JPH04118624A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JPH04118624A
JPH04118624A JP2239250A JP23925090A JPH04118624A JP H04118624 A JPH04118624 A JP H04118624A JP 2239250 A JP2239250 A JP 2239250A JP 23925090 A JP23925090 A JP 23925090A JP H04118624 A JPH04118624 A JP H04118624A
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JP
Japan
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liquid crystal
lcd
crystal display
yellow
display device
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Application number
JP2239250A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Jingu
神宮 啓至
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH04118624A publication Critical patent/JPH04118624A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the contrast and to make a black-to-yellow display or improve black-to-yellow visibility by using a green or yellow LED as a back light, giving an LCD a complementary color relation to this color, and providing a black mask. CONSTITUTION:An STN type LCD of DELTAnd=800 - 900 nm changes in the color tone of yellow and blue by the switching of a voltage, the LED of green - yellow which has a 5400 - 580 nm light emission peak is combined, and the black mask 8 is provided between electrodes of one of substrate which constitute the STN type LCD. Consequently, the transmission type liquid crystal display device which has the superior visibility of yellow or green on a black background and the superior contrast can easily be constituted. Further,the STN type liquid crystal display element is utilized as the LCD, so such effect that time-division operation is superior is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は透過型のSTN型液晶表示装置に関し、特にコ
ントラストの改善に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a transmissive STN liquid crystal display device, and particularly to improvement of contrast.

[従来の技術] 従来、STN型液晶表示装置を構成するバックライトと
しては冷陰極管やエレクトロルミネッセンス素子といっ
た白色光に近い物を使用するのが一般的であった。これ
らのバックライトとSTN型LCDを組合せた場合、ポ
ジモードの場合は第4図のような分光スペクトルを有す
るので黄色地に青色の点灯色になり、ネガモードの場合
は第5区のような分光スペクトルを有するので、貴地に
黄色の点灯色になる。いずれにしても非点灯部あるいは
点灯部とも黒色にはならないのでコントラストが低いと
いう問題があった。又、STN型LCDの白黒化は光学
補償板として二層目のSTN型LCDを組合せたり、リ
ターデーションフィルムを貼り付けたりする方法もある
が、コストアップになるのが難点である。
[Prior Art] Conventionally, as a backlight constituting an STN type liquid crystal display device, it has been common to use something close to white light, such as a cold cathode tube or an electroluminescent element. When these backlights are combined with an STN type LCD, in the case of positive mode, the spectrum will be as shown in Figure 4, so the lighting color will be blue on a yellow background, and in the case of negative mode, the spectrum will be as shown in Section 5. Because of this, the color of the light is yellow. In any case, since neither the non-lit parts nor the lit parts turn black, there is a problem of low contrast. Furthermore, there are methods to make the STN type LCD black and white by combining a second layer of the STN type LCD as an optical compensator or by pasting a retardation film, but this increases the cost.

[発明が解決しようとする課題1 そこで本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは透過型のSTN型液晶表示装置
のコントラストを改善し、黒対黄色の表示あるいは黒対
黄色といった視認性の高い液晶表示装置を提供する事に
ある。さらに本発明の他の目的は長寿命のバックライト
を有する液晶表示装置を提供する事にある。
[Problem to be solved by the invention 1 The present invention has been made in view of the above problems,
The purpose is to improve the contrast of a transmissive STN type liquid crystal display device and to provide a liquid crystal display device with high visibility such as black versus yellow display or black versus yellow display. Still another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a long-life backlight.

[課題を解決するための手段1 本発明はバックライトとして540nm〜580nmの
発光ピークを有する緑色系又は質系のLEDを用い、L
CDとして△nd=800nm〜900nmのポジモー
ド又はネガモードのSTN型LCDを用い、該STN型
LCDを構成する少なくとも一方の基板の電極間にブラ
ックマスクを形成した事を特徴とする。
[Means for Solving the Problems 1] The present invention uses a green or green LED having an emission peak of 540 nm to 580 nm as a backlight, and
A positive mode or negative mode STN type LCD with Δnd=800 nm to 900 nm is used as the CD, and a black mask is formed between the electrodes of at least one substrate constituting the STN type LCD.

