JPH0434511Y2 - - Google Patents

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JPH0434511Y2
JPH0434511Y2 JP7998586U JP7998586U JPH0434511Y2 JP H0434511 Y2 JPH0434511 Y2 JP H0434511Y2 JP 7998586 U JP7998586 U JP 7998586U JP 7998586 U JP7998586 U JP 7998586U JP H0434511 Y2 JPH0434511 Y2 JP H0434511Y2
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【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、可変色型液晶表示素子に関し、詳細
には、視角依存性を無くした可変色型液晶表示素
子に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a variable color liquid crystal display device, and more particularly to a variable color liquid crystal display device that eliminates viewing angle dependence.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

複屈折効果を有する液晶を用いた、いわゆる
ECB方式(Electrically Controlled
Birefringence)の液晶表示素子により、可変色
を表示することが行われている(「液晶の最新技
術」;(株)工業調査発行128〜133頁)。
So-called liquid crystal using a liquid crystal with birefringence effect
ECB method (Electrically Controlled
Variable colors are displayed using a liquid crystal display device manufactured by Birefringence ("Latest Technology of Liquid Crystals", published by Kogyo Kenkyu Co., Ltd., pp. 128-133).

特に、自動車のインストルメントパネル表示に
おいては、可変色表示により、迅速かつ確実な情
報の伝達を行う必要がある。このため、インスト
ルメントパネル表示や、ウインドシールドガラス
に表示内容を映しだす、いわゆるヘツドアツプデ
イスプレイ表示において、可変色表示素子が開発
されている。これらの可変色表示には、従来、第
4図a,bに液晶セルの断面を模式的に示す、
HAN型(Hybrid Aligned Nematic)の液晶セ
ルを用いたものが、検討されてきた。
In particular, in the instrument panel display of an automobile, it is necessary to transmit information quickly and reliably by variable color display. For this reason, variable color display elements have been developed for instrument panel displays and so-called head-up displays that project display contents on windshield glass. Conventionally, for these variable color displays, a cross section of a liquid crystal cell is schematically shown in FIGS. 4a and 4b.
A method using a HAN type (Hybrid Aligned Nematic) liquid crystal cell has been considered.

このHAN型の液晶セルを用いた可変色表示素
子の原理を、次に述べる。
The principle of a variable color display element using this HAN type liquid crystal cell will be described next.

第4図aに示すように、液晶セル200は、電
極膜204a,204bを内面に形成した一対の
透明基板202a,202bの間に、誘電異方性
が正のネマテイツク型の液晶208が封入されて
いる。そして、透明基板202a,202bの液
晶側には、電極膜204a,204bの上に配向
膜206a,206bがそれぞれ形成される。配
向膜206aがホメオトロピツク(垂直配向)で
あるのに対して、配向膜206bは、ホモジニア
ス(水配向)となつている。
As shown in FIG. 4a, the liquid crystal cell 200 has a nematic type liquid crystal 208 with positive dielectric anisotropy sealed between a pair of transparent substrates 202a and 202b having electrode films 204a and 204b formed on their inner surfaces. ing. Then, alignment films 206a and 206b are formed on the electrode films 204a and 204b on the liquid crystal sides of the transparent substrates 202a and 202b, respectively. While the alignment film 206a is homeotropic (vertical alignment), the alignment film 206b is homogeneous (water alignment).

したがつて、両電極膜204a,204bに電
圧が印加されていない状態では、垂直配向が形成
された配向膜206a側では、液晶分子208a
が透明基板202aに対し立つている。また、反
対側の水平配向が形成された配向膜206b側で
は、液晶分子208bが透明基板202bに対し
平行になつている。そして、それらの間の液晶分
子208cは、水平から垂直へと徐々に傾きを変
えて存在する。
Therefore, when no voltage is applied to both electrode films 204a and 204b, on the side of the alignment film 206a where vertical alignment is formed, the liquid crystal molecules 208a
stands against the transparent substrate 202a. Furthermore, on the opposite side of the alignment film 206b where horizontal alignment is formed, the liquid crystal molecules 208b are parallel to the transparent substrate 202b. The liquid crystal molecules 208c between them exist with the tilt gradually changing from horizontal to vertical.

