JPH04179922A - Liquid crystal display element - Google Patents
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- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、高密度表示に適した液晶表示素子に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal display element suitable for high-density display.
[従来の技術]
従来、両電極間の液晶分子のツイスト角を大きくして、
鋭い電圧−透過率変化を起し、高密度のドツトマトリク
ス表示をする方法として、スーパーツイスト素子(T、
J、 5chefferand J、 Nehri
ng、 Appl、、 Phys、、 Lett、
45(10) 1021−1023 (1984) )
が知られていた。[Conventional technology] Conventionally, by increasing the twist angle of liquid crystal molecules between both electrodes,
A super twist element (T,
J, 5chefferand J, Nehri
ng, Appl, Phys, Lett.
45(10) 1021-1023 (1984))
was known.
しかし、この方法は用いられる液晶表示素子の液晶の複
屈折率Δnと液晶層の厚みdとの積Δn−dの値が実質
的に0.8〜1.2μmの間にあり(特開昭60−10
720号)、表示色として、黄緑色と暗青色、青紫色と
淡黄色等、特定の色相の組み合せでのみ、良いコントラ
ストが得られていた。However, in this method, the value of the product Δn-d of the birefringence Δn of the liquid crystal of the liquid crystal display element used and the thickness d of the liquid crystal layer is substantially between 0.8 and 1.2 μm (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-10
No. 720), good contrast was obtained only with specific combinations of display colors, such as yellow-green and dark blue, bluish-violet and light yellow.
このようにこの液晶表示素子では白黒表示ができなかっ
たことにより、マイクロカラーフィルターと組み合せて
、マルチカラー又はフルカラー表示ができない欠点があ
った。As described above, since this liquid crystal display element could not perform black and white display, it had the disadvantage that it could not perform multicolor or full color display when combined with a microcolor filter.
一方、同様な方式を使用し、液晶の複屈折率と厚みとの
積Δn−dを0.6μm付近と小さく設定することによ
り、ほぼ白と黒に近い表示が得られる方式が提案されて
いる。(M、 5chadtet al、 App
l、 Phys、 Lett、 50(5)、 1
987゜p、236 )
しかし、この方式を使用した場合においては表示が暗く
、かつ、最大コントラストがあまり大きくな(、青味を
帯びるため、表示の鮮明度に欠ける欠点があった。On the other hand, a method has been proposed that uses a similar method and sets the product Δn-d of the liquid crystal's birefringence and thickness to a small value of around 0.6 μm, thereby obtaining a nearly black and white display. . (M, 5chadtet al, App
l, Phys, Lett, 50(5), 1
(987°p, 236) However, when this method was used, the display was dark and the maximum contrast was too large (and the display had a bluish tinge, resulting in a lack of clarity).
また、白黒表示でかつコントラストの高い液晶表示素子
として、互いに逆らせんの液晶セルを2層積層し、一方
のセルのみ電圧を印加し、他方のセルは単なる光学的な
補償板として使用する方式が提案されている。、(真打
はか、テレビジョン学会技術報告、11(27)、p、
79. (1987))しかし、この方式は2層セルで
のΔn−dのマツチングが非常に厳しく、歩留りの向上
が困難な上、液晶セルが2層必要なため、液晶セルの薄
く軽いという特長を犠牲にしている欠点があった。In addition, as a liquid crystal display element with black and white display and high contrast, there is a method in which two layers of liquid crystal cells with opposite spirals are stacked, a voltage is applied to only one cell, and the other cell is used simply as an optical compensation plate. Proposed. , (Haka Shinuchi, Television Society Technical Report, 11(27), p.
79. (1987)) However, with this method, the matching of Δn-d in a two-layer cell is extremely difficult, making it difficult to improve yield, and because it requires two layers of liquid crystal cells, it sacrifices the thin and light characteristics of liquid crystal cells. It had its drawbacks.
[発明の解決しようとする課題j
従来の方式では、明るく白黒度の良い液晶表示素子を、
歩留り良く生産することが困難であった。[Problem to be solved by the inventionj] In the conventional method, a bright liquid crystal display element with good black and white
It was difficult to produce with good yield.
明るい白黒表示素子は、単に特有な色付きがなく見易い
というだけでな(、カラーフィルターをセル内部または
セル外部に形成して、従来通常の90@ツイストのツイ
ストネマチック(TN)素子で実現されていた様な、モ
ノカラーまたはマルチカラーまたはフルカラー表示を実
現でき、薄く、軽く、低消費電力という特長を発揮して
、その市場が飛躍的に拡大すると予想される。A bright black and white display element is not only easy to see without any distinctive coloration (it was previously realized with a twisted nematic (TN) element of 90@twist by forming a color filter inside or outside the cell). It is expected that the market will expand dramatically as it can realize various mono-color, multi-color, or full-color displays, and is thin, lightweight, and has low power consumption.
このため、コントラストがよ(、かつ明るい白黒表示素
子であって、歩留りよく生産できる液晶表示素子が望ま
れていた。For this reason, there has been a desire for a liquid crystal display element that is a bright black and white display element with good contrast and can be produced at a high yield.
[課題を解決するための手段1
本発明は、前述の問題点を解決すべ(なされたものであ
り、ほぼ平行に配置され配向制御膜を有する一対の透明
電極付きの基板間に挟持された旋光性物質を含有した誘
電異方性が正のネマチック液晶によるねじれ角が160
〜300°の液晶層と、この液晶層を挟持する上下の基
板の透明電極間に電圧を印加する駆動手段とを有し、こ
の液晶層の外側に一対の偏光板を設置した液晶表示素子
において、液晶層での液晶の屈折率異方性Δn1と液晶
層の厚みd、との積Δn+ ’ d+が0.4〜1.5
μmとされ、液晶層の間外側であって1対の偏光板の内
側に、異なるΔn21・d21、△n22・d22を有
する一軸性の複屈折板であって、夫々の側の複屈折板の
関係が、1.01X Δnz2・dzz<Δnzi ’
d21<1.20X Δnzi・dzzであり、Δnx
’ dz=Δn!1・(121+Δnx*’dzzと
すると、
0.7×Δn+ ” d+<Δnz・d2< 1.IX
△n+ ” (Lとなるような複屈折板を配置したこと
を特徴とする液晶表示素子を提供するものである。[Means for Solving the Problems 1] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The twist angle of the nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy containing a polar substance is 160
In a liquid crystal display element that has a liquid crystal layer with an angle of ~300° and a driving means that applies a voltage between transparent electrodes of upper and lower substrates that sandwich this liquid crystal layer, and a pair of polarizing plates is installed on the outside of this liquid crystal layer. , the product Δn+ ' d+ of the refractive index anisotropy Δn1 of the liquid crystal in the liquid crystal layer and the thickness d of the liquid crystal layer is 0.4 to 1.5.
μm, and is a uniaxial birefringent plate having different Δn21・d21 and Δn22・d22 on the outside between the liquid crystal layers and inside a pair of polarizing plates. The relationship is 1.01X Δnz2・dzz<Δnzi'
d21<1.20X Δnzi・dzz, Δnx
' dz=Δn! 1・(121+Δnx*'dzz, then 0.7×Δn+ ” d+<Δnz・d2< 1.IX
The present invention provides a liquid crystal display element characterized in that birefringent plates are arranged such that Δn+'' (L).
