JPH06160885A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH06160885A
JPH06160885A JP4306928A JP30692892A JPH06160885A JP H06160885 A JPH06160885 A JP H06160885A JP 4306928 A JP4306928 A JP 4306928A JP 30692892 A JP30692892 A JP 30692892A JP H06160885 A JPH06160885 A JP H06160885A
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JP
Japan
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liquid crystal
cell
crystal display
crystal cell
driving
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Withdrawn
Application number
JP4306928A
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English (en)
Inventor
Yasuharu Tanaka
康晴 田中
Yuzo Hisatake
雄三 久武
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH06160885A publication Critical patent/JPH06160885A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造が簡易で、かつ応答速度が高く視野角も
広く、表示むらを抑えた高品位な表示を実現する液晶表
示素子を提供する。 【構成】 ホモジニアス配列された誘電異方性が正のネ
マティック液晶層117を有する駆動用液晶セル100
に、その屈折率異方性を補償する位相差補償用液晶セル
200を重ね合わせ、 2枚の偏光板301、303で前
記駆動用液晶表示セル100および前記位相差補償用液
晶セル200を挟持してなる液晶表示素子において、前
記位相差補償用液晶セル200を、該セル平面に対する
法線方向に液晶層のらせん軸を有しねじれ角が略 180度
のねじれ構造に形成することでセルギャップのマージン
を大きくとることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に係り、特
に駆動用液晶表示セルにその透過光の干渉色を補償する
位相差補償用液晶セルを重ね合わせた液晶表示素子に関
する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、ワードプロセッサ、パ
ーソナルコンピュータのような情報処理装置や、小型テ
レビや投射型テレビなどのディスプレイデバイスとして
広く用いられている。このような用途における液晶表示
素子としては、単純マトリックス方式とアクティブマト
リックス方式との 2方式に大別することができる。
【0003】このうちアクティブマトリックス方式は、
視角特性が良好である、応答速度が速い、コントラスト
が高い等の特長がある。しかし大面積にわたってTFT
スイッチング素子などを欠陥なく形成しなければならな
いため、製造コストが高く、また大型の表示パネルへの
応用が容易ではない。
【0004】上記のようなアクティブマトリックス型液
晶表示素子の応用が容易ではない分野には単純マトリッ
クス方式が用いられることが多い。この単純マトリック
ス方式の液晶表示素子には、動作モードで分類すると、
TN(Twisted Nematic )型とSTN(Super Twisted
Nematic )型とがある。TN型は応答速度は良好だが高
デューティ駆動が困難である。STN型は高デューティ
駆動が可能でクロストークを低減することができるが、
応答速度は低く、約 5度以上理想的には10度以上の高プ
レティルト配向が必要であり、セルギャップの制御条件
が厳しい。
【0005】そこで、STN型の液晶表示素子よりも高
速応答が可能な、ホメオトロピック配列された液晶層の
複屈折効果を利用した新しい表示方式が研究されてい
る。それは例えばVAN(H.HIRAI et al.,JAPAN DISPL
AY '89 p184 )の名称で呼ばれる表示方式が既に知られ
ている。
【0006】しかしながら、このVANや、DAP(de
formation of vertical aligned phases)のようなホメ
