5.
However, a similar black and white display can be obtained even when a liquid crystal display element with Δn-d of 0.96 to 0.97 is used.

その構成は、第6図及び第8図に示すものと同様である
か、位相板として用いる液晶素子にねじれ角αが1−8
0度のものを用いる。このときのβ1は50度、β2は
30度、β3は20度、β4は25度、β5は45度で
ある。
The configuration is similar to that shown in FIGS. 6 and 8, or the liquid crystal element used as a phase plate has a twist angle α of 1-8.
Use one with a temperature of 0 degrees. At this time, β1 is 50 degrees, β2 is 30 degrees, β3 is 20 degrees, β4 is 25 degrees, and β5 is 45 degrees.

以上より、位相板として液晶素子を用いる場合、駆動用
液晶素子とツイスト角を等しくする必要はない。
From the above, when using a liquid crystal element as a phase plate, it is not necessary to make the twist angle equal to that of the driving liquid crystal element.

第10図には第8図に示した構成において、液晶表示素
子として有機カラーフィルターを備えた液晶表示素子を
用い、1’/2’OOデユーテイで駆動した場合の表示
色をCIE色度座標上に示した。
Figure 10 shows the display colors on CIE chromaticity coordinates when a liquid crystal display element equipped with an organic color filter is used as the liquid crystal display element in the configuration shown in Figure 8 and driven at a 1'/2'OO duty. It was shown to.

同図に示すように、各色とも色純度が高く、表色範囲の
広いことが判る。尚、本実施例で用いた有機カラーフィ
ルターは、液晶カラーテレビジョン受像機に使用してい
るものを用いた。
As shown in the figure, each color has high color purity and a wide color range. The organic color filter used in this example was one used in liquid crystal color television receivers.

第11図には本発明を実施するに好適な別の実施例によ
る液晶素子の構成を示す。同図に示すように、第6図に
示した位相板として用いた平行配向液晶素子のかわりに
、複屈折性を有するプラスチックフィルムを用いたもの
であり、フィルムの延伸軸と」二側基板61のラビング
軸方向68のなす角はほぼ90°を成し、その他の構成
は同しである。
FIG. 11 shows the structure of a liquid crystal element according to another embodiment suitable for carrying out the present invention. As shown in the figure, a plastic film having birefringence is used instead of the parallel alignment liquid crystal element used as the phase plate shown in FIG. The angle formed by the rubbing axis direction 68 is approximately 90°, and the other configurations are the same.

第1−2図にはその構成における背景色と表示部の色を
CJE色度座標上に示したものである。同図に示すよう
に、背景及び表示部の色は、C光源に近い無彩色となり
、白黒表示が可能になる。
In FIG. 1-2, the background color and the color of the display section in this configuration are shown on the CJE chromaticity coordinates. As shown in the figure, the color of the background and display section is an achromatic color similar to that of the C light source, allowing black and white display.

尚、位相板として用いるプラスチックフィルムは、透過
光の波長依存性が、液晶の透過光の波長依存性に近いこ
とか望ましい。図13に八n−d−〇、75μmの液晶
素子の透過光の波長依存性を、図14にΔn−d =0
.4.3 μm の位相板として用いたポリカーボネー
トフィルムの透過光の波長依存性を、図15に△n−d
=2.53μmの位相板として効果の小さいペラ1へフ
ィルムの透過光の波長依存性を示す。
Note that it is desirable that the plastic film used as the phase plate has wavelength dependence of transmitted light close to wavelength dependence of transmitted light of liquid crystal. Figure 13 shows the wavelength dependence of transmitted light of a liquid crystal element with a diameter of 8n-d-〇 and 75μm, and Figure 14 shows the wavelength dependence of transmitted light with Δn-d = 0.
.. Figure 15 shows the wavelength dependence of the transmitted light of the polycarbonate film used as a 4.3 μm phase plate.
The wavelength dependence of light transmitted through the film to Peller 1, which has a small effect as a phase plate of =2.53 μm, is shown.

