JPH02500139A - lcd display device - Google Patents
lcd display deviceInfo
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- JPH02500139A JPH02500139A JP50591188A JP50591188A JPH02500139A JP H02500139 A JPH02500139 A JP H02500139A JP 50591188 A JP50591188 A JP 50591188A JP 50591188 A JP50591188 A JP 50591188A JP H02500139 A JPH02500139 A JP H02500139A
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- G02F1/13762—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering containing luminescent or electroluminescent additives
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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 液晶ディスプレイ装置 本発明は液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ） 、特に多重動作モードの液晶セルか らなるディスプレイ装置に関する。[Detailed description of the invention] lcd display device The present invention relates to a liquid crystal display device (LCD), especially a liquid crystal cell with multiple operating modes. The present invention relates to a display device comprising:
大量の複雑な情報を表示できるディスプレイ装置の需要はますます高くなってき ている。このためには、ディスプレイ装置を極めて高いレベルまで多重化する必 要がある。通常、１００以上の多重化が必要である。さらに、ディスプレイ装置 は消費電力が少なく、低電圧で動作が可能な上に、携帯式であることが要求され る。実例を挙げると、携帯式のパーソナル・コンビ二一夕である。Demand for display devices that can display large amounts of complex information is increasing. ing. This requires display devices to be multiplexed to extremely high levels. There is a point. Typically, 100 or more multiplexes are required. Additionally, the display device requires low power consumption, can operate at low voltage, and is portable. Ru. An example is a portable personal convenience store.
液晶ディスプレー装置は、駆動電圧が低く（１〜２Ｖ）で、消費電力が極めて小 さいという第２の必要条件を満足するものの、特に多重化した場合に、視覚効果 が低い。通常のツイスト形ネマチック装置の場合は、多重化度が低く（例えば６ ４以下）、多重化レベルを高くすると、コントラストがかなり悪くなり、見る角 度が限られて来る。さらに、多重化度を下げても、動作に偏光子が必要なため、 画像が鈍くなる傾向がある。Liquid crystal display devices have a low driving voltage (1 to 2 V) and consume very little power. Although it satisfies the second requirement of being small, the visual effects are is low. For typical twisted nematic devices, the degree of multiplexing is low (e.g. 6 4 or less), the higher the multiplexing level, the lower the contrast and the viewing angle. The degree is limited. Furthermore, even if the degree of multiplexing is reduced, a polarizer is still required for operation. Images tend to be dull.
この鈍さは、周囲の照明を暗くすると解消できるが、このためにはある種の光源 が必要である。This dullness can be overcome by dimming the surrounding lighting, but this requires some kind of light source. is necessary.
最近開発されたディスプレイ装置にスーパーツイスト形液晶装置を使用したもの がある。これらディスプレイ装置は多重化度が非常に優れている上に、コントラ スト及び見る角度の両者も良好である。これら装置において多重化レベルを高く するためには、鋭い電圧閾値が必要であり、これを達成するためには、液晶層の ツイスト度を約２７０°にすると共に、表面傾斜を大きくすることによってツイ スト形構造を安定化すればよい。各種のスーパーツイスト形ディスプレイ装置が ある。実例は、”Ｊａｐａｎ Ｄｉｓｐｌａｙ”８３、第３９６〜３９９頁にＣ ，Ｍ、 Ｗａ ｔ ｅ ｒｓ、 Ｖ、 Ｂｒ ｊｍｍｅ Ｉ及びＥ、Ｐ。A recently developed display device using a super twist type liquid crystal device There is. These display devices have a very high degree of multiplexing and Both the strike and viewing angle are good. Increase the level of multiplexing in these devices. In order to achieve this, a sharp voltage threshold is required, and to achieve this, the By setting the twist degree to about 270° and increasing the surface slope, the twist can be improved. It is sufficient to stabilize the strike-shaped structure. Various super twist type display devices be. An example is given in "Japan Display" 83, pages 396-399. , M, Wa t e rs, V, Br j mme I and E, P.