本発明では、液晶層の両外側であって、一対の偏光板と
の間に少なくとも一組の一軸性の複屈折板を配置したも
のである。In the present invention, at least one set of uniaxial birefringent plates is disposed on both outer sides of the liquid crystal layer and between a pair of polarizing plates.
このため、液晶層は1層でよく、生産性を下げたり、色
ムラを起こしやすい第2の液晶層を設けな(でも、明る
い白黒表示の液晶表示素子が容易に得られる。Therefore, only one liquid crystal layer is required, and a liquid crystal display element with bright black and white display can be easily obtained without lowering productivity or providing a second liquid crystal layer that tends to cause color unevenness.
この液晶層は従来のスーパーツイスト液晶表示素子の液
晶層と同じ構成の液晶層であり、電極群が対向しており
、これにより各ドツト毎にオンオフを制御可能とされる
。この液晶層のツイスト角は約160〜300°とされ
る。This liquid crystal layer has the same structure as the liquid crystal layer of a conventional super twist liquid crystal display element, and has electrode groups facing each other, thereby making it possible to control on/off for each dot. The twist angle of this liquid crystal layer is about 160 to 300 degrees.
具体的には、ほぼ平行に配置された一対の透明電極基板
間に旋光性物質を含有した誘電異方性が正のネマチック
液晶を挟持し、両電極間での液晶分子のツイスト角を1
60〜300°とすれば良い。これは、160°未満で
は急峻な透過率変化が必要とされる高デーティでの時分
割駆動をした際のコントラストの向上が少なく、逆に3
00°を越えるとヒステリシスや光を散乱するドメイン
を生じ易いためである。Specifically, a nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy containing an optically active substance is sandwiched between a pair of transparent electrode substrates arranged almost in parallel, and the twist angle of the liquid crystal molecules between the two electrodes is set to 1.
The angle may be 60 to 300°. This means that if the angle is less than 160°, there will be little improvement in contrast when time-division driving is performed at a high duty rate, which requires a steep change in transmittance;
This is because if the angle exceeds 00°, hysteresis or domains that scatter light tend to occur.
また、液晶層の液晶の屈折率異方性(Δn、)とその液
晶層の厚み(dl)との積Δnl” d+が、0.4〜
1.5μmとされる。Further, the product Δnl” d+ of the refractive index anisotropy (Δn, ) of the liquid crystal of the liquid crystal layer and the thickness (dl) of the liquid crystal layer is 0.4 to
It is assumed to be 1.5 μm.
これは、0.4μm未満では、オン時の透過率が低(、
青味がかった表示色になりやすく、また、 1.5μm
を越えると、オン時の色相が黄色から赤色を呈し、白黒
表示となりにくい。This means that when the thickness is less than 0.4 μm, the transmittance when on is low (,
The display color tends to be bluish, and the thickness of 1.5 μm
If the value exceeds , the hue when turned on changes from yellow to red, making it difficult to display black and white.
特に、表示色の無彩色化が厳しく要求される用途では、
液晶層のΔn、・dlは0.5〜1.0μmとされるこ
とが好ましい。In particular, in applications where achromatic display colors are strictly required,
It is preferable that Δn,·dl of the liquid crystal layer be 0.5 to 1.0 μm.
なお、このΔn1・dlの範囲は、その液晶表示素子の
使用温度範囲内で満足されるようにされることが好まし
く、使用温度範囲内で美しい表示が得られる。もっとも
外の性能の要求のために、使用温度範囲の一部でのみ、
この関係を満足するようにされることもありうる。この
場合には、Δn+”d+の範囲が上記範囲からはずれる
温度範囲では、表示が色付いたり、視野角特性が低下し
たりすることとなる。Note that this range of Δn1·dl is preferably satisfied within the operating temperature range of the liquid crystal display element, and a beautiful display can be obtained within the operating temperature range. Due to extreme performance requirements, only in a portion of the operating temperature range,
It is possible that this relationship may be satisfied. In this case, in a temperature range in which the range of Δn+"d+ deviates from the above range, the display will be colored or the viewing angle characteristics will deteriorate.
所望のパターンにバターニングをしたITO(In20
3−Sn02) 、5nOa等の透明電極を設けたプラ
スチック、ガラス等の基板の表面にポリイミド、ポリア
ミド等の膜を設け、この表面をラビングしたり、SiO
等を斜め蒸着したりして配向制御膜を形成した透明電極
付きの基板を準備して、この透明電極付きの基板の間に
、前記した誘電異方性が正のネマチック液晶による16
0〜300′″ツイストの液晶層を挟持するようにされ
る。この代表的な例としては、多数の行列状の電極が形
成されたドツトマトリックス液晶表示素子があり、一方
の基板に640本のストライブ状の電極が形成され、他
方の基板にこれに直交するように400本のストライブ
状の電極が形成され、 640X 400ドツトのよう
な表示がなされる。さらにこの640本のストライブ状
の電極を夫々 3本−組として1920本のストライブ
状の電極とし、RGBのカラーフィルターを配置してフ
ルカラーで640X 400ドツトの表示をすることも
できる。ITO (In20) buttered in the desired pattern
3-Sn02), a film of polyimide, polyamide, etc. is provided on the surface of a substrate made of plastic, glass, etc. on which a transparent electrode such as 5nOa is provided, and this surface is rubbed or SiO
A substrate with transparent electrodes on which an alignment control film is formed by obliquely vapor-depositing the above-mentioned nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy is placed between the substrates with transparent electrodes.
A liquid crystal layer with a twist of 0 to 300'' is sandwiched between them.A typical example of this is a dot matrix liquid crystal display element in which many electrodes are formed in rows and columns, with 640 electrodes on one substrate. A stripe-shaped electrode is formed, and 400 stripe-shaped electrodes are formed perpendicularly to this on the other substrate, and a display like 640 x 400 dots is made. It is also possible to make a full-color display of 640 x 400 dots by arranging 1920 stripe-shaped electrodes, each consisting of three sets of electrodes, and arranging RGB color filters.
なお、電極と配向制御膜との間に基板間短絡防止のため
にTi0z、SiO2、A11as等の絶縁膜を設けた
り、透明電極にA1、Cr、 Ti等の低抵抗のリード
電極を併設したり、カラーフィルターを電極の上もしく
は下に積層したりしてもよい。In addition, an insulating film such as Ti0z, SiO2, A11as, etc. may be provided between the electrode and the alignment control film to prevent short circuit between the substrates, or a low resistance lead electrode such as A1, Cr, Ti, etc. may be provided on the transparent electrode. , a color filter may be laminated above or below the electrode.
この液晶層の両外側に一対の偏光板を配置する。この偏
光板自体もセルを構成する基板の外側に配置することが
一般的であるが、性能が許せば、基板自体を偏光板で構
成したり、基板と電極との間に偏光層として設けてもよ
い。A pair of polarizing plates is placed on both sides of this liquid crystal layer. This polarizing plate itself is generally placed outside the substrate that makes up the cell, but if performance permits, the substrate itself may be made up of a polarizing plate, or it may be provided as a polarizing layer between the substrate and the electrode. Good too.
