JPH03179423A - 液晶表示装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、液晶表示素子に係り、特に視認性の良好な２
種類の表示モードを任意に選択できる液晶表示素子に関
する。

（従来の技術） 液晶表示装置（以下ＬＣＤと記す）は、ブラウン管や蛍
光表示管などと異なり非発光型の表示素子であり、反射
板付の偏光板を用いて反射型ＬＣＤとして電卓や時計な
どに広く用いられている。

またＬＣＤの後に照明を設置した透過型ＬＣＤは最近ワ
ードプロセッサやパーソナルコンピュータ用デイスプレ
ィに適用されてきている。

しかし、反射型ＬＣＤは外光の不十分な暗い環境下では
、視認性が悪化するという問題がある。

一方、透過ＪｕＬＣＤは常に照明を点灯させているので
消費電力が大きく長時間のバッテリー駆動が困難であり
、また外光が非常に強く明るい環境下では反射型のＬＣ
Ｄと比較して視認性が低下するという問題がある。

すなわち、消費電力と視認性の両名を勘案すると明るい
場所では反射型ＬＣＤが、暗い場所では透過型ＬＣＤが
適している。

これらの条件を満たすＬＣＤとしては半透過板付偏光板
を用いた半透過型ＬＣＤがある。この半透過型ＬＣＤは
反射型ＬＣＤに使われている反射板を半透過板に置き換
えたものであり背後には照明が設置されている。半透過
板は外光の反射と背後照明の透過という２つの機能を持
ち、半透過型ＬＣＤは明るい場所では反射型ＬＣＤとし
て、暗い場所では背後照明を用いて透過型ＬＣＤとして
使用することができる。

しかしながら、半透過型ＬＣＤにブルーモードＳＴ型、
２層セルＳＴ型などを用いると、反射型ＬＣＤとして使
用した場合には、画面全体が暗くなり視認上問題となる
。そのため、半透過型ＬＣＤでは反射型ＬＣＤに用いら
れるＴＮ型あるいは電圧無印加状態で質仏、電圧印加状
態で濃紺色をＷするイエローモードＳＴ型の液晶などが
適用されている。

ところが、ＴＮ型やイエローモードＳＴ型の液晶は透過
型ＬＣＤとして用いた場合に電圧印加状態の透過光のＭ
れが大きく、コントラストの低下を生じ、視認性が悪化
するという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、反射型表示と透過型表示の２つの表示
モードを持つ従来の半透過型ＬＣＤは、透過型として用
いた場合にはコントラストが低くなるという問題があっ
た。

本発明は上記従来の問題点を解決しようとするもので、
反射型表示と透過型表示の２つの表示モードを任意に選
択でき、しかもコントラス・トが高く、視認性が良好な
液晶表示装置を提供することをσ的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、対
向配置され各対向面に電極が形成された一対の基板と、
これら一対の基板の間で捩れ配向された液晶組成物とを
有する液晶セルと、この液晶セルの両側に配置された偏
光板と、前記液晶セルと少なくとも一方の前記偏光板と
のとの間に配設された、電界の印加によって光学軸の方
向を可変できる光学遅延板とを具備している。

（作用） 第４図は本発明の液晶表示素子の作用を説明する分解斜
示図であり、互いに偏光軸が直交する半透過板付偏光板
１と偏光板２の間に液晶セル３と光学遅延板４が設置さ
れている構成を示している。尚、同図において矢印は偏
光板の偏光軸、および光学遅延板の光学軸の方向を示し
ている。

まず第４図（ａ）に示す場合は、半透過板付偏光板１を
透過または反対した光線が液晶セル３を通過すると一般
に惰ＦＴＩ偏光１０１となる。このときの楕円の形状は
液晶セル３における液晶分子の捩れ角であるツイスト角
Ｖ１リタデーションＲ−Δｎｅｄ＊ｃｏｓ２θおよび波
長λにより決定する。ここで、Δｎは液晶組成物の複屈
折率、ｄは液晶セル厚、θはチルト角である。

