JPH01254922A - 液晶装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、コンピュータ一端末、画像表示装置、シャ
ッターのようなシステムに使用される液晶を用いた電気
光学装置に関する。

［発明の概要］ この発明は２枚の液晶パネルを積層させて、高コントラ
スト化、無彩色化をねらった２層型液晶装置に関し、少
なくとも１枚の液晶パネル内の液晶に二色性色素を添加
することにより、液晶パネルの透過スペクトルを可視光
域においてフラットにし背景色を白色に近づけることに
より画質の向上を狙ったものである。

［従来の技術］ ドツトマトリクスタイプの表示装置として、薄型、軽量
、低消費電力の特徴を生かした液晶表示装置が注目され
ている。

従来の液晶表示装置のツイストネマチックタイプは、液
晶分子層が９０°ねじれた螺旋構造を有するものであっ
た。近年、印加電圧変化に対する液晶分子の立ち上がり
特性を急唆にするため、液晶分子層を１８０°以上で特
に多くは２２０’から２６０゛でねじった螺旋構造を持
つＳ　Ｔ　Ｎ　（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍ
ａｔｆｃ）型液晶表示装置が考案され、大容量・高コン
トラストの液晶表示装置として、実用化されている。

しかしＳＴＮ型液晶表示装置は複屈折効果によリ表示を
行なうため、黄色や紺色の着色が避けられなかった。そ
こで液晶層を通った時の複屈折効果による楕円偏光を位
相板で位相補正して黒白表示にする方法が考案されてい
る。具体的には、液晶パネルを２Ｎにし、２枚目の液晶
層を位相補償板として使用している。

この２層型液晶装置を第５図に示す、５１ａ、５１ｂ、
５１ｃ、５１ｄは透明基板、　５２ａ、５２ｂは液晶分
子層、５３はシーリング材である。５４の液晶パネルは
表示用で液晶駆動電圧が印加され、５５の液晶パネルは
位相補償板の役目をする。この位相補償板は表示パネル
と面対称のねじれ構造をしている。５６は偏光子、５７
は検光子である。

第６図は２層型液晶装置の動作原理を説明する図で、６
１は光源、６２は偏光子、６３は液晶駆動電圧が印加さ
れる液晶パネル、６４は位相補償板として使用する液晶
パネル、６５は検光子である。偏光子と検光子は透過軸
が直交になるようにする。

光源からの光は６２の偏光子を通り直線偏光しさらに６
３の液晶パネル内の液晶の屈折率異方性により楕円偏光
になる。この屈折率異方性が波長により異なるため出て
くる楕円偏光の度合いが異なるが、６４のように面対称
な液晶パネルを置くと、これが位相補償板の役割をし各
波長光とも元の直線偏光に戻る。６５の検光子を偏光方
向に直角にすればほとんど光は通さなくなり、黒色にな
る。

６３の液晶パネルに電圧が印加されると楕円偏光補償の
バランスがくずれるため補償できない光が検光子からも
れ、これにより表示を行なう。［以上ＮＩににＥＩ　Ｅ
ＬＥＣＴＲＯＮＩＣ５１９８７，１１，２（ｎｏ、４３
３）　Ｐ、１３２参照］ ［発明が解決しようとする課題］ このような２層型液晶装置の液晶パネルに電圧が印加さ
れたとき、検光子からもれてくる光は液晶の屈折率異方
性（Δｎ）と液晶層の厚み（ｄ）の積（ΔｎＸｄ）によ
り決まるため、完全な無彩色にはできなかった。

第７図は２層型液晶装置の電圧印加時の透過スペクトル
の一例で、２４０＠ツイスト、Δｎｄ＝ｏ、６：ｌ（μ
■）、マルチプレックス駆動波形印加時である。

７１がＯＦＦ電圧印加時、７２がＯＮ電圧印加時のスペ
クトルである。ＯＦＦ　ｆＩｔ圧印加時にはフラットで
黒色だが、ＯＮ電圧印加時にはスペクトルがあられれ、
この場合液晶パネルは青色になってしまう。

またＯＮ電圧印加時のスペクトルを無彩色にする方法と
しては、２枚の液晶パネルの屈折率異方性（Δｎ）か液
晶層の厚み（ｄ）を異なる値にするか、偏光子と検光子
の透過軸方向を直交からずらすようにする方法があるが
、この場合ＯＦＦ電圧印加時のスペクトルが無彩色でな
くなったり、遮光性が低下してしまうといった問題点が
あった。

［課題を解決するための手段］ 上記問題を解決するためにこの発明は、一対の透明基板
間に液晶が挟持された液晶パネルを２枚。

積層させた液晶表示装置において、少なくとも１枚の液
晶パネル内の液晶に、二色性色素を添加し、添加量は液
晶表示装置の透過スペクトルが波長４５０ｎｍ〜７００
ｎｍの範囲内において同じ強度を持つように決められて
いることを特徴とするものである。