Ｒａｙｎｅｓが発表した論文（１９８３Ｌ及び同じ著者がその後（１９８５）に Ｍｏ１．Ｌｉｑ、Ｃｒｙｓｔ、” １２３、第３０３〜３１９頁に発表した論文 に記載されている。このディスレイ装置では、液晶ホストに染着性多色染料を配 合している。このようなディスプレイ装置の動作は複屈折率の高いホストと一つ の偏光子を用いて（いわゆるＨｅｉ１ｍｅｊｅｒ形）、あるいは偏光子を使用せ ずに複屈折率の低いホストを用いて（いわゆるＷｈ ｉ ｔ ｅ−Ｔａｙ Ｉ ｏ ｒ形）行う。A paper published by Raynes (1983L) and a later paper by the same author (1985) Mo1. Paper published in "Liq, Cryst," 123, pp. 303-319. It is described in. In this display device, dyeable multicolor dyes are arranged in the liquid crystal host. It matches. The operation of such display devices is similar to that of hosts with high birefringence. (so-called Hei1mejer type) or without using a polarizer. By using a host with a low birefringence index (so-called o r form).
最も普通なスーパーツイスト形ディスプレイ装置は未染色液晶における複屈折干 渉効果を利用するが、これは”Ｊ、Ａｐｌ）１、Ｐｈｙｓ、”５８、第３０２２ 〜３０３１頁においてＴ。The most common supertwist display device uses birefringence in undyed liquid crystals. This is based on the ``J, Apl) 1, Phys,'' 58, No. 3022. -T on page 3031.
Ｊ、５ｃｈｅｆｆｅｒ及びＪ、Ｎｅｈｒ ｉｎｇ （１９８５）によって始めて 実証された。ツイスト形ネマチックディスプレイ装置と同様に、これらスーパー ツイスト形複屈折効果（ＳＢＥ）ディスプレイ装置は２つの偏光子が必要であり 、従って固有な性質として画像が鈍く、むしろツイスト形ネマチックＬＣＤより も暗くなる傾向がある。通常のＳＢＥディスプレイ装置の一つの動作方法では、 選択又は切換えたセグメントが明るい背景をバックにして暗く現れる。背景の色 、例えば緑色又は黄色はディスプレイ装置の構成によって定まる。Beginning with J. Scheffer and J. Nehring (1985) Proven. Similar to twisted nematic display devices, these super Twisted birefringence effect (SBE) display devices require two polarizers. , so the image is inherently dull, rather than a twisted nematic LCD. It also tends to get darker. One way of operating a typical SBE display device is to The selected or switched segment appears dark against a bright background. background color , for example green or yellow, depending on the configuration of the display device.
また、最近蛍光ＬＣＤがＶａｎ Ｅｗｙｋ等が”Ｄ ｉ ｓ ｐ ］ａｙｓ”１ ９８６年１０月号の第１１５〜１６０頁に発表した論文“Ａｎｉｓｔｒｏｐｉｃ ｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｓ ｆ。In addition, recently, fluorescent LCDs have been developed by Van Ewyk et al. An article published on pages 115-160 of the October 1986 issue of fluorophors f.
ｒ １ｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙｓ”に記載されている。こ のディスプレイ装置の場合、発光画像の視覚効果と液晶技術の望ましい電気特性 を組合わせている。この装置は異方性蛍光染料、特にペリレンジエステルを含有 するクエストーホストネマチック（Ｈｅｉ１ｍｅｉｅｒ形）ディスプレイ装置で ある。染料が吸光した光によって直接蛍光を発光するか、液晶ホストに吸光され 、エネルギーが染料に伝達する光によって間接的に蛍光を発光する。蛍光の異方 性のために、液晶におけるクエストーホスト効果により液晶セグメントがオン・ オフする。Ｖａｎ Ｅｗｙｋ等らは紫外光を使用した、背景が明るいディスプレ イ装置の場合、間接発光を好ましいとしている。理由は、緑色を背景として暗い セグメントが現れるからであり、また直接発光ディスプレイ装置の色コントラス ト（緑色を背景にした青色）が許容できないからである。間接発光ディスレイ装 置は見る角度が半球形であり、明るさが均一で、コントラストが良好であり、動 作電圧が低い（１〜２Ｖ）。更に、周囲が明るくても、表示情報が消えることは ない（他の発光ディスプレイ装置では消える）。r1iquid crystal displays”. For display devices, the visual effects of luminescent images and the desirable electrical properties of liquid crystal technology is combined. This device contains anisotropic fluorescent dyes, especially perylene diesters. Quest host nematic (Hei1meier type) display device be. Either the dye emits fluorescence directly due to the light absorbed by the dye, or the light is absorbed by the liquid crystal host. , the energy is transferred to the dye, which indirectly causes it to emit fluorescence. Fluorescence anisotropy Due to the Turn off. Van Ewyk et al. have developed a display with a bright background using ultraviolet light. In the case of a device, indirect light emission is preferable. The reason is that the green background is dark This is because the segments appear and the color contrast of the direct emissive display device This is because the color (blue on a green background) is unacceptable. Indirect light display device The viewing angle is hemispherical, the brightness is uniform, the contrast is good, and the viewing angle is hemispherical. Operating voltage is low (1-2V). Furthermore, even if the surroundings are bright, the displayed information will not disappear. No (disappears with other emissive display devices).