オトロピック配列された液晶層の複屈折効果を利用した
表示方式の場合、ホメオトロピック配列のため視野角が
狭く、また液晶分子を垂直に均一に配向させることが容
易ではなく、表示むらを起こしやすいという問題があ
る。
【0007】一方、液晶層の複屈折効果を利用したEC
B(Electrically controlled birefringence )表示方
式としては、上記の他にツイスト角が 0度のホモジニア
ス配列された 2枚の液晶セルをその液晶配列方向どうし
のなす角が90度に(直交するように)配置し、これをク
ロスニコルに配置した 2枚の偏光板で上下から挟持した
液晶表示素子が知られている(斎藤 他;1990年春期応
用物理学会予稿集p30-pd-7)。これは、 1枚の液晶セル
を駆動用液晶セルとして駆動させ、他の 1枚の液晶セル
を駆動用液晶セルの透過光の干渉色を補償する位相差補
償用液晶セルとして用いるものである。このように駆動
用液晶セルの透過光の干渉色を補償することにより、複
屈折効果を利用した液晶表示素子における透過光の黄色
や青などのいわゆる色付きの問題を解消することができ
る。しかもホモジニアス配列された液晶層の複屈折効果
を利用した液晶表示素子における応答速度の高さや視野
角の広さなどの特長を活かして、大画面で高精細な液晶
表示装置に応用することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このホ
モジニアス配列された液晶層の複屈折効果を利用した液
晶表示素子においては、 2枚の液晶セルのリタデーショ
ン値を等しく揃えることが必要となる。そのためには液
晶セルを製造する際にセルギャップを極めて高精度に調
節しなければならない。セルギャップの微小なばらつき
により、干渉色(位相差)の補償が十分でない部分が生
じ、その結果、表示画像に色むらや輝度むらなどの表示
むらが発生するためである。
【0009】このように、従来のホモジニアス配列され
た液晶層の複屈折効果を利用した液晶表示素子において
は、応答速度の高さや視野角の広さなどの特長を有する
一方で、駆動用液晶セルおよび位相差補償用液晶セルと
もに極めて高精度のセルギャップの制御が必要であり、
その製造が容易ではないという問題があった。
【0010】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものである。本発明の目的は、セルギャップ
のマージンを大きくとることができ製造が簡易で、かつ
応答速度が高く視野角も広く、表示むらを抑えた高品位
な表示を実現する液晶表示素子を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明の液晶表示素子は、ホモジニアス配列され
た誘電異方性が正のネマティック液晶層を有する駆動用
液晶表示セルに、該屈折率異方性を補償する位相差補償
用液晶セルを重ね合わせ、 2枚の偏光板で前記駆動用液
晶表示セルおよび前記位相差補償用液晶セルを挟持して
なる液晶表示素子において、前記位相差補償用液晶セル
を、該セル平面に対する法線方向に液晶層のらせん軸を
有し該ねじれ角が略 180度のねじれ構造に形成してなる
ことを特徴としている。
【0012】なお、前記の位相差補償用液晶セルの液晶
層のねじれ角としては、前記したように 180度が最適で
あるが、実効的には 180± 5度までは可能である。
【0013】また、前記の駆動用液晶表示セルの液晶層
の配列方向と位相差補償用液晶セルの液晶層の配列方向
とのなす角は実効的には90度± 5度が好適である。
【0014】また、前記の位相差補償用液晶セルの配向
方向と前記の偏光板の透過軸方向とのなす角、および駆
動用液晶表示セルの配向方向と前記の偏光板の透過軸方
向とのなす角は、それぞれ45度が好適である。
【0015】
【作用】ホモジニアス配列された誘電異方性が正のネマ
ティック液晶層を有する駆動用液晶表示セルに、セル平
面に対する法線方向に液晶層のらせん軸を有しねじれ角
が略 180度のねじれ構造に形成してなる位相差補償用液
晶セルを重ね合わせることで、駆動用液晶表示セルの透
過光の干渉色を効果的に補償することができる。しかも
このとき位相差補償用液晶セルのリタデーションに対す
るマージンを従来のものよりも大きく取っても表示むら
は発生しない。このようにリタデーションに対するマー
ジンが大きいので、セルギャップのマージンを大きく取
ることができる。その結果、セルギャップの制御が簡易
で、表示むらを抑えた高品位な表示を実現する液晶表示
素子を提供することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
