JPH0139084B2 - - Google Patents

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JPH0139084B2
JPH0139084B2 JP12270880A JP12270880A JPH0139084B2 JP H0139084 B2 JPH0139084 B2 JP H0139084B2 JP 12270880 A JP12270880 A JP 12270880A JP 12270880 A JP12270880 A JP 12270880A JP H0139084 B2 JPH0139084 B2 JP H0139084B2
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liquid crystal
layer
layers
display device
molecules
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Fumiaki Funada
Yutaka Ishii
Masataka Matsura
Tomio Wada
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Sharp Corp
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    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は2枚の基板内に、螺旋軸を該基板と垂
直な方向とし、該基板間で液晶分子長軸を実質的
に90゜ねじつたいわゆるツイステツドネマテイツ
ク液晶を挿入して成る液晶表示セルを2層化した
二層ツイステツドネマテイツク液晶表示装置に関
するものである。
ツイステツドネマテイツク液晶表示装置の液晶
セルを多層化し、それぞれの液晶層に部分的に電
界を印加するための電極構造を構成し、かつそれ
ぞれの電極に設定電圧を印加する駆動回路を配置
して成る多層ツイステツドネマテイツク液晶表示
装置は、すでに「特開昭50−794号公報」により
提案されている。この種の多層ツイステツドネマ
テイツク液晶表示装置の特徴としては、単層のも
のと比較し、次の点があげられる。
1 表示デザインの多様化ができる。
2 電気光学的論理回路を形成できる。
3 マルチプレツクス駆動により表示を行う際
に、各絵素に印加する電圧の印加時間(デユー
テイフアクタ)を一定とした場合に多層の分だ
け絵素を増加することができる。
しかしながら一方欠点として、多層化すること
による表示コントラストの劣化という問題があ
り、このことが表示装置として実用化する上での
大きな障害となつていた。
第1図はツイステツドネマテイツク液晶セルを
2層構造とした場合の従来の液晶表示装置の構成
を示す断面図である。
ガラス等から成る3枚の透明基板1a,1b,
1cをそれぞれ対向配置し、各透明基板1a,1
b,1c間の間隙にネマテイツク液晶層(あるい
はピツチの長いコレステリツク液晶層)2a,2
bが介設されている。また液晶層2a,2bに駆
動電圧を印加するため、n2O3等から成る透明
電極3a,3b,3c,3dが透明基板1a,1
b,1c上に被着形成され、透明電極3a及び3
dは電圧源4aに接続されて液晶層2aを駆動
し、透明電極3c及び3dは電圧源4bに接続さ
れて液晶層2bを駆動する。透明電極3a,3
b,3c,3d及び透明基板1a,1b,1cの
液晶と対向する面にはラビング法や斜方蒸着法等
によつて液晶の分子配向を決定するための優先配
向処理が施された配向層5a,5b,5c,5d
が被覆されている。透明基板1a,1b,1cの
周縁はエポキシ樹脂、フリツトガラス等から成る
シール材6a,6bで封止され、液晶セルが構成
されている。透明基板1a及び1cの外面側には
ヨーソ系またはポリエン系等の直線偏光フイルタ
7a,7bが設けられ、また液晶セルの背面には
反射型素子の場合には散乱反射板8が配置されて
いる。偏向フイルタ7a,7bは、液晶分子の配
向変換に基づき、表示を顕視化するものである。
透明電極3a,3b,3c,3dに電圧を印加
することにより、液晶層2a,2bの配向変換に
基づく光学効果を介して観測者9への表示が実行
される。
第2図A,B,C,D,Eは第1図に示す液晶
表示装置の配向層5a,5b,5c5d面上及び
液晶セル全体に於ける従来の液晶分子の配向方向