本発明では、上記液晶層の両面に隣接して複屈折板を積
層する。この複屈折板は液晶層と偏光板との間に設けれ
ばよく、例えば、液晶層と電極の間に層状に設けたり、
電極と基板の間に層状に設けたり、基板自体を複屈折板
としたり、基板と偏光板との間に層状に設けたり、偏先
板と複屈折板とを複屈折板が液晶層側にくるようにして
積層して一体化した偏光板を用いたり、それらを組み合
わせて設けたりすれば良い。In the present invention, birefringent plates are laminated adjacent to both sides of the liquid crystal layer. This birefringent plate may be provided between the liquid crystal layer and the polarizing plate, for example, it may be provided in a layer between the liquid crystal layer and the electrodes, or
The birefringent plate may be provided in a layer between the electrode and the substrate, the substrate itself may be a birefringent plate, the polarizing plate and the birefringent plate may be provided in a layer between the substrate and the polarizing plate, and the birefringent plate may be placed on the liquid crystal layer side. It is sufficient to use polarizing plates that are laminated in such a manner that they are integrated, or to provide a combination of them.
この複屈折板としては、−軸性で複屈折性を示す透明板
であれば使用でき、プラスチックフィルム、無機の結晶
板等が使用可能である。所望の複屈折効果を得るために
液晶層の上側の複屈折板のΔnil・d21や、液晶層
の下側の複屈折板のΔn、・datを調整して使用する
が、1枚の板では調整できない場合には、同じ複屈折板
または異なる複屈折板を複数枚組合せて用いてもよい。As this birefringent plate, any transparent plate that exhibits -axial birefringence can be used, and plastic films, inorganic crystal plates, etc. can be used. In order to obtain the desired birefringence effect, the Δnil・d21 of the birefringent plate above the liquid crystal layer and the Δn,・dat of the birefringent plate below the liquid crystal layer are adjusted and used. If adjustment is not possible, the same birefringent plate or a combination of a plurality of different birefringent plates may be used.
良好な白黒表示を行うためには、ある特定のツイスト角
とΔn1・dlを持った液晶層に対し、−軸性の複屈折
板のΔnzl−d、ls Δn22・d22の大きさ及
びそれらの光軸の方向、さらに一対の偏光板の偏光軸の
方向を最適化することが重要である。In order to perform a good black-and-white display, it is necessary to adjust the magnitude of Δnzl-d and ls Δn22・d22 of the −axial birefringent plate and their light for a liquid crystal layer with a certain twist angle and Δn1・dl. It is important to optimize the direction of the axis and also the direction of the polarization axes of the pair of polarizing plates.
両面に配置される夫々の複屈折板の関係は、1.01X
Δna。・dz2<Δn21・d21<1.20XΔ
n22・d22とされればよい。この範囲外であると、
オフにおける透過率が高くなるため、コントラスト比が
低下する。The relationship between each birefringent plate placed on both sides is 1.01X
Δna.・dz2<Δn21・d21<1.20XΔ
It may be n22/d22. Outside this range,
Since the transmittance in the off state increases, the contrast ratio decreases.
更に、両面に配置される複屈折板の合計の6口2・d2
の大きさは、概略液晶層の△n1・d、の大きさにほぼ
等しいか、それよりも少し小さめに設定すれば良好な白
黒表示を得易い。即ち、具体的には、
0.7×ΔnI−dI〈Δnz’dz< 1.IX△1
1+ 6 dlとされればよい。Furthermore, a total of 6 birefringent plates arranged on both sides 2・d2
If the size is set approximately equal to or slightly smaller than the size of Δn1·d of the liquid crystal layer, it is easy to obtain a good black and white display. That is, specifically, 0.7×ΔnI−dI<Δnz'dz<1. IX△1
It may be set to 1+6 dl.
この複屈折板の合計のΔn2・d2は、0.7XΔn、
++ d、よりも小さくなるとオンにおける透過率が
低くなり、表示が暗くなり、逆に1.1×Δnl・d、
よりも大きくなるとオフにおける透過率が高くなるため
、コントラスト比が低下することになるので、前述の範
囲とされる。The total Δn2・d2 of this birefringent plate is 0.7XΔn,
If it is smaller than ++ d, the transmittance in the on state will be low and the display will be dark;
If it is larger than , the transmittance in the off state will increase, resulting in a decrease in the contrast ratio, so the above-mentioned range is set.
なあ、両側に配置される複屈折板を2枚以上の組み合わ
せとする場合には、合計のΔn2・d2を上記のように
すればよい。Incidentally, when a combination of two or more birefringent plates arranged on both sides is used, the total Δn2·d2 may be set as described above.
また、複屈折板は面内の特定方向の主屈折率が高く、面
内であってそれに垂直方向の主屈折率が低いものであり
、面に垂直方向の主屈折率は面内の低い方の主屈折率と
ほぼ同じであるので、その光軸は高い主屈折率を有する
方向になる。In addition, a birefringent plate has a high principal refractive index in a specific direction within the plane, and a low principal refractive index in the direction perpendicular to the plane; The optical axis is in the direction of the high principal refractive index.
以下図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明による液晶表示素子を模式的に現わした
斜視図である。第2図(A)(B)は、夫々上から見た
第1図の上側の偏光板の偏光軸方向、複屈折板の光軸方
向及び液晶層の上側の液晶分子の長軸方向、並びに、下
側の偏光板の偏光軸方向、複屈折板の光軸方向及び液晶
層の下側の液晶分子の長軸方向の相対位置を示した平面
図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid crystal display element according to the present invention. Figures 2 (A) and (B) show the polarization axis direction of the upper polarizing plate in Figure 1, the optical axis direction of the birefringent plate, the long axis direction of the liquid crystal molecules above the liquid crystal layer, and , is a plan view showing the relative positions of the polarization axis direction of the lower polarizing plate, the optical axis direction of the birefringent plate, and the long axis direction of the liquid crystal molecules under the liquid crystal layer.
第1図において、1.2は一対の偏光板、3は文字や図
形を表示するためのΔnl * cLが0.4〜1.5
μmの誘電異方性が正のネマチック液晶によるねじれ角
が160〜300°の液晶層、 4A、4Bはその上下
に積層された複屈折板、5は上側の偏光板の偏光軸、6
は下側の偏光板の偏光軸、7は液晶層の上側の液晶分子
、8は液晶層の下側の液晶分子、9Aは上側の複屈折板
の光軸方向、9Bは下側の複屈折板の光軸方向を示して
いる。In Fig. 1, 1.2 is a pair of polarizing plates, 3 is for displaying characters and figures, and Δnl*cL is 0.4 to 1.5.
A liquid crystal layer with a twist angle of 160 to 300° made of nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy in μm, 4A and 4B are birefringent plates laminated above and below, 5 is the polarization axis of the upper polarizing plate, 6
is the polarization axis of the lower polarizing plate, 7 is the liquid crystal molecule above the liquid crystal layer, 8 is the liquid crystal molecule below the liquid crystal layer, 9A is the optical axis direction of the upper birefringent plate, 9B is the lower birefringence The direction of the optical axis of the plate is shown.