【0017】図1は本発明に係る液晶表示素子の構造を
模式的に示す図である。図2はその駆動用液晶セルの構
造の概略および液晶の配列状態を示す一部省略断面図で
ある。図3はその位相差補償用液晶セルの構造の概略お
よび液晶の配列状態を示す一部省略断面図である。
【0018】本発明に係る液晶表示素子は、駆動用液晶
セル100と、位相差補償用液晶セル200と、第1の
偏光板301、第2の偏光板303とからその主要部が
構成されている。
【0019】駆動用液晶セル100は、走査電極基板1
07と、信号電極基板115と、両基板間に封入されて
挟持され、ねじれ角が 0度にホモジニアス配列された液
晶層117とからその主要部が構成されている。
【0020】ガラス基板101上に透明電極からなる走
査電極103が配設され、その主面ほぼ全面を覆うよう
にポリイミド膜としてオプトマーAL−1501(日本合成
ゴム社製)を塗布し一方向にラビング処理を施してなる
配向膜105が配設されて走査電極基板107が形成さ
れている。一方、ガラス基板109上に透明電極からな
る信号電極111が配設され、その主面ほぼ全面を覆う
ようにポリイミド膜としてオプトマーAL−1501(日本
合成ゴム社製)を塗布し一方向にラビング処理を施して
なる配向膜113が配設されて信号電極基板115が形
成されている。そして走査電極基板107と信号電極基
板115とを互いのラビング方向が平行で逆向きになる
ように対向配置して組み合わせ、周囲を封止剤兼接着剤
(図示省略)で封止し、その基板間隙にカイラル剤を添
加しないZLI-3276-100(E.メルク社製)を液晶119
として封入して液晶層117とし、駆動用液晶セル10
0が形成されている。その基板間隙、いわゆるセルギャ
ップは間隙剤(図示省略)によって約 5μmに保持され
ている。
【0021】このように駆動用液晶セル100は、セル
平面に対する法線方向に液晶層117のらせん軸を有し
そのねじれ角が略 0度のねじれ構造に形成された、いわ
ゆるホモジニアス配列の液晶層を有する液晶セルであ
る。
【0022】一方、位相差補償用液晶セル200は、第
1の基板207と、第2の基板215と、これら基板間
に封入されて挟持され、ねじれ角が 180度に配列された
液晶層217とからその主要部が構成されている。
【0023】ガラス基板201上に、その主面ほぼ全面
を覆うようにサンエバー(日産化学工業株式会社製)を
塗布し一方向にラビング処理を施してなる配向膜205
が配設されて第1の基板207が形成されている。ガラ
ス基板209上にも同様に、その主面ほぼ全面を覆うよ
うに前記のサンエバーを塗布し一方向にラビング処理を
施してなる配向膜213が配設されて第2の基板215
が形成されている。そして第1の基板207と第2の基
板215とを互いのラビング方向が平行で同じ向きにな
るように配置して組み合わせ周囲を封止剤兼接着剤(図
示省略)で封止し、その基板間隙に液晶組成物としてカ
イラル剤であるS811(E.メルク社製)を 1%添加した
液晶ZLI-3276-100(E.メルク社製)を封入して液晶層
217とし、位相差補償用液晶セル200が形成されて
いる。その基板間隙、いわゆるセルギャップは、前記の
駆動用液晶セル100と同様に間隙剤(図示省略)によ
って約 5μmに保持されている。
【0024】このように位相差補償用液晶セル200
は、液晶219が数度のプレティルト角を与えられセル
平面に対して法線方向にらせん軸を有し略 180度のねじ
れ角に配列された液晶セルである。
【0025】そして駆動用液晶セル100と位相差補償
用液晶セル200とを互いのラビング方向どうしが直交
するように重ね合わせて貼着する。そしてこれをクロス
ニコルに配置した第1の偏光板301および第2の偏光
板303で挟持する。すなわち第1の偏光板301は位
相差補償用液晶セル200の第2主面に、第2の偏光板
303は駆動用液晶セル100の第2主面に、それぞれ
貼着する。このとき、図4に示すように、第1の偏光板
301の透過軸方向と位相差補償用液晶セル200のラ
ビング方向とのなす角、および駆動用液晶セル100の
ラビング方向と第2の偏光板303の透過軸方向とのな
す角が45度となるように配置する。
【0026】このような構成の本発明に係る液晶表示素
子は、 5%程度のセルギャップむらがあっても、表示む
らや色付きがほとんどない均一で高品位な画像を表示す
ることができた。
【0027】比較のために、位相差補償用液晶セル20
0の代わりに駆動用液晶セル100と同様のホモジニア
ス配列の液晶セルを位相差補償用液晶セルとして用いた
従来の液晶表示素子に、上記と同様な画像を表示させ
た。このような従来の液晶表示素子においては、セルギ
