JPH02118516A - 電気光学装置 - Google Patents
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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。
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〕
本発明はスーパーツィステッドネマチック型液晶表示装
置等の電気光学素子に関する。
置等の電気光学素子に関する。
従来のスーパーツィステッドネマチック型液晶表示装置
は、例えば特開昭60−50511号公報のように液晶
分子のねじれ角が180度以上で、液晶の光学異方性Δ
nと液晶層厚dとの積Δn・dが0.7μmから1.1
μmであった。
は、例えば特開昭60−50511号公報のように液晶
分子のねじれ角が180度以上で、液晶の光学異方性Δ
nと液晶層厚dとの積Δn・dが0.7μmから1.1
μmであった。
そのため、複屈折による着色が起こるが、時分割駆動を
すると、非選択電圧印加時には黄色、選択電圧印加時に
は青色となり、それらの中間電圧印加時には第16図の
色度図(CTE標準色度図)に示すように黄色からやや
青緑色を経て青色に至る範囲となり、それ以外の多色を
得ることができなかった。そのため選択電圧と非選択電
圧以外にその中間電圧を印加する階調表示駆動では十分
なマルチカラー表示ができなかった。
すると、非選択電圧印加時には黄色、選択電圧印加時に
は青色となり、それらの中間電圧印加時には第16図の
色度図(CTE標準色度図)に示すように黄色からやや
青緑色を経て青色に至る範囲となり、それ以外の多色を
得ることができなかった。そのため選択電圧と非選択電
圧以外にその中間電圧を印加する階調表示駆動では十分
なマルチカラー表示ができなかった。
また、マルチカラー表示するものとして、カラーフィル
ターを備えたものがあるが、3原色R・G−Bの3つの
画素が必要であり製作が大変面倒である。
ターを備えたものがあるが、3原色R・G−Bの3つの
画素が必要であり製作が大変面倒である。
本発明は、上記の問題点に鑑みて提案されたもので、階
調表示駆動により簡易にマルチカラー表示を行うことが
でき、また例えばデユティ比1/100以下の低デユテ
ィ比で時分割駆動する場合においても充分なコントラス
トが得られる電気光学素子を提供することを目的とする
。
調表示駆動により簡易にマルチカラー表示を行うことが
でき、また例えばデユティ比1/100以下の低デユテ
ィ比で時分割駆動する場合においても充分なコントラス
トが得られる電気光学素子を提供することを目的とする
。
上記の目的を達成するために、本発明の電気光学素子は
以下の構成としたものである。即ち、対向して配置され
た一対の電極基板間にねじれ配向したネマチック液晶を
挟持してなる液晶セルと、その液晶セルを挟んでその両
側に配置された一対の偏光板とを備え、前記ネマチック
液晶のねじれ角を180度から360度の範囲とした電
気光学素子において、前記ネマチック液晶の光学異方性
Δnと前記ネマチック液晶の液晶IvI厚d(μm)と
の積Δn−dを1. 1μm以上とし、かつ前記一対の
電極基板間に印加する電圧を3値以上選択できる手段を
有することを特徴とする。
以下の構成としたものである。即ち、対向して配置され
た一対の電極基板間にねじれ配向したネマチック液晶を
挟持してなる液晶セルと、その液晶セルを挟んでその両
側に配置された一対の偏光板とを備え、前記ネマチック
液晶のねじれ角を180度から360度の範囲とした電
気光学素子において、前記ネマチック液晶の光学異方性
Δnと前記ネマチック液晶の液晶IvI厚d(μm)と
の積Δn−dを1. 1μm以上とし、かつ前記一対の
電極基板間に印加する電圧を3値以上選択できる手段を
有することを特徴とする。
上記のようなスーパーツィステッドネマチック型の電気
光学素子において、液晶セルのネマチック液晶層のΔn
−dを1.1μm以上とし、かつ液晶セルの一対のti
基板間に印加する電圧を3値以上選択できる手段を備え
たことにより、階調表示駆動によるマルチカラー表示を
簡易に行うことが可能となると共に、例えばデユティ比
1/100以下の低デユティ比で時分割駆動する場合に
おいても充分なコントラストを得ることが可能となる。
光学素子において、液晶セルのネマチック液晶層のΔn
−dを1.1μm以上とし、かつ液晶セルの一対のti
基板間に印加する電圧を3値以上選択できる手段を備え
たことにより、階調表示駆動によるマルチカラー表示を
簡易に行うことが可能となると共に、例えばデユティ比
1/100以下の低デユティ比で時分割駆動する場合に
おいても充分なコントラストを得ることが可能となる。
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。
する。
実施例I
第1図は本発明の第1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。
の液晶表示装置の概略構成の断面図である。
図において1は下側偏光板、2は上側偏光板、10はそ
の雨漏光Fi1・2間に配置した液晶セルである。
の雨漏光Fi1・2間に配置した液晶セルである。
その液晶セル10は、上面に電極11aを有する下側電