〔実 施 例] 第1図は本発明の液晶表示装置の構造をモデル的に示し
た断面図である。同図において1は上側基板であり、2
は下側基板である。これら2枚の基板をシール材3を介
して挟持し、その間に捩れ配向したネマチック液晶4を
封入する。5は上偏光板を6は下偏光板を示す。7はバ
ックライトとして用いるLEDである。なお上基板には
透明電極IAと配向膜IBが、下基板には透明電極2A
と配向膜2Bが形成されている。さらに下基板の透明電
極間にはブラックマスク8が形成されている。なおブラ
ックマスクは少なくとも一方の基板の電極間に設ければ
よいが、両方の基板の電極間に設けてもよいし、必ずし
も純粋な黒でなくともよい。むしろ、STN型LCDの
背景色に合わせると、より表示品位が向上する。
[Example] FIG. 1 is a sectional view showing a model of the structure of a liquid crystal display device of the present invention. In the figure, 1 is the upper substrate, 2
is the lower substrate. These two substrates are sandwiched with a sealing material 3 in between, and a twisted nematic liquid crystal 4 is sealed between them. 5 indicates an upper polarizing plate, and 6 indicates a lower polarizing plate. 7 is an LED used as a backlight. Note that the upper substrate has a transparent electrode IA and an alignment film IB, and the lower substrate has a transparent electrode 2A.
An alignment film 2B is formed. Further, a black mask 8 is formed between the transparent electrodes on the lower substrate. Note that the black mask may be provided between the electrodes of at least one substrate, but may be provided between the electrodes of both substrates, and does not necessarily have to be pure black. On the contrary, the display quality is further improved by matching the background color of the STN LCD.

(実施例1) STN型LCDのセルパラメーターとして、△n=0.
130の液晶をセル厚(d)=6.3LLmで挟持し、
捩れ角(TA)=230°とした。
(Example 1) As a cell parameter of the STN type LCD, Δn=0.
130 liquid crystals are sandwiched with cell thickness (d) = 6.3LLm,
The torsion angle (TA) was set to 230°.

この場合Δn×d=819nmである。In this case, Δn×d=819 nm.

上下のラビング方向と上下の偏光板の吸収軸との関係を
第2図に示す。ブラックマスクとしては、カーボン系の
黒色有機顔料を約1umの厚さで下基板のii電極間印
刷法で形成した。このようなセルパラメーターにする事
によりブラックマスクがない部分、つまり点灯バクーン
部は第4図に示すような分光スペクトルを有する。次に
バックライトとして第7図に示すような565nmにピ
ークを有する黄色のLEDを用いた。第4図の黄ポジモ
ードのSTN型LCDの分光スペクトルと第7図の黄色
のLEDの発光スペクトルがらゎかルヨウニ、STN型
LCD(7)OFF状態でハLcDの色調が黄色でLE
Dの色調も黄色なのでバックライトの光量は効率よ<L
CDを透過できる。
FIG. 2 shows the relationship between the upper and lower rubbing directions and the absorption axes of the upper and lower polarizing plates. As a black mask, a carbon-based black organic pigment was formed to a thickness of about 1 um using the ii interelectrode printing method on the lower substrate. By setting such cell parameters, the portion without the black mask, that is, the illuminated backlight portion, has a spectrum as shown in FIG. Next, a yellow LED having a peak at 565 nm as shown in FIG. 7 was used as a backlight. The spectrum of the STN type LCD in yellow positive mode in Figure 4 and the emission spectrum of the yellow LED in Figure 7 are different from each other. When the STN type LCD (7) is in the OFF state, the color tone of the LCD is yellow and LE.
The color tone of D is also yellow, so the amount of light from the backlight is efficient.
Can pass through CDs.

それに対し、STN型LCDのON状態ではLCDの色
調が青色でLEDの色調の黄色と補色関係になるので、
バックライトの光量はほとんどLCDでカットされてし
まい、黒色になる。以上より、本来表示として見たい部
分ではLCDをOFF状態とし、消したい部分ではLC
DをON状態とする事によりブラックマスクと同様の黒
色になり、黒地に黄色の視認性とコントラストが優れた
透通型の液晶表示装置が構成される。
On the other hand, when the STN LCD is in the ON state, the color tone of the LCD is blue, which is a complementary color to the yellow color of the LED.
Most of the light from the backlight is cut off by the LCD, making it black. From the above, the LCD should be turned off in the areas that you would like to see as a display, and the LCD should be in the OFF state in the areas that you want to erase.
By turning on D, the color becomes black similar to that of a black mask, and a transparent liquid crystal display device with excellent yellow-on-black visibility and contrast is constructed.

(実施例2) STN型LCDのセルパラメーターとして、△n=0.
150、d=5.8LLm、TA=220″′とした。
(Example 2) As a cell parameter of the STN type LCD, Δn=0.
150, d=5.8LLm, and TA=220″′.

この場合、△nXd=870nmである。In this case, ΔnXd=870 nm.

