JPH0643449A - Liquid crystal optical device - Google Patents

Liquid crystal optical device

Info

Publication number
JPH0643449A
JPH0643449A JP4199494A JP19949492A JPH0643449A JP H0643449 A JPH0643449 A JP H0643449A JP 4199494 A JP4199494 A JP 4199494A JP 19949492 A JP19949492 A JP 19949492A JP H0643449 A JPH0643449 A JP H0643449A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
crystal panel
electrode
electric field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4199494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Okamoto
信一 岡本
Atsushi Saito
淳 斎藤
Yoshikatsu Shirai
喜勝 白井
Hideki Shoji
秀樹 庄司
Masanori Fujita
政則 藤田
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.)
Seikosha KK
Original Assignee
Seikosha KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seikosha KK filed Critical Seikosha KK
Priority to JP4199494A priority Critical patent/JPH0643449A/en
Publication of JPH0643449A publication Critical patent/JPH0643449A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the contrast ratio at the time of transmission of light and at the time of shielding of light in the case of using a liquid crystal panel for which an electric field effect double refraction mode is used. CONSTITUTION:A nematic liquid crystal 7 having positive dielectric anisotropy in the main liquid crystal panel 10 is oriented in an arrow C direction and a nematic liquid crystal 7 having the positive dielectricanisotropy in the liquid crystal panel 11 for compensation is oriented in an arrow D direction orthogonal with the arrow C. The axes of polarization of first and second polarizing plates 21, 22 disposed in crossed nicols are aligned respectively to straight line A, B directions so that the straight line A forms 45 deg. angle with the arrow C and the arrow D. A voltage is kept impressed at all times to the liquid crystal panel 11 for compensation and the double refraction components generated by the liquid crystal 7 held in an oriented state within the main liquid crystal panel 10 when the voltage is impressed to the main liquid crystal panel 10 are offset by the double refraction components generated by the liquid crystal 7 held in the oriented state within the main liquid crystal panel 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は複屈折モードを利用した
液晶光学装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal optical device utilizing a birefringence mode.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、誘電異方性が正のネマティック液
晶を用いた複屈折モードによる液晶光学装置は、電極間
に介在した液晶を配向膜によりパネル面に水平に1軸配
向させ、パネル外部の偏光板を互いにクロスニコルの位
置とし、かつ配向させた液晶分子の長軸方向が偏光板の
偏光軸に対して45度の角度を有するように設置した構
成がとられており、この電極間に電界を印加しないとき
の光透過状態(図7a参照)と電界を印加したときの遮
光状態(図7b参照)を利用して表示等を行なってい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, a birefringence mode liquid crystal optical device using a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy has a liquid crystal interposed between electrodes aligned uniaxially horizontally on a panel surface by an alignment film. The polarizing plates are placed in a crossed Nicol position with each other, and the long axis direction of the aligned liquid crystal molecules has an angle of 45 degrees with the polarizing axis of the polarizing plate. The display and the like are performed by utilizing the light transmission state when no electric field is applied to the (see FIG. 7a) and the light blocking state when the electric field is applied (see FIG. 7b).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のものでは、図7
bに示すように電極に電界を印加してもパネル内面の界
面付近の液晶分子は配向膜との吸着によりパネル面に対
して水平状態に保持される。このため、例えばセル厚が
2μm以下と薄い液晶光学装置の場合、遮光状態のとき
にこの水平配向したままの液晶分子による光の漏れが相
対的に大きくなり、光の遮断特性が劣化し光の透過時と
遮断時とのコントラスト比が下がるという問題点を有し
ていた。
In the above, FIG.
As shown in b, even when an electric field is applied to the electrodes, liquid crystal molecules near the interface on the inner surface of the panel are held in a horizontal state with respect to the panel surface by adsorption with the alignment film. Therefore, in the case of a liquid crystal optical device having a thin cell thickness of 2 μm or less, for example, the light leakage due to the liquid crystal molecules in the horizontally aligned state becomes relatively large in the light-shielded state, and the light blocking property is deteriorated. There is a problem that the contrast ratio between the time of transmission and the time of interruption is lowered.

【0004】また、一般に液晶パネルは外部の温度変化
により閾値特性が変化し動作が不安定になるという問題
も有していた。
Further, in general, the liquid crystal panel also has a problem that the threshold characteristic changes due to the change of the external temperature and the operation becomes unstable.

【0005】本発明の目的は、電界効果複屈折モードを
用いた液晶パネルを用いた場合において、光の透過時と
遮断時とのコントラスト比を向上させることである。
An object of the present invention is to improve the contrast ratio when light is transmitted and when light is blocked when a liquid crystal panel using a field effect birefringence mode is used.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明では、第1の基板
の一方の面上に形成した第1の電極と、上記第1の基板
の一方の面と対向する第2の基板の一方の面上に形成し
た第2の電極と、上記第1の電極と上記第2の電極との
間隙に1軸方向にホモジニアス配向されて介在する誘電
異方性が正のネマティック液晶と、上記配向方向とそれ
ぞれ45度またはその近傍の角度をなし、それぞれ互い
にクロスニコルの位置で、上記第1の基板の他方の面側
および上記第2の基板の他方の面側に設けた第1および
第2の偏光板とを具備した主液晶パネルに、上記第1お
よび第2の電極間に電界を印加した際に配向状態に保持
された上記液晶分子の複屈折成分を相殺する補償手段を
上記第1および第2の偏光板間に設けたことにより、上
記の目的を達成している。
According to the present invention, a first electrode formed on one surface of a first substrate and one of a second substrate facing the one surface of the first substrate. A second electrode formed on the surface, a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy that is uniaxially oriented and intervenes in the gap between the first electrode and the second electrode, and the orientation direction. And an angle of 45 degrees or in the vicinity thereof, and the first and second surfaces provided on the other surface side of the first substrate and the other surface side of the second substrate, respectively, at positions of crossed Nicols. The main liquid crystal panel having a polarizing plate is provided with a compensating means for canceling the birefringence component of the liquid crystal molecules held in the alignment state when an electric field is applied between the first and second electrodes. Achieving the above objective by providing between the second polarizing plates There.