極基板11と、下面に電極12aを有する上側電極基板
12との間に、ネマチック液晶13を挾持させてなる。
極基板11と、下面に電極12aを有する上側電極基板
12との間に、ネマチック液晶13を挾持させてなる。
そのネマチック液晶13は、それと接する上下電極基板
11・12にラビング処理等を施すことによりねじれ配
向されている。
11・12にラビング処理等を施すことによりねじれ配
向されている。
14は上記の画電極基板11・12間の周辺部に介在さ
せたスペーサであり、該スペーサ14により上記のネマ
チック液晶13を画電極基板11・12間に保持すると
共に、その側基板11・12のj11隔すなわち液晶層
厚を一定に保っている。なお、上記側基板11・12間
には、グラスファイバーやガラスポール等の間隔保持部
材を散布することもある。
せたスペーサであり、該スペーサ14により上記のネマ
チック液晶13を画電極基板11・12間に保持すると
共に、その側基板11・12のj11隔すなわち液晶層
厚を一定に保っている。なお、上記側基板11・12間
には、グラスファイバーやガラスポール等の間隔保持部
材を散布することもある。
口中、3は前記の電極11a・12aに接続した液晶セ
ル10の駆動回路であり、本例においては時分割駆動回
路が用いられ、上記の画電極基板間に印加する電圧とし
て選択電圧および非選択電圧のほかにその中間電圧等の
3値以上の電圧を選択して階調表示駆動を行うことがで
きるように構成されている。
ル10の駆動回路であり、本例においては時分割駆動回
路が用いられ、上記の画電極基板間に印加する電圧とし
て選択電圧および非選択電圧のほかにその中間電圧等の
3値以上の電圧を選択して階調表示駆動を行うことがで
きるように構成されている。
第2図は上記第1図の液晶表示装置における電極基板に
近接する液晶分子の分子軸と偏光板の吸双軸との関係を
示す説明図である。なお、本発明において液晶分子を配
向させる手段としてはラビング処理に限られるものでは
ないが、説明の便宜上、電極基板に近接する液晶分子の
分子長軸の配向方向をラビング方向として説明する。後
述する実施例についても同様である。
近接する液晶分子の分子軸と偏光板の吸双軸との関係を
示す説明図である。なお、本発明において液晶分子を配
向させる手段としてはラビング処理に限られるものでは
ないが、説明の便宜上、電極基板に近接する液晶分子の
分子長軸の配向方向をラビング方向として説明する。後
述する実施例についても同様である。
同図において、R11−Pl2はそれぞれ液晶セル10
の下側電極基板11および上側電極基板12側のラビン
グ方向、Tは液晶セル10内の液晶分子の第1図で上か
ら下に向かってのねじれ方向と角度、Pl・R2はそれ
ぞれ下側偏光板1および上側偏光板2の吸収軸(偏光軸
)の方向、θ1は下側偏光板1の吸収軸の方向P1と下
側電極基板11のラビング方向R11とのなす角度、θ
2は上側偏光板2の吸収軸の方向P2と上側電極基板1
2のラビング方向R12とのなす角度を示す。
の下側電極基板11および上側電極基板12側のラビン
グ方向、Tは液晶セル10内の液晶分子の第1図で上か
ら下に向かってのねじれ方向と角度、Pl・R2はそれ
ぞれ下側偏光板1および上側偏光板2の吸収軸(偏光軸
)の方向、θ1は下側偏光板1の吸収軸の方向P1と下
側電極基板11のラビング方向R11とのなす角度、θ
2は上側偏光板2の吸収軸の方向P2と上側電極基板1
2のラビング方向R12とのなす角度を示す。
上記の構成において、液晶分子のねじれ角度Tが180
度から360度の範囲となるように上側電極基板と下側
電極基板とが対向配置される。この場合、液晶分子のね
しれ方向および角度Tは、ラビング方向R11・R12
およびネマチック液晶13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。またラビング方向と偏光板
の吸収軸のなす角度θ1・θ2は、好ましくは15度か
ら75度の範囲とする。また液晶の光学異方性Δnと液
晶層厚d(μm)との積Δn−dが1.1μm以上とな
るようにする。
度から360度の範囲となるように上側電極基板と下側
電極基板とが対向配置される。この場合、液晶分子のね
しれ方向および角度Tは、ラビング方向R11・R12
およびネマチック液晶13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。またラビング方向と偏光板
の吸収軸のなす角度θ1・θ2は、好ましくは15度か
ら75度の範囲とする。また液晶の光学異方性Δnと液
晶層厚d(μm)との積Δn−dが1.1μm以上とな
るようにする。
上記の構成において、前記一対の電極基板11・12へ
の印加電圧を変化させることにより、液晶層のリタデー
シジンが変化して小さくなる。そして、このリタデーシ
ジンが変化することにより透過光の色が変化する。従っ
て、この色変化を大きくするためには、リタデーシゴン
の変化を大きくすればよく、初期時のΔn−dを大きく
することが必要となる。そこで、多色表示を得るために
は初期時のΔn−dが1.1μm以上がよいことを見だ
したもので、そのようにすることで階調表示駆動による
充分なマルチカラー表示を簡易に行うことができるもの
である。なお上記Δn−dの値の上躍は特に制限はなく
、いくら大きくなってもマルチカラー表示ができる。た