を示す説明図である。第2図A,Bは液晶層2a
の配向状態を示し、第2図Aは配向層5a上の配
向状態を、第2図Bは配向層5b上の配向状態に
対応する。またねじれ方向は左ねじ系である。第
2図C,Dは液晶層2bの配向状態を示し、第2
図Cは配向層5c上の配向状態を、第2図Dは配
向層5d上の配向状態に対応する。またねじれ方
向は同様に左ねじ系である。尚、図中の〓2 2,〓
2 1,〓1 2,〓1 1は液晶分子の配向方位を示すベクト
ルで、該ベクトルは透明基板1a,1b,1cと
平行なxy面においては上述のように、各液晶層
2a,2bの上・下面の各ベクトルは直交する関
係にあり、またzx面においては、第3図に示す
如く、配向層5a,5b,5c,5dに対してテ
イルトアングル△θだけ傾斜する。
上記従来の二層型ツイステツドネマテイツク液
晶表示装置に於いて、表示に対するコントラスト
を与える視覚領域は、第2図Eに示す様に、液晶
層2a,2bとも同一であるが、第2図の12の
方向から表示面を観測した場合に、液晶層2a,
2bの両方に電圧が印加されない表示領域で干渉
色が目立ち、表示コントラスト比を低下させると
いう問題点を残していた。このことは、表示素子
としては大きな欠点となる。
このような欠点に対して液晶層のねじれ方向を
2層間で逆方向に設定することにより、表示コン
トラストを向上させた液晶表示装置が提案されて
いる(特開昭53−64533号公報)。
即ち、液晶層2aは螺旋方向を右ねじ方向と
し、液晶層2bのそれを左ねじ方向としてねじれ
方向を互いに逆とする。第4図はこのような液晶
層の配向方向を示し、配向層5a上のベクトル〓
2 2、配向層5b上のベクトル〓2 1からなる液晶層2
aの右ねじ方向に対して、配向層5c上のベクト
ル〓1 2、配向層5d上のベクトル〓1 1からなる液晶
層2bを左ねじ方向に設計している。
上述のように2層の液晶層を視覚範囲を一致さ
せかつねじれ方向を互いに逆方向することによつ
て一応背景の干渉色を軽減することができる。
しかしながら表示装置として要求される可視光
波長範囲に亙つて干渉色を必ずしも軽減し得てい
るとはいえず、表示品位の向上が望まれていた。
本発明は上記問題点に鑑みてなされてもので、
視感度の高い緑色を中心とする可視光波長範囲に
亙つて背景の干渉色を軽減し、表示コントラスト
の改善を図つた液晶表示装置を提供する。
本発明による一実施例の液晶表示装置は、第4
図に示す構造と同様に、ねじれ方向が互いに逆方
向をなす2層液晶層2a,2bを積層して構成さ
れる。
ここで、透明基板1a,1b,1cは例えば
0.2mm〜3mm程度の厚さを有するソーダガラス、
透明電極3a,3b,3c,3dは電子ビーム蒸
着で形成したIn2O3等をエツチング等でパターン
化し、配向層5a,5b,5c,5dはSiO2
電子ビーム蒸着後、たくま布等で一定方向にラビ
ング処理されている。液晶層2aと液晶層2bは
層厚da,dbが約6μmでねじれ方向(螺旋方向)
が、互いに逆になつており、液晶層2aは右ねじ
方向のねじれ方向を有するBDH社製CB―15 型光学活性物質を約0.10wt%添加したシクロヘキ
サン系液晶ZLI―1646(△n=0.08)(Merck社製)
を用い、液晶層2bは左ねじ方向のねじれ方向を
有するBDH社製C―15 型光学活性物質を約1.0wt%添加したシクロヘキ
サン系液晶ZLI―1646(Merck社製)を用いてい
る。尚ここで液晶層2a,2bの螺旋ピツチの絶
対値は特性を整えるため、実質的に等しくしてい
る。シール材6a,6bにはエポキシ系樹脂を用
い、偏光フイルタ7a,7bには、三立電機製L
―83―18を用いている。また反射型表示装置の場
合には、サンドブラスト加工をしたアルミニウム
板等を散乱反射板8として付設する。
以上の構成とすることにより、表示に対するコ
ントラストの良好な視覚領域は、第4図Eに示す
斜線領域12となり、各液晶セルにおける液晶層
2a,2bのコントラストの良好領域は双方とも
一致し、しかも緑色を中心とした視覚光波長範囲
にわたつて直線偏光の回転(即ち、旋光)が実質
的に2層の液晶層により0゜となり、背景に干渉色
が少なく、表示コントラスト良好な液晶表示装置
がえられた。第5図に上記実施例におけるスペク
トル図を示す。第5図は、二層構造ツイステツド
ネマテイツク液晶表示装置に於いては偏光子7
a,7bを直交状態に、単層構造ツイステツドネ
マテイツク液晶表示装置に於いては7a,7bを
平行状態とし、それぞれ入射光側の偏光方向と液