上下のラビング方向と上下の偏光板の吸収軸の関係を第
3図に示す。ブラックマスクとして濃紺色の有機顔料を
約1umの厚さで上基板の電極間にフォトリソグラフィ
ー法により形成した。このようなセルパラメーターにす
る事によりブラックマスクのない部分、つまり点灯パタ
ーン部は第5図に示すような分光スペクトルを有する7
次にバツクライトとして第8区に示すような560nm
にピークを有する緑色のLEDを用いた。第5図の青ネ
ガモードのSTN型LCDの分光スペクトルと第8図の
緑色のLEDの発光スペクトルかられかるように、ST
N型LCDのOFF状態ではLEDのバックライトはほ
とんどLCDを透過する事ができず濃紺色になるのに対
し、LCDがON状態ではLEDのバックライトは十分
LCDを透過する事ができる。以上よりLCDがOFF
状態ではブラックマスクの濃紺色と同色になり、ON状
態では緑色になる。つまり、濃紺色地に緑色の視認性と
コントラストが優れた透過型の液晶表示装置が構成され
る。
FIG. 3 shows the relationship between the upper and lower rubbing directions and the absorption axes of the upper and lower polarizing plates. A dark blue organic pigment with a thickness of about 1 um was formed as a black mask between the electrodes of the upper substrate by photolithography. By setting these cell parameters, the part without the black mask, that is, the lighting pattern part, has a spectrum as shown in Figure 57.
Next, as a back light, 560 nm as shown in Section 8
A green LED having a peak at . As can be seen from the spectrum of the blue negative mode STN LCD in Figure 5 and the emission spectrum of the green LED in Figure 8, the ST
When the N-type LCD is in the OFF state, the LED backlight hardly passes through the LCD and becomes dark blue, whereas when the LCD is ON, the LED backlight can sufficiently pass through the LCD. From the above, the LCD is turned off.
In the state, it is the same color as the dark blue of the black mask, and in the ON state, it is green. In other words, a transmissive liquid crystal display device with excellent green visibility and contrast on a dark blue background is constructed.

(実施例3) STN型LCDのセルパラメーターとして、△n=0.
153、d=6.8um、TA=230″とした。この
場合、△nXd=1 O40nmである。上下のラビン
グ方向と上下の偏光板の吸収軸の関係を第2図に示す、
ブラックマスクとしてはカーボン系の黒色有機顔料を約
1μmの厚さと下基板の電極間に印刷法で形成した。こ
のようなセルパラメーターにする事によりブラックマス
クのない部分、つまり点灯パターン部は第6図に示すよ
うな分光スペクトルを有する。次にバックライトとして
第9図に示すような650nmにピクを有する赤色のL
EDを用いた。第6図のポジモードのSTN型LCDの
分光スペクトルと第9図の赤色のLEDの発光スペクト
ルかられかるように、STN型LCDのOFF状態では
LCDの色調がほぼ赤色でLEDの色調も赤色なのでバ
ンクライトの光量は効率よ<LCDを透過てきる。それ
に対し、STN型LCDのON状態ではLCDの色調が
青色でLEDの色調の赤色とほぼ補色関係になるので、
バックライトの光量はほとんどLCDでカットされてし
まい、黒色になる。
(Example 3) As a cell parameter of the STN type LCD, Δn=0.
153, d = 6.8 um, TA = 230''. In this case, △nXd = 1 O40 nm. The relationship between the upper and lower rubbing directions and the absorption axes of the upper and lower polarizing plates is shown in Figure 2.
As a black mask, a carbon-based black organic pigment was formed with a thickness of about 1 μm between the electrodes of the lower substrate by a printing method. With such cell parameters, the portion without the black mask, that is, the lighting pattern portion, has a spectrum as shown in FIG. Next, as a backlight, a red L with a peak at 650 nm as shown in Figure 9 is used.
ED was used. As can be seen from the optical spectrum of the positive mode STN LCD in Figure 6 and the emission spectrum of the red LED in Figure 9, when the STN LCD is in the OFF state, the color tone of the LCD is almost red and the color tone of the LED is also red. The amount of light transmitted through the LCD is determined by its efficiency. On the other hand, when the STN LCD is in the ON state, the color tone of the LCD is blue, which is almost a complementary color to the red color of the LED.
Most of the light from the backlight is cut off by the LCD, making it black.

以上より、本来表示として見たい部分ではLCDをOF
F状態とし、消したい部分ではLCD′+ON状態とす
る事によりブラックマスクと同様の黒色になり、黒地に
赤色の視認性とコントラストが優れた透過型の液晶表示
装置が構成される。
From the above, the LCD should be turned off in the areas that you originally want to see as a display.
By setting the F state and setting the LCD'+ON state in the portion to be erased, the color becomes black similar to a black mask, and a transmissive liquid crystal display device with excellent visibility and contrast of red on a black background is constructed.

