JPH0695065A - ネジレネマチック液晶表示装置 - Google Patents
ネジレネマチック液晶表示装置Info
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- JPH0695065A JPH0695065A JP5169539A JP16953993A JPH0695065A JP H0695065 A JPH0695065 A JP H0695065A JP 5169539 A JP5169539 A JP 5169539A JP 16953993 A JP16953993 A JP 16953993A JP H0695065 A JPH0695065 A JP H0695065A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】△ｎｄの比較的低い領域でも高温時の色抜けが
生じず、また、従来のネガ型ＴＮセルのコントラスト不
足を解消する液晶表示装置を得る。 【構成】遮光マスク７が設けられ、表示パターンの形状
が遮光マスクの形状とほぼ同一であり、遮光マスクに設
けられた光透過部分が、対向する電極により定められる
表示セグメントパターンの内側に設けられている。偏光
板３及び５の偏光軸が互いにほぼ直交しており、かつ隣
接する液晶分子の配向方向とほぼ直交もしくは平行す
る。ＴＮセル４に電圧印加する手段６が、非表示セグメ
ントにのみＴＮセル動作電圧を与えるという従来とは逆
の駆動を行う。
生じず、また、従来のネガ型ＴＮセルのコントラスト不
足を解消する液晶表示装置を得る。 【構成】遮光マスク７が設けられ、表示パターンの形状
が遮光マスクの形状とほぼ同一であり、遮光マスクに設
けられた光透過部分が、対向する電極により定められる
表示セグメントパターンの内側に設けられている。偏光
板３及び５の偏光軸が互いにほぼ直交しており、かつ隣
接する液晶分子の配向方向とほぼ直交もしくは平行す
る。ＴＮセル４に電圧印加する手段６が、非表示セグメ
ントにのみＴＮセル動作電圧を与えるという従来とは逆
の駆動を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車あるいは時計など
の表示に用いられるネジレネマチック液晶表示装置に関
するものであり、暗い背景に明るい表示パターンの現わ
れるネガ表示型液晶表示装置に関するものである。
の表示に用いられるネジレネマチック液晶表示装置に関
するものであり、暗い背景に明るい表示パターンの現わ
れるネガ表示型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ネジレネマチック液晶表示装置は、その
外観によりネガ表示型とポジ表示型に大別される。ネガ
表示型とは、暗い表示面に明るい文字・図形等の表示を
行う形式であり、自動車の計器類、時計等に既に広く用
いられている。
外観によりネガ表示型とポジ表示型に大別される。ネガ
表示型とは、暗い表示面に明るい文字・図形等の表示を
行う形式であり、自動車の計器類、時計等に既に広く用
いられている。
【０００３】図２に従来のネガ型ネジレネマチック液晶
表示装置の例を模式的に示した斜視図を示す。
表示装置の例を模式的に示した斜視図を示す。
【０００４】一般に裏面の照明手段１、偏光板３、５、
ネジレネマチックセル（ＴＮセル）４とからなり、用途
に応じて色フィルター２を併用することもある。ＴＮセ
ルは２枚のガラス、プラスチック等の透明支持体に相対
向する所望形状の電極を備え、透明支持体間では、ネマ
チック液晶分子が透明支持体の表面に対しほぼ平行にな
り、かつ９０°のラセン構造を成すように配向制御され
ている。また、偏光板３、５の偏光軸は、隣接する基板
表面の液晶分子の配向方向に平行もしくは直交し、かつ
偏光軸が互いに平行になる如く設置される。
ネジレネマチックセル（ＴＮセル）４とからなり、用途
に応じて色フィルター２を併用することもある。ＴＮセ
ルは２枚のガラス、プラスチック等の透明支持体に相対
向する所望形状の電極を備え、透明支持体間では、ネマ
チック液晶分子が透明支持体の表面に対しほぼ平行にな
り、かつ９０°のラセン構造を成すように配向制御され
ている。また、偏光板３、５の偏光軸は、隣接する基板
表面の液晶分子の配向方向に平行もしくは直交し、かつ
偏光軸が互いに平行になる如く設置される。
【０００５】このような構成をとることにより、電圧が
印加されない部分では光源１の光は、偏光板３で直線偏
光となり、ＴＮセル４に入射する。ＴＮセル４において
直線偏光はほぼ９０°偏光面が回転させられ、偏光板５
で遮光される。一方、ＴＮセルの、しきい電圧以上の励
起電圧を印加された部分では偏光面の回転がないため
に、ＴＮセル４を通過した偏光面は偏光板５の偏光軸と
一致し、明るいパターンを生ずる。また、色フィルター
２を設ければ、透過光を着色することが可能になり、部
分的に表示色を変えた表示装置も構成できる。
印加されない部分では光源１の光は、偏光板３で直線偏
光となり、ＴＮセル４に入射する。ＴＮセル４において
直線偏光はほぼ９０°偏光面が回転させられ、偏光板５
