JPH07120792A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH07120792A JPH07120792A JP11325394A JP11325394A JPH07120792A JP H07120792 A JPH07120792 A JP H07120792A JP 11325394 A JP11325394 A JP 11325394A JP 11325394 A JP11325394 A JP 11325394A JP H07120792 A JPH07120792 A JP H07120792A
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- Japan
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- liquid crystal
- electrodes
- substrate
- substrates
- crystal display
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Abstract
(57)【要約】
【構成】２枚の基板２、３間に挟持された液晶層１をコ
レステリック液晶とし、一方の基板の表面に形成した一
対の電極２１、２２により基板の表面方向に電界を印加
して液晶層のねじれ配列を制御し液晶層の選択反射を制
御する。 【効果】透過率の高い、低電圧駆動のカラー表示に適し
た液晶表示素子が得られる。
レステリック液晶とし、一方の基板の表面に形成した一
対の電極２１、２２により基板の表面方向に電界を印加
して液晶層のねじれ配列を制御し液晶層の選択反射を制
御する。 【効果】透過率の高い、低電圧駆動のカラー表示に適し
た液晶表示素子が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子に係わ
り、特に透過率が高く、低電圧駆動の液晶表示素子に関
する。
り、特に透過率が高く、低電圧駆動の液晶表示素子に関
する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は、薄型軽量、低消費電力
という利点をもちテレビやＯＡ機器の表示装置としてよ
く用いられる。これらに用いられている液晶表示素子
（ＬＣＤ）のほとんどは、ねじれネマティック液晶が用
いられており、表示方式としては、ＴＮ形とＳＴＮ形の
２つに大別できる。このようなＴＮ形やＳＴＮ形を含む
全てのＬＣＤは非発光型であるため、暗所で使用する場
合にはＬＣＤの背面から照射する光源（バックライト）
が必要である。ＬＣＤは低消費電力であることが特徴で
あるが、バックライトの消費電力は大きく、バックライ
トを具備したＴＮ形やＳＴＮ形のＬＣＤの場合