JPH055864A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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Publication number
JPH055864A
JPH055864A JP3183434A JP18343491A JPH055864A JP H055864 A JPH055864 A JP H055864A JP 3183434 A JP3183434 A JP 3183434A JP 18343491 A JP18343491 A JP 18343491A JP H055864 A JPH055864 A JP H055864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal cell
angle
polarizing plate
substrates
Prior art date
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Pending
Application number
JP3183434A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Kizaki
静一 木▲ざき▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP3183434A priority Critical patent/JPH055864A/ja
Publication of JPH055864A publication Critical patent/JPH055864A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示素子において、液晶材料が大きな角
度でツイスト配向された液晶セルを反射型として用いて
も、画面全体が明るく、コントラストの良い白黒表示を
可能にする。 【構成】 対向配置された一対の基板間に液晶材料がツ
イスト配向された液晶セルと、この液晶セルの一面側に
配置される偏向板と、液晶セルの他面側に配置される反
射板とを備え、前記液晶材料を一対の基板間に220°
乃至260°の角度でツイスト配向し、前記液晶セルの
Δndの値を0.7乃至0.9の範囲とし、かつ前記偏向板に
接近する一方の基板の配向処理方向が偏向板の透過軸ま
たは吸収軸となす角を±5°乃至±20°の角度にし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は反射型の液晶表示素子
に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、事務機器などの表示素
子として広く使用されており、表示画面の大型化ととも
に表示品質の高いことが要求されている。この液晶表示
素子では表示品質を高めるために液晶材料のツイスト角
度を大きくしたSTN型のものが提案され、実用化され
ている。
【0003】このSTN型の液晶表示素子は、信号電極
がストライプ状に形成された一方の基板と走査電極がス
トライプ状に形成された他方の基板とを前記信号電極と
走査電極とが交差するように対向配置させ、前記一方の
基板と他方の基板の間に180°〜270°の角度でツ
イスト配向させた液晶材料を介在させて液晶セルが形成
され、この液晶セルの外側に一対の偏光板が配置されて
いる。
【0004】このような液晶表示素子では、走査電極に
走査信号を供給し、この走査信号と同期させて信号電極
にデータ信号を供給することにより、走査電極と信号電
極が交差する任意の画素の点灯状態を制御して画像など
の情報を表示する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したSTN型の液
晶表示素子では、液晶材料が180°〜270°の大き
な角度でツイスト配向されているので、一対の基板間に
封入された液晶材料による液晶層の波長依存性により画
面に色が現れる。例えば、黄色の背景色にデータが黒色
で表示されたり、青色の背景色にデータが黒色で表示さ
れたりする。このように画面に色が現れると、表示が見
にくくなるため、画面に色の現れない例えば無彩色に近
い白色の背景色に黒色でデータを表示することが要望さ
れている。このような白黒表示を行うためには、液晶セ
ルと偏光板の間に、液晶材料を逆にツイスト配向させた
補償セルを設けるか、あるいは位相板を設ける必要があ
る。
【0006】しかし、補償セルや位相板を設けると、そ
の分、光量が低下し、画面全体が暗くなるという問題が
ある。特に、偏光板の外側に反射板を配置した反射型の
液晶表示素子として使用する場合には、一層、コントラ
ストが低下して画面が暗くなり、表示された情報が視認
しにくくなるという問題がある。
【0007】この発明の目的は、液晶材料が大きな角度
でツイスト配向された液晶セルを反射型として用いて
も、画面全体が明るく、コントラストが良く、無彩色に
近い白黒表示のできる液晶表示素子を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、対向配置さ
れた一対の基板間に液晶材料がツイスト配向された液晶
セルと、この液晶セルの一面側に配置される偏光板と、
液晶セルの他面側に配置される反射板とを備え、前記液
晶材料を一対の基板間に220°〜260°の角度でツ
イスト配向し、前記液晶セルのΔndの値を0.7〜0.9の
範囲とし、かつ前記偏光板に接近する一方の基板の配向
処理方向が偏光板の透過軸または吸収軸となす角を±5
°〜±20°の角度にしたことを特徴とする。