だし、現在のところ、Δnは大きくても0.2位であり
、応答スピード等を考慮するとΔn−dは2.0以下が
望ましい。
の印加電圧を変化させることにより、液晶層のリタデー
シジンが変化して小さくなる。そして、このリタデーシ
ジンが変化することにより透過光の色が変化する。従っ
て、この色変化を大きくするためには、リタデーシゴン
の変化を大きくすればよく、初期時のΔn−dを大きく
することが必要となる。そこで、多色表示を得るために
は初期時のΔn−dが1.1μm以上がよいことを見だ
したもので、そのようにすることで階調表示駆動による
充分なマルチカラー表示を簡易に行うことができるもの
である。なお上記Δn−dの値の上躍は特に制限はなく
、いくら大きくなってもマルチカラー表示ができる。た
だし、現在のところ、Δnは大きくても0.2位であり
、応答スピード等を考慮するとΔn−dは2.0以下が
望ましい。
また表示容量を大きくするためには時分割駆動が必要に
なるが、上記のように構成することにより例えばデユテ
ィ比1/100以下の低デユティ比駆動においても充分
なコントラストが得られる。
なるが、上記のように構成することにより例えばデユテ
ィ比1/100以下の低デユティ比駆動においても充分
なコントラストが得られる。
さらに本発明は液晶のもつ複屈折性を積極的に利用する
ものであり、配向方向と偏光板の吸収軸(偏光軸)の方
向とがずれていることが必要となるが、特に上記の配向
方向と吸収軸の方向とのなす角度θ1・θ2を、上記の
ように15度から75度の範囲とした場合にはコントラ
ストが高く、色純度のよい多色表示が得られるものであ
る。
ものであり、配向方向と偏光板の吸収軸(偏光軸)の方
向とがずれていることが必要となるが、特に上記の配向
方向と吸収軸の方向とのなす角度θ1・θ2を、上記の
ように15度から75度の範囲とした場合にはコントラ
ストが高く、色純度のよい多色表示が得られるものであ
る。
以下、上記実施例■に基づく具体例を説明する。
具体例1
上記第1図・第2図の構成において、ネマチック液晶1
3としてPCH系の液晶を用い、光学異方性Δnが0.
13、液晶層厚dを10μmにしてΔn−dを1.3μ
mとした。更に液晶のねじれ角Tを180度、ラビング
方向と偏光板の吸収軸のなず角度θ1・θ2をそれぞれ
30度および30度とした。そして液晶セルloの駆動
回路(時分割駆動回路)3によりデユティ比1/100
で4階調駆動を行ったところ、非選択電圧(実効電圧2
.l0V)印加時に青緑、選択電圧(実効電圧2.32
V)印加時に赤、その2値の中間電圧即ち実効電圧2.
17Vおよび2.25V印加時にそれぞれ青および紫の
4色が表示された。
3としてPCH系の液晶を用い、光学異方性Δnが0.
13、液晶層厚dを10μmにしてΔn−dを1.3μ
mとした。更に液晶のねじれ角Tを180度、ラビング
方向と偏光板の吸収軸のなず角度θ1・θ2をそれぞれ
30度および30度とした。そして液晶セルloの駆動
回路(時分割駆動回路)3によりデユティ比1/100
で4階調駆動を行ったところ、非選択電圧(実効電圧2
.l0V)印加時に青緑、選択電圧(実効電圧2.32
V)印加時に赤、その2値の中間電圧即ち実効電圧2.
17Vおよび2.25V印加時にそれぞれ青および紫の
4色が表示された。
しかし、応答時間が600m5以上となりかなり遅い応
答になった。
答になった。
具体例2
上記具体例1の液晶の代わりに、トラン系の液晶を用い
、光学異方性Δnが0.18、液晶層厚dを8μmとし
た。他の構成は具体例1と同様にしたところ、具体例1
と同様に4色が表示され、しかも応答時間も300m5
となった。
、光学異方性Δnが0.18、液晶層厚dを8μmとし
た。他の構成は具体例1と同様にしたところ、具体例1
と同様に4色が表示され、しかも応答時間も300m5
となった。
具体例3
上記具体例2の液晶を用い、液晶のねじれ角Tを220
度、ラビング方向と偏光板の吸収軸のなす角度θI・θ
2をそれぞれ45度とした。他の構成は具体例2と同様
とし、駆動回路3によりデユティ比1/100で4階調
駆動を行ったところ、この場合も4色が表示され、第3
図の色度図に示すようになった。
度、ラビング方向と偏光板の吸収軸のなす角度θI・θ
2をそれぞれ45度とした。他の構成は具体例2と同様
とし、駆動回路3によりデユティ比1/100で4階調
駆動を行ったところ、この場合も4色が表示され、第3
図の色度図に示すようになった。
具体例4
上記具体例3において、液晶のねじれ角Tを230度に
変えた。他の構成は具体例3と同様とし、駆動回路3に
よりデユティ比1/100で4階調駆動を行った。第4
図はこのときの色調を示すもので、図から明らかなよう
に、緑、青、赤の3原色に更に黄色の表示を行うことが
できた。
変えた。他の構成は具体例3と同様とし、駆動回路3に
よりデユティ比1/100で4階調駆動を行った。第4
図はこのときの色調を示すもので、図から明らかなよう
に、緑、青、赤の3原色に更に黄色の表示を行うことが
できた。
具体例5
上記具体例4において、駆動回路3によりデユティ比1
/200で8階調駆動を行ったところ、非選択電圧(実
効電圧2.24V)印加時に緑、選択電圧(実効電圧2
.4V)印加時に黄、その中間電圧即ち、実効電圧2,
26V、2.29V、2.31V、2.33V、2.