ャップに 2%程度のむらがあると、顕著な表示むらが発
生して表示品位が著しく低下した。その表示むらは、透
過効率で最大約 500%ものばらつきとなって現れた。
【0028】なお、本発明に係る液晶表示素子の位相差
補償用液晶セルの液晶層に用いる液晶としてはネマティ
ック液晶のみには限定しない。 180度のねじれ構造を実
現できるものであればよい。
【0029】また、前記の位相差補償用液晶セルのねじ
れ角としては、前記したように 180度が最適であるが、
実効的には 180± 5度の範囲まで可能である。
【0030】また、前記の駆動用液晶表示セルの液晶層
の配列方向と位相差補償用液晶セルの液晶層の配列方向
とのなす角は90度± 5度までが好適である。
【0031】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
例えば駆動用液晶セルの各構成部材の材料などの種々の
変更が可能であることは言うまでもない。
【0032】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、セルギャップのマージンを大きくとることができ
るので製造が簡易で、応答速度が高く視野角も広くかつ
表示むらを抑えた高品位な表示を実現する液晶表示素子
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶表示素子の構造を模式的に示
す図。
【図2】本発明に係る液晶表示素子の駆動用液晶セルの
構造の概略および液晶の配列状態を示す一部省略断面
図。
【図3】本発明に係る液晶表示素子の位相差補償用液晶
セルの構造の概略および液晶の配列状態を示す一部省略
断面図。
【図4】本発明に係る液晶表示素子の第1の偏光板の透
過軸方向、位相差補償用液晶セルのラビング方向、駆動
用液晶セルのラビング方向、第2の偏光板の透過軸方向
を示す図。
【符号の説明】
100…駆動用液晶セル、200…位相差補償用液晶セ
ル、301…第1の偏光板、303…第2の偏光板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホモジニアス配列された誘電異方性が正
    のネマティック液晶層を有する駆動用液晶表示セルに、
    該屈折率異方性を補償する位相差補償用液晶セルを重ね
    合わせ、 2枚の偏光板で前記駆動用液晶表示セルおよび
    前記位相差補償用液晶セルを挟持してなる液晶表示素子
    において、 前記位相差補償用液晶セルを、該セル平面に対する法線
    方向に液晶層のらせん軸を有し該ねじれ角が略 180度の
    ねじれ構造に形成してなることを特徴とする液晶表示素
    子。
JP4306928A 1992-11-17 1992-11-17 液晶表示素子 Withdrawn JPH06160885A (ja)

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JP4306928A JPH06160885A (ja) 1992-11-17 1992-11-17 液晶表示素子

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JP4306928A JPH06160885A (ja) 1992-11-17 1992-11-17 液晶表示素子

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JPH06160885A true JPH06160885A (ja) 1994-06-07

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040016042A (ko) * 2002-08-14 2004-02-21 전철규 이중의 반강유전성 액정 셀을 갖는 반강유전성 액정 장치
KR100502318B1 (ko) * 1998-11-23 2005-10-26 삼성에스디아이 주식회사 위상차 보상필름과 그를 이용한 슈퍼 트위스티드 네마틱 액정표시소자

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100502318B1 (ko) * 1998-11-23 2005-10-26 삼성에스디아이 주식회사 위상차 보상필름과 그를 이용한 슈퍼 트위스티드 네마틱 액정표시소자
KR20040016042A (ko) * 2002-08-14 2004-02-21 전철규 이중의 반강유전성 액정 셀을 갖는 반강유전성 액정 장치

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