[発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、△nd=800nm
 〜900nmのSTN型LCDが電圧のスイッチング
により黄色と青色の色調の変化をする事と、バックライ
トとして540nm〜580nmの発光ピークを有する
緑色〜黄色のLEDを組合せ、かつSTN型LCDを構
成する少なくとも一方の基板の電極間にブラックマスク
を設ける事により、黒地に黄色もしくは緑といった、視
認性とコントラストに優れた透過型の液晶表示装置を簡
単に構成できるという効果がある。又、本発明はLCD
としてSTN型液晶表示素子を利用しているので時分割
性に優れているという効果もある。さらに本発明の他の
効果としては、バックライトにLEDという長寿命の発
光素子を使用しているので、液晶表示装置を長寿命化さ
せる事もできる。
[Effect of the invention] As described above, according to the present invention, Δnd=800 nm
A ~900nm STN type LCD that changes the color tone between yellow and blue by voltage switching, and a green to yellow LED having an emission peak of 540nm to 580nm as a backlight are combined, and at least By providing a black mask between the electrodes of one of the substrates, a transmissive liquid crystal display device with excellent visibility and contrast, such as yellow or green on a black background, can be easily constructed. Moreover, the present invention is an LCD
Since an STN type liquid crystal display element is used as the display element, it also has the advantage of being excellent in time sharing. Furthermore, another effect of the present invention is that since a long-life light emitting element called an LED is used for the backlight, the life of the liquid crystal display device can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の液晶表示装置の構造を示す図、第2図
、第3図はSTN型LCDのラビング方向と偏光板の角
度の関係を示す図。第4図、第5区、第6図はSTN型
LCDの分光スペクトルを表わす図。第7図、第8図、
第9図はLEDの発光スペクトルを表わす図。 l ・ ・ ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ ・ 4 ・ ・ ・ ・ ・ 5 ・ ・ ・ ・ ・ 6 ・ ・ ・ ・ ・ 7 ・ ・ ・ ・ l A、 2A ・ l B、 2 B ・ 8 ・ ・ ・ ・ ・ 10A  ・ ・ ・ ・ 2OA  ・ ・ ・ ・ 50A  ・ ・ ・ ・ 60A  ・ ・ ・ ・ ・上側基板 ・下側基板 ・シール材 ・ネマチック液晶 ・上偏光板 ・下偏光板 ・バックライト ・透明電極 ・配向膜 ・ブラックマスク ・上ラビング方向 ・下ラビング方向 ・上偏光板の吸収軸方向 ・下偏光板の吸収軸方向 第6図 第8図
FIG. 1 is a diagram showing the structure of the liquid crystal display device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the relationship between the rubbing direction and the angle of the polarizing plate of an STN type LCD. FIGS. 4, 5, and 6 are diagrams showing the spectra of the STN type LCD. Figure 7, Figure 8,
FIG. 9 is a diagram showing the emission spectrum of the LED. l A, 2 A, l B, 2 B 8. ・ . .・Transparent electrode ・Alignment film ・Black mask ・Upper rubbing direction ・Lower rubbing direction ・Absorption axis direction of upper polarizing plate ・Absorption axis direction of lower polarizing plate Fig. 6 Fig. 8

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)バックライトとして特定波長の発光ピークを有す
る発光ダイオード(LED)を用い、液晶表示素子(L
CD)としてSTN型LCDを用いて構成した液晶表示
装置において、該STN型LCDの非点灯又は点灯状態
のうちどちらかの色調が該LEDの色調とほぼ補色の関
係を有し、該STN型LCDを構成する少なくとも一方
の基板の電極間にブラックマスクを形成した事を特徴と
する液晶表示装置。
(1) A light emitting diode (LED) having an emission peak at a specific wavelength is used as a backlight, and a liquid crystal display element (L
CD) in a liquid crystal display device configured using an STN type LCD, in which the color tone of the STN type LCD in either a non-lit state or a lit state has a substantially complementary color relationship with the color tone of the LED; A liquid crystal display device characterized in that a black mask is formed between electrodes of at least one substrate constituting the liquid crystal display device.
(2)バックライトとして540nm〜580nmの発
光ピークを有するLEDを用い、LCDとしてΔn×d
(ΔnはSTN型LCDを構成するネマチック液晶の屈
折率の異方性を、dは同ネマチック液晶層の厚さを表わ
す)=800nm〜900nmのSTN型LCDを用い
た事を特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
(2) Use an LED with an emission peak of 540 nm to 580 nm as a backlight, and use Δn×d as an LCD.
(Δn represents the anisotropy of the refractive index of the nematic liquid crystal constituting the STN type LCD, and d represents the thickness of the nematic liquid crystal layer) = 800 nm to 900 nm STN type LCD is used. The liquid crystal display device described.
(3)バックライトとして630nm〜670nmの発
光ピークを有するLEDを用い、LCDとしてΔn×d
=950nm〜1300nmのSTN型LCDを用いた
事を特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
(3) Use an LED with an emission peak of 630 nm to 670 nm as a backlight, and use Δn×d as an LCD.
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein an STN type LCD having a wavelength of 950 nm to 1300 nm is used.
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