で遮光される。一方、ＴＮセルの、しきい電圧以上の励
起電圧を印加された部分では偏光面の回転がないため
に、ＴＮセル４を通過した偏光面は偏光板５の偏光軸と
一致し、明るいパターンを生ずる。また、色フィルター
２を設ければ、透過光を着色することが可能になり、部
分的に表示色を変えた表示装置も構成できる。
【０００６】ところで、ＴＮ型の表示には、通常は、屈
折率異方性（△ｎ）と液晶層の厚み（ｄ）の積△ｎｄ
を、１μｍを超えて用いることが多いが、これを１μｍ
以下で用いることが提案されている（特開昭５７−４０
２２９号公報、特開昭５８−１４１１８号公報参照）。
これによれば、ダイナミック駆動時に、広視角が得られ
るという利点がある。
折率異方性（△ｎ）と液晶層の厚み（ｄ）の積△ｎｄ
を、１μｍを超えて用いることが多いが、これを１μｍ
以下で用いることが提案されている（特開昭５７−４０
２２９号公報、特開昭５８−１４１１８号公報参照）。
これによれば、ダイナミック駆動時に、広視角が得られ
るという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図５は従来のネガ型セ
ルにおいてコントラスト比の角度依存性を高△ｎｄ
（９．３μｍ）、低△ｎｄ（５．３μｍ）で示す図であ
る。図５（ａ）はコントラスト比と視角との関係を示す
グラフである。また、図５（ｂ）は測定角度条件を表わ
す斜視図であり、ＴＮセルの主視野方向（θ＞０°）及
び反視野方向（θ＜０°）に角度依存性を測定した。
ルにおいてコントラスト比の角度依存性を高△ｎｄ
（９．３μｍ）、低△ｎｄ（５．３μｍ）で示す図であ
る。図５（ａ）はコントラスト比と視角との関係を示す
グラフである。また、図５（ｂ）は測定角度条件を表わ
す斜視図であり、ＴＮセルの主視野方向（θ＞０°）及
び反視野方向（θ＜０°）に角度依存性を測定した。
【０００８】図５に見られるように、従来セルでは単純
に△ｎｄを小さくしたのみでは、視野角は広くなるが、
コントラスト比は小さく、一方、△ｎｄを大きくして垂
直方向（θ＝０°）のコントラストを大きくすれば視野
角が狭くなるといった矛盾を持っている。
に△ｎｄを小さくしたのみでは、視野角は広くなるが、
コントラスト比は小さく、一方、△ｎｄを大きくして垂
直方向（θ＝０°）のコントラストを大きくすれば視野
角が狭くなるといった矛盾を持っている。
【０００９】また、△ｎｄを小さくすると、△ｎの変化
による透過率変化が大きくなり、温度が少し変化しても
表示の色変化が激しい。これは特にネガ表示において
は、温度変化による色抜けとして観察されることにな
る。これは、背景を暗くして用いるネガ表示においては
致命的であり、ネガ表示は△ｎｄの小さい領域では出願
時に実用化されていない。
による透過率変化が大きくなり、温度が少し変化しても
表示の色変化が激しい。これは特にネガ表示において
は、温度変化による色抜けとして観察されることにな
る。これは、背景を暗くして用いるネガ表示においては
致命的であり、ネガ表示は△ｎｄの小さい領域では出願
時に実用化されていない。
【００１０】従来から用いられているネガ表示方式は、
既に理論的に解析されている(CHGooch等、J.Phys.,D, 8
, 1975, P.1575)。背景部分の透過率（Ｔoff ）は、理
論的な偏光板を用いた場合以下の２式で表される。
既に理論的に解析されている(CHGooch等、J.Phys.,D, 8
, 1975, P.1575)。背景部分の透過率（Ｔoff ）は、理
論的な偏光板を用いた場合以下の２式で表される。
【００１１】
【数１】 Ｔoff ＝ｓｉｎ2 ｛π（１＋ｕ2 ）0.5 ／２｝／（１＋ｕ2 ） ｕ＝２ｄ△ｎ／λ
【００１２】ここで、ｄはＴＮセルの間隙、△ｎはネマ
チック液晶の屈折率異方性、λは光の波長である。ま
た、表示部分（電圧印加部分）の透過率（Ｔon）は、２
枚の偏光板を、互いに偏光軸が平行になる如く設置した
場合の透過率で近似できるので、Ｔon≒０．５となる。
したがって、コントラスト比（ＲC ）は ＲC ＝Ｔon／Ｔoff ≒０．５／Ｔoff で近似することができ、セル間隙（ｄ）、液晶の屈折率
異方性（△ｎ）及び波長依存性を持っている。
チック液晶の屈折率異方性、λは光の波長である。ま
た、表示部分（電圧印加部分）の透過率（Ｔon）は、２
枚の偏光板を、互いに偏光軸が平行になる如く設置した
場合の透過率で近似できるので、Ｔon≒０．５となる。
したがって、コントラスト比（ＲC ）は ＲC ＝Ｔon／Ｔoff ≒０．５／Ｔoff で近似することができ、セル間隙（ｄ）、液晶の屈折率
異方性（△ｎ）及び波長依存性を持っている。
【００１３】一方、液晶セル間隙（ｄ）を厳密に一定に
制御することは困難であり、設定値に対するバラツキを
持つこと、また△ｎは温度依存性、波長依存性共に有す
ること、さらには同一セルで多色の表示をする、言い換
えれば異なった波長の光を使用する場合があること等の
制限条件がある。
制御することは困難であり、設定値に対するバラツキを
持つこと、また△ｎは温度依存性、波長依存性共に有す
ること、さらには同一セルで多色の表示をする、言い換