35V、2.38■印加時に、それぞれ青緑、青、紫、
赤、だいだい、黄だいだいとなった。第5図はこのとき
の色調を示すもので、図から明らかなように、8階調表
示がすべて異なった色調を示した。又このときの応答時
間は400m5であった。
/200で8階調駆動を行ったところ、非選択電圧(実
効電圧2.24V)印加時に緑、選択電圧(実効電圧2
.4V)印加時に黄、その中間電圧即ち、実効電圧2,
26V、2.29V、2.31V、2.33V、2.
35V、2.38■印加時に、それぞれ青緑、青、紫、
赤、だいだい、黄だいだいとなった。第5図はこのとき
の色調を示すもので、図から明らかなように、8階調表
示がすべて異なった色調を示した。又このときの応答時
間は400m5であった。
具体例6
上記具体例5において、光学異方性Δnが0゜21であ
るトラン系の液晶に代え、液晶層厚dを5.5μmにし
た。すると応答時間は250m5と良い応答を示した。
るトラン系の液晶に代え、液晶層厚dを5.5μmにし
た。すると応答時間は250m5と良い応答を示した。
具体例7
上記具体例6において、液晶のねじれ角Tを260度に
し、一対の偏光(反1・2の吸収軸のなす角度を10度
にした。そして駆動間Ii!83によりデユーデイ比1
/200で8階調駆動を行ったところ、非選択電圧(実
効電圧2.28V)印加時に赤、選択電圧(実効電圧2
.44V)印加時にだいだい、その中間電圧で青緑、黄
その他の色が表示された。第6図はこのときの色調を示
す。また上記一対の偏光板l・2の吸収軸のなす角度を
80度にしたところ、上記各色と補色の関係にある8つ
の色調(上記第6図における各点と白色点Oを中心にほ
ぼ対称位置にある色m)が得られた。
し、一対の偏光(反1・2の吸収軸のなす角度を10度
にした。そして駆動間Ii!83によりデユーデイ比1
/200で8階調駆動を行ったところ、非選択電圧(実
効電圧2.28V)印加時に赤、選択電圧(実効電圧2
.44V)印加時にだいだい、その中間電圧で青緑、黄
その他の色が表示された。第6図はこのときの色調を示
す。また上記一対の偏光板l・2の吸収軸のなす角度を
80度にしたところ、上記各色と補色の関係にある8つ
の色調(上記第6図における各点と白色点Oを中心にほ
ぼ対称位置にある色m)が得られた。
具体例日
上記具体例7において、液晶分子のねじれ角Tをさらに
大きく、例えば330度にした。なお、液晶分子の配向
処理として、ラビング処理の代わりに斜方蒸着を行った
。その結果、具体例7に比べてさらに広視野角が得られ
た。他の具体例1〜6においてもねじれ角Tを大きくす
れば同様の効果が得られる。
大きく、例えば330度にした。なお、液晶分子の配向
処理として、ラビング処理の代わりに斜方蒸着を行った
。その結果、具体例7に比べてさらに広視野角が得られ
た。他の具体例1〜6においてもねじれ角Tを大きくす
れば同様の効果が得られる。
具体例9
前記の液晶13として、PCH系液晶にトラン系液晶を
添加した液晶を用い、光学異方性Δnが0.18、液晶
層厚dを9μmにして、Δn・dを1.62μmとした
。更に液晶のねしれ角Tを180度、ラビング方向と偏
光板の吸収軸のなす角度θl・θ2をそれぞれ30度お
よび60度とした。そして、駆動回路3によりデユティ
比1/100で4階調表示駆動を行ったところ、緑、青
、赤、黄の4色が表示された。しかし、応答時間は10
100Oとなりかなり遅い応答となった。
添加した液晶を用い、光学異方性Δnが0.18、液晶
層厚dを9μmにして、Δn・dを1.62μmとした
。更に液晶のねしれ角Tを180度、ラビング方向と偏
光板の吸収軸のなす角度θl・θ2をそれぞれ30度お
よび60度とした。そして、駆動回路3によりデユティ
比1/100で4階調表示駆動を行ったところ、緑、青
、赤、黄の4色が表示された。しかし、応答時間は10
100Oとなりかなり遅い応答となった。
具体例10
上記具体例9において、トラン系液晶の濃度を増やし、
光学異方性Δnが0.22、液晶層!’Xaを7μmと
して具体例9と同様の試験を行った。
光学異方性Δnが0.22、液晶層!’Xaを7μmと
して具体例9と同様の試験を行った。
すると、具体例9と同様に4色が表示され、しかも応答
時間も400m5となった。
時間も400m5となった。
具体例11
上記具体例10の液晶を用い、液晶層厚を9μmとし、
液晶のねしれ角Tを240度、ラビング方向と偏光板の
吸収軸のなす角度θ1・θ2をそれぞれ45度とした。
液晶のねしれ角Tを240度、ラビング方向と偏光板の
吸収軸のなす角度θ1・θ2をそれぞれ45度とした。
そして、駆動回路3によりデユティ比1/200で8階
調駆動を行った。第7図はこのときの色調を色度図で示
したもので、薄縁、緑、青、赤、黄色等の8色が表示で
きた。
調駆動を行った。第7図はこのときの色調を色度図で示
したもので、薄縁、緑、青、赤、黄色等の8色が表示で
きた。
具体例12
」−記具体例11において、液晶のねじれ角Tを260
度にして具体例11と同様の試験を行った。
度にして具体例11と同様の試験を行った。
第8図はこのときの色調を色度図で示したもので、図か