光学遅延板４の光学軸が偏光板２の偏光軸と平行、また
は直交している場合には、光学遅延板４は光線の位相を
変えることなく、光線は液晶セル３を通過した状態のま
ま偏光板２に達する。

偏光板２を通過した光線は、直線偏光１０２となるが、
透過率は波長により変化するため、透過光には色づきが
ある。

次に光学遅延板４の電界印加の状態を変えて、第４図（
ｂ）のように光学遅延板４の光学軸を偏光板２の偏光軸
と斜めになるようにした場合には、液晶セル３を通過し
た楕円偏光２０１は、光学遅延板４のリタデーションに
より楕円偏光２０２となる。

この楕円偏光２０２が偏光板２を通過して直線偏光２０
３となる。

すなわち、光学遅延板４の光学軸の方向を変えることに
より２つの表示モードを得ることができる。

このとき、液晶セル３と光学遅延板４のリタデーション
および光学遅延板４の光学軸の方向の変化を適切に設定
すると光学遅延板４の光学軸の変化により、一方を反射
型表示、他方を透過型表示とすることができる。

（実施例） 以下、本発明の液晶表示素子の実施例について図面を用
いて説明する。

実施例１ 第１図は本実施例の液晶表示素子の断面図であり、第２
図は本実施例の液晶表示素子の分解斜示図および偏光板
の偏光軸と光学遅延液晶セルの光学軸の方向と液晶セル
のラビング方向を示す図である。

第１図に示されているように本実施例の液晶表示素子は
対向する半透過板付偏光板５と偏光板６の間に液晶セル
フと光学遅延成品セル８が設置されている。

液晶セルフは透明電極９ａ、９ｂと配向膜１０ａ、１０
ｂが形成された透明基板１１ａとｌｌｂとが平行に間隔
６．７μｍで設置されている。これら透明基板間に液晶
組成物１２が封入されている。

そしてエポキシ接着材からなるシール剤１３により成品
組成物１２は封止固定されている。

成品組成物１２はＺＬＩ２２９３　　（Ｅ　、　　メル
’ｙ　ｔＬ製）に左回りのカイラル剤としてＳ−８１１
（Ｅ　、　　メルク社製）を添加したものを用いた。こ
の液晶組成物１２の液晶分子はチルト角θ−１，５’で
あり、配向Ｉ没１０ａ、１０ｂによって左回りにツイス
ト角マー２４０’で捩れ配向している。配向膜１０ａ、
１０ｂのラビング方向はそれぞれ第２図のｒａ、ｒｂの
方向である。

一方、光学遅延液晶セル８は透明電極１４ａ。

１４ｂと配向＠１５ａ、１５ｂが形成された透明基板１
６ａと１６ｂとが平行に設置されている。

これら透明基板間に強誘電性液晶組成物１７が封入され
ている。そしてエポキシ接着材からなるシール剤１８に
より強誘電性液晶組成物１７は封止固定されている。

配向膜１５ａ、１５ｂはラビング方向が平行なポリイミ
ドでこれらの間隔は、２．３μｍである。

強誘電性液晶組成物１７はＺＬＩ−３４８８（Ｅ　、　
メルク社製、複屈折率Δｎ−０，１３）を用いた。

半透過板付偏光板５はＮＰＰ−Ｇ４２２５Ｐｌ　（日東
電工社製）を第２図のようにＰＬ−１５０の偏光角度で
設置した。

偏光板６はＬＬＣ２−８１−１８（、三立電機社製）を
第２図に示すように偏光角度Ｐ２−９８０で設置した。

ところで、光学遅延液晶セ’ル８１．：　＋１０ｍ、−
１Ｏ（Ｖ）の電圧をそれぞれ印加した場合、第３図（ａ
）、（ｂ）に示すように液晶分子１つの長軸の揃う方向
、すなわち光学軸の方向がラビング方向を対称軸として
２つ出現し、角度４６０をなしていた。