えれば異なった波長の光を使用する場合があること等の
制限条件がある。
【００１４】その結果、従来の装置は以下に挙げる問題
を持っていた。 （１）コントラスト比が小さい。 （２）背景の暗さが充分でなく、背景もある程度明るく
見えてしまう、言い換えればＴoff が大きい。 （３）Ｔoff の温度依存性が大きく、温度により背景の
暗さが変化する。 いずれの問題点もＴoff が前式に従うために理想的な光
シャッターでないことに起因する。
を持っていた。 （１）コントラスト比が小さい。 （２）背景の暗さが充分でなく、背景もある程度明るく
見えてしまう、言い換えればＴoff が大きい。 （３）Ｔoff の温度依存性が大きく、温度により背景の
暗さが変化する。 いずれの問題点もＴoff が前式に従うために理想的な光
シャッターでないことに起因する。
【００１５】これらの欠点は、△ｎｄが１μｍを超える
場合にも原理的には生じるが、実用化を致命的に妨げる
ほどではなく、実際に出願時に、図２のようなネガ型セ
ルは実用化されている。しかし、△ｎｄが小さい範囲で
は、これらの問題が深刻で、出願時には、低△ｎｄ領域
のネガ型液晶表示素子は実用化されていなかった。
場合にも原理的には生じるが、実用化を致命的に妨げる
ほどではなく、実際に出願時に、図２のようなネガ型セ
ルは実用化されている。しかし、△ｎｄが小さい範囲で
は、これらの問題が深刻で、出願時には、低△ｎｄ領域
のネガ型液晶表示素子は実用化されていなかった。
【００１６】前述の欠点をさけてネガ型表示をするため
には、ポジ型セルを用い、背景部分に電極を設け常に電
圧を印加することも考えられたが、２層セルとするか、
２層電極とする等しなくてはならなく、パターン設計の
容易さ、見やすさ、生産性、コスト上好まくしない。ま
た、部分的に配向を平行配向とすることも考えられた
が、単に固定表示部分を設けるのみならばそれほど困難
でもないが、表示パターン以外の全ての部分の配向方向
のみを変えることは極めて困難で、複雑な表示には応用
できない。
には、ポジ型セルを用い、背景部分に電極を設け常に電
圧を印加することも考えられたが、２層セルとするか、
２層電極とする等しなくてはならなく、パターン設計の
容易さ、見やすさ、生産性、コスト上好まくしない。ま
た、部分的に配向を平行配向とすることも考えられた
が、単に固定表示部分を設けるのみならばそれほど困難
でもないが、表示パターン以外の全ての部分の配向方向
のみを変えることは極めて困難で、複雑な表示には応用
できない。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来装置のか
かる問題点を解決するためになされたものであり、Ｔ
off を２枚の偏光板の偏光軸を直交させた場合と同等の
光量となる如く構成されるものであり、コントラストの
大きく、温度変動に強いネガ型ネジレネマチック液晶表
示装置の駆動方法を提供するものである。
かる問題点を解決するためになされたものであり、Ｔ
off を２枚の偏光板の偏光軸を直交させた場合と同等の
光量となる如く構成されるものであり、コントラストの
大きく、温度変動に強いネガ型ネジレネマチック液晶表
示装置の駆動方法を提供するものである。
【００１８】本発明は、液晶の屈折率異方性（△ｎ）と
液晶層の厚み（ｄ）の積△ｎｄが０．８〜０．３μｍで
あって、ほぼ９０°のラセン構造をもつネマチック液晶
層を挟持し、かつ電極の形成された複数の透明支持体
と、該電極に電圧を印加する手段とからなるネジレネマ
チック液晶表示装置であって、照明手段が該液晶表示装
置の背面に配置され、表示パターンに対応する位置に光
透過部分が形成されるとともに、一部が対向する電極に
より定められる表示セグメントパターンの内側にまで延
びて設けられた遮光マスクにより遮光され、透明支持体
の外側には、偏光板の偏光軸が互いに直交するようにさ
れた１対の偏光板が配置され、表示パターンに対応する
電極間のうちの所望の表示部分以外の電極間に励起電圧
を印加して、暗い背景に明るい所望の表示部分を得るよ
うにした、ことを特徴とするネジレネマチック液晶表示
装置を提供するものである。
液晶層の厚み（ｄ）の積△ｎｄが０．８〜０．３μｍで
あって、ほぼ９０°のラセン構造をもつネマチック液晶
層を挟持し、かつ電極の形成された複数の透明支持体
と、該電極に電圧を印加する手段とからなるネジレネマ
チック液晶表示装置であって、照明手段が該液晶表示装
置の背面に配置され、表示パターンに対応する位置に光
透過部分が形成されるとともに、一部が対向する電極に
より定められる表示セグメントパターンの内側にまで延
びて設けられた遮光マスクにより遮光され、透明支持体
の外側には、偏光板の偏光軸が互いに直交するようにさ
れた１対の偏光板が配置され、表示パターンに対応する
電極間のうちの所望の表示部分以外の電極間に励起電圧
を印加して、暗い背景に明るい所望の表示部分を得るよ
うにした、ことを特徴とするネジレネマチック液晶表示
装置を提供するものである。
【００１９】本発明では２枚の偏光板は互いにその偏光
軸が直交するように配置されるものであり、通常はその