このようなHAN型の液晶セルにおいては、透
明基板のある位置において水平から垂直へと変化
する液晶分子の傾きを平均した角度θで、複屈折
を生ずる色が決定される。
In such a HAN type liquid crystal cell, the color that causes birefringence is determined by the angle θ, which is the average of the tilts of liquid crystal molecules that change from horizontal to vertical at a certain position on the transparent substrate.

なお、液晶208の誘電異方性は、負のもので
も同様のことがいえる。
Note that the same can be said even if the dielectric anisotropy of the liquid crystal 208 is negative.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

ところで、第4図bに示すように、液晶セルよ
り所定距離だけ離れた地点Bから液晶セル200
を所定の視認範囲で見ると、液晶セルの面上の位
置によつて色が変わつてくる。これは、HAN型
液晶セルにおける液晶分子の平均傾き角θ1〜θ3
が、透明基板202a,202bの垂線方向に関
して同一であるのに対し、視線は一点Bより発し
ているため、液晶分子に対する視線の角度φ1
φ3が異なるためである。この視線の角度により
表示色が変化することを、視角依存性という。
By the way, as shown in FIG. 4b, the liquid crystal cell 200 is
When viewed within a predetermined viewing range, the color changes depending on the position on the surface of the liquid crystal cell. This is the average tilt angle θ 1 to θ 3 of liquid crystal molecules in the HAN type liquid crystal cell.
are the same with respect to the perpendicular direction of the transparent substrates 202a and 202b, whereas the line of sight is emitted from one point B, so the angle of the line of sight with respect to the liquid crystal molecules φ 1 ~
This is because φ3 is different. This change in display color depending on the viewing angle is called viewing angle dependence.

したがつて、本考案の目的は、可変色型液晶表
示素子において視角依存性を低減することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to reduce viewing angle dependence in a variable color liquid crystal display element.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、本考案は、スペーサの選択により透明
基板の間隔を変えて液晶に印加される電位を面方
向の位置により異ならせ、その視認範囲において
液晶分子の平均傾き角と視線のなす角度が略等し
くなるようにしたことを特徴とする。
Therefore, the present invention changes the distance between the transparent substrates by selecting spacers to vary the potential applied to the liquid crystal depending on the position in the plane direction, so that the average tilt angle of the liquid crystal molecules and the angle formed by the line of sight are approximately equal in the viewing range. It is characterized by the fact that it is made to be.

具体的には、本考案の可変色型液晶表示素子
は、液晶セルの外郭を構成する一対の透明基板
と、液晶が封入される透明基板の内面側にそれぞ
れ設けられる配向膜と、透明基板の何れかの側に
それぞれ設けられる電極膜と、同じく透明基板の
何れかの側にそれぞれ設けられる偏光板と、一対
の透明基板の間に設けられ透明基板を所定の間隔
に保つスペーサと、一対の透明基板の間に封入さ
れる液晶と、液晶を封止するシールとからなり、
前記電極膜の間に電圧を印加し、複屈折効果によ
つて可変色を表示する液晶表示素子であつて、 前記スペーサの大きさを液晶セルの面方向の位
置により変えて液晶セルを面方向の何れかに傾斜
させて透明基板間の印加される電位を面方向にお
いて変化させ、その電位の変化が、表示素子を視
認した場合、その視認範囲において液晶分子の方
向と視線のなす角度が略等しくなるようにスペー
サの選択がなされるものである。
Specifically, the variable color liquid crystal display element of the present invention includes a pair of transparent substrates that form the outer shell of a liquid crystal cell, an alignment film provided on the inner surface of the transparent substrate in which liquid crystal is sealed, and a pair of transparent substrates that form the outer shell of a liquid crystal cell. An electrode film provided on either side of the transparent substrate, a polarizing plate provided on either side of the transparent substrate, a spacer provided between the pair of transparent substrates to keep the transparent substrates at a predetermined distance, and a pair of It consists of a liquid crystal sealed between transparent substrates and a seal that seals the liquid crystal.
A liquid crystal display element that displays variable colors by applying a voltage between the electrode films and using a birefringence effect, wherein the size of the spacer is changed depending on the position of the liquid crystal cell in the plane direction, so that the liquid crystal cell is aligned in the plane direction. When the potential applied between the transparent substrates is changed in the in-plane direction by tilting the transparent substrate in either direction, and the change in potential is viewed visually, the angle between the direction of the liquid crystal molecules and the line of sight within the visible range is approximately The spacers are selected so that they are equal.