まず、この光学遅延液晶セル８に−１０（Ｖ）の電圧を
印加した時の光学軸の方向と偏光板６の偏光軸の方向が
一致するように光学遅延液晶セル８を配置した。

この時、液晶セルフにｌ７２００デユーテイのマルチプ
レックス駆動させた場合、背景照明のない状態で点灯時
に濃紺色を、非点灯時に黄色を示すコントラスト６：１
のイエローモードＳＴ型の反射表示が得られた。

つぎに光学遅延液晶セル８に＋１０（Ｖ）の電圧を印加
して分子長袖１つの方向、すなわち光学軸の方向を右回
りに４６０回転させ、光学軸の角度Ｒを５００とした。

この時、背景照明を点灯させながら、前述と同様に液晶
セルフにｌ／２００　’デユーティのマルチプレックス
駆動させた場合、点灯時に白色を、非点灯時に黒色を示
すコントラストｌＯ：ｌの無彩色の透過型表示が得られ
た。

実施例２ 実施例１において、偏光板を偏光角度Ｐ２を−６０とな
るように設置し、その他の構成は同一にして液晶表示素
子を作製した。

実施例１と同様に光学遅延液晶セル８に＋ｌＯ（■）の
電圧を印加して分子長軸の揃う方向と偏光板の偏光軸の
方向を一致させ、背景照明を点灯させた状態で、液晶セ
ルフに１／２００デユーテイのマルチプレックス駆動に
より電圧を印加させたところ点灯時に白色、非点灯■５
に青色を示すコントラストＢｌｌのブルーモードＳＴ型
の透過型表示が得られた。

次に背景照明を切った状態で光学遅延液晶セル８に−Ｉ
ｏｎの電圧を印加して液晶分子１つの長袖方向、すなわ
ち光学軸を左回りに４６０回転させ、光学軸の角度Ｒを
４００とした。

この時、液晶セルフに１／２００デユーテイのマルチプ
レックス駆動により電圧を印加させたところ、点灯時に
黒色を、非点灯時に白色を示すコントラスト６：１の無
彩色の反射型表示が得られた。

なお上記実施例において、電圧印加によって光学軸の方
向を可変できる光学遅延板としては、強誘電性液晶セル
のほかに、電極を有する高分子強誘電性液晶フィルムな
どを用いることもできる。

このように、これら実施例に示した液晶素子は、反射型
と透過型の２つの表示モードを任意に選択でき、しかも
どちらのモードでも高コントラストでＵ認性が良好であ
る。さらに一方の表示モードを無彩色表示とすることが
できる。

ｆ発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、光学遅延板の光学
軸を変化させることによって２つの表示モードを任意に
選択することが可能となり、しかもどちらのモードでも
コントラストが高く視認性を良好にすることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の液晶表示装置の断面図、第２
図は実施例の液晶表示装置の分Ｍ斜示図と、偏光板の偏
光軸と液晶セルのラビングと光学遅延液晶セルの光学軸
のそれぞれの方向を示す図、第３図は光学遅延液晶セル
の液晶分子の方向の変化を示す図、第４図は本発明の詳
細な説明する図である。 ５・・・半透過板付偏光板、６・・・偏光板、７・・・
液晶セル、８・・・光学遅延液晶セル、９ａ、９ｂ・・
・透明電極、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・透明基板、１２・・
・液晶組成物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 対向配置され各対向面に電極が形成された一対の基板と
   、これら一対の基板の間で捩れ配向された液晶組成物と
   を有する液晶セルと、 この液晶セルの両側に配置された偏光板と、前記液晶セ
   ルと少なくとも一方の前記偏光板との間に配設され、電
   界の印加によって光学軸の方向を可変できる光学遅延板
   と を具備することを特徴とする液晶表示装置。