第2図において、液晶層の上側の液晶分子7の長軸方向
からみた上側の偏光板の偏光軸5の方向を時計回りに計
ったものを01、液晶層の上側の液晶分子7の長軸方向
からみた上側の複屈折板の光軸方向9Aを時計回りに計
ったものを02、液晶層の下側の液晶分子8の長軸方向
からみた下側の偏光板の偏光軸6の方向を時計回りに計
ったものをθ1、液晶層の下側の液晶分子8の長軸方向
からみた下側の複屈折板の光軸方向9Bを時計回りに計
ったものを04とする。In FIG. 2, 01 is the direction of the polarization axis 5 of the upper polarizing plate when viewed from the long axis direction of the liquid crystal molecules 7 above the liquid crystal layer, and 01 is the long axis of the liquid crystal molecules 7 above the liquid crystal layer. 02 is the optical axis direction 9A of the upper birefringent plate measured clockwise when viewed from the direction, and 02 is the direction of the polarization axis 6 of the lower polarizing plate when viewed from the long axis direction of the liquid crystal molecules 8 below the liquid crystal layer. It is assumed that θ1 is measured clockwise, and 04 is measured clockwise in the optical axis direction 9B of the lower birefringent plate viewed from the long axis direction of the liquid crystal molecules 8 below the liquid crystal layer.
本発明では、このθ1、θ2、θ1、θ4を白黒表示と
なるように最適化すればよい。In the present invention, these θ1, θ2, θ1, and θ4 may be optimized so as to display black and white.
本発明の液晶表示素子をネガ型表示で使用する場合に、
例えば、液晶層のねじれ角を240゜程度とし、そのΔ
n、・d、を0.8μm程度とし、その上下に配置した
一対の一軸性の複屈折板の夫々のΔn21・d21 、
Δnza・dz□を0.41μm。When using the liquid crystal display element of the present invention in negative type display,
For example, if the twist angle of the liquid crystal layer is about 240°, the Δ
n and d are about 0.8 μm, and Δn21 and d21 of each of a pair of uniaxial birefringent plates placed above and below,
Δnza・dz□ is 0.41 μm.
0.39μm程度とすれば、一対の偏光板の偏光軸をほ
ぼ60〜120°程度の角度で交差するように配置する
ことが好ましい。If the thickness is about 0.39 μm, it is preferable that the polarizing axes of the pair of polarizing plates intersect at an angle of about 60 to 120°.
また、同じ液晶層と一軸性の複屈折板とを使用し、ポジ
型表示で使用する場合には、一対の偏光板の偏光軸をほ
ぼ±30°程度の角度で交差するように配置することが
好ましい。これにより、この液晶表示素子は、視角特性
に優れたコントラストの高い白黒表示が可能となる。In addition, when using the same liquid crystal layer and a uniaxial birefringent plate for positive display, the pair of polarizing plates should be arranged so that their polarization axes intersect at an angle of approximately ±30°. is preferred. As a result, this liquid crystal display element is capable of high-contrast black-and-white display with excellent viewing angle characteristics.
この場合、特にネガ表示については、5@≦02≦14
0°、40°≦04≦170@ とすることにより、オ
フの透過率が低く、オンの透過率が高い充分なコントラ
ストを持つ表示が実現できるため好ましい。In this case, especially for negative display, 5@≦02≦14
By setting 0° and 40°≦04≦170@, it is possible to realize a display having sufficient contrast with low off-state transmittance and high on-state transmittance, which is preferable.
また、θ1、θ2、θ8、θ4に関しては、θ1くθ2
とした場合にはθ3<θ4とすることが好ましく、θ1
>θ2とした場合にはθ、>θ4とすることが好ましい
。Also, regarding θ1, θ2, θ8, and θ4, θ1 minus θ2
In this case, it is preferable that θ3<θ4, and θ1
When >θ2, it is preferable to set θ and >θ4.
特に、40°≦02≦140”でかツ40″≦04≦1
40″″とすることにより、オフの透過率が低く、充分
なコントラスト比が得られるため好ましい。In particular, 40°≦02≦140” large size 40″≦04≦1
A value of 40'' is preferable because off-state transmittance is low and a sufficient contrast ratio can be obtained.
また、上記例では、液晶層を左らせんとしたが、らせん
が逆であっても、液晶層の液晶分子の長軸方向、偏光板
の偏光軸の方向、複屈折板の光軸方向との関係θ2、θ
2、θ3.θ4を反時計方向にして、同様の範囲で適当
に選ぶことにより、上記布らせんの例と同様に容易に白
黒表示が得られる。In the above example, the liquid crystal layer is a left-handed spiral, but even if the spiral is reversed, the direction of the long axis of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer, the direction of the polarization axis of the polarizing plate, and the optical axis direction of the birefringent plate Relationship θ2, θ
2, θ3. By setting θ4 counterclockwise and appropriately selecting it within the same range, a black and white display can be easily obtained as in the cloth spiral example.
本発明では、一対の偏光板の偏光軸の交差角をほぼ90
°±30°にすればネガ型表示となり、0@±30″″
に、すればポジ型表示となるが、バックライトを設けた
ネガ型表示とすることが見栄え上好ましい。In the present invention, the crossing angle of the polarization axes of a pair of polarizing plates is approximately 90
If it is set to °±30°, it becomes a negative type display, 0@±30″″
If this is done, a positive type display will be obtained, but a negative type display provided with a backlight is preferable from the viewpoint of appearance.
なお、本発明では、白黒表示に近い表示が得られるため
、カラーフィルターを併用してカラフルな表示が可能と
なる。特に、高デユーテイ駆動でも、コントラスト比が
高く採れるため、フルカラーによる階調表示も可能であ
り、液晶テレビにも使用できる。Note that in the present invention, since a display close to a black and white display can be obtained, a colorful display can be achieved by using a color filter in combination. In particular, even with high-duty driving, a high contrast ratio can be achieved, so full-color gradation display is possible, and it can also be used in LCD televisions.
このカラーフィルターは、セル内面に形成することによ
り、視角によるズレを生じなく、より精密なカラー表示
が可能となる。具体的には、電極の下側に形成されても
よいし、電極の上側に形成されてもよい。By forming this color filter on the inner surface of the cell, more precise color display is possible without causing deviation due to viewing angle. Specifically, it may be formed below the electrode or above the electrode.
また、より色を完全に白黒化する必要がある場合には、
色を補正するためのカラーフィルターや、カラー偏光板
を併用したり、液晶中に色素を添加したり、あるいは特
定Φ波長分布を有する照明を用いたりしてもよい。Also, if you need to make the colors completely black and white,
A color filter for color correction, a color polarizing plate may be used, a dye may be added to the liquid crystal, or illumination having a specific Φ wavelength distribution may be used.
本発明は、このような構成の液晶セルに電極に電圧を印
加するための駆動手段を接続し、駆動を行う。In the present invention, a driving means for applying a voltage to the electrodes is connected to the liquid crystal cell having such a configuration, and the liquid crystal cell is driven.
特に、本発明では明るい表示が可能なため、透過型でも
反射型でも適用可能であり、その応用範囲が広い。In particular, since the present invention enables bright display, it can be applied to either a transmissive type or a reflective type, and has a wide range of applications.