〔作用〕[Effect]

以上のような本考案に係る可変色型液晶表示素
子は、スペーサの選択により、第2図に示す透明
基板102a,102bの間隔を変えて液晶10
8に印加される電位を面方向の位置により異なら
せた。
The variable color type liquid crystal display element according to the present invention as described above is capable of changing the distance between the transparent substrates 102a and 102b shown in FIG. 2 by selecting spacers.
The potential applied to 8 was varied depending on the position in the plane direction.

その結果、例えば、視点がAにあるとき、視線
と平均傾斜角を表す液晶分子108a,108
b,108cの長軸とのなす平均角度が視点Bの
視認範囲で等しくなる(θ1=θ2=θ3)。
As a result, for example, when the viewpoint is at A, liquid crystal molecules 108a and 108 representing the line of sight and the average tilt angle
The average angles formed with the long axis of b and 108c are equal in the visibility range of viewpoint B (θ 123 ).

したがつて、視点が無限遠に近似出来ない、比
較的近い位置にある場合でも、視角による影響を
受けにくい。
Therefore, even if the viewpoint cannot be approximated to infinity and is located at a relatively close position, it is not easily affected by the viewing angle.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本考案の可変色型液晶表示素子にかかる
一実施例を、図面を参考にして説明する。
Next, one embodiment of the variable color liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to the drawings.

この実施例は、自動車のインストルメントパネ
ルにおける速度表示等を行うための可変色型液晶
表示素子に適用した例である。
This embodiment is an example in which the present invention is applied to a variable color liquid crystal display element for displaying speed, etc. in an automobile instrument panel.

ここで、第1図は本実施例の可変色型液晶表示
素子の断面図である。
Here, FIG. 1 is a sectional view of the variable color liquid crystal display element of this example.

第1図において、符号10で示す液晶表示素子
は、ソーダライムガラスからなる透明基板12
a,12bを外郭としてセルが構成されている。
透明基板12a,12bの液晶32が封入される
側には、透明導電性材料であるITO(酸化インジ
ウムト酸化スズの固溶体)を、真空蒸着により所
定パターンで成膜した透明導電膜14a,14b
が設けられている。なお、この所定のパターン
は、速度表示用のアナログバーグラフを表すパタ
ーンとコモン電極のパターンからなる。
In FIG. 1, a liquid crystal display element designated by reference numeral 10 has a transparent substrate 12 made of soda lime glass.
A cell is configured with a and 12b as the outline.
On the sides of the transparent substrates 12a and 12b where the liquid crystal 32 is sealed, transparent conductive films 14a and 14b are formed by depositing ITO (indium oxide and tin oxide solid solution), which is a transparent conductive material, in a predetermined pattern by vacuum deposition.
is provided. Note that this predetermined pattern consists of a pattern representing an analog bar graph for speed display and a pattern of a common electrode.