［作用］ その結果、ＯＮ電圧印加時のスペクトルのピークが二色
性色素により吸収され、透過スペクトルが可視光域にお
いてフラットになり無彩色にすることができる。

［実施例コ 以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係る液晶装置で１図中符号１１ａ、　
ｌｌｂ、　ｌｌｃ、　ｌｉｄは液晶分子を挟持するため
のガラス、プラスチック等の透明基板で、表面に透明電
極層１２ａ、１２ｂと、さらに印刷、ディッピング、蒸
着等によって、ポリイミド、テフロン等の薄膜を形成し
、一方向にラビング処理した一軸性配向膜層１３ａ、　
１３ｂ、　１３ｃ、　１３ｄが設けられている。基板１
１ａとｌｌｂ　、ｌｌｃとｌｉｄはその配向膜層どおし
を対向させ、液晶分子１４ａ、１４ｂが１８０゛から３
００°の範囲でねじれた螺旋構造１５　ａ　ｐ　ｌ　５
　ｂをとるようになっている。螺旋構造１５ａ、１５ｂ
は逆方向のねじれになっている。１６は液晶即動電圧が
印加される液晶パネル、１７は位相補償板とじ１使用す
る液晶パネルを構成している。１８は光源、１９ａは偏
光子、１９１）は検光子である。偏光子と検光子は透過
軸がほぼ直交になるようにする。位相補償板として使用
する液晶パネル１７中の液晶分子１４ａには、二色性色
素２０が添加されでいる。ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，１１）は
液晶分子を封入するためのシーリングである。

ここで本発明になる液晶装置の具体的実施例と測定結果
を説明する。

第２図は前記二色性色素の透過スペク］・ルを示してい
る。ここでは前記の位相補償板として使用する液晶パネ
ル１７の透過スペクト・ルであり、ツイスト角度２４０
°４、Δｎｄ＝０．６３（７ｚ　ｍ）の液晶パネル中に
色素を添加した場合である。図中２１は添加量が１．０
％であるい 第３図は第１図の２Ｍ型液晶装置における電圧印加時の
透過スペクトルの一例で、２４０°ツイス１へ、Δｎｄ
＝０．６３　（μ膳）、マルチプレックス即動波形印加
時である。　３１は位相補償板として使用する液晶パネ
ル中に色素が添加されている場合でＯＮ電圧印加時のス
ペクトルである。３２は位相補償板として使用する液晶
パネル中に色素が添加されていない場合である。この図
から明らかなようにスペクトルのピークが二色性色素に
より吸収され、透過スペクトルが可視光域においてフラ
ットになり無形色化されていることがわかる。ここで色
素添加量がこれ以上多くなると、透過スペクトルがフラ
ットでなくなってしまい無彩色化できなくなってしまう
。

第４図は第３図の透過スペクｌ−ルを色度（ｘ、ｙ）上
にプロン１−シたものである。４】は位相補償板として
使用する液晶パネル中に色素が播加されている場合で５
４２は位相補償板として使用する液晶パネル中に色素が
添加されていない場合である。４３は白色点である。　
４１は４２よりも白色点４３に近づいている。

実施例では２４０°ツイス１−１Δｎｄ＝０　、６３　
（Ｉｔ　ｍ）の場合だが、他の場合でも透過スペクトル
がフラットになるように色素の種類と添加量を変化させ
れば同じ効果が得られる。

また位相補償板どして使用する液晶パネルの例であった
が、液晶１１．Ｋ　ｔｈ雷電圧印加される液晶パネルに
色素を添加しても同じ効果が得られる。

さらに本実施例では透明基板を４枚使用しているが、電
圧印加用と位相補正用の液晶層が計２層ある構造であれ
ば同じ効果が得られる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、２Ｍ型液晶装置番
Ｊおいて二色性色素を添加することにより、透過スベク
［−ルのピークが二色性色素により吸収され、透過スペ
クトルがフラットになり無彩色化されて白色にすること
が可能となり、高画質の液晶装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶装置の構成図、第２図は本発明に
よる液晶装置に使用した二色性色素の透過スベク１−ル
図、第３図は本発明による液晶装置の透過スペクトル図
、第４図は色度（ｘ、ｙ）図、第５図は従来の液晶装置
の構成図、第６図は従来の液晶装置の動作原理を説明す
る図、第７図は従来の液晶装置の透過スペクトル図であ
る。 １１ａ　、　ｌｌｂ　、　ｌｉｅ　、　ｌｉｄ　・・透
明基板１２ａ　、　１２ｂ　・・・・・・・・透明電極
層１３ａ　、　１３ｂ　、　１３ｅ　、　１３ｄ　”配
向膜１４ａ　、　１４ｂ　・・・・・・・・液晶分子１
５ａ　、　１５ｂ　・・・・・・・・螺旋構造１６・・
・・・・・・・・・・液晶駆動用パネル１７・・・・・
・・・・・・・位相補償板１８・・・・・・・・・・・
・光源 １９ａ　・・・・・・・・・・・・偏光子１９ｂ・・・
・・・・・・・・検光子 ２０・・・・・・・・・・・・二色性色素ＩＡ、　ＩＢ
、　ＩＣ，１０・・・・・・液晶分子を封入するための
シーリング 本仝明の液晶装置のａハロ 第１図 二色４・１色素の恵題ス欠りトル 深長（ｎｍ） １Ｊ１印加時の′Ｔ！！Ｌ過ス公７トル尾　３　図 色度（χ、Ｗ）の支化 第　４　図 ２贋型洩晶装置の電工印加時の透過スペフトル第　　７
　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の透明基板間に液晶が挟持された液晶パネルを２枚
   積層させた液晶表示装置において、少なくとも１枚の液
   晶パネル内の液晶に、二色性色素が添加されていること
   を特徴とする液晶装置。