【0009】
【作用】この発明の液晶表示素子は、液晶セルの一面に
偏光板を配置することで、偏光板の枚数を少なくして光
量の低下を最小限に抑えることができ、表示が明るくな
り、また液晶セルのΔndの値を0.7〜0.9の範囲とする
ことで、背景色が無彩色に近くなり、鮮明な白黒表示が
可能になるとともに、液晶材料を一対の基板間に220
°〜260°の角度でツイスト配向し、偏光板に接近す
る一方の基板の配向処理方向が偏光板の透過軸または吸
収軸となす角を±5°〜±20°の角度にすることで、
コントラストも良くなる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。図1および図2において、ガラ
ス板または等方性のプラスチック板などからなる下基板
1の上面には、紙面の左右方向に延びるストライプ状の
透明導電膜からなる複数の第1電極2が形成されてお
り、この第1電極2を覆って配向膜3が形成され、配向
処理が施されている。この下基板1に対向配置される上
基板4は、下基板1と同じ、ガラス板または等方性のプ
ラスチック板などで形成されており、下基板1と対向す
る下面に第1電極2と直交するように紙面の表裏方向に
延びるストライプ状の透明導電膜からなる複数の第2電
極5が形成され、これらの第2電極5を覆って配向膜6
が形成され、配向処理が施されている。下基板1と上基
板4とは電極2、5が形成された面を対向させ、所定の
間隙を設けてシール材7によって接合されており、これ
らの基板1、4間には液晶材料8が封入されている。こ
れにより液晶セル9が構成されている。この液晶セル9
の上面つまり上基板4の上面には偏光板10が配置さ
れ、液晶セル9の下側つまり下基板1の下側には反射板
11が配置されている。
【0011】各基板1、4の配向膜3、6は、それぞれ
ポリイミドなどで形成されており、図3に示す方向に配
向処理が施されている。すなわち、偏光板10に接近し
た上基板4の配向膜6の配向処理方向6aは、偏光板1
0の偏向軸(透過軸)10aを基準にして右回りに5°
〜20°の角度の範囲でラビング処理が施されており、
これと対向する下基板1の配向膜3の配向処理方向3a
は、前記配向処理方向6aを基準にして右回りに240
°±20°の角度の範囲でラビング処理が施されてい
る。また、これらの配向膜3、6間に封入された液晶材
料8は、その液晶分子が上基板4の配向処理方向6aか
ら下基板1の配向処理方向3aに向かって、右回りに2
40°±20°の範囲でねじれて配列されており、液晶
の屈折率異方性Δnと液晶層厚dとの積Δndが0.7〜
0.9の範囲に設定されている。
【0012】この実施例によれば、液晶セル9の液晶層
のΔndが0.7〜0.9の範囲に設定されていることによ
り、対向する電極2、5に電圧を印加しないときに、偏
光板10を透過した光が直線偏向で液晶層に入り、液晶
層中で楕円偏向となって射出し、この楕円偏向の光が反
射板11で反射されて同じ光路を通り、偏光板10に入
射したときと同じ方位角で到達するので、補償セルや位
相板を用いなくても、無彩色に近い背景色(ノーマルホ
ワイト)が得られ、また電圧を印加したときには液晶層
のΔndすなわち液晶層の位相差が変化するため偏光板
10から入射した光は反射して戻ってくるときに偏向状
態が変化し、偏光板10を通過する光量が低下するの
で、暗い(ON)状態となって黒色表示となり、この結
果、画面に色が現れない白黒表示が得られる。特に、偏
光板10は液晶セル9の上面のみに設けるだけであるか
ら、偏光板の枚数を少なくすることができ、光量の低下
を抑え、表示を明るくすることができる。また、液晶分
子のツイスト角を220°〜260°と大きくしたこと
により、電界が印加されたときの液晶分子の配向状態の
変化が大きくなるため、輝度変化の急俊性が向上し、コ
ントラストを高めることができるとともに、偏光板10
に接近する上基板4の配向処理方向6aが偏光板10の
偏向軸10aを基準として±5°〜±20°の角度に設
定されていることにより、これによってもコントラスト
が良くなる。
【0013】次に、この実施例における液晶表示装置の
電気光学特性について説明する。表1は液晶材料8のツ
イスト角とコントラストの関係を示す。この表1では、
液晶の屈折率異方性Δnが0.118、液晶層厚dが6.6μ
m、液晶層のΔndが0.78、偏向軸10aに対する配向
処理方向6aのなす角θが10°、バイアスが1/13で、
1/200デューティで駆動した場合を示す。この表1から
明らかなように、ツイスト角が大きくなるにつれてコン
トラスト(CR)が良くなるが、印加電圧の変化に対す
る透過率の変化の急峻性(γ)が緩やかになるため、ツ
イスト角は240°〜250°が上限と考えられる。表
2は液晶層のΔndとコントラストの関係を示す。この
表2では、ツイスト角を250°に設定した以外は上述
と同じ条件である。この表2から明らかなように、この
実験の範囲内ではΔndが小さいほどコントラスト(C
R)および透過率の変化の急峻性(γ)が良くなる傾向
であれば背景色がまた、Δndは背景色と密接な関係に
あり、Δndの値が0.72であると背景色が薄青くなり、
0.84になると背景色が薄黄になる。よって、Δnの値が
0.76〜0.82の範囲が最も無彩色に近く、またコントラス
トも充分高い表3は偏向軸10aに対する配向処理方向
6aのなす角θとコントラストの関係を示す。この表3
では、液晶材料のツイスト角が250°、Δndが0.78
で、これ以外は上述と同じ条件である。この表3から明
らかなように、配向処理方向6aのなす角θが10°〜
15°の範囲ときに、コントラスト(CR)および透過
率の変化の急峻性(γ)が最適である。以上の結果か