透明導電膜14a,14bのさらに内側には、
それぞれシランカツプリング処理、ポリイミド処
理を施し、垂直配向を施した配向膜16aと水平
配向を施した配向膜16bが設けられている。ま
た、透明基板12a,12bの外側には、偏光板
18a,18bが偏光方向が互いに直角となるよ
うに、透明接着剤(アクリル系接着剤)を介して
貼着されている。本実施例では、三立電機性の
LLC2−82−12S(ニユートラル色)を用いた。
Further inside the transparent conductive films 14a and 14b,
An alignment film 16a that is vertically aligned and an alignment film 16b that is horizontally aligned are provided, each of which has been subjected to silane coupling treatment and polyimide treatment. Further, polarizing plates 18a and 18b are attached to the outside of the transparent substrates 12a and 12b via a transparent adhesive (acrylic adhesive) so that the polarization directions are perpendicular to each other. In this example, Sanritsu Electric's
LLC2-82-12S (neutral color) was used.

透明基板12a,12bの間は、スペーサ2
0,22で後述する間隙を決められており、その
外側をシール24,26で封止している。スペー
サ20,22は、ホツトメルトタイプの樹脂フイ
ルムである武田薬品工業の「デユミラン」を用い
た。また、シール24,26は、エポキシ系接着
剤を使用した。上述の液晶セルの透明電極膜14
a,14bには、表示を行う電圧を印加するため
の電源28のリード線30a,30bが、それぞ
れ接続されている。
A spacer 2 is provided between the transparent substrates 12a and 12b.
A gap, which will be described later, is determined by 0 and 22, and the outside thereof is sealed with seals 24 and 26. For the spacers 20 and 22, a hot-melt type resin film "DUMILAN" manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd. was used. Further, the seals 24 and 26 were made of epoxy adhesive. Transparent electrode film 14 of the above liquid crystal cell
Lead wires 30a and 30b of a power source 28 for applying a voltage for display are connected to a and 14b, respectively.

次に、この液晶セルの作り方を説明する。 Next, we will explain how to make this liquid crystal cell.

まず、透明基板12a,12bの液晶を封入す
る側の内面に、上述の所定パターンで透明導電膜
14a,14bを形成しておく。次に、透明導電
膜14aの上にシランカツプリング剤をデイツピ
ングにより塗布し、14bの上にポリイミド樹脂
を凸版印刷して、一方を垂直配向を施した配向膜
14aとし、他方を水平配向を施した配向膜14
bとする。なお、配向膜14a,14bの周辺部
は、後述するスペーサ20,22およびシール2
4,26を配置可能にするため、配向膜を設けな
いでおく。
First, the transparent conductive films 14a and 14b are formed in the above-described predetermined pattern on the inner surface of the transparent substrates 12a and 12b on the side where the liquid crystal is sealed. Next, a silane coupling agent is applied on the transparent conductive film 14a by dipping, and a polyimide resin is letterpress printed on the transparent conductive film 14b to form an alignment film 14a with vertical alignment on one side and a horizontal alignment on the other. alignment film 14
b. Note that the peripheral portions of the alignment films 14a and 14b are covered with spacers 20 and 22 and seals 2, which will be described later.
4 and 26, no alignment film is provided.

そして、水平配向をした配向膜14bの配向方
向に対して光軸が45°になるように偏光方向を合
わせて、偏光板18bを透明基板12bの外側に
接着する。透明基板12aの外側には、液晶セル
の組み立て時に偏光方向がもう一方の偏光板に対
して直交するように偏光板18aを接着する。
Then, the polarizing plate 18b is adhered to the outside of the transparent substrate 12b with the polarizing direction adjusted so that the optical axis is at 45 degrees with respect to the orientation direction of the horizontally oriented alignment film 14b. A polarizing plate 18a is bonded to the outside of the transparent substrate 12a so that the direction of polarization is perpendicular to the other polarizing plate during assembly of the liquid crystal cell.