なお、透過型で使用する場合には裏側に光源を配置する
。もちろん、これにも導光体、カラーフィルター等を併
用してもよい。Note that when using a transmission type, a light source is placed on the back side. Of course, a light guide, a color filter, etc. may be used in combination with this.
本発明の液晶表示素子は透過型で使用することが多いが
、明るいため反射型で使用することも可能である。The liquid crystal display element of the present invention is often used in a transmissive type, but since it is bright, it can also be used in a reflective type.
透過型で使用する場合、画素以外の背景部分を印刷等に
よる遮光膜で覆うこともできる。また、遮光膜を用いる
とともに、表示した(ない部分に選択電圧を印加するよ
うに、逆の駆動をすることもできる。When using a transmissive type, the background portion other than the pixels can be covered with a light-shielding film by printing or the like. Further, in addition to using a light shielding film, it is also possible to perform reverse driving such that a selection voltage is applied to the displayed (not displayed) portion.
本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で、
通常の液晶表示素子で使用されている種々の技術が適用
可能である。In addition to this, the present invention includes, within the scope that does not impair the effects of the present invention,
Various techniques used in ordinary liquid crystal display elements can be applied.
本発明では、時分割特性がスーパーツイスト液晶表示素
子と同程度であるうえ、前述したように明るく鮮明な白
黒表示が可能なため、赤、緑、青の三原色の微細カラー
フィルターをセル内面等に配置することにより、高密度
のマルチカラー液晶表示素子とすることも可能である。In the present invention, the time division characteristics are on the same level as super twist liquid crystal display elements, and as mentioned above, bright and clear black and white display is possible. By arranging them, it is possible to obtain a high-density multicolor liquid crystal display element.
本発明の液晶表示素子は、パーソナルコンビューター、
ワードプロセッサー、ワークステーション等の表示素子
として好適であるが、この外液晶テレビ、魚群探知器、
レーダー、オシロスコープ、各種民生用ドツトマトリッ
クス表示装置等白黒表示、カラー表示をとわず種々の用
途に使用可能である。The liquid crystal display element of the present invention can be used for personal computers,
Suitable as a display element for word processors, workstations, etc., but also for LCD TVs, fish finders, etc.
It can be used for a variety of purposes, including radars, oscilloscopes, and various consumer dot matrix display devices, regardless of black and white display or color display.
[作用1
本発明の動作原理については、必ずしも明らかではない
が、およそ次のように推定できる。[Operation 1] Although the principle of operation of the present invention is not necessarily clear, it can be estimated as follows.
第3図(A)は、本発明の液晶表示素子と対比するため
に複屈折板のみを使用しないスーパーツイスト液晶表示
素子の構成を示す側面から見た模式図であり、ねじれ角
が160〜300゜で、Δn1・dIが0.4〜1.5
μmの正の誘電異方性を有するネマチック液晶による液
晶層11、とその上下に配置された一対の偏光板11.
12とを示している。この例では上下に配置された一対
の偏光板11.12の偏光軸の交差角を90°としてい
る。FIG. 3(A) is a schematic side view showing the structure of a super-twist liquid crystal display element that does not use only a birefringent plate in comparison with the liquid crystal display element of the present invention, and shows a twist angle of 160 to 300. °, Δn1・dI is 0.4 to 1.5
A liquid crystal layer 11 made of nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy of μm, and a pair of polarizing plates 11 disposed above and below the liquid crystal layer 11.
12 is shown. In this example, the crossing angle of the polarization axes of the pair of polarizing plates 11 and 12 arranged above and below is 90°.
このような構成の液晶表示素子の場合、液晶層に電圧が
印加されていない状態または非選択電圧のような低い電
圧が印加された状態において、入射側の下側の偏光板1
2を通してほぼ完全に直線偏光化された光が、この液晶
層13を透過すると、だ円偏光状態となる。このだ円偏
光の形や方向は光の波長により異なり、光を赤緑青の3
原色に分けて考えると、第3図(B)のようになる。こ
れらの形も方向も異なっただ円偏光が出射側の上側の偏
光板11を通過すると、赤緑青の光によって通過する光
の強度が夫々異なり、そのため特定の色に着色して見え
ることとなる。なお、第3図(B)において15.16
は夫々偏光板11.12の偏光軸を示す。In the case of a liquid crystal display element having such a configuration, when no voltage is applied to the liquid crystal layer or a low voltage such as a non-selection voltage is applied, the lower polarizing plate 1 on the incident side
When light that has become almost completely linearly polarized through the liquid crystal layer 13 passes through the liquid crystal layer 13, it becomes elliptically polarized. The shape and direction of this elliptical polarization differ depending on the wavelength of the light, and it divides light into three colors: red, green, and blue.
If we consider the primary colors separately, we get the result as shown in Figure 3 (B). When these circularly polarized lights, which have different shapes and directions, pass through the upper polarizing plate 11 on the output side, the intensity of the passing light differs depending on the red, green, and blue light, so that it appears colored in a specific color. In addition, in Fig. 3 (B), 15.16
indicate the polarization axes of the polarizing plates 11 and 12, respectively.
これに対して、本発明では第4図(A)にその側面から
見た模式図を示すように、ねじれ角が160〜300@
で、Δn+ ’ dIが0.4〜1.5μmの正の誘電
異方性を有するネマチック液晶による液晶層21、その
両面に配置された2枚の一軸性の複屈折板24A、24
B、さらにその上下に配置された一対の偏光板21.2
2とを示している。In contrast, in the present invention, the torsion angle is 160 to 300@, as shown in a schematic diagram seen from the side in FIG.
A liquid crystal layer 21 made of nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy with Δn+' dI of 0.4 to 1.5 μm, and two uniaxial birefringent plates 24A and 24 disposed on both sides thereof.
B, and a pair of polarizing plates 21.2 arranged above and below it.
2.
この例では、液晶層のねじれ角を240°、Δn1・d
lを0.82μmとし、上下に配置された一対の偏光板
21.22の偏光軸の交差角を90°としている。なお
、この例では説明を簡単にするために一軸性の複屈折板
を液晶層の両面に夫々1核種層して使用しているが、両
面に夫々2枚以上の一軸性の複屈折板を積層して用いて
もよい。In this example, the twist angle of the liquid crystal layer is 240°, Δn1・d
l is 0.82 μm, and the crossing angle of the polarization axes of the pair of polarizing plates 21 and 22 arranged above and below is 90°. In this example, to simplify the explanation, uniaxial birefringent plates are used with one nuclide layer on each side of the liquid crystal layer, but it is also possible to use two or more uniaxial birefringent plates on each side. They may be used in a stacked manner.
この−軸性の複屈折板は、それ自体を偏光板の間に挟持
すると、その−軸性の複屈折板のΔni+・d□、Δn
z*4aaの値によって入射直線偏光を任意のだ円偏光
にしたり、円偏光にしたり、あるいは直線偏光に戻した
りできる性質がある。そのため、適当なΔni+・d2
8、Δn22・dIの複屈折板を液晶層の両面に重ねる
ことにより、第4図(B)のようにすることができる。When this -axial birefringent plate is sandwiched between polarizing plates, the -axial birefringent plate Δni+・d□, Δn
It has the property that incident linearly polarized light can be made into arbitrary elliptical polarized light, circularly polarized light, or returned to linearly polarized light depending on the value of z*4aa. Therefore, appropriate Δni+・d2
By overlapping birefringent plates of 8.Δn22·dI on both sides of the liquid crystal layer, the structure shown in FIG. 4(B) can be obtained.