ら、液晶材料8のツイスト角が240°〜250°で、
液晶層のΔndが0.76〜0.82の範囲で、偏向軸10aに
対する配向処理方向6aのなす角θが5°〜15°であ
るときに、良好な表示品位のものが得られる。
【0014】次に、上述した結果を考慮した具体例につ
いて説明する。この具体例は、液晶材料8のツイスト角
を250°、液晶材料8の屈折率異方性をΔn、液晶層
のΔndを0.78、角θを5°〜15°で、温度が25℃
のとき、バイアス1/13、1/200デューティで駆動した場
合であり、その印加電圧に対する透過率およびコントラ
ストの状態を図4に示す。この図4において、曲線Aは
配向処理方向6aのなす角θが5°、10°、15°に
おけるON波形のときの状態を示す曲線であり、電圧が
低いときには透過率が100%と高く、電圧が21v付
近から透過率が低下し、23v付近で透過率が20%程
度と最も低くなることを示す。曲線Bは配向処理方向6
aのなす角θが5°、10°、15°におけるOFF波
形のときの状態を示す曲線であり、電圧が高いときには
透過率が20%程度と低く、電圧が24v付近から透過
率が高くなり、23v付近で透過率が100%と高くな
ることを示す。また、曲線Cは配向処理方向6aのなす
角θが10°のときにおけるコントラストを示す曲線で
あり、曲線Aの立ち下がりおよび曲線Bの立上りの間、
つまり電圧が23v付近で最もコントラストが高くなる
ことを示している。この結果、画面全体が明るく、コン
トタストが良く、無彩色に近い白黒表示が得られる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、液晶セルの一面に偏光板を配置することで、偏光板
の枚数を少なくして光量の低下を最小限に抑え、表示を
明るくすることができ、また液晶セルのΔndの値を0.
7〜0.9の範囲とすることで、背景色が無彩色に近くな
り、鮮明な白黒表示を得ることができるとともに、液晶
材料を一対の基板間に220°〜260°の角度でツイ
スト配向し、かつ偏光板に接近する一方の基板の配向処
理方向が偏光板の透過軸または吸収軸となす角を±5°
〜±20°の角度にすることで、コントラストを良くす
ることができ、表示された情報の視認性を高めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】液晶表示素子の断面図。
【図2】図1の分解斜視図。
【図3】図1における偏光板の偏向軸と配向膜の配向処
理方向との配置関係を示す平面図。
【図4】偏光板の偏向軸に対してこれに接近する配向膜
の配向処理方向とのなす角を5°〜15°の間で変えた
場合の透過率およびコントラストを示す図。
【符号の説明】
1 下基板 4 上基板 6a 配向処理方向 8 液晶材料 9 液晶セル 10 偏光板 10a 偏向軸
【表1】
【表2】
【表3】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 対向配置された一対の基板間に液晶材料
    がツイスト配向された液晶セルと、この液晶セルの一面
    側に配置される偏光板と、前記液晶セルの他面側に配置
    される反射板とを備え、前記液晶材料を前記一対の基板
    間に220°乃至260°の角度でツイスト配向し、前
    記液晶セルのΔndの値を0.7乃至0.9の範囲とし、かつ
    前記偏光板に接近する前記一方の基板の配向処理方向が
    前記偏光板の透過軸または吸収軸となす角を±5°乃至
    ±20°の角度にしたことを特徴とする液晶表示素子。
JP3183434A 1991-06-28 1991-06-28 液晶表示素子 Pending JPH055864A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3183434A JPH055864A (ja) 1991-06-28 1991-06-28 液晶表示素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3183434A JPH055864A (ja) 1991-06-28 1991-06-28 液晶表示素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH055864A true JPH055864A (ja) 1993-01-14

Family

ID=16135710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3183434A Pending JPH055864A (ja) 1991-06-28 1991-06-28 液晶表示素子

Country Status (1)

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JP (1) JPH055864A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5818554A (en) * 1994-06-09 1998-10-06 Hitachi, Ltd. Reflective liquid crystal display apparatus which does not require a back light
US6587179B2 (en) * 2001-06-28 2003-07-01 Wintek Corporation High contrast ratio reflective STN LCD structure

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