本発明の目的は改良スーパーツイスト形液晶ディスプレイ装置を提供することに ある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an improved super twist type liquid crystal display device. be.
本発明によれば、多色性染料を含み、かつスーパーツイスト化したネマチック液 晶ホスト物質からなり、そしてディスプレイ装置が蛍光染料の発光スペクトルを 包含する透過波長スペクトルをもつようにディスプレイ装置のパラメータを選択 した液晶ディスプレイ装置が提供される。According to the present invention, a super-twisted nematic liquid containing a pleochroic dye a crystalline host material, and a display device displays the emission spectrum of the fluorescent dye. Select display device parameters to have a covering transmission wavelength spectrum A liquid crystal display device is provided.
本発明による液晶セルの部分展開図を含む、概略横断面図を示す添付図面につい て、例示のみを目的として、本発明の実施態様を説明する。Regarding the accompanying drawings showing a schematic cross-sectional view, including a partially exploded view, of a liquid crystal cell according to the present invention. Embodiments of the invention are described for purposes of illustration only.
液晶セル１は、例えば６．５μｍの間隔をもつガラス板２と３の間に封入した液 晶物質体１からなる。各ガラス板の内面に、例えば酸化インジウムスズからなる 薄い透明な導電層４．５を設ける。各導電層は所望の電極構成になるようにパタ ーン化する。各板に液晶を傾斜（チルト）整合させる薄い表面整合層６．７を設 ける。これら層は研磨ポリイミドからなる。各板２．３の外面に高効率及び高輝 度の偏光膜８．９を積層する。The liquid crystal cell 1 consists of a liquid sealed between glass plates 2 and 3 with an interval of 6.5 μm, for example. It consists of a crystalline substance 1. The inner surface of each glass plate is made of e.g. indium tin oxide. A thin transparent conductive layer 4.5 is provided. Each conductive layer is patterned to create the desired electrode configuration. turn into a A thin surface matching layer 6.7 is installed on each plate to tilt the liquid crystal. Let's go. These layers consist of polished polyimide. High efficiency and high brightness on the outer surface of each plate 2.3 A polarizing film of 8.9 degrees is laminated.
好適には、ディスプレイ装置の透過波長スペクトルが蛍光染料の発光スペクトル を包含し、かつディスプレイ装置のコントラスト比が高くなるように膜を配向す る。膜９の外面にトランスフレクチブ（ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ）層１０を 設けると共に、この上に層１０を介してセルに背面光を照射する電場発光パネル １１を設ける。この電場発光パネル１１は緑色光を発光し、５００ｎｍにそのピ ーク出力がある。Preferably, the transmission wavelength spectrum of the display device matches the emission spectrum of the fluorescent dye. The film is oriented so as to include the Ru. A transflective layer 10 is provided on the outer surface of the membrane 9. and an electroluminescent panel for illuminating the cell with backlight through a layer 10 thereon. 11 will be provided. This electroluminescent panel 11 emits green light and its peak at 500 nm. There is a track output.
液晶物質体１はＢＤＨ社製の液晶混合物１４９５４からなり、これに十分な量の 異方性を示す多色性蛍光染料を添加して、溶解性限界に達しない、十分な蛍光を 得る。例えば、十分な量のＢＤＨ社製化合物ＣＢ１５と共に１重量％のジ（４− ペンチルビシクロ［２，２，２］オクト−１−イル）を使用して、はぼ１． ６ μｍのヘリカル・ピッチにする。The liquid crystal material body 1 consists of liquid crystal mixture 14954 manufactured by BDH, and a sufficient amount of Addition of anisotropic pleochroic fluorescent dye to produce sufficient fluorescence without reaching the solubility limit obtain. For example, 1% by weight of di(4- pentylbicyclo[2,2,2]oct-1-yl). 6 The helical pitch is μm.