偏光軸を近接する液晶分子の配向方向に直交または平行
するように配置されればよい。
軸が直交するように配置されるものであり、通常はその
偏光軸を近接する液晶分子の配向方向に直交または平行
するように配置されればよい。
【００２０】本発明では、このような構成をとることに
より、即ち、ポジ型のセル構成でネガ型表示をすること
により、背景部分は遮光マスクで遮光され、表示パター
ン部分でのＴoff は電圧印加により液晶分子がねじれ配
向でなくなることから、２枚の偏光板の偏光軸を直交さ
せた場合と同等の光量となるので、充分に暗くできると
ともに温度、色に関係なく同じ暗状態とすることができ
る。これにより部分的に色フィルターや異色光源を設け
た場合においてもそれが認識されなく、さらにコントラ
ストも大きくとれることになる。
より、即ち、ポジ型のセル構成でネガ型表示をすること
により、背景部分は遮光マスクで遮光され、表示パター
ン部分でのＴoff は電圧印加により液晶分子がねじれ配
向でなくなることから、２枚の偏光板の偏光軸を直交さ
せた場合と同等の光量となるので、充分に暗くできると
ともに温度、色に関係なく同じ暗状態とすることができ
る。これにより部分的に色フィルターや異色光源を設け
た場合においてもそれが認識されなく、さらにコントラ
ストも大きくとれることになる。
【００２１】また、本発明では、遮光マスクに設けられ
た光透過部分が、対向する電極により定められる表示セ
グメントパターンの内側に設けられており、即ち、表示
セグメントパターンよりも遮光マスクに設けられた光透
過部分が小さくされているため、電極と遮光マスクにず
れを生じても暗くしたい表示パターンの一部が明るくな
ってしまうという問題点を生じにくい。
た光透過部分が、対向する電極により定められる表示セ
グメントパターンの内側に設けられており、即ち、表示
セグメントパターンよりも遮光マスクに設けられた光透
過部分が小さくされているため、電極と遮光マスクにず
れを生じても暗くしたい表示パターンの一部が明るくな
ってしまうという問題点を生じにくい。
【００２２】これにより、真暗な背景に表示したい表示
パターンのみが明るく表示され、視認性が極めて高いも
のとなる。
パターンのみが明るく表示され、視認性が極めて高いも
のとなる。
【００２３】本発明に使用するＴＮセルは、従来のポジ
型ＴＮセルと同じ構成でよく、偏光板もポジ型表示の配
置とすればよく、表示したいパターンに光透過部分を構
成した遮光マスクを用い、表示パターンに相当するセグ
メント電極の電極間にはポジ型表示の時に点灯したい
（暗くしたい）セグメント電極に対応する電極間には電
圧を印加しなく、ポジ型表示の時に点灯したくない（明
るくしたい）セグメント電極に対応する電極間には電圧
を印加することにより、ネガ型表示をする。
型ＴＮセルと同じ構成でよく、偏光板もポジ型表示の配
置とすればよく、表示したいパターンに光透過部分を構
成した遮光マスクを用い、表示パターンに相当するセグ
メント電極の電極間にはポジ型表示の時に点灯したい
（暗くしたい）セグメント電極に対応する電極間には電
圧を印加しなく、ポジ型表示の時に点灯したくない（明
るくしたい）セグメント電極に対応する電極間には電圧
を印加することにより、ネガ型表示をする。
【００２４】遮光マスクは、従来から公知の顔料入りの
インクの印刷、金属の蒸着、メッキ等光を遮光するもの
であればよく、セルの外側、またはセル内面に形成され
ればよい。その遮光度は背景部分の光の抜けをどの程度
にするかにより適宜設定されればよいが、通常は暗いセ
グメント部分とほぼ等しい程度の光の抜け状態とされれ
ばよい。
インクの印刷、金属の蒸着、メッキ等光を遮光するもの
であればよく、セルの外側、またはセル内面に形成され
ればよい。その遮光度は背景部分の光の抜けをどの程度
にするかにより適宜設定されればよいが、通常は暗いセ
グメント部分とほぼ等しい程度の光の抜け状態とされれ
ばよい。
【００２５】また、本発明では、表示セグメントパター
ンよりも遮光マスクに設けられた光透過部分が小さくさ
れるが、この重なり部分の幅は、例えば０．１〜１０ｍ
ｍ程度とされ、表示パターンの幅、位置合せ精度等によ
り適宜定められればよい。
ンよりも遮光マスクに設けられた光透過部分が小さくさ
れるが、この重なり部分の幅は、例えば０．１〜１０ｍ
ｍ程度とされ、表示パターンの幅、位置合せ精度等によ
り適宜定められればよい。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１、図３及び図４
により説明する。
により説明する。
【００２７】実施例１ 図１は本発明の基本的構成例の斜視図を示す。従来例と
異なる部分は、遮光マスク７が設けられ、表示パターン
の形状が遮光マスクの形状とほぼ同一であり、遮光マス
クに設けられた光透過部分が、対向する電極により定め
られる表示セグメントパターンの内側に設けられている
こと、偏光板３及び５の偏光軸が互いにほぼ直交してお
り、かつ隣接する液晶分子の配向方向とほぼ直交もしく
は平行すること、及びＴＮセル４に電圧印加する手段６