即ち、液晶層に電圧が印加されていない状態または非選
択電圧のような低い電圧が印加された状態において、入
射側の下側の偏光板22を通してほぼ完全に直線偏光化
された光が、複屈折板24Bによりだ円偏光状態となる
。次いで、液晶層23を透過して、異なっただ円偏光状
態となる。このだ円偏光となった光をさらに複屈折板2
4Aを通過させることにより、条件によってはだ円偏光
を再度直線偏光に近い状態に戻せる場合がある。That is, in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer or a low voltage such as a non-selective voltage is applied, light that is almost completely linearly polarized through the lower polarizing plate 22 on the incident side becomes double light. The refracting plate 24B brings the light into an elliptical polarization state. The light then passes through the liquid crystal layer 23 and becomes a different circularly polarized state. This elliptically polarized light is further processed by a birefringent plate 2.
Depending on the conditions, the elliptical polarized light may be returned to a state close to linearly polarized light by passing through 4A.
これは、光を赤緑青の3原色に分けて考えると、第4図
(B)のようになる。この例のように、赤緑青の偏光軸
の方向がほぼ揃い、かつ、ほぼ直線偏光に戻っている場
合には、出射側の偏光軸の向きにかかわらず、通過する
光強度の波長依存性をなくすことができる。即ち、無彩
色化することができることとなる。If we consider that light is divided into the three primary colors of red, green, and blue, it becomes as shown in Figure 4 (B). As in this example, when the directions of the polarization axes of red, green, and blue are almost the same, and the polarization returns to almost linear polarization, the wavelength dependence of the intensity of the light passing through the light is independent of the direction of the polarization axis on the output side. It can be eliminated. In other words, it is possible to make the color achromatic.
この例のように、その偏光軸を90′″交差して偏光板
を設置して、出射側での偏光が出射側である上側の偏光
板の吸収軸と一致している場合には、透過光強度は最も
小さ(なり、黒(見えることとなる。これにより、ネガ
表示となる。As in this example, if a polarizing plate is installed so that the polarization axes intersect by 90'', and the polarized light on the output side matches the absorption axis of the upper polarizing plate on the output side, the transmission The light intensity is the lowest and black is visible. This results in a negative display.
なお、第4図(B)において25.26は夫々偏光板2
1.22の偏光軸を示す。In addition, in FIG. 4(B), 25 and 26 are the polarizing plates 2, respectively.
1.22 polarization axis is shown.
逆に、上側の偏光板の偏光軸を下側の偏光板の偏光軸と
ほぼ平行にしてあれば、これらの強度は大きいこととな
り白く見えることとなり、ポジ表示となる。Conversely, if the polarizing axis of the upper polarizing plate is made substantially parallel to the polarizing axis of the lower polarizing plate, these intensities will be large, resulting in a white appearance, resulting in a positive display.
なお、表示のネガ、ポジは、液晶層のねじれ角、そのΔ
n1・dI、−軸性の複屈折板の△n21・d21、Δ
n22・d22、それらと偏光板との角度θ1、θ2、
θ8、θ4等の構成用件を変えることにより、変わる。Note that negative and positive display values are determined by the twist angle of the liquid crystal layer and its Δ
n1・dI, △n21・d21, Δ of −axial birefringence plate
n22・d22, the angles between them and the polarizing plate θ1, θ2,
It changes by changing the configuration requirements such as θ8 and θ4.
一方、この構成で液晶層に充分な電圧を印加した場合に
は、液晶層を透過しただ円偏光の形や方向が電圧印加前
と異なってくる。On the other hand, if a sufficient voltage is applied to the liquid crystal layer with this configuration, the shape and direction of the circularly polarized light transmitted through the liquid crystal layer will be different from before the voltage is applied.
そのため、複屈折板を通過した後のだ円偏光状態も異な
り、これによって透過率が変化し。Therefore, the state of elliptical polarization after passing through the birefringent plate is also different, which changes the transmittance.
表示が可能になる。display becomes possible.
しかし、複屈折板の挿入により、電圧を印加しない状態
でうまくだ円偏光の形や方向を揃えられて黒または白の
状態ができたとはいえ、かならずしも電圧印加状態で白
または黒の状態になるとは限らない。このため、液晶層
のツイスト角、Δn1・dl等のパラメータにより、複
屈折板のΔn21・d28、△n22・d22、その光
軸方向、偏光板の偏光軸方向等を実験的に最適化するこ
とが好ましい。 もっとも、透過率が高い状態である白
状態が白い方が明るく鮮明に見易くカラー化に適してい
るので、白と黒のいずれを重視するかについては白を優
先することが好ましい。However, although the insertion of a birefringent plate successfully aligns the shape and direction of the elliptical polarized light and creates a black or white state when no voltage is applied, this does not necessarily mean that the state becomes white or black when a voltage is applied. is not limited. For this reason, it is necessary to experimentally optimize Δn21, d28, Δn22, d22, the optical axis direction of the birefringent plate, the polarization axis direction of the polarizing plate, etc. using parameters such as the twist angle of the liquid crystal layer and Δn1・dl. is preferred. However, since a white state with high transmittance is brighter, clearer, easier to see, and suitable for color printing, it is preferable to give priority to white or black.
1実施例1
実施例1〜4
第1の基板として、ガラス基板上に設けられたITO透
明電極をストライブ状にバターニングし、蒸着法により
SiO□による短絡防止用の絶縁膜を形成し、ポリイミ
ドのオーバーコートをスピンコードし、これをラビング
して配向制御膜を形成した基板を作成した。1 Example 1 Examples 1 to 4 As a first substrate, an ITO transparent electrode provided on a glass substrate was patterned into stripes, and an insulating film made of SiO□ for short circuit prevention was formed by vapor deposition. A polyimide overcoat was spin-coded and rubbed to create a substrate on which an alignment control film was formed.
第2の基板として、ガラス基板上に設けられたITO透
明電極を第1の基板と直交するようにストライブ状にパ
ターニングし、5iOzの絶縁膜を形成し、ポリイミド
のオーバーコートをし、これを第1の基板のラビング方
向と交差角60°となるようにラビングして配向制御膜
を形成した基板を作成した。As a second substrate, an ITO transparent electrode provided on a glass substrate was patterned into stripes perpendicular to the first substrate, an insulating film of 5 iOz was formed, and a polyimide overcoat was applied. A substrate was prepared on which an alignment control film was formed by rubbing so that the angle of intersection with the rubbing direction of the first substrate was 60°.
この2枚の基板の周辺をシール材でシールして、液晶セ
ルを形成し、この液晶セル内に誘電異方性が正のネマチ
ック液晶を注入して240゜ねじれの液晶層となるよう
にし、注入口を封止し、この液晶セルの両面に1軸性の
複屈折板を積層した。。The peripheries of these two substrates are sealed with a sealing material to form a liquid crystal cell, and a nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy is injected into this liquid crystal cell to form a liquid crystal layer twisted at 240 degrees. The injection port was sealed, and uniaxial birefringent plates were laminated on both sides of this liquid crystal cell. .