第16図に白黒表示か可能となる、ポリカーボネートフ
ィルム合とツイスト角240°の液晶素子のΔr1・d
の関係を示す。白黒表示を実現するΔn−dの解は−っ
てなく、周期性を持ち、2π・Δn−d/λ±mπ/2
を満たし、mが整数の時に白黒表示となる。たとえば、
ライス1−角240°、Δn−d=0.80μm の液
晶素子において、ポリカーボネートフィルムのΔn−d
は、偏光板を直行ニコルとした時は、0238μmと0
.85μmで、平行ニコルの時は、0.56μmの時に
白黒表示となる。
Figure 16 shows Δr1・d of a polycarbonate film and a liquid crystal element with a twist angle of 240°, which enables black and white display.
shows the relationship between The solution of Δn-d that realizes black and white display is not negative, has periodicity, and is 2π・Δn-d/λ±mπ/2
is satisfied and m is an integer, the display becomes black and white. for example,
In a liquid crystal element with a rice 1 angle of 240° and Δn-d = 0.80 μm, Δn-d of the polycarbonate film
is 0238 μm and 0 when the polarizing plate is made of orthogonal Nicols.
.. When it is 85 μm and parallel Nicols, a black and white display is obtained when it is 0.56 μm.

図17に実験より得られた、ポリカーボネートフィルム
を用いた時のフィルムの△n−dとコン1ヘラス1〜比
の関係を示す。
FIG. 17 shows the relationship between Δn-d of the film and the Con1 Hellas 1-ratio when a polycarbonate film was used, which was obtained through an experiment.

図1.8に実験より得られた、ポリカーボネートフィル
ムを用いた時のフィルムのΔn−dと透過率の関係を示
す。
Figure 1.8 shows the relationship between Δn-d and transmittance of a polycarbonate film obtained through experiments.

図19に実験より得られた、ポリカーボネートフィルム
を用いた時のフィルムのΔn−dとコン1〜ラスト比及
び透過率の関係を示すが、高コントラスト比10 : 
1以上、高透過率15%以」二を得るためのフィルムの
八〇−dの範囲は0.2μmから1.2μmか望ましい
FIG. 19 shows the relationship between Δn-d, contrast ratio, and transmittance of a polycarbonate film obtained through experiments.
1 or higher and a high transmittance of 15% or higher, the 80-d range of the film is preferably from 0.2 μm to 1.2 μm.

以上240瓜ツイストの液晶素子について説明を行なっ
てきたが、液晶素子のΔn−dの範囲が0.4μmから
1.5μ’mの時、ライス1−角180度から270度
の範囲の液晶素子でも、同様の結果を示す。
The liquid crystal element with 240 melon twist has been explained above, but when the Δn-d range of the liquid crystal element is from 0.4 μm to 1.5 μ'm, the liquid crystal element with a rice angle of 180 degrees to 270 degrees However, it shows similar results.

尚、位相板として用いる複屈折性を有するプラスチック
フィルムは、上記ポリカーボネートフィルムのイ也、ポ
リヒニルアルコール、ドリアニルシアル−I・フィルム
でも同様の結果が得られた。
Similar results were obtained using the above-mentioned polycarbonate film, polyhinyl alcohol, and dorianyl sial-I film as the birefringent plastic film used as the phase plate.

フィルムの△n−dの調整には、フィルム製造過程にお
いてフィルムの厚さdを変化させる手法と延伸率を変え
てΔr)を変化させる手法の他、フィルt3を積層する
ことtこより、△n−dを変化させるf法も可能である
In addition to the method of changing the thickness d of the film and the method of changing Δr by changing the stretching ratio in the film manufacturing process, the adjustment of Δn-d of the film can be done by laminating the film t3. An f method in which −d is varied is also possible.

図20は、フィルムの積層法を示すが、フィル11の延
伸軸をわずかにすらして積層することにより、フィルム
にOoから360°の旋光性を持たせることも可能であ
る。
FIG. 20 shows a film lamination method, but it is also possible to give the film an optical rotation of 360° from Oo by laminating the film 11 with the stretching axis slightly smoothed.

図21は、偏光板と位相板フィルムを一体構造にした図
を示す。フィルムを偏光板1、こ裏打ちすることにより
、素子構造かffff略化可能である。
FIG. 21 shows a diagram in which a polarizing plate and a phase plate film are integrated into one structure. By backing the film with the polarizing plate 1, the element structure can be simplified.