【0007】そして、上記補償手段を、第3の基板の一
方の面上に形成した第4の電極と、上記第3の基板の一
方の面と対向する第4の基板の一方の面上に形成した第
4の電極と、上記主液晶パネルにおける配向方向と直交
する向きに1軸配向し、上記第3の電極と上記第4の電
極との間隙に介在する誘電異方性が正のネマテック液晶
とを具備した補償用液晶パネルと、上記第1および第2
の電極間に電界を印加した際に配向状態に保持された上
記液晶分子の複屈折成分を相殺する複屈折成分を得るた
めに上記補償用液晶パネルに電界を印加する駆動回路と
からなるものとすることにより、上記の目的を達成して
いる。
Then, the compensating means is provided on the fourth electrode formed on one surface of the third substrate and on the one surface of the fourth substrate opposite to the one surface of the third substrate. A nematic having a positive dielectric anisotropy, which is uniaxially oriented in a direction orthogonal to the orientation direction in the main liquid crystal panel and is present in the gap between the third electrode and the fourth electrode, with the formed fourth electrode being positive. A compensating liquid crystal panel comprising a liquid crystal, and the above-mentioned first and second
A driving circuit for applying an electric field to the compensating liquid crystal panel in order to obtain a birefringent component that cancels the birefringent component of the liquid crystal molecules held in the alignment state when an electric field is applied between the electrodes of By doing so, the above-mentioned object is achieved.

【0008】さらに、上記補償手段を、上記第1および
第2の電極間に電界を印加した際に配向状態に保持され
た上記液晶分子の複屈折成分を相殺する位相差フィルム
とすることにより、上記の目的を達成している。
Further, the compensating means is a retardation film for canceling the birefringence component of the liquid crystal molecules held in the alignment state when an electric field is applied between the first and second electrodes, It has achieved the above objectives.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明をマトリクス型表示装置に用い
た例を図面に示す一実施例に基づいて具体的に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example in which the present invention is applied to a matrix type display device will be specifically described below based on an embodiment shown in the drawings.