が、非表示セグメントにのみＴＮセル動作電圧を与える
という従来とは逆の駆動を行うことである（以下これを
Ｒ−ＴＮセルと称す）。
異なる部分は、遮光マスク７が設けられ、表示パターン
の形状が遮光マスクの形状とほぼ同一であり、遮光マス
クに設けられた光透過部分が、対向する電極により定め
られる表示セグメントパターンの内側に設けられている
こと、偏光板３及び５の偏光軸が互いにほぼ直交してお
り、かつ隣接する液晶分子の配向方向とほぼ直交もしく
は平行すること、及びＴＮセル４に電圧印加する手段６
が、非表示セグメントにのみＴＮセル動作電圧を与える
という従来とは逆の駆動を行うことである（以下これを
Ｒ−ＴＮセルと称す）。
【００２８】図３は、遮光マスク７とＴＮセル４とを拡
大して示した平面図、図４は、遮光マスクと電極による
表示セグメントパターンとの関係を示す平面図である。
大して示した平面図、図４は、遮光マスクと電極による
表示セグメントパターンとの関係を示す平面図である。
【００２９】図３において、ＴＮセル４の複数の表示セ
グメントパターン１１〜１８は、遮光マスク７の光透過
部分８とほぼ位置を合せるように設置される。この際、
本発明では遮光マスクに設けられた光透過部分が、対向
する電極により定められる表示セグメントパターンの内
側に設けられているので、表示パターンの輪郭は遮光マ
スクの光透過部分８の形状により決められる。
グメントパターン１１〜１８は、遮光マスク７の光透過
部分８とほぼ位置を合せるように設置される。この際、
本発明では遮光マスクに設けられた光透過部分が、対向
する電極により定められる表示セグメントパターンの内
側に設けられているので、表示パターンの輪郭は遮光マ
スクの光透過部分８の形状により決められる。
【００３０】図４は、遮光マスクのパターンと表示セグ
メントパターンの形状を示す平面図であり、対向する電
極パターンによって定まる表示セグメントパターン（破
線）のやや内側まで遮光マスクのパターン（実線）が設
けられたところを示している。
メントパターンの形状を示す平面図であり、対向する電
極パターンによって定まる表示セグメントパターン（破
線）のやや内側まで遮光マスクのパターン（実線）が設
けられたところを示している。
【００３１】これにより、通常のネガ表示と同様、表示
したいセグメント電極の部分のみが明状態となってみえ
るものであり、遮光マスクの光透過部分のパターンが表
示セグメントパターンよりも小さくされているので、電
極と遮光マスクの位置がずれたとしても、この重なり部
分の範囲内であれば暗くしたい部分の端から光が漏れて
いくというような事態を生じなく、パターンのずれに対
する許容度が増えるとともに、斜め方向からみてもこの
パターンのずれを生じにくく、二重に見えにくい。
したいセグメント電極の部分のみが明状態となってみえ
るものであり、遮光マスクの光透過部分のパターンが表
示セグメントパターンよりも小さくされているので、電
極と遮光マスクの位置がずれたとしても、この重なり部
分の範囲内であれば暗くしたい部分の端から光が漏れて
いくというような事態を生じなく、パターンのずれに対
する許容度が増えるとともに、斜め方向からみてもこの
パターンのずれを生じにくく、二重に見えにくい。
【００３２】図３は７セグメントで０〜９までの数字表
示をするパターンの例である。表示セグメント１１〜１
８に全く電圧が印加されない場合、全てのセグメントは
明状態である。次に１部のセグメントに液晶のしきい電
圧以上の所要電圧が印加されるとその部分は液晶分子が
立ち上がり、暗状態となり、電圧無印加セグメントのみ
が表示パターンとして認識される。一例として、セグメ
ント４７、４５に対応する電極間にのみ電圧印加した場
合は、３の表示となる。なお、この場合セルの背景部分
１０は電圧無印加部分と同じ明状態であるが、遮光マス
ク７があるため遮光され、暗状態として視認される。
示をするパターンの例である。表示セグメント１１〜１
８に全く電圧が印加されない場合、全てのセグメントは
明状態である。次に１部のセグメントに液晶のしきい電
圧以上の所要電圧が印加されるとその部分は液晶分子が
立ち上がり、暗状態となり、電圧無印加セグメントのみ
が表示パターンとして認識される。一例として、セグメ
ント４７、４５に対応する電極間にのみ電圧印加した場
合は、３の表示となる。なお、この場合セルの背景部分
１０は電圧無印加部分と同じ明状態であるが、遮光マス
ク７があるため遮光され、暗状態として視認される。
【００３３】そこで前述の従来例と同様に本発明のＲ−
ＴＮセルのコントラストを解析すると以下のようにな
る。理想的な偏光板を用い、充分な印加電圧を与えた場
合、
ＴＮセルのコントラストを解析すると以下のようにな
る。理想的な偏光板を用い、充分な印加電圧を与えた場
合、
【００３４】
【数２】 Ｔoff ≒０ Ｔon＝１−ｓｉｎ2 ｛π（１＋ｕ2 ）0.5 ／２｝／（１＋ｕ2 ）
【００３５】となり、コントラスト比（Ｔon／Ｔoff )
は無限大に近くなる。実際には偏光板の特性あるいは印
加電圧の限界により有限のコントラスト比しか得られな
いが、従来方式に比較すると飛躍的な向上が可能にな