尚、位相板として用いる液晶素子及び複屈折性を有する
プラスチックフィルムを、ねじれ角αが180度から2
70度の範囲の液晶表示素子と上側偏光板との間に配置
した構成について説明したが、位相板として用いる液晶
素子及び複屈折性を有するプラスチックフィル11を、
ねじれ角αか180度から270度の範囲の液晶表示素
子と下側偏光板との間に配置した構成についても、同様
に背景色及び表示色を無彩色にすることができ、白黒表
示か得られる。
Note that the liquid crystal element and the plastic film having birefringence used as the phase plate have a twist angle α of 180 degrees to 2 degrees.
Although the configuration has been described in which the liquid crystal display element in the range of 70 degrees and the upper polarizing plate are arranged, the liquid crystal element used as a phase plate and the plastic film 11 having birefringence are
Similarly, for a configuration arranged between a liquid crystal display element with a twist angle α in the range of 180 degrees to 270 degrees and a lower polarizing plate, the background color and display color can be made achromatic, and black and white display is possible. It will be done.

さらに、位相板として用いる複屈折性を有するプラスチ
ックフィルムの少なくともいずれか一方の面を、赤、緑
、青に印刷なとしこより着色することにより、カラーフ
ィルターの機能を持たせ、液晶表示のカラー表示も可能
である。
Furthermore, by printing at least one side of the birefringent plastic film used as a phase plate in red, green, or blue, it can be used as a color filter to display color on a liquid crystal display. is also possible.

以上、説明したように背景または表示部の色を液晶表示
素子と複屈折性を有する部材とを組み合わせることによ
り、背景及び表示部の色を無彩色にし、白黒表示を可能
にした。
As described above, by combining a liquid crystal display element and a member having birefringence, the background or display part can be made achromatic, making black-and-white display possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、背景及び表示部の色を無彩色にするこ
とができるので、白黒表示が可能になるという効果があ
る。
According to the present invention, since the color of the background and the display section can be made achromatic, there is an effect that black and white display is possible.