【0010】図1において、1は第1の基板で、ガラス
等からなり、第1の基板1の一方の面上にITO(酸化
スズをドープした酸化インジューム)等からなる第1の
電極2がストライプ状に形成してある。3は第1の配向
膜で、ポリイミド等からなり、第1の基板1の一方の面
上に形成してある。4は第2の基板で、ガラス等からな
り、第1の基板1の一方の面と対向する面(第1の面と
する。)上にITOなどからなる第2の電極5が第1の
電極2と直交する向きにストライプ状に形成してある。
6は第2の配向膜で、ポリイミド等からなり、第2の基
板4の第1の面上に形成してある。なお、第1の配向膜
3および第2の配向膜6は、第1の配向膜3と第2の配
向膜6との間隙に介在する誘電異方性が正のネマティッ
ク液晶7が一軸方向にホモジニアス配向するようにラビ
ングなどの方法により反平行の配向処理してある。8は
スペーサで、アクリル樹脂等からなり、第1の基板1と
第2の基板4との間に形成し、第1の電極2と第2の電
極5との間隙を一定の値(本例では、1.86μm。)
に保持する。9はシール材で、エポキシ樹脂等からな
り、液晶7を封入する。11は補償用液晶パネルで、第
3の基板12、第3の電極13、第3の配向膜14、第
4の基板15、第4の電極16、第4の配向膜17、液
晶18、スペーサ19およびシール材20などにより構
成する。第3の基板12は、ガラス等からなり、図示の
ごとく一方の面が第2の基板4の第1の面と対向する面
と接合しており、他方の面上にITO等からなる第3の
電極13が全面に形成してある。第3の配向膜14は、
ポリイミド等からなり、第3の基板12の他方の面上に
形成してある。第4の基板15は、ガラス等からなり、
第3の基板12の他方の面と対向する面(第2の面とす
る。)上にITO等からなる第4の電極16が全面に形
成してある。なお、第3の電極13と第4の電極16と
の交点により形成する画素は、第1の電極2と第2の電
極5により形成するマトリクス状の画素からなる表示範
囲よりも広く形成してある。第4の配向膜17は、ポリ
イミド等からなり、第4の基板15の第2の面上に形成
してある。なお、第3の配向膜14および第4の配向膜
17は、第3の配向膜14と第4の配向膜17との間隙
に介在する誘電異方性が正のネマティック液晶18の液
晶分子が、液晶7の分子の長軸方向と直交する一軸方向
にホモジニアス配向するようにラビング等の方法により
反平行の配向処理してある。すなわち、液晶7の液晶分
子の長軸方向と補償用液晶パネル11内に封入される液
晶18の液晶分子の長軸方向は互いに直交する向きとな
る。スペーサ19は、アクリル樹脂等からなり、第3の
基板12と第4の基板14との間に形成し、第3の電極
13と第4の電極16との間隙を一定の値(本例では、
1.84μm。)に保持する。シール材20はエポキシ
樹脂等からなり、液晶18を封入する。21は偏光板
で、第1の基板1の他方の面上に配置する。22は偏光
板で、第4の基板14の第2の面と対向する面上に配置
する。なお、偏光板21と偏光板22は互いにクロスニ
コルの位置にあり、かつ、それぞれの偏光軸は液晶7お
よび液晶18の分子の長軸方向と45度の角度をなすよ
うに配置されている。なお、第1の基板1,第2の電極
2,第1の配向膜3,第2の基板4,第2の電極5,第
2の配向膜6,液晶7,スペーサ8,シール材9および
偏光板21、22とで、主液晶パネル10が形成され
る。23は駆動回路で、第1の電極2および第2の電極
5に駆動電圧を印加して主液晶パネル10に表示を行な
わせるとともに、第1および第2の電極間に電界を印加
した際に配向状態に保持された液晶分子7の複屈折成分
を相殺する複屈折成分を得るための電圧を第3の電極1
3および第4の電極16に印加する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a first substrate, which is made of glass or the like, and a first electrode 2 made of ITO (tin oxide-doped indium oxide) or the like on one surface of the first substrate 1. Are formed in stripes. A first alignment film 3 is made of polyimide or the like and is formed on one surface of the first substrate 1. A second substrate 4 is made of glass or the like, and a second electrode 5 made of ITO or the like is formed on a surface (referred to as a first surface) of the first substrate 1 opposite to one surface thereof. It is formed in a stripe shape in a direction orthogonal to the electrode 2.
A second alignment film 6 is made of polyimide or the like and is formed on the first surface of the second substrate 4. The first alignment film 3 and the second alignment film 6 are uniaxially oriented with the nematic liquid crystal 7 having a positive dielectric anisotropy interposed in the gap between the first alignment film 3 and the second alignment film 6. An antiparallel alignment treatment is performed by a method such as rubbing so as to achieve homogeneous alignment. Reference numeral 8 denotes a spacer, which is made of acrylic resin or the like, is formed between the first substrate 1 and the second substrate 4, and the gap between the first electrode 2 and the second electrode 5 is set to a constant value (in this example). Then, 1.86 μm.)
Hold on. A sealing material 9 is made of an epoxy resin or the like and encloses the liquid crystal 7. Reference numeral 11 denotes a compensating liquid crystal panel, which includes a third substrate 12, a third electrode 13, a third alignment film 14, a fourth substrate 15, a fourth electrode 16, a fourth alignment film 17, a liquid crystal 18, and a spacer. 19 and the sealing material 20. The third substrate 12 is made of glass or the like, one surface of which is joined to the surface of the second substrate 4 facing the first surface, and the other surface of which is made of ITO or the like as shown in FIG. Electrode 13 is formed on the entire surface. The third alignment film 14 is
It is made of polyimide or the like and is formed on the other surface of the third substrate 12. The fourth substrate 15 is made of glass or the like,
A fourth electrode 16 made of ITO or the like is formed on the entire surface of the surface of the third substrate 12 that faces the other surface (referred to as the second surface). Note that the pixel formed by the intersection of the third electrode 13 and the fourth electrode 16 is formed wider than the display range including the matrix-shaped pixel formed by the first electrode 2 and the second electrode 5. is there. The fourth alignment film 17 is made of polyimide or the like and is formed on the second surface of the fourth substrate 15. It should be noted that the third alignment film 14 and the fourth alignment film 17 have liquid crystal molecules of nematic liquid crystal 18 having a positive dielectric anisotropy, which are present in the gap between the third alignment film 14 and the fourth alignment film 17. The antiparallel alignment treatment is performed by a method such as rubbing so that the liquid crystal 7 is homogeneously aligned in a uniaxial direction orthogonal to the long axis direction of the molecules. That is, the major axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal 7 and the major axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal 18 sealed in the compensating liquid crystal panel 11 are orthogonal to each other. The spacer 19 is made of acrylic resin or the like, is formed between the third substrate 12 and the fourth substrate 14, and the gap between the third electrode 13 and the fourth electrode 16 is a constant value (in this example, ,
1.84 μm. ) Hold. The sealing material 20 is made of epoxy resin or the like, and encloses the liquid crystal 18. Reference numeral 21 denotes a polarizing plate, which is arranged on the other surface of the first substrate 1. Reference numeral 22 denotes a polarizing plate, which is arranged on the surface of the fourth substrate 14 facing the second surface. The polarizing plate 21 and the polarizing plate 22 are located in a crossed Nicols position, and their polarization axes are arranged at an angle of 45 degrees with the long axis direction of the molecules of the liquid crystal 7 and the liquid crystal 18. In addition, the first substrate 1, the second electrode 2, the first alignment film 3, the second substrate 4, the second electrode 5, the second alignment film 6, the liquid crystal 7, the spacer 8, the sealing material 9 and The polarizing plates 21 and 22 form the main liquid crystal panel 10. Reference numeral 23 denotes a drive circuit, which applies a drive voltage to the first electrode 2 and the second electrode 5 to cause the main liquid crystal panel 10 to perform display, and also applies an electric field between the first and second electrodes. The voltage for obtaining the birefringence component that cancels the birefringence component of the liquid crystal molecules 7 held in the aligned state is applied to the third electrode 1.
It is applied to the third and fourth electrodes 16.