る。表１にコントラスト比の測定結果を示す。使用した
液晶はメルク社製ＺＬＩ−１５６５、偏光板は日東電工
社製Ｑ−１２、また、セル間隙は９．３μｍである。ま
た、印加電圧は１０Ｖ、透過光強度はセル表面に垂直方
向で測定し、Ｔon、Ｔoff の値としてはフォトマルの出
力電圧で表示した。
は無限大に近くなる。実際には偏光板の特性あるいは印
加電圧の限界により有限のコントラスト比しか得られな
いが、従来方式に比較すると飛躍的な向上が可能にな
る。表１にコントラスト比の測定結果を示す。使用した
液晶はメルク社製ＺＬＩ−１５６５、偏光板は日東電工
社製Ｑ−１２、また、セル間隙は９．３μｍである。ま
た、印加電圧は１０Ｖ、透過光強度はセル表面に垂直方
向で測定し、Ｔon、Ｔoff の値としてはフォトマルの出
力電圧で表示した。
【００３６】
【表１】
【００３７】さらに表示装置として実用化するためには
視野角も重要である。液晶の屈折率異方性（△ｎ）とセ
ル間隙（ｄ）との積は好ましくは、０．８〜０．３μｍ
に設定されると、実用的な視野角が得られる。
視野角も重要である。液晶の屈折率異方性（△ｎ）とセ
ル間隙（ｄ）との積は好ましくは、０．８〜０．３μｍ
に設定されると、実用的な視野角が得られる。
【００３８】図５中に実施例のコントラスト比の角度依
存性を比較例とともに示した。
存性を比較例とともに示した。
【００３９】本発明の実施例であるＲ−ＴＮセルでは５
μｍのセル間隙に設定した。液晶及び偏光板などの条件
は表１と同様である。
μｍのセル間隙に設定した。液晶及び偏光板などの条件
は表１と同様である。
【００４０】図５に見られるように、本発明では高コン
トラスト比でかつ視野角の広い液晶装置が得られてい
る。
トラスト比でかつ視野角の広い液晶装置が得られてい
る。
【００４１】また、本発明では、偏光板の偏光度が高い
ものを使用すれば、さらにＴoff の値を小さくすること
ができ、Ｔon／Ｔoff のコントラスト比を１０００以上
とすることも可能であり、従来のネガ型液晶表示装置で
は到底得られなかった高コントラスト比を有するネガ型
液晶表示装置を得ることができる。
ものを使用すれば、さらにＴoff の値を小さくすること
ができ、Ｔon／Ｔoff のコントラスト比を１０００以上
とすることも可能であり、従来のネガ型液晶表示装置で
は到底得られなかった高コントラスト比を有するネガ型
液晶表示装置を得ることができる。
【００４２】実施例２ 実施例１の遮光マスクをセルの内面に設けた外は実施例
１と同様のネガ型液晶表示装置を製造した。
１と同様のネガ型液晶表示装置を製造した。
【００４３】この液晶表示装置は、コントラスト比につ
いては、実施例１と同様であり、かつ、斜め方向から見
た場合の電極と遮光マスクのずれを生じにくいという利
点を有していた。
いては、実施例１と同様であり、かつ、斜め方向から見
た場合の電極と遮光マスクのずれを生じにくいという利
点を有していた。
【００４４】本発明の構成は図１の実施例に示した例に
限るものではなく、ＴＮセルに用いられる応用は可能で
あり、カラーフィルター、カラー偏光板、各種導光板の
使用をはじめ、液晶材料への２色性染料の添加、能動素
子を基板上に設けるなどしてもよい。
限るものではなく、ＴＮセルに用いられる応用は可能で
あり、カラーフィルター、カラー偏光板、各種導光板の
使用をはじめ、液晶材料への２色性染料の添加、能動素
子を基板上に設けるなどしてもよい。
【００４５】広い視野角が求められる用途、または微細
な表示パターンが必要な用途においては、遮光マスクの
形状と表示セグメント１１〜１８に視差があると表示欠
陥となりうる。したがって、こうした場合ＴＮセル４の
内面に遮光マスクを設けることが好ましい。
な表示パターンが必要な用途においては、遮光マスクの
形状と表示セグメント１１〜１８に視差があると表示欠
陥となりうる。したがって、こうした場合ＴＮセル４の
内面に遮光マスクを設けることが好ましい。
【００４６】また、本発明では背景部分は遮光マスクで
暗状態とするため、その部分には光は不要であり、光源
の光を表示パターン部分に集中することにより、より明
るい表示が可能となるため、セルの裏面、もしくは裏側
偏光板の裏側に反射するような反射板を表示パターン部
分を除いて設ける、表示パターン部分にのみ光を集中放
射する導光板を用いる等することができる。
暗状態とするため、その部分には光は不要であり、光源
の光を表示パターン部分に集中することにより、より明
るい表示が可能となるため、セルの裏面、もしくは裏側
偏光板の裏側に反射するような反射板を表示パターン部
分を除いて設ける、表示パターン部分にのみ光を集中放
射する導光板を用いる等することができる。
【００４７】また、使用するネマチック液晶の△ｎは、
実用的なセル間隙６〜１０μｍを考慮すると好ましい領
域があり、０．０３≦△ｎ≦０．１７、また、より好ま
しくは０．０３≦△ｎ≦０．１３である。△ｎの小さい
液晶材料としては、化１等のトランス−シクロヘキサン
環を有する化合物が用いられる。
実用的なセル間隙６〜１０μｍを考慮すると好ましい領
域があり、０．０３≦△ｎ≦０．１７、また、より好ま