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

第1図は従来の優れた時分割駆動特性を有するツィステ
ッドネマチックタイプの液晶素子の構成図、第2図は従
来及び本発明の液晶素子を用いたデイスプレィの印加電
圧と輝度の関係を示す特性図、第3図は時分割駆動を説
明するためのドツトマトリクスデイスプレィの構成図、
第4図は従来の優れた時分割駆動特性を有するツィステ
ッドネマチックタイプの液晶表示素子の背景色及び表示
色をCIE色度座標上に示した図、第5図は本発明の液
晶表示素子を上側から見た場合の液晶分子の配向方向(
例えばラビング方向)、液晶分子のねじれ方向、偏光板
の吸収軸(あるいは偏光軸)方向を示す図、第6図は第
5図の関係を示す斜視図、第7図は本発明における液晶
表示素子の背景及び表示部の色をCIE色度座標上に示
した図、第8図は本発明の別の実施例における液晶表示
素子の構成を示す図、第9図は第8図に示す構成の実施
例における液晶表示素子の背景及び表示部の色をCIE
色度座標上に示した図、第10図は有機カラーフィルタ
ーを備えた液晶表示素子を用いた場合の表示色をCIE
色度座標上に示した図、第11図は本発明の別の実施例
における液晶表示素子の構成を示す図、第12図は第1
1図に示す構成の実施例における液晶表示素子の背景及
び表示部の色をCIE色度座標上に示した図、第13図
はツイスト角240°、Δn−d=0.72μmの液晶
素子の透過光の波長依存性を示す図、第14図はΔn−
d:=0.49μm のポリカーボネートフィルムの透
過光の波長依存性を示す図、第15図はΔn−d;1.
20μmのペットフィルムの透過光の波長依存性を示す
図、第16図は白黒表示を可能とするーポリカーボネー
トフィルムのΔn−dと液晶素子のΔn−dの関係を示
す図、第17図はポリカーボネートフィルムのΔn−d
とコントラスト比の関係を示す図、第18図はポリカー
ボネートフィルムのΔn−dと透過率の関係を示す図、
第19図はポリカーボネートフィルムのΔn−dとコン
トラスト比と透過率の関係を示す図、第20図はフィル
ムの積層法の例を示す図、第21図はフィルムと偏光板
の積層法の例を示す図である。 ]、21,41.61・・・液晶表示素子の上側電極基
板、2,22,42.62・・・液晶表示素子の下側電
極基板、3,23,3.’3,4.3,53,63・・
・液晶分子、4,24,44,64・・・上側偏光板、
5.25,45.65・・・下側偏光板、6,26゜4
6.66・・・上側偏光板の偏光軸、7.27゜47.
67・・下側偏光板の偏光軸、8,28゜4.8.68
・・液晶表示素子の上側電極基板のラビング方向、9,
29,49.’69・・・液晶表示素子の下側電極基板
のラビング方向、10,30゜50.70・・バックラ
イj・、11・・・走査電極、12・・・信号電極、3
1 、.51・・・位相板として用いる液晶素子の上側
電極基板、32,52・・・位相板として用いる液晶素
子の下側電極基板、34゜54・・位相板として用いる
液晶素子の上側電極基板のラビング方向、35.・55
・・・位相板として用いる液晶素子の下側電極基板のラ
ビング方向、56・・・2色性色素、71,72.75
・・・複屈折性を有するプラスチックフィルム、73・
・・プラスチックフィルムの延伸軸、74・・・偏光板
Figure 1 is a configuration diagram of a conventional twisted nematic type liquid crystal element with excellent time-division drive characteristics, and Figure 2 is a characteristic showing the relationship between applied voltage and brightness of displays using the conventional and present liquid crystal elements. 3 is a configuration diagram of a dot matrix display for explaining time-division driving,
Figure 4 is a diagram showing the background color and display color of a conventional twisted nematic type liquid crystal display element with excellent time-division driving characteristics on CIE chromaticity coordinates, and Figure 5 is a diagram showing the background color and display color of a liquid crystal display element of the present invention. Orientation direction of liquid crystal molecules when viewed from above (
For example, the rubbing direction), the twist direction of liquid crystal molecules, and the absorption axis (or polarization axis) direction of the polarizing plate; FIG. 6 is a perspective view showing the relationship in FIG. 5; FIG. 7 is a liquid crystal display element according to the present invention. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a liquid crystal display element in another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the liquid crystal display element in another embodiment of the present invention. The color of the background and display part of the liquid crystal display element in the example was determined by CIE.
The diagram shown on the chromaticity coordinates, Figure 10, shows the CIE color display when using a liquid crystal display element equipped with an organic color filter.
11 is a diagram showing the configuration of a liquid crystal display element in another embodiment of the present invention, and FIG.
A diagram showing the background and display part colors of the liquid crystal display element in the example of the configuration shown in Figure 1 on CIE chromaticity coordinates. A diagram showing the wavelength dependence of transmitted light, Figure 14 is Δn-
d:=0.49 μm A diagram showing the wavelength dependence of transmitted light of a polycarbonate film, FIG. 15 is Δn−d;1.
A diagram showing the wavelength dependence of transmitted light of a 20 μm PET film, Figure 16 is a diagram showing the relationship between Δn-d of the polycarbonate film and Δn-d of the liquid crystal element, and Figure 17 is a diagram showing the relationship between Δn-d of the polycarbonate film and Δn-d of the liquid crystal element. Δn-d of film
FIG. 18 is a diagram showing the relationship between Δn-d and transmittance of polycarbonate film,