【0011】図2は図1の平面図であり、上記の液晶7
と液晶18の分子の配向方向および偏光板21と偏光板
22の偏光軸の向きを示しており、直線Aは偏光板21
の偏光軸の方向を示し、直線Bは偏光板22の偏光軸の
方向を示し、矢印Cは液晶7の配向方向を示し、矢印D
は液晶18の配向方向を示している。
FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, showing the liquid crystal 7 described above.
And the orientation direction of the molecules of the liquid crystal 18 and the directions of the polarization axes of the polarizing plates 21 and 22. The straight line A indicates the polarizing plate 21.
Of the polarization axis of the liquid crystal 7, the straight line B indicates the direction of the polarization axis of the polarizing plate 22, the arrow C indicates the alignment direction of the liquid crystal 7, and the arrow D indicates
Indicates the alignment direction of the liquid crystal 18.

【0012】つぎに動作を説明する。駆動回路23は、
主液晶パネル10の第1の電極2と第2の電極5とに所
定の駆動電圧を印加して遮光状態にした際に生じる光の
漏れ成分すなわち複屈折成分を相殺する複屈折成分が補
償用液晶パネル11で発生するように電圧を常時印加す
る。
Next, the operation will be described. The drive circuit 23 is
A birefringence component that cancels out a light leakage component, that is, a birefringence component generated when a predetermined drive voltage is applied to the first electrode 2 and the second electrode 5 of the main liquid crystal panel 10 to put it in a light shielding state is for compensation. A voltage is constantly applied so that it is generated in the liquid crystal panel 11.

【0013】例えば、上記の例では主液晶パネル10の
駆動電圧を±0〜±10vの10kHzの矩形波とした
とき、補償用液晶パネル11に印加する電圧を10kH
z、±7vの矩形波電圧とする。
For example, in the above example, when the driving voltage of the main liquid crystal panel 10 is a rectangular wave of ± 0 to ± 10 v of 10 kHz, the voltage applied to the compensating liquid crystal panel 11 is 10 kHz.
z, ± 7v rectangular wave voltage.

【0014】補償用液晶パネル11に電圧を印加するこ
とにより、主液晶パネル10に電圧を印加して遮光状態
としたときに、第1の配向膜3および第2の配向膜6と
の吸着等により第1の基板1および第2の基板4界面付
近で電界により誘起されずに図2の矢印C方向に配向状
態に保持されたままとなる液晶分子7による複屈折成分
(液晶分子7の長軸方向に振動した光の位相と長軸方向
と直交する方向に振動した光の位相との位相差)が、第
3の配向膜14および第4の配向膜17との吸着等によ
り第3の基板12および第4の基板15界面付近で電界
により誘起されずに図2の矢印D方向に配向状態に保持
されたままとなる液晶分子18による複屈折成分(液晶
分子18の長軸方向に振動した光の位相と長軸方向と直
交する方向に振動した光の位相との位相差)により相殺
され、主液晶パネル10に電圧を印加した際の遮光性が
向上する。
By applying a voltage to the compensating liquid crystal panel 11, when a voltage is applied to the main liquid crystal panel 10 to make it in a light-shielded state, adsorption to the first alignment film 3 and the second alignment film 6 etc. 2 causes the birefringence component (the length of the liquid crystal molecule 7) of the liquid crystal molecule 7 which is not induced by the electric field in the vicinity of the interface between the first substrate 1 and the second substrate 4 and is kept in the aligned state in the direction of arrow C in FIG. The phase difference between the phase of the light oscillated in the axial direction and the phase of the light oscillated in the direction orthogonal to the long axis direction) is the third due to adsorption between the third alignment film 14 and the fourth alignment film 17, or the like. A birefringence component due to the liquid crystal molecules 18 which is not induced by an electric field in the vicinity of the interface between the substrate 12 and the fourth substrate 15 and is kept in the alignment state in the direction of arrow D in FIG. Vibration in the direction orthogonal to the phase of the generated light and the major axis direction Offset by the phase difference) between the phase of the light, the light-shielding property when a voltage is applied is increased in the main liquid crystal panel 10.

【0015】図3は従来の電界効果複屈折モードを利用
した液晶光学装置、すなわち上記の主液晶パネル10だ
けのものと、上記実施例の液晶光学装置の電圧−コント
ラスト比特性を示した図で、曲線aは従来の液晶光学装
置の特性を示しており、曲線bは本実施例の液晶光学装
置の特性を示したものである。なお、従来の液晶光学装
置のセル厚は1.86μm、本実施例のものは上記のよ
うな主液晶パネルのセル厚が1.86μm、補償用液晶
パネルのセル厚が1.84μmのものであり、従来の液
晶光学装置および本実施例の主液晶パネルに印加する電
圧は±0〜±10vの10kHzの矩形波である。そし
て、補償用液晶パネルには常時10kHz、±7vの矩
形波電圧が印加してある。同図から、本発明によりコン
トラスト比の向上が達成できていることがわかる。
FIG. 3 is a diagram showing voltage-contrast ratio characteristics of a conventional liquid crystal optical device utilizing a field effect birefringence mode, that is, only the main liquid crystal panel 10 and the liquid crystal optical device of the above embodiment. The curve a shows the characteristics of the conventional liquid crystal optical device, and the curve b shows the characteristics of the liquid crystal optical device of this embodiment. The conventional liquid crystal optical device has a cell thickness of 1.86 μm. In the present embodiment, the main liquid crystal panel has a cell thickness of 1.86 μm and the compensating liquid crystal panel has a cell thickness of 1.84 μm. The voltage applied to the conventional liquid crystal optical device and the main liquid crystal panel of this embodiment is a square wave of ± 0 to ± 10 v at 10 kHz. A rectangular wave voltage of 10 kHz and ± 7 v is constantly applied to the compensating liquid crystal panel. From the figure, it can be seen that the present invention can achieve the improvement of the contrast ratio.