ら明らかなように、点A・点Bは共に黄色であるが、点
Aは点Bに比べ色純度が高い、即ち色純度の異なる黄色
が得られた。
ら明らかなように、点A・点Bは共に黄色であるが、点
Aは点Bに比べ色純度が高い、即ち色純度の異なる黄色
が得られた。
具体例13
上記具体例において、液晶分子のねじれ角Tをさらに大
きく、例えば330度とした。なお液晶分子の配向処理
として、ラビング処理の代わりに斜方蒸着を行った。そ
の結果、具体例12に比較してさらに広視野角が得られ
た。上記具体例9〜11においてもねしれ角Tを大きく
すれば同様の効果が得られる。
きく、例えば330度とした。なお液晶分子の配向処理
として、ラビング処理の代わりに斜方蒸着を行った。そ
の結果、具体例12に比較してさらに広視野角が得られ
た。上記具体例9〜11においてもねしれ角Tを大きく
すれば同様の効果が得られる。
なお、以上のような階調表示を行う液晶セルの駆動回路
3としては、選択期間のパルス幅を制御するパルス階調
表示駆動回路、複数フレーム内で選択時の回数を変える
フレーム階調表示駆動回路等があり、上記の具体例1〜
13においては、フレーム階調表示駆動回路を用いたも
のであるが、パルス階調表示駆動回路でも上記と同様の
結果が得られる。
3としては、選択期間のパルス幅を制御するパルス階調
表示駆動回路、複数フレーム内で選択時の回数を変える
フレーム階調表示駆動回路等があり、上記の具体例1〜
13においては、フレーム階調表示駆動回路を用いたも
のであるが、パルス階調表示駆動回路でも上記と同様の
結果が得られる。
実施例■
前記実施例Iにおいては、一対の偏光板間に液晶セルを
1つ設けたが、2つ以上設けてもよい。
1つ設けたが、2つ以上設けてもよい。
第9図は一対の偏光板間に2つの液晶セルを設けた本発
明の第2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閲である。
明の第2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閲である。
図においてlは下側偏光板、2は上側偏光板、10はそ
の両部光板間に設けた液晶セル(以下、第1セルという
)であり、前記第1図例の場合と同様に構成されている
。
の両部光板間に設けた液晶セル(以下、第1セルという
)であり、前記第1図例の場合と同様に構成されている
。
20は上記第1セル10と上側偏光板2との間に設けた
第2の液晶セル(以下、第2セルという)であり、上面
に電極21’aを有する下側電極基板21と、下面に電
極22aを有する上側電極基板22との間に、ネマチッ
ク液晶23を挾持させてなる。その液晶23は上下の電
極基板21・22にラビング処理等を施すことによりね
じれ配向されている。24はスペーサ、4は上記の電極
21a・22aに接続した第2セル20の駆動回路であ
り、本例においてはスタテック駆動回路が用いられ、電
極21a・22aに任意の電圧が印加可能である。
第2の液晶セル(以下、第2セルという)であり、上面
に電極21’aを有する下側電極基板21と、下面に電
極22aを有する上側電極基板22との間に、ネマチッ
ク液晶23を挾持させてなる。その液晶23は上下の電
極基板21・22にラビング処理等を施すことによりね
じれ配向されている。24はスペーサ、4は上記の電極
21a・22aに接続した第2セル20の駆動回路であ
り、本例においてはスタテック駆動回路が用いられ、電
極21a・22aに任意の電圧が印加可能である。
第10図は上記第9図の液晶表示装置におけるラビング
方向(電極基板に近接する液晶分子の分子軸の方向)と
偏光板の吸収軸との関係を示す説明図である。
方向(電極基板に近接する液晶分子の分子軸の方向)と
偏光板の吸収軸との関係を示す説明図である。
同回において、R11・R12はそれぞれ第1セル10
の下側電極基板11および上側TL電極基板2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TLtffU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R12と第2セル20の下側電極基板21のラビ
ング方向R21とのなす角度、TIは第1セル10内の
液晶分子の第9図で上から下に向かってのねじれ方向と
角度、T2は同様に第2セル20内の液晶分子のねじれ
方向と角度、Pl・P2はそれぞれ下側偏光板1および
上側偏光板2の吸収軸の方向、θ1は下側偏光板1の吸
収軸の方向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とのなす角度を示す。
の下側電極基板11および上側TL電極基板2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TLtffU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R12と第2セル20の下側電極基板21のラビ
ング方向R21とのなす角度、TIは第1セル10内の
液晶分子の第9図で上から下に向かってのねじれ方向と
角度、T2は同様に第2セル20内の液晶分子のねじれ