Figure 19 is a diagram showing the relationship between Δn-d, contrast ratio, and transmittance of a polycarbonate film, Figure 20 is a diagram showing an example of a film lamination method, and Figure 21 is a diagram showing an example of a film and polarizing plate lamination method. FIG. ], 21, 41.61... Upper electrode substrate of liquid crystal display element, 2, 22, 42.62... Lower electrode substrate of liquid crystal display element, 3, 23, 3. '3, 4. 3, 53, 63...
・Liquid crystal molecules, 4, 24, 44, 64...upper polarizing plate,
5.25, 45.65...lower polarizing plate, 6,26°4
6.66...Polarization axis of upper polarizing plate, 7.27°47.
67... Polarization axis of lower polarizing plate, 8,28°4.8.68
...Rubbing direction of upper electrode substrate of liquid crystal display element, 9,
29,49. '69...Rubbing direction of lower electrode substrate of liquid crystal display element, 10,30°50.70...Backlight j., 11...Scanning electrode, 12...Signal electrode, 3
1. 51... Upper electrode substrate of the liquid crystal element used as a phase plate, 32, 52... Lower electrode substrate of the liquid crystal element used as a phase plate, 34° 54... Rubbing of the upper electrode substrate of the liquid crystal element used as a phase plate Direction, 35.・55
...Rubbing direction of lower electrode substrate of liquid crystal element used as phase plate, 56...Dichroic dye, 71,72.75
...Plastic film with birefringence, 73.
...Plastic film stretching axis, 74...Polarizing plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、正の誘電異方性を有し、旋光性物質が添加されたネ
マチツク液晶が、対向配置された上下一対の電極基板間
に挟持され、その厚さ方向に180度から270度の範
囲内のねじれたらせん構造を形成し、かつこのらせん構
造を挟んで設けられた一対の偏光板の偏光軸あるいは吸
収軸を、隣接する電極基板の液晶分子配列方向と所定の
角度に配置し、その液晶層の厚みd(μm)と液晶の屈
折率異方性Δnの積Δn・dが0.4μmから1.5μ
mの範囲にある液晶表示素子において生ずる色を、概略
無彩色にする手段に位相板として、1枚以上の複屈折性
を有するプラスチックフィルムを用いたことを特徴とす
る液晶表示素子。 2、特許請求の範囲第1項記載の液晶表示素子において
、ポリカーボネート、あるいはポリビニルアルコール、
あるいはトリアニルシアノレートを材料としたプラスチ
ックフィルムを用いた液晶表示素子。 3、特許請求の範囲第1項記載の液晶表示素子において
、プラスチックフィルムを少なくとも一枚以上積層する
ことを特徴とする液晶表示素子。 4、特許請求の範囲第1項記載の液晶表示素子において
、複屈折性を有するプラスチックフィルムを少なくとも
一枚以上積層し、そのプラスチックフィルムの延伸軸を
ずらすことにより、旋光性を持たせたことを特徴とする
液晶表示素子。 5、特許請求の範囲第1項記載の液晶表示素子において
、プラスチックフィルムの複屈折性を示す指標であるΔ
n・dが0.2μmから1.2μmの範囲にある液晶表
示素子。 6、特許請求の範囲第1項記載の液晶表示素子において
、1枚以上の複屈折性を有するプラスチックフィルムを
偏光板に裏打ちして用いたことを特徴とする液晶表示素
子。 7、特許請求の範囲第1項記載の液晶表示素子において
、その位相板として用いるプラスチックフィルムにカラ
ーフィルターを取付けたことを特徴とする液晶表示素子
[Scope of Claims] 1. A nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy and to which an optically active substance is added is sandwiched between a pair of upper and lower electrode substrates arranged oppositely, and 180 degrees in the thickness direction thereof. The polarization axis or absorption axis of a pair of polarizing plates, which form a twisted helical structure within a range of 270 degrees from The product Δn・d of the thickness d (μm) of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal is from 0.4 μm to 1.5 μm.
A liquid crystal display element, characterized in that one or more plastic films having birefringence are used as a phase plate to make the color produced in the liquid crystal display element in the range of m to approximately achromatic. 2. In the liquid crystal display element according to claim 1, polycarbonate or polyvinyl alcohol,
Or a liquid crystal display element using a plastic film made of trianyl cyanolate. 3. A liquid crystal display element according to claim 1, characterized in that at least one plastic film is laminated thereon. 4. In the liquid crystal display element according to claim 1, optical rotation is imparted by laminating at least one plastic film having birefringence and shifting the stretching axis of the plastic film. Characteristic liquid crystal display element. 5. In the liquid crystal display element according to claim 1, Δ is an index indicating the birefringence of the plastic film.
A liquid crystal display element in which n.d is in the range of 0.2 μm to 1.2 μm. 6. A liquid crystal display element according to claim 1, characterized in that a polarizing plate is lined with one or more plastic films having birefringence. 7. A liquid crystal display element according to claim 1, characterized in that a color filter is attached to a plastic film used as a phase plate.
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