背面光を照射するモードでは、ディスプレイ装置は透過動作し、パネル１１から の光が液晶中の蛍光染料を励起する。染料の吸光及び蛍光発光が異方性であるこ とから、選択されたセグメントが暗くなる。ディスプレイ装置の選択しなかった 領域では、しかし、蛍光が発光し、ディスプレイ装置に対して明るい背景を構成 する。ディスプレイ装置のパラメータは、その透過スペクトルが蛍光染料の発光 スペクトルに一致するように選択する。従来設計のディスプレイ装置では、吸収 されてしまう光が、本発明では、蛍光を発光するのに使用される。従って、蛍光 染料の効果がディスプレイ装置の輝度や視覚効果を高める。In the backlight illumination mode, the display device operates in transmissive mode, and the display device operates in a transmissive manner. The light excites the fluorescent dye in the liquid crystal. The absorption and fluorescence of dyes are anisotropic. , the selected segment becomes darker. No display device selected In areas, however, fluorescent light is emitted and constitutes a bright background for the display device. do. The parameters of the display device are that its transmission spectrum is the emission spectrum of the fluorescent dye. Select to match the spectrum. Traditionally designed display devices have The light that would otherwise be emitted is used in the present invention to emit fluorescence. Therefore, fluorescence The effect of dyes enhances the brightness and visual effects of display devices.
（図示しない）別な実施態様では、Ｈｅｉ１ｍｅｉｅｒモードで動作するように ディスプレイ装置を構成する。この場合、所要量の化合物ＣＢ１５でドーピング 処理した、ＢＤＨ社製Ｅ７やＥ６３などの複屈折率が高いネマチック液晶にほぼ １％の上記染料を配合する。このディスプレイ装置はその正面にひとつの偏光子 が必要であり、紫外背面光による蛍光染料の間接励起によって動作する。In another embodiment (not shown), the Configure display devices. In this case, doping with the required amount of compound CB15 Almost treated nematic liquid crystal with high birefringence such as BDH E7 and E63. Add 1% of the above dye. This display device has one polarizer in front of it. is required and operates by indirect excitation of the fluorescent dye by ultraviolet backlight.
Ｗｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒモードで動作するさらに別な実施態様では、少量の４ −ｎ−ペンチル−４″−シアノターフェニｌｖヲ配合１．て、エネルギー転移を 促進することができるシクロヘ−８−’／ ／ｌ／・シクロヘキサンの混合化合 物を使用する。この場合、偏光子が必要なく、紫外光によって正面や背面を照射 すればよい。In yet another embodiment operating in White-Taylor mode, a small amount of 4 -n-pentyl-4″-cyanoterphenylene lvwo blend 1. to increase energy transfer. Mixed compound of cyclohexane which can be promoted use things In this case, there is no need for a polarizer, and the front and back surfaces are illuminated by ultraviolet light. do it.
後者の実施態様では、紫外光を励起に使用する必要があるので、携帯式パーソナ ル・コンビ二一夕などの電池動作式機器にはこのディスプレイ装置は使用できな いが、適当な外部給電式機器に使用できることはいうまでもない。The latter embodiment requires the use of ultraviolet light for excitation, making it difficult to use a portable personal computer. This display device cannot be used with battery-operated devices such as convenience stores. However, it goes without saying that it can be used for any suitable externally powered equipment.
なお、上記の実施態様はいずれも、用途に応じて蛍光を直接及び／又は間接に発 光して動作できるものである。Note that all of the above embodiments emit fluorescence directly and/or indirectly depending on the application. It is something that lights up and can operate.
いずれにしても、セルの厚さ、表面傾斜や液晶特性などのディスプレイ装置パラ メータは、該装置の透過波長スペクトルが蛍光染料の吸光及び発光スペクトルを 包含するように選択する。当業者に明らかなように、パラメータは最適化できる 。In any case, display device parameters such as cell thickness, surface slope, and liquid crystal properties are important. The meter detects that the transmission wavelength spectrum of the device matches the absorption and emission spectra of the fluorescent dye. Select to include. As will be clear to those skilled in the art, the parameters can be optimized .
前記実施態様では、緑色蛍光染料を使用したが、本ディスプレイ装置には他の適 当な染料も使用できる。Although a green fluorescent dye was used in the embodiment described above, other suitable materials may be used in the present display device. Any suitable dye can also be used.
・ ・ ・ １０ 圃 沿 調 審 鯨 牛 国際調査報告・ ・・ 10 Along the field Whale Cow international search report
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