【0016】また、補償用液晶パネル11に印加する電
圧を変化させることにより、補償用液晶パネル11の複
屈折成分を変えることができるので、主液晶パネル10
のVsat (遮光状態を示す電圧値:図3では10V)が
周囲の温度変化により変動しても、補償用液晶パネル1
1に印加する電圧値を適宜変更することにより、主液晶
パネル10のVsat を一定の値に保持することができ
る。例えば、温度が低くなり主液晶パネル10のVsat
が大きくなった場合は、補償用液晶パネル11に印加す
る電圧を小さくし、液晶光学装置としてのVsat を一定
の値に保つことができる。
Further, since the birefringence component of the compensating liquid crystal panel 11 can be changed by changing the voltage applied to the compensating liquid crystal panel 11, the main liquid crystal panel 10 can be changed.
Even if Vsat (voltage value indicating a light-shielded state: 10 V in FIG. 3) fluctuates due to ambient temperature change, the compensating liquid crystal panel 1
Vsat of the main liquid crystal panel 10 can be maintained at a constant value by appropriately changing the voltage value applied to the first liquid crystal panel 1. For example, the temperature becomes low and Vsat of the main liquid crystal panel 10
When becomes larger, the voltage applied to the compensating liquid crystal panel 11 can be made smaller and Vsat as the liquid crystal optical device can be maintained at a constant value.

【0017】なお、上記の実施例ではマトリクス型の表
示装置に本発明を用いたが、セグメント型の表示装置に
用いてもよく、さらに液晶プリンタの光シャッタ素子等
に適用しても上記と同様の効果が得られる。
Although the present invention is applied to the matrix type display device in the above-mentioned embodiments, it may be applied to a segment type display device and further applied to an optical shutter element of a liquid crystal printer or the like. The effect of is obtained.

【0018】また、主液晶パネルの電極構造、スペーサ
材料、主液晶パネル10の駆動電圧および周波数補償用
液晶パネルの印加電圧などは上記に限るものではなく適
宜変更可能である。
The electrode structure of the main liquid crystal panel, the spacer material, the driving voltage of the main liquid crystal panel 10 and the applied voltage of the frequency compensating liquid crystal panel are not limited to the above, but can be changed as appropriate.

【0019】また、上記の例では液晶7,18の配向方
向を第1の偏光板21および第2の偏光板22のそれぞ
れの偏光軸と45度の角度をなすようにしたため、最も
良好なコントラストが得られるが、これは上記に限らず
45度の近傍の角度、例えば40度〜50度の角度とし
てもよい。
Further, in the above-mentioned example, the orientation directions of the liquid crystals 7 and 18 form an angle of 45 degrees with the respective polarization axes of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22, so that the best contrast is obtained. However, the angle is not limited to the above and may be an angle in the vicinity of 45 degrees, for example, an angle of 40 degrees to 50 degrees.

【0020】つぎに、液晶光学装置の電極間に電界を印
加した際に配向状態に保持された液晶分子の複屈折成分
を、位相差フィルムにより相殺する例を説明する。
Next, an example in which the retardation film cancels the birefringence component of the liquid crystal molecules held in the aligned state when an electric field is applied between the electrodes of the liquid crystal optical device will be described.

【0021】図4において、24,25は位相差フィル
ムで、本例では第2の基板4と偏光板22との間に積層
して配置され、位相差フィルム24の延伸方向は図5に
示す直線E方向とし、位相差フィルム25の延伸方向は
直線Eと直交する直線Fの方向とする。このように2枚
の位相差フィルムの延伸方向を直交させることにより、
所望の位相差を2枚の位相差フィルムの位相差の差によ
り得ることができる。位相差フィルム24と位相差フィ
ルム25との位相差を相殺すべき光の位相差にすること
で、遮光性を向上させるものである。
In FIG. 4, reference numerals 24 and 25 denote retardation films, which are laminated between the second substrate 4 and the polarizing plate 22 in this example, and the stretching direction of the retardation film 24 is shown in FIG. The straight line E direction is set, and the stretching direction of the retardation film 25 is the straight line F direction orthogonal to the straight line E. By making the stretching directions of the two retardation films orthogonal to each other in this way,
A desired retardation can be obtained by the difference in retardation between the two retardation films. By setting the phase difference between the phase difference film 24 and the phase difference film 25 to be the phase difference of light to be canceled, the light shielding property is improved.

【0022】なお、図1と同一番号のものは同一のもの
とし、偏光板21,22の偏光軸の向き、第1の配向膜
3および第2の配向膜6の配向処理方向は、それぞれ図
5に示した直線G、直線H、矢印Jとする。図5に示し
た直線G、直線H、矢印Jは、それぞれ図2で示した直
線A、直線B、矢印Cと対応するものとし、直線Eは矢
印Jと直交する。
The same reference numerals as in FIG. 1 are the same, and the directions of the polarization axes of the polarizing plates 21 and 22 and the alignment treatment directions of the first alignment film 3 and the second alignment film 6 are as shown in FIG. A straight line G, a straight line H, and an arrow J shown in FIG. The straight line G, the straight line H, and the arrow J shown in FIG. 5 correspond to the straight line A, the straight line B, and the arrow C shown in FIG. 2, respectively, and the straight line E is orthogonal to the arrow J.