晶分子長軸を平行として測定した透過スペクトル
である。
第5図でカーブl1は、本発明の実施例であり、
カーブl2は従来の単層型ツイステツドネマテイツ
ク液晶表示装置の場合、カーブl3は第2図に示し
た従来例の場合にそれぞれ対応している。第5図
に於いて、表示コントラストを向上させるに当た
つての好ましいスペクトルは、全可視波長範囲に
おいて、特に緑色の波長域において極力透過率
Tsの値は低くなることである〔このことは、偏
光子の一方を90゜回転した場合に、Tsが最も高く
なることと同意義である〕。第5図から明らかな
様に、本発明の実施例のカーブl1は実質的にこの
条件を満たしている。
即ちこの実施例の様な良好な効果を得るために
は、第4図に示した液晶分子配向を有し、かつ各
液晶層の層厚da,dbと複屈折値△na,△nbのそ
れぞれの積da・△naとdb・△nbがいずれもほぼ
0.48μmの値をとることが望ましい。逆に上記値
から外れた場合には、視感度の高い緑色における
シヤツタ効果が低下するため全体のコントラスト
が低下する。
上述のように積da・△naとdb・△nb値をほぼ
等しく選ぶことにより、2層の液晶層がねじれ方
向を逆方向にしているため旋光分散に対するコン
ペンセンータとしての役割を果し、しかも積
da・△naとdb・△nb(△n=|ne−np|,ne;異
常光に対する屈折率、np;正常光に対する屈折
率)をほぼ0.48μmとすることにより、特に可視
波長域でも視感度の高い緑色の波長域(500〜
600nm)において、第5図の曲線l1に示す如くほ
ぼ一定した低い透過率Tsが得られる。
以上詳説した如く、本発明を用いれば、2層型
液晶による表示の多様化の長所を生かし、それの
持つコントラストの低下の欠点を補い、良質の表
示品位を得ることができる。
両液晶層のd・△nを等しくかつほぼ0.48μm
に設定することによりスペクトル平坦部を視感度
の高い波長域に合致させ、また可視波長域の長波
長側及び短波長側のいずれにおいてもほぼ同程度
の低い透過率Tsが得られ、可視波長全域に渡つ
てコントラストの優れた表示を得ることができ、
液晶表示装置の表示品質を一層高めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は二層構造液晶表示装置の構成を示す断
面図、第2図A,B,C,D,Eは従来装置の液
晶分子配向方向を示す説明図、第3図は液晶分子
配向を示すベクトルの説明図、第4図A,B,
C,D,Eは他の従来装置の液晶分子配向方向の
説明図、第5図は本発明の実施例によるスペクト
ル及び従来装置のスペクトルである。 1a,1b,1c……透明基板、2a,2b…
…液晶層、3a,3b,3c,3d……透明電
極、5a,5b,5c,5d……配向層、7a,
7b……偏光フイルタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 液晶分子の長軸方向を螺旋状に配向した液晶
    層を螺旋軸方向に2層積層し、該液晶層の双方の
    少なくとも一部に電圧を印加して前記液晶分子の
    配向状態を変換する給電手段を設け、前記分子の
    配向変換を顕視化する一対の偏光手段を配設して
    成るツイステツドネマテイツク液晶表示装置に於
    いて、前記液晶分子のねじれ方向を前記液晶層の
    2層間で逆方向に設定するとともに配向変換後の
    高コントラストを与える視覚範囲が前記液晶層間
    で互いに一致する方位に前記液晶層間の配置位置
    を設定し、前記各液晶層を形成する液晶の複屈折
    値△nと前記各液晶層の層厚dの積d・△nが、
    それぞれほぼ0.48μmであることを特徴とする液
    晶表示装置。
JP12270880A 1980-09-03 1980-09-03 Liquid crystal indicator Granted JPS5746227A (en)

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JPS5746227A JPS5746227A (en) 1982-03-16
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1040582C (zh) * 1993-06-21 1998-11-04 卡斯西部储备大学 胆甾相液晶显示器件

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