方向と角度、Pl・P2はそれぞれ下側偏光板1および
上側偏光板2の吸収軸の方向、θ1は下側偏光板1の吸
収軸の方向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とのなす角度を示す。
上記の構成において、第1セル10の液晶分子のねしれ
方向および角度TIは、前記実施例Iの場合と同様にラ
ビング方向R11・R12およびネマチック液晶13に
添加される旋光性物質の種rnと后によって180度か
ら360度の範囲になるように設定し、また第1セル1
0の液晶の光学異方性Δnと液晶層厚d(μm)との積
Δn−dは1.1μm以上の範囲に設定する。
方向および角度TIは、前記実施例Iの場合と同様にラ
ビング方向R11・R12およびネマチック液晶13に
添加される旋光性物質の種rnと后によって180度か
ら360度の範囲になるように設定し、また第1セル1
0の液晶の光学異方性Δnと液晶層厚d(μm)との積
Δn−dは1.1μm以上の範囲に設定する。
上記のように一対の偏光板1・2間に液晶セル(第1セ
ル)10を介在させてなる液晶表示装置に上記第1セル
10とは別に更に第2の液晶セル(第2セル)20を設
けると、該表示装置で表示することのできる色調を電気
的信号により変化させることができる。さらに、パソコ
ン等で求められている白黒表示を、第2セル20の電気
的信号による切り換えで実現することができる。
ル)10を介在させてなる液晶表示装置に上記第1セル
10とは別に更に第2の液晶セル(第2セル)20を設
けると、該表示装置で表示することのできる色調を電気
的信号により変化させることができる。さらに、パソコ
ン等で求められている白黒表示を、第2セル20の電気
的信号による切り換えで実現することができる。
なお第2セル20のネマチック液晶のねしれ角T2は、
90度×n±40度(nは0または整数)にすることが
、コントラストの高い白黒表示を得るために望ましい。
90度×n±40度(nは0または整数)にすることが
、コントラストの高い白黒表示を得るために望ましい。
また角度θは90度にすることが望ましい、さらに第2
セルの液晶のねじれ方向は、第1セルの液晶のねじれ方
向と逆方向であることが望ましい。
セルの液晶のねじれ方向は、第1セルの液晶のねじれ方
向と逆方向であることが望ましい。
以下、上記実施例Hに基づく具体例を説明する。
具体例14
上記実施例■(第9図・第10図)における第1セル1
0の液晶13としてトラン系液晶を添加したPCH系液
晶を用い光学異方性Δnを0.18、液晶層厚dを8μ
mに設定して、Δn−dを1.44とした。また、第1
セル10の液晶分子のねしれ角TIを左に220度、第
2セルの液晶分子のねじれ角T2を右に90度とした。
0の液晶13としてトラン系液晶を添加したPCH系液
晶を用い光学異方性Δnを0.18、液晶層厚dを8μ
mに設定して、Δn−dを1.44とした。また、第1
セル10の液晶分子のねしれ角TIを左に220度、第
2セルの液晶分子のねじれ角T2を右に90度とした。
更に角度θ1・θ2をそれぞれ45度とし、角度θは9
0度とした。第2セル20の駆動回路(スタテ・ンク駆
動回路)4で第2セルに実効電圧10Vを印加し、第1
セル10の駆動回路(時分割駆動回路)3によりデユテ
ィ比1/100で4階調表示駆動を行った。このとき、
4色が表示され、第11図の色度図に示すようになった
。つまり、青緑、青紫、赤、黄色の4色である0次に、
第2セル20の駆動回路4のスイッチをオフにすると、
第12図に示すように、点Aは非選択電圧(実効電圧2
.24V)印加時、点Bは選択電圧(実効電圧2.4V
)印加時の色調となった。点Aはやや青味のある黒色で
点Bはやや黄味のある白色であり、はぼ白黒表示となっ
た。このときのコントラスト比は1:10であった。
0度とした。第2セル20の駆動回路(スタテ・ンク駆
動回路)4で第2セルに実効電圧10Vを印加し、第1
セル10の駆動回路(時分割駆動回路)3によりデユテ
ィ比1/100で4階調表示駆動を行った。このとき、
4色が表示され、第11図の色度図に示すようになった
。つまり、青緑、青紫、赤、黄色の4色である0次に、
第2セル20の駆動回路4のスイッチをオフにすると、
第12図に示すように、点Aは非選択電圧(実効電圧2
.24V)印加時、点Bは選択電圧(実効電圧2.4V
)印加時の色調となった。点Aはやや青味のある黒色で
点Bはやや黄味のある白色であり、はぼ白黒表示となっ
た。このときのコントラスト比は1:10であった。
具体例15
上記具体例14において、第1セル10の液晶分子のね
じれ角TIを左に230度に、また第2セル20の液晶
分子のねしれ角T2を右に270度に変え、他の構成は
具体例14と同様とした。
じれ角TIを左に230度に、また第2セル20の液晶
分子のねしれ角T2を右に270度に変え、他の構成は
具体例14と同様とした。
そして第2セル20の駆動回路4で第2セルに実効電圧
10Vを印加し、第1セル10の駆動回路3によりデユ
ティ比1/200で8階調表示駆動を行った。第13図
はこのときの色調を示すもので、図から明らかなように