【0023】例えば、第1の電極2と第2の電極5とに
電圧を印加した際に、第1の基板1および第2の基板5
の界面でそれぞれ矢印J方向の配向状態に保持されたま
まの液晶分子7による複屈折成分の光の位相差が10n
mである場合、位相差フィルム24として位相差280
nmのものを、位相差フィルム25として位相差270
nmのものをそれぞれ使用することにより、上記の複屈
折成分による位相差10nmを相殺することができる。
すなわち、位相差フィルム24,25を積層することに
より、位相差フィルム24の延伸方向(直線E)に10
nmの位相差を作り、この方向が液晶分子7の配向方向
(矢印J)と、偏光軸Gに対して対称な関係となるた
め、電界印加の時における液晶分子7の配向方向による
複屈折成分が位相差フィルムにより相殺されることにな
る。
For example, when a voltage is applied to the first electrode 2 and the second electrode 5, the first substrate 1 and the second substrate 5
The phase difference of the light of the birefringence component due to the liquid crystal molecules 7 held in the orientation of the arrow J direction at the interface
In the case of m, the retardation film 24 has a retardation of 280
with a wavelength of 270 nm as a retardation film 25 having a retardation of 270
It is possible to cancel the phase difference of 10 nm due to the above birefringence component by using each of those having a wavelength of nm.
That is, by laminating the retardation films 24 and 25, it is possible to obtain 10 in the stretching direction (straight line E) of the retardation film 24.
A phase difference of nm is created, and this direction has a symmetrical relationship with the alignment direction (arrow J) of the liquid crystal molecule 7 with respect to the polarization axis G. Therefore, the birefringence component due to the alignment direction of the liquid crystal molecule 7 when an electric field is applied. Will be offset by the retardation film.

【0024】図6は従来の電界効果複屈折モードを用い
た液晶光学装置と上記実施例の液晶光学装置において、
電極間に±0〜±10v、10kHzの矩形波の駆動電
圧を印加した時の電圧−コントラスト比特性を示したも
のである。曲線cは従来の液晶光学装置の特性であり、
曲線dは本実施例の液晶光学装置の特性である。同図か
ら本発明によりコントラスト比の向上が達成できている
ことがわかる。
FIG. 6 shows a liquid crystal optical device using the conventional field effect birefringence mode and the liquid crystal optical device of the above embodiment.
It is a thing which shows the voltage-contrast ratio characteristic at the time of applying the drive voltage of the square wave of +/- 10v and 10kHz between electrodes. The curve c is the characteristic of the conventional liquid crystal optical device,
A curve d is the characteristic of the liquid crystal optical device of this embodiment. From the figure, it can be seen that the present invention can improve the contrast ratio.

【0025】なお、上記の例では位相差フィルムを第2
の基板4と偏光板22との間に積層して配置したが、例
えば第1の基板1と偏光板21との間に配置してもよ
く、それぞれの位相差フィルムを第1の基板側と第2の
基板側とに別けて配置してもよい。
In the above example, the retardation film is the second
However, it may be arranged between the first substrate 1 and the polarizing plate 21, and the respective retardation films may be arranged on the first substrate side. You may arrange | position separately from the 2nd board | substrate side.

【0026】なお、位相差フィルムを用いて光の漏れ成
分を相殺する上記の実施例において以下のことがいえ
る。
The following can be said in the above-described embodiment in which the phase difference film is used to cancel the light leakage component.

【0027】それぞれの位相差フィルムの位相差は上記
に限るものではなく、例えば位相差300nmの位相差
フィルムと位相差290nmの位相差フィルムとを用い
ても上記と同様の効果が得られる。
The retardation of each retardation film is not limited to the above, and the same effect as above can be obtained by using, for example, a retardation film having a retardation of 300 nm and a retardation film having a retardation of 290 nm.

【0028】また、位相差フィルムによって相殺する複
屈折による位相差は上記の10nmに限らず、相殺すべ
き位相差に応じて適宜変更可能である。
Further, the retardation due to the birefringence which is canceled by the retardation film is not limited to the above 10 nm, but can be appropriately changed according to the retardation to be canceled.

【0029】また、2枚の位相差フィルムの延伸方向を
直交して重ねることにより所望の位相差を得たが、これ
は1枚の位相差フィルムで微小な位相差を得ることが技
術的に困難なためであり、1枚の位相差フィルムのみで
所望の位相差が得られるのであれば、延伸方向を液晶分
子の配向方向と直交する方向とすれば、上記と同様の効
果が得られる。また2枚以上の位相差フィルムを延伸方
向が直交するように重ねることにより所望の位相差を得
るようにしてもよい。
Further, a desired retardation was obtained by superposing two retardation films at right angles to each other, but it is technically possible to obtain a minute retardation with one retardation film. This is because it is difficult, and if the desired retardation can be obtained with only one retardation film, the same effect as above can be obtained by setting the stretching direction to be the direction orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal molecules. Further, a desired retardation may be obtained by stacking two or more retardation films so that the stretching directions are orthogonal to each other.