次に、スペーサ20,22を所定の配置で透明
基板12a,12bに透明導電膜14a,14b
の上から配置し、その周辺部をシール24,26
で覆つた後、透明基板12a,12bの両側より
加熱しつつ、加圧を行う。これにより、スペーサ
20,22が、透明基板12a,12bと固着す
るとともに、周辺部がシール24により、封止さ
れる。この後、シール24の一部より液晶セルの
内部の減圧を行いつつ、液晶32を封入し、ルー
ド線30a,30bの配線をして可変型液晶表示
素子を得る。
Next, spacers 20 and 22 are placed on transparent conductive films 14a and 14b on transparent substrates 12a and 12b in a predetermined arrangement.
from above and seal the surrounding area 24, 26.
After covering with transparent substrates 12a and 12b, pressure is applied while heating from both sides of the transparent substrates 12a and 12b. As a result, the spacers 20 and 22 are fixed to the transparent substrates 12a and 12b, and the peripheral portions are sealed with the seal 24. Thereafter, while reducing the pressure inside the liquid crystal cell through a part of the seal 24, the liquid crystal 32 is sealed, and the route wires 30a and 30b are wired to obtain a variable liquid crystal display element.

スペーサ20,22で決められる透明基板12
a,12bの間隙について、説明する。
Transparent substrate 12 determined by spacers 20 and 22
The gap between a and 12b will be explained.

透明基板12a,12bは、スペーサ20,2
2によつて、傾斜するようにされているが、傾斜
方向、すなわち、図上横方向の長さは、約100mm
であり、短い方のスペーサ20の間隙を決める高
さは、5μm〜8μmとなるようにされている。ま
た、長い方のスペーサ22の間隙を決める高さ
は、18μm〜20μmとなるようにされている。
The transparent substrates 12a, 12b are spacers 20, 2
2, the length in the direction of inclination, that is, in the horizontal direction in the figure, is approximately 100 mm.
The height that determines the gap between the shorter spacers 20 is 5 μm to 8 μm. Further, the height that determines the gap between the longer spacers 22 is set to 18 μm to 20 μm.

以上の液晶表示素子10を用いて、表示の試験
を行い、その性能を評価したので、以下に述べ
る。
A display test was conducted using the above liquid crystal display element 10 and its performance was evaluated, which will be described below.

第3図に示すように、表示素子10の背面にハ
ロゲン球の光源(30W)を配置し、表示素子10
の略正面300mmの位置から視認性を調べた。印加
電圧は、50Hzの矩形波を用い、12Vで実施した。
As shown in FIG. 3, a halogen bulb light source (30W) is placed on the back of the display element 10, and
Visibility was examined from a position approximately 300mm in front of the vehicle. The applied voltage was 12V using a 50Hz square wave.

従来例として、スペーサ20,22による透明
基板12a,12bの傾斜を設けず、平行に配置
した以外は本実施例と同様に製作したものと比較
を行つた。
As a conventional example, a comparison was made with one manufactured in the same manner as the present example except that the transparent substrates 12a and 12b were not tilted by the spacers 20 and 22 and were arranged in parallel.

従来例では、正面位置で緑色の表示色であつた
ものが、正面位置より片側に40mmの位置で黄色
に、その反対側に40mmの位置では青色に変化をし
た。これに対し、本実施例では、正面位置で緑色
の表示色であつたものが、正面位置より40mm離れ
た何れの地点でも、ほとんど色調の変化が見られ
なかつた。
In the conventional example, the display color was green at the front position, but changed to yellow at a position 40 mm to one side from the front position, and to blue at a position 40 mm to the opposite side. In contrast, in this example, although the display color was green at the front position, almost no change in color tone was observed at any point 40 mm away from the front position.

したがつて、以上の本考案第1実施例のによれ
ば、本実施例の表示素子は、従来のものに比べて
視角依存性が少ないことがわかる。
Therefore, according to the first embodiment of the present invention described above, it can be seen that the display element of this embodiment has less viewing angle dependence than the conventional display element.