、8階調表示がすべて異なった色調を示した。また第2
セル20の駆動回路4のスイッチをオフにすると、第1
4図に示すように、点Aは非選択電圧(実効電圧2.2
8■)印加時、点Bは選択電圧(実効電圧2.44V)
印加時の色調となった。点Aはやや青味のある黒色、点
Bは黄味のある白色であり、はぼ白黒表示となった。こ
のときのコントラスト比は1:15であった。
10Vを印加し、第1セル10の駆動回路3によりデユ
ティ比1/200で8階調表示駆動を行った。第13図
はこのときの色調を示すもので、図から明らかなように
、8階調表示がすべて異なった色調を示した。また第2
セル20の駆動回路4のスイッチをオフにすると、第1
4図に示すように、点Aは非選択電圧(実効電圧2.2
8■)印加時、点Bは選択電圧(実効電圧2.44V)
印加時の色調となった。点Aはやや青味のある黒色、点
Bは黄味のある白色であり、はぼ白黒表示となった。こ
のときのコントラスト比は1:15であった。
具体例16
上記具体例15において、第2セル20の駆動回路4で
第2セル20に印加する実効電圧を10VからO■まで
変化させた。その結果、前記第13図に示す緑色(X、
y)= (0,197,0゜386)は、第15図に示
すように青色、赤色、黒色となった。また前記第13図
に示す他の色も、第2セル20の駆動回路4の実効電圧
をIOVからO■まで変化させることにより、色変化を
おこさせることができた。
第2セル20に印加する実効電圧を10VからO■まで
変化させた。その結果、前記第13図に示す緑色(X、
y)= (0,197,0゜386)は、第15図に示
すように青色、赤色、黒色となった。また前記第13図
に示す他の色も、第2セル20の駆動回路4の実効電圧
をIOVからO■まで変化させることにより、色変化を
おこさせることができた。
具体例17
前記具体例15において、第1セルlOの液晶分子のね
じれ角T1を左に330度に、また第2セル20の液晶
分子のねしれ角T2を右に450度に変え、具体例15
と同様に第2セル20にその駆動回路4で実効電圧10
Vを印加し、第1セル10の駆動回路3によりデユティ
比1/200で8階調表示駆動を行った。すると具体例
15に比べ広視野角となった。また、第2セル20の駆
動回路4のスイッチをオフにすると、白黒表示となり、
コントラスト比はl:52と改善された。
じれ角T1を左に330度に、また第2セル20の液晶
分子のねしれ角T2を右に450度に変え、具体例15
と同様に第2セル20にその駆動回路4で実効電圧10
Vを印加し、第1セル10の駆動回路3によりデユティ
比1/200で8階調表示駆動を行った。すると具体例
15に比べ広視野角となった。また、第2セル20の駆
動回路4のスイッチをオフにすると、白黒表示となり、
コントラスト比はl:52と改善された。
なお上記具体例14〜17においては、第2セル20の
液晶分子のねじれ方向を左、第1セル10の液晶分子の
ねじれ方向を右にしたが、それぞれ逆方向にしても同じ
結果が得られる。また第1セルと第2セルの液晶分子の
ねしれ方向を同しにして不十分ではあるがほぼ同等の結
果が得られる。
液晶分子のねじれ方向を左、第1セル10の液晶分子の
ねじれ方向を右にしたが、それぞれ逆方向にしても同じ
結果が得られる。また第1セルと第2セルの液晶分子の
ねしれ方向を同しにして不十分ではあるがほぼ同等の結
果が得られる。
また第2セル20の駆動回路4として上記実施例および
その具体例14〜17においては、スタテック駆動回路
を用いたが、電極21a・22aに電圧を印加する手段
であれば何でもよく、例えば時分割駆動回路、正弦波形
印加回路、三角波形印加回路であってもよい。
その具体例14〜17においては、スタテック駆動回路
を用いたが、電極21a・22aに電圧を印加する手段
であれば何でもよく、例えば時分割駆動回路、正弦波形
印加回路、三角波形印加回路であってもよい。
以上説明したように本発明によれば、階調表示によりマ
ルチカラー表示を容易に行うことができ、しかも時分割
駆動する場合においてはデユティ比1/100以下の低
デユティ比でもコントラストのよいマルチカラー表示が
得られるもので、前記従来のようにカラーフィルタを用
いるものに比べ極めて簡便に安価にカラー表示を行うこ
とのできる電気光学素子を提供できる等の効果がある。
ルチカラー表示を容易に行うことができ、しかも時分割
駆動する場合においてはデユティ比1/100以下の低
デユティ比でもコントラストのよいマルチカラー表示が
得られるもので、前記従来のようにカラーフィルタを用
いるものに比べ極めて簡便に安価にカラー表示を行うこ
とのできる電気光学素子を提供できる等の効果がある。
第1図は本発明の第1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、第2図はその液晶
表示装置における偏光板の吸収軸とラビング方向等との
関係を示す説明図、第3図・第4図・第5図・第6図・
第7図・第8図は上記第1実施例に基づく具体例によっ
て表示された色調を示す色度図、第9図は本発明の第2