【0030】また、上記の例では液晶7の配向方向を第
1の偏光板21および第2の偏光板22のそれぞれの偏
光軸と45度の角度をなすようにしたため、最も良好な
コントラストが得られるが、これは上記に限らず45度
の近傍の角度、例えば40度〜50度の角度としてもよ
い。
Further, in the above example, the alignment direction of the liquid crystal 7 is set at an angle of 45 degrees with the respective polarization axes of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22, so that the best contrast is obtained. However, the angle is not limited to the above, and may be an angle in the vicinity of 45 degrees, for example, an angle of 40 degrees to 50 degrees.

【0031】なお、本発明は種々の液晶表示装置および
光プリンタの液晶シャッタ等に適用可能である。
The present invention can be applied to various liquid crystal display devices and liquid crystal shutters of optical printers.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明は、第1および第2の電極間に電
界を印加した際に配向状態に保持された液晶分子の複屈
折成分を相殺する補償手段を第1および第2の偏光板間
に設けたことにより、光の遮断時の遮光性を上げコント
ラスト比を向上させることができる。
According to the present invention, the compensating means for canceling the birefringence component of the liquid crystal molecules held in the aligned state when the electric field is applied between the first and second electrodes has first and second polarizing plates. By providing the space between them, it is possible to improve the light shielding property at the time of blocking light and improve the contrast ratio.

【0033】また、補償手段として補償用液晶パネルを
用いた場合には、それに印加する電圧を変化させること
により、補償用液晶パネルの複屈折成分を変えることが
できるので、例えば主液晶パネルのVsat (遮光状態を
示す電圧値)が周囲の温度変化により変動しても、補償
用液晶パネルに印加する電圧値を適宜変更することによ
り、主液晶パネルのVsat を一定の値に保つことができ
る。
When a compensating liquid crystal panel is used as the compensating means, the birefringence component of the compensating liquid crystal panel can be changed by changing the voltage applied to the compensating liquid crystal panel. Even if the (voltage value indicating the light-shielded state) fluctuates due to a change in ambient temperature, the Vsat of the main liquid crystal panel can be maintained at a constant value by appropriately changing the voltage value applied to the compensating liquid crystal panel.

【0034】さらに、補償手段として位相差フィルムを
用いた場合には、位相差フィルムを積層するだけという
簡単な構成で光の遮断時の遮光性を上げコントラスト比
を向上させることができる。
Further, when the retardation film is used as the compensating means, the light shielding property at the time of blocking the light can be increased and the contrast ratio can be improved by a simple structure of laminating the retardation film.

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

【図1】本発明の一実施例を示した断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の平面図。FIG. 2 is a plan view of FIG.

【図3】本発明と従来の液晶光学装置との電圧−コント
ラスト比を示した説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a voltage-contrast ratio between the present invention and a conventional liquid crystal optical device.

【図4】本発明の他の実施例を示した断面図。FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図5】図4の平面図。5 is a plan view of FIG.

【図6】本発明と従来の液晶光学装置との電圧−コント
ラスト比を示した説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a voltage-contrast ratio between the present invention and a conventional liquid crystal optical device.

【図7】電界の非印加時と印加時における液晶分子の状
態を示した説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing states of liquid crystal molecules when an electric field is not applied and when an electric field is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の基板 2 第1の電極 4 第2の基板 5 第2の電極 7 誘電異方性が正のネマティック液晶 10 主液晶パネル 11 補償用液晶パネル 12 第3の基板 13 第3の電極 15 第4の基板 16 第4の電極 18 誘電異方性が正のネマティック液晶 21 第1の偏光板 22 第2の偏光板 23 駆動回路 24 位相差フィルム 25 位相差フィルム 1 First Substrate 2 First Electrode 4 Second Substrate 5 Second Electrode 7 Nematic Liquid Crystal with Positive Dielectric Anisotropy 10 Main Liquid Crystal Panel 11 Compensation Liquid Crystal Panel 12 Third Substrate 13 Third Electrode 15 Fourth substrate 16 Fourth electrode 18 Nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy 21 First polarizing plate 22 Second polarizing plate 23 Drive circuit 24 Phase difference film 25 Phase difference film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庄司 秀樹 東京都墨田区太平四丁目1番1号 株式会 社精工舎内 (72)発明者 藤田 政則 東京都墨田区太平四丁目1番1号 株式会 社精工舎内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hideki Shoji 4-1-1 Taihei, Sumida-ku, Tokyo Inside Seikosha Co., Ltd. (72) Masanori Fujita 4-1-1 Taihei, Sumida-ku, Tokyo Shares Inside the company Seikosha