以上、本考案の特定の実施例について説明した
が、本考案は上記実施例に限定されるものではな
く、実用新案登録請求の範囲内において種々の実
施態様を包含するものであり、例えば、上記実施
例では、透明基板をその面方向において一方のみ
に傾斜させたが、互いに垂直な二方向へ傾斜させ
てもよい。
Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and includes various embodiments within the scope of the utility model claims. For example, in the above embodiment, the transparent substrate is inclined in only one direction in its surface direction, but it may be inclined in two directions perpendicular to each other.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上により、本考案のよれば、複屈折効果を利
用した可変色型液晶表示素子において、視角依存
性を極めて小さくすることができるという効果を
奏する。
As described above, according to the present invention, the viewing angle dependence can be extremely reduced in a variable color liquid crystal display element that utilizes the birefringence effect.

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

第1図は、本考案の実施例の可変色型液晶表示
素子の断面図、第2は、本考案の実施例における
視野依存性を説明するための可変色型液晶表示素
子の部分断面図、第3図は、本考案の実施例の可
変色型液晶表示素子における視認性試験の概略
図、そして、第4図a,bは、従来の可変色型液
晶表示素子の部分断面図である。 10……液晶表示素子、12a,b……透明基
板、14a,b……電極膜、16a,b……配向
膜、18a,b……偏光板、20,22……スペ
ーサ、28……電源。
FIG. 1 is a sectional view of a variable color liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial sectional view of a variable color liquid crystal display element for explaining visual field dependence in an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of a visibility test on a variable color liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4a and 4b are partial cross-sectional views of a conventional variable color liquid crystal display device. 10... Liquid crystal display element, 12a, b... Transparent substrate, 14a, b... Electrode film, 16a, b... Alignment film, 18a, b... Polarizing plate, 20, 22... Spacer, 28... Power supply .

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 液晶セルの外郭を構成する一対の透明基板と、
液晶が封入される透明基板の内面側にそれぞれ設
けられる配向膜と、透明基板の何れかの側にそれ
ぞれ設けられる電極膜と、同じく透明基板の何れ
かの側にそれぞれ設けられる偏光板と、一対の透
明基板の間に設けられ透明基板を所定の間隔に保
つスペーサと、一対の透明基板の間に封入される
液晶と、液晶を封止するシールとからなり、前記
電極膜の間に電圧を印加し、複屈折効果によつて
可変色を表示する液晶表示素子であつて、 前記スペーサの大きさを液晶セルの面方向の位
置により変えて液晶セルを面方向の何れかに傾斜
させて透明基板間の印加される電位を面方向にお
いて変化させ、その電位の変化が、表示素子を視
認した場合、その視認範囲において液晶分子の方
向と視線のなす角度が略等しくなるようにスペー
サの選択がなされることを特徴とする可変色型液
晶表示素子。
[Scope of claim for utility model registration] A pair of transparent substrates forming the outer shell of a liquid crystal cell,
A pair of alignment films provided on the inner surface of a transparent substrate in which liquid crystal is sealed, electrode films provided on either side of the transparent substrate, and polarizing plates provided on either side of the transparent substrate. It consists of a spacer provided between the transparent substrates to keep the transparent substrates at a predetermined distance, a liquid crystal sealed between the pair of transparent substrates, and a seal to seal the liquid crystal, and a voltage is applied between the electrode films. This is a liquid crystal display element that displays variable colors through the birefringence effect when the liquid crystal cell is tilted in either direction in the surface direction by changing the size of the spacer depending on the position in the surface direction of the liquid crystal cell. The spacer is selected so that when the potential applied between the substrates is changed in the plane direction, and the display element is viewed visually, the angle formed by the direction of the liquid crystal molecules and the line of sight is approximately equal in the visible range. A variable color liquid crystal display element characterized by:
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