しくは０．０３≦△ｎ≦０．１３である。△ｎの小さい
液晶材料としては、化１等のトランス−シクロヘキサン
環を有する化合物が用いられる。
【００４８】
【化１】
【００４９】
【発明の効果】本発明によれは、△ｎｄの比較的低い領
域でも高温時の色抜けが生じず、また、従来のネガ型Ｔ
Ｎセルのコントラスト不足を解消することもできる。こ
れにより、実用化に耐える、広視角のネガ型表示を得る
ことができた。
域でも高温時の色抜けが生じず、また、従来のネガ型Ｔ
Ｎセルのコントラスト不足を解消することもできる。こ
れにより、実用化に耐える、広視角のネガ型表示を得る
ことができた。
【００５０】また、本発明では、対向する電極パターン
によって定まる表示セグメントパターンのやや内側まで
遮光マスクのパターンが設けられており、遮光マスクの
光透過部分のパターンが表示セグメントパターンよりも
小さくされているので、製造工程の位置合せのずれによ
り電極と遮光マスクの位置がずれたとしても、この重な
り部分の範囲内であれば暗くしたい部分の端から光が漏
れてくというような事態を生じにくく、パターンのずれ
に対する許容度が高く、かつ、斜め方向からみてもこの
パターンのずれを生じにくく、二重に見えにくいという
利点もある。
によって定まる表示セグメントパターンのやや内側まで
遮光マスクのパターンが設けられており、遮光マスクの
光透過部分のパターンが表示セグメントパターンよりも
小さくされているので、製造工程の位置合せのずれによ
り電極と遮光マスクの位置がずれたとしても、この重な
り部分の範囲内であれば暗くしたい部分の端から光が漏
れてくというような事態を生じにくく、パターンのずれ
に対する許容度が高く、かつ、斜め方向からみてもこの
パターンのずれを生じにくく、二重に見えにくいという
利点もある。
【００５１】特に、遮光マスクをセル内面に形成するこ
とにより、斜め方向から見た場合にも電極と遮光マスク
のずれを生じにくく、見映えが良いものである。
とにより、斜め方向から見た場合にも電極と遮光マスク
のずれを生じにくく、見映えが良いものである。
【００５２】また、セル間隙を小さくできるために応答
速度も改良されるという副次的効果がある。
速度も改良されるという副次的効果がある。
【図１】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図２】従来のネガ表示型ＴＮ液晶表示装置の構成例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】本発明の表示セグメントのパターン（破線）と
遮光マスクのパターン（実線）の例を示す平面図であ
る。
遮光マスクのパターン（実線）の例を示す平面図であ
る。
【図５】（ａ）はコントラスト比の角度依存性を示すグ
ラフであり、（ｂ）は測定角度条件を表わす斜視図であ
る。
ラフであり、（ｂ）は測定角度条件を表わす斜視図であ
る。
１…照明光源 ２…色フィルター ３…偏光板 ４…ＴＮセル ５…偏光板 ６…電圧印加手段 ７…遮光マスク ８…光透過部分 １１〜１８…表示セグメント
Claims (2)
- 【請求項１】液晶の屈折率異方性（△ｎ）と液晶層の厚
み（ｄ）の積△ｎｄが０．８〜０．３μｍであって、ほ
ぼ９０°のラセン構造をもつネマチック液晶層を挟持
し、かつ電極の形成された複数の透明支持体と、該電極
に電圧を印加する手段とからなるネジレネマチック液晶
表示装置であって、 照明手段が該液晶表示装置の背面に配置され、 表示パターンに対応する位置に光透過部分が形成される
とともに、一部が対向する電極により定められる表示セ
グメントパターンの内側にまで延びて設けられた遮光マ
スクにより遮光され、 透明支持体の外側には、偏光板の偏光軸が互いに直交す
るようにされた１対の偏光板が配置され、 表示パターンに対応する電極間のうちの所望の表示部分
以外の電極間に励起電圧を印加して、暗い背景に明るい
所望の表示部分を得るようにした、 ことを特徴とするネジレネマチック液晶表示装置。 - 【請求項２】偏光板の偏光軸が近接する液晶分子の配向
方向に平行または直交している請求項１記載のネジレネ
マチック液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169539A JPH0695065A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | ネジレネマチック液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169539A JPH0695065A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | ネジレネマチック液晶表示装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62131569A Division JPS6355522A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | ネジレネマチック液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0695065A