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の基板の一方の面上に形成した第1
の電極と、上記第1の基板の一方の面と対向する第2の
基板の一方の面上に形成した第2の電極と、上記第1の
電極と上記第2の電極との間隙に1軸方向にホモジニア
ス配向されて介在する誘電異方性が正のネマティック液
晶と、上記配向方向とそれぞれ45度またはその近傍の
角度をなし、それぞれ互いにクロスニコルの位置で、上
記第1の基板の他方の面側および上記第2の基板の他方
の面側に設けた第1および第2の偏光板とを具備した主
液晶パネルに、 上記第1および第2の電極間に電界を印加した際に配向
状態に保持された上記液晶分子の複屈折成分を相殺する
補償手段を上記第1および第2の偏光板間に設けたこと
を特徴とする液晶光学装置。
1. A first substrate formed on one surface of a first substrate.
In the gap between the first electrode and the second electrode, the second electrode formed on the one surface of the second substrate facing the one surface of the first substrate, and the gap between the first electrode and the second electrode. The nematic liquid crystal that is homogeneously oriented in the axial direction and has a positive dielectric anisotropy and forms an angle of 45 degrees with or near the orientation direction, respectively, and at the positions of crossed Nicols with respect to each other on the other side of the first substrate. When an electric field is applied between the first and second electrodes to the main liquid crystal panel including the first and second polarizing plates provided on the other side of the second substrate and on the other side of the second substrate. A liquid crystal optical device, characterized in that a compensating means for canceling a birefringent component of the liquid crystal molecules held in an aligned state is provided between the first and second polarizing plates.
【請求項2】 請求項1において、上記補償手段は、第
3の基板の一方の面上に形成した第3の電極と、上記第
3の基板の一方の面と対向する第4の基板の一方の面上
に形成した第4の電極と、上記主液晶パネルにおける配
向方向と直交する向きに1軸配向し、上記第3の電極と
上記第4の電極との間隙に介在する誘電異方性が正のネ
マテック液晶とを具備した補償用液晶パネルと、上記第
1および第2の電極間に電界を印加した際に配向状態に
保持された上記液晶分子の複屈折成分を相殺する複屈折
成分を得るために上記補償用液晶パネルに電界を印加す
る駆動回路とからなることを特徴とする液晶光学装置。
2. The compensating means according to claim 1, wherein the compensating means includes a third electrode formed on one surface of the third substrate and a fourth substrate facing the one surface of the third substrate. A fourth electrode formed on one surface and a dielectric anisotropy that is uniaxially aligned in a direction orthogonal to the alignment direction in the main liquid crystal panel and is present in the gap between the third electrode and the fourth electrode. Compensating liquid crystal panel comprising a nematic liquid crystal having a positive property, and birefringence for canceling a birefringent component of the liquid crystal molecules held in an alignment state when an electric field is applied between the first and second electrodes. A liquid crystal optical device comprising a driving circuit for applying an electric field to the compensating liquid crystal panel to obtain a component.
【請求項3】 請求項1において、上記補償手段は、上
記第1および第2の電極間に電界を印加した際に配向状
態に保持された上記液晶分子の複屈折成分を相殺する位
相差フィルムであることを特徴とする液晶光学装置。
3. The retardation film according to claim 1, wherein the compensating means cancels a birefringence component of the liquid crystal molecules held in an aligned state when an electric field is applied between the first and second electrodes. And a liquid crystal optical device.
JP4199494A 1992-07-27 1992-07-27 Liquid crystal optical device Pending JPH0643449A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4199494A JPH0643449A (en) 1992-07-27 1992-07-27 Liquid crystal optical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4199494A JPH0643449A (en) 1992-07-27 1992-07-27 Liquid crystal optical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0643449A true JPH0643449A (en) 1994-02-18

Family

ID=16408753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4199494A Pending JPH0643449A (en) 1992-07-27 1992-07-27 Liquid crystal optical device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0643449A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109031765A (en) * 2018-09-06 2018-12-18 北京航空航天大学 A kind of photoswitch based on the double-deck nematic liquid crystal
CN109031737A (en) * 2018-09-06 2018-12-18 北京航空航天大学 A kind of fast-response phase delay device based on the double-deck nematic liquid crystal
CN109856873A (en) * 2017-11-30 2019-06-07 帕洛阿尔托研究中心公司 Use the LC variable delayer of liquid crystal cells with different thickness

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109856873A (en) * 2017-11-30 2019-06-07 帕洛阿尔托研究中心公司 Use the LC variable delayer of liquid crystal cells with different thickness
CN109031765A (en) * 2018-09-06 2018-12-18 北京航空航天大学 A kind of photoswitch based on the double-deck nematic liquid crystal
CN109031737A (en) * 2018-09-06 2018-12-18 北京航空航天大学 A kind of fast-response phase delay device based on the double-deck nematic liquid crystal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100335662B1 (en) Liquid crystal disiplay device having a wide range of sight angle
JPH0215238A (en) Anisotropic compensation homeotropic liquid crystal display device
JP4537697B2 (en) Liquid crystal display
US8184242B2 (en) Liquid crystal display
KR101476841B1 (en) Viewing angle controlable Liquid Crystal Display Device
JPH11305217A (en) Liquid crystal display device
JPH11271759A (en) Liquid crystal display device
US6144431A (en) Liquid crystal display device having at least one phase-different plate between LC element and a polarizer wherein the principal refractive indices of said phase-different plate satisfies na=nc>nb
KR100762034B1 (en) Liquid crystal display device of optically compensated birefringence mode
JP2856188B2 (en) Active matrix liquid crystal display panel
JP3028844B2 (en) Liquid crystal display
JP2008139769A (en) Viewing-angle-controllable liquid crystal panel
WO2010016284A1 (en) Vertically aligned liquid crystal display device
JPH0643449A (en) Liquid crystal optical device
JP4686164B2 (en) Liquid crystal display
JP5227559B2 (en) Birefringence mode liquid crystal display
JP4241364B2 (en) Liquid crystal display device and electronic device
JP2009003432A (en) Liquid crystal display device
KR20030037821A (en) Vertical alignment mode liquid crystal display device
JP2007072148A (en) Liquid crystal apparatus and electronic equipment
JP2002072215A (en) Liquid crystal display device
JPH0695117A (en) Liquid crystal panel
JPH0627467A (en) Liquid crystal optical device
JP3006155B2 (en) Liquid crystal display
JP3568449B2 (en) Liquid crystal display

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040106