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、第10図はその液晶表示装置における偏
光板の吸収軸とラビング方向等との関係を示す説明図、
第11図・第12図・第13図・第14図・第15図は
上記第2実施例に基づく具体例によって表示された色調
を示す色度図、第16図は従来の液晶表示装置により表
示することのできる色調を示す色度図である。 1・2は偏光板、10は液晶セル、11・12は電極基
板、13は液晶、20は第2の液晶セル、21・22は
電極基板、23は液晶。 第1図 第3図 第2図 第4図 0.1 0.5 第7 図 第8図 0.1 0.2 0.3 0.4 y 第11図 第12図 0.1 0.2 0.4 0.5 第13図 第14図 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
の液晶表示装置の概略構成の断面図、第2図はその液晶
表示装置における偏光板の吸収軸とラビング方向等との
関係を示す説明図、第3図・第4図・第5図・第6図・
第7図・第8図は上記第1実施例に基づく具体例によっ
て表示された色調を示す色度図、第9図は本発明の第2
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、第10図はその液晶表示装置における偏
光板の吸収軸とラビング方向等との関係を示す説明図、
第11図・第12図・第13図・第14図・第15図は
上記第2実施例に基づく具体例によって表示された色調
を示す色度図、第16図は従来の液晶表示装置により表
示することのできる色調を示す色度図である。 1・2は偏光板、10は液晶セル、11・12は電極基
板、13は液晶、20は第2の液晶セル、21・22は
電極基板、23は液晶。 第1図 第3図 第2図 第4図 0.1 0.5 第7 図 第8図 0.1 0.2 0.3 0.4 y 第11図 第12図 0.1 0.2 0.4 0.5 第13図 第14図 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Claims (5)
- (1)対向して配置された一対の電極基板間にねじれ配
向したネマチック液晶を挾持してなる液晶セルと、その
液晶セルを挟んでその両側に配置された一対の偏光板と
を備え、前記ネマチック液晶のねじれ角を180度から
360度の範囲とした電気光学素子において、前記ネマ
チック液晶の光学異方性Δnと前記ネマチック液晶の液
晶層厚d(μm)との積Δn・dを1.1μm以上とし
、かつ前記一対の電極基板間に印加する電圧を3値以上
選択できる手段を有することを特徴とする電気光学素子
。 - (2)前記一対の電極基板間に印加する電圧を3値以上
選択できる手段は、選択電圧と非選択電圧以外に中間電
圧を印加することのできる時分割駆動回路であることを
特徴とする請求項(1)記載の電気光学素子。 - (3)前記一対の偏光板の吸収軸(偏光軸)の方向が、
それぞれ隣接する前記電極基板の液晶分子配向方向に対
して15度から75度の範囲内でずれていることを特徴
とする請求項(1)記載の電気光学素子。 - (4)前記一対の偏光板間に、対向して配置された一対
の電極基板間にネマチック液晶を挾持してなる第2の液
晶セルを介在させたことを特徴とする請求項(1)また
は(2)記載の電気光学素子。 - (5)上記第2の液晶セルのネマチック液晶の液晶分子
が、 90度×n±40度(nは0または整数) ねじれていることを特徴とする請求項(4)記載の電気
光学素子。
Priority Applications (6)
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US07/374,209 US5191454A (en) | 1988-07-06 | 1989-06-30 | Multi-colored liquid crystal display device |
DE3921837A DE3921837A1 (de) | 1988-07-06 | 1989-07-03 | Elektrooptische vorrichtung |
KR1019890009391A KR940001902B1 (ko) | 1988-07-06 | 1989-07-03 | 전기 광학 소자 |
GB8915440A GB2221548B (en) | 1988-07-06 | 1989-07-05 | Electro-optical device |
HK171895A HK171895A (en) | 1988-07-06 | 1995-11-09 | Electro-optical device |
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JP63-169368 | 1988-07-06 | ||
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DE (1) | DE3921837A1 (ja) |
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