true JPH0695065A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=15888368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5169539A Pending JPH0695065A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | ネジレネマチック液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695065A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9024543B2 (en) | 2008-10-17 | 2015-05-05 | Koninklijkle Philips N.V. | Method and apparatus for controlling an illumination system in a temperature controlled environment |
| JP2016102871A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置及び液晶表示装置 |
| WO2016189857A1 (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 情報表示装置 |
| US10768461B2 (en) | 2017-04-28 | 2020-09-08 | Lg Chem, Ltd. | Light modulation device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5213856B2 (ja) * | 1972-11-08 | 1977-04-18 | ||
| JPS52147092A (en) * | 1976-06-01 | 1977-12-07 | Citizen Watch Co Ltd | Structure of display device |
| JPS606927A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-14 | Hitachi Ltd | 透過形ネガタイプの液晶セル |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP5169539A patent/JPH0695065A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5213856B2 (ja) * | 1972-11-08 | 1977-04-18 | ||
| JPS52147092A (en) * | 1976-06-01 | 1977-12-07 | Citizen Watch Co Ltd | Structure of display device |
| JPS606927A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-14 | Hitachi Ltd | 透過形ネガタイプの液晶セル |
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| US10768461B2 (en) | 2017-04-28 | 2020-09-08 | Lg Chem, Ltd. | Light modulation device |
| US11009725B2 (en) | 2017-04-28 | 2021-05-18 | Lg Chem, Ltd. | Light modulation device |
| US11262600B2 (en) | 2017-04-28 | 2022-03-01 | Lg Chem, Ltd. | Light modulation device |
| US11314106B2 (en) | 2017-04-28 | 2022-04-26 | Lg Chem, Ltd. | Light modulation device |
| US11347080B2 (en) | 2017-04-28 | 2022-05-31 | Lg Chem, Ltd. | Light modulation device |
| US11506915B2 (en) | 2017-04-28 | 2022-11-22 | Lg Chem, Ltd. | Light modulation device |
| US11536987B2 (en) | 2017-04-28 | 2022-12-27 | Lg Chem, Ltd. | Light modulation device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960903 |