この液晶セルの液晶層のΔn−d、及びセルの両面に配
置した一軸性の複屈折板のΔn・dを第1表に示すよう
に変化させた。The Δn-d of the liquid crystal layer of this liquid crystal cell and the Δn·d of the uniaxial birefringent plates disposed on both sides of the cell were varied as shown in Table 1.
この液晶表示素子の液晶分子の長軸方向、偏光板の偏光
軸方向及び複屈折板の光軸方向との相対的な関係は、θ
r = 150°、θ2=85°、0m = 120°
、θ4=90°とした。The relative relationship between the long axis direction of the liquid crystal molecules of this liquid crystal display element, the polarization axis direction of the polarizing plate, and the optical axis direction of the birefringent plate is θ
r = 150°, θ2 = 85°, 0m = 120°
, θ4=90°.
この液晶表示素子に電圧を印加し、その透過率変化を調
べた結果、第5図の実線Aに示すように良好なしきい値
電圧特性が得られ、マルチプレックス駆動を行った場合
に良好なコントラスト比が得られることが分かった。As a result of applying a voltage to this liquid crystal display element and examining its transmittance change, it was found that good threshold voltage characteristics were obtained as shown by the solid line A in Figure 5, and good contrast was obtained when multiplex driving was performed. It was found that the ratio can be obtained.
この液晶表示素子を裏側にC光源のバックライトを配置
して、 1/200デユーテイ、1/15バイアスで駆
動してオン、オフ状態での色相を観察した。この結果を
第6図に示す。この結果からも明らかなように、オンで
若干黄緑色っぽい良好な白レベルが得られ、オフで透過
率が低いため、充分に黒く見えるようなネガ型の白黒表
示が得られた。A backlight of a C light source was arranged on the back side of this liquid crystal display element, and the element was driven at a duty of 1/200 and a bias of 1/15, and the hue in the on and off states was observed. The results are shown in FIG. As is clear from these results, a good white level with a slightly yellow-greenish color was obtained when the display was on, and because the transmittance was low when the display was off, a negative black and white display that appeared sufficiently black was obtained.
この液晶表示素子のコントラスト比(画素部分のみ)を
測定したところ、約90であり、従来の単なるスーパー
ツイスト液晶表示素子に比してはるかに高いコントラス
トが得られた。その上、オンにおける透過率も27%程
度が得られ、OMI素子よりも明るいため、反射型で使
用することも充分可能であった。When the contrast ratio (pixel portion only) of this liquid crystal display element was measured, it was approximately 90, which was much higher than that of a conventional simple super twist liquid crystal display element. Furthermore, the transmittance in the ON state was about 27%, and since it was brighter than the OMI element, it was possible to use it as a reflective type.
また、実施例2.3の液晶表示素子のコントラスト比(
画素部分のみ)を測定したとこ−ろ、いずれも60以上
であった。Moreover, the contrast ratio of the liquid crystal display element of Example 2.3 (
When the pixel portion only) was measured, it was 60 or more in all cases.
第1表
比較例1〜8
実施例1と同様に液晶表示セルを製作し、この液晶セル
の液晶層のΔn−d、及びセルの両面に配置した一軸性
の複屈折板のΔn−d第2表に示すように変化させた。Table 1 Comparative Examples 1 to 8 A liquid crystal display cell was manufactured in the same manner as in Example 1, and the Δn-d of the liquid crystal layer of this liquid crystal cell and the Δn-d of the uniaxial birefringent plates arranged on both sides of the cell were determined. The changes were made as shown in Table 2.
実施例1と比較例1.2の透過率変化を第5図に示す。FIG. 5 shows the transmittance changes of Example 1 and Comparative Examples 1.2.
比較例1を破線Bで示したが、オンの透過率が、実施例
1の半分程度しかなく、表示が暗いものであった。また
、比較例2を破線Cで示したが、オフの透過率が、実施
例1よりも3倍以上高(、コントラスト比が充分得られ
ないものであった。Comparative Example 1 is shown by broken line B, but the on-state transmittance was only about half that of Example 1, and the display was dark. Further, Comparative Example 2 is indicated by a broken line C, but the off-state transmittance was three times higher than that of Example 1 (and a sufficient contrast ratio could not be obtained).
また、比較例3.4はオフの透過率が実施例1より高(
、実施例1のコントラスト比より低下した。In addition, Comparative Example 3.4 has a higher off transmittance than Example 1 (
, the contrast ratio was lower than that of Example 1.
さらに、比較例5はコントラスト比50、比較例6〜8
はコントラスト比40にとどまった。Furthermore, Comparative Example 5 has a contrast ratio of 50, Comparative Examples 6 to 8
The contrast ratio remained at 40.
実施例5
実施例1の液晶表示素子の電極上にストライブ状に3色
のカラーフィルター層を形成して駆動したところ、フル
カラーの階調駆動が可能であった。Example 5 When three color filter layers were formed in stripes on the electrodes of the liquid crystal display element of Example 1 and the device was driven, full color gradation driving was possible.
[発明の効果]
以上に説明したように本発明は、従来のスーパーツイス
ト液晶表示素子と比べてより優れたコントラスト比を持
つ白黒表示が可能となり、鮮明で表示品位の高いポジ型
あるいはネガ型の表示が得られる。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention enables black-and-white display with a better contrast ratio than conventional super-twist liquid crystal display elements, and enables clear and high-quality positive or negative type displays. Display is obtained.
また、時分割表示特性や視野角特性も従来のスーパーツ
イスト液晶表示素子と遜色がない等の優れた効果を有す
る。In addition, it has excellent effects such as time division display characteristics and viewing angle characteristics comparable to those of conventional super twist liquid crystal display elements.
また、表示が白黒に近いということから、カラーフィル
ターと組み合わせることにより、カラフルな表示が可能
となり、特に、赤、緑、青のカラーフィルターを画素ご
とに配置することにより、マルチカラーやフルカラーの
表示も実現できるという効果も認められ、より多様性の
ある応用が開ける。In addition, since the display is close to black and white, it is possible to display colorful displays by combining it with color filters.In particular, by arranging red, green, and blue color filters for each pixel, multi-color and full-color displays can be achieved. It has also been recognized that the method can be used to realize even more diverse applications.
特に、本発明では白黒表示が可能であるにもかかわらず
、明るい表示可能であり、透過型のみならず、反射型の
表示も可能であり、その応用範囲が広いものである。In particular, although the present invention enables black-and-white display, bright display is possible, and not only transmissive type display but also reflective type display is possible, and its application range is wide.
さらに、本発明では、単に複屈折板を配置するのみで、
第2の液晶層を設けなくても明るい白黒表示が可能なも
のであり、液晶表示素子の生産性が極めて高いという利
点も有する。Furthermore, in the present invention, by simply arranging the birefringent plate,
Bright black and white display is possible without providing a second liquid crystal layer, and the liquid crystal display element has the advantage of extremely high productivity.
本発明は、本発明の効果を損しない範囲内で今後とも種
々の応用が可能なものである。The present invention can be applied in various ways in the future without detracting from the effects of the present invention.
第1図は本発明による液晶表示素子を模式的に現わした
斜視図である。
第2図(A)(B)は、夫々上から見た上側及び下側の
液晶分子の長軸方向、偏光板の偏光軸方向及び複屈折板
の光軸方向の相対位置を示した平面図である。
第3図(A)(B)は、単なるスーパーツイスト液晶表
示素子の構成を示した模式図及びその偏光の状態を説明
する平面図。
第4図(A)(B)は、本発明の液晶表示素子の構成を
示した模式図及びその偏光の状態を説明する平面図。
第5図は、実施例1、比較例1.2のしきい値電圧特性
を示すグラフ。
第6図は、実施例1のオン、オフ状態での色相を示す色
相図。
1.2.11.12.21.22は偏光板、3.13.
23は液晶層、
4A、4B、24A、24Bは複屈折板、5.6.15
.16.25.26は偏光軸、7.8は液晶分子の長軸
方向、
9A、9Bは複屈折板の光軸方向
1゛′−
第1図
10 9A
第4図
第5図FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid crystal display element according to the present invention. Figures 2 (A) and (B) are plan views showing the relative positions of the long axis directions of the upper and lower liquid crystal molecules, the polarization axis direction of the polarizing plate, and the optical axis direction of the birefringent plate, respectively, when viewed from above. It is. FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing the structure of a simple super-twist liquid crystal display element, and a plan view illustrating the state of polarization thereof. FIGS. 4(A) and 4(B) are schematic diagrams showing the structure of the liquid crystal display element of the present invention and plan views illustrating the state of polarization thereof. FIG. 5 is a graph showing threshold voltage characteristics of Example 1 and Comparative Examples 1.2. FIG. 6 is a hue diagram showing hues in the on and off states of Example 1. 1.2.11.12.21.22 is a polarizing plate, 3.13.
23 is a liquid crystal layer, 4A, 4B, 24A, 24B are birefringent plates, 5.6.15
.. 16.25.26 is the polarization axis, 7.8 is the long axis direction of the liquid crystal molecules, 9A, 9B is the optical axis direction of the birefringent plate 1'' - Figure 1 10 9A Figure 4 Figure 5
Claims (3)
明電極付きの基板間に挟持された旋光性物質を含有した
誘電異方性が正のネマチック液晶によるねじれ角が16
0〜300゜の液晶層と、この液晶層を挟持する上下の
基板の透明電極間に電圧を印加する駆動手段とを有し、
この液晶層の外側に一対の偏光板を設置した液晶表示素
子において、液晶層での液晶の屈折率異方性Δn_1と
液晶層の厚みd_1との積Δn_1・d_1が0.4〜
1.5μmとされ、液晶層の両外側であって一対の偏光
板の内側に、異なるΔn_2_1・d_2_1、Δn_
2_2・d_2_2を有する一軸性の複屈折板であって
、夫々の側の複屈折板の関係が、 1.01×Δn_2_2・d_2_2<Δn_2_1・
d_2_1<1.20×Δn_2_2・d_2_2であ
り、Δn_2・d_2=Δn_2_1・d_2_1+Δ
n_2_2・d_2_2とすると、 0.7×Δn_1・d_1<Δn_2・d_2<1.1
×Δn_1・d_1となるような複屈折板を配置したこ
とを特徴とする液晶表示素子。(1) A nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy containing an optically active substance sandwiched between a pair of substrates with transparent electrodes arranged almost in parallel and having an alignment control film has a twist angle of 16
It has a liquid crystal layer with an angle of 0 to 300 degrees, and a driving means for applying a voltage between transparent electrodes of upper and lower substrates that sandwich this liquid crystal layer,
In a liquid crystal display element in which a pair of polarizing plates is installed outside the liquid crystal layer, the product Δn_1·d_1 of the refractive index anisotropy Δn_1 of the liquid crystal in the liquid crystal layer and the thickness d_1 of the liquid crystal layer is 0.4 to
1.5 μm, and different Δn_2_1・d_2_1, Δn_
2_2・d_2_2, and the relationship between the birefringent plates on each side is 1.01×Δn_2_2・d_2_2<Δn_2_1・
d_2_1<1.20×Δn_2_2・d_2_2, and Δn_2・d_2=Δn_2_1・d_2_1+Δ
If n_2_2・d_2_2, then 0.7×Δn_1・d_1<Δn_2・d_2<1.1
A liquid crystal display element characterized in that a birefringent plate is arranged such that ×Δn_1·d_1.
方向からみた上側の複屈折板の光軸方向を時計回りに計
ったものをθ_2、液晶層の下側の液晶分子の長軸方向
からみた下側の複屈折板の光軸方向を時計回りに計った
ものをθ_4とすると、40゜≦θ_2≦140゜及び
40゜≦θ_4≦140゜とした請求項1記載の液晶表
示素子。(2) θ_2 is the optical axis direction of the upper birefringent plate measured clockwise from the long axis direction of the liquid crystal molecules above the liquid crystal layer when viewed from the viewing direction. The liquid crystal according to claim 1, where θ_4 is the optical axis direction of the lower birefringent plate measured clockwise when viewed from the long axis direction, and 40°≦θ_2≦140° and 40°≦θ_4≦140°. display element.
方向からみた上側の偏光板の偏光軸の方向を時計回りに
計ったものをθ_1、液晶層の上側の液晶分子の長軸方
向からみた上側の複屈折板の光軸方向を時計回りに計っ
たものをθ_2、液晶層の下側の液晶分子の長軸方向か
らみた下側の偏光板の偏光軸の方向を時計回りに計った
ものをθ_3、液晶層の下側の液晶分子の長軸方向から
みた下側の複屈折板の光軸方向を時計回りに計ったもの
をθ_4とすると、θ_1<θ_2とした場合にはθ_
3<θ_4とし、θ_1>θ_2とした場合にはθ_3
>θ_4となるようにした請求項1または2記載の液晶
表示素子。(3) When viewed from the viewing direction, the direction of the polarization axis of the upper polarizing plate measured clockwise from the long axis direction of the liquid crystal molecules above the liquid crystal layer is θ_1, the length of the liquid crystal molecules above the liquid crystal layer. θ_2 is the optical axis direction of the upper birefringent plate measured clockwise when viewed from the axial direction, and clockwise is the direction of the polarization axis of the lower polarizing plate when viewed from the long axis direction of the liquid crystal molecules below the liquid crystal layer. If θ_3 is the value measured at is θ_
If 3<θ_4 and θ_1>θ_2, then θ_3
3. The liquid crystal display element according to claim 1 or 2, wherein the angle θ_4 is satisfied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2307084A JPH04179922A (en) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | Liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2307084A JPH04179922A (en) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | Liquid crystal display element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04179922A true JPH04179922A (en) | 1992-06-26 |
Family
ID=17964842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2307084A Pending JPH04179922A (en) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | Liquid crystal display element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04179922A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0566384A (en) * | 1991-09-10 | 1993-03-19 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
JPH06194647A (en) * | 1992-12-25 | 1994-07-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | Liquid crystal display element using optical compensation sheet |
-
1990
- 1990-11-15 JP JP2307084A patent/JPH04179922A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0566384A (en) * | 1991-09-10 | 1993-03-19 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
JPH06194647A (en) * | 1992-12-25 | 1994-07-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | Liquid crystal display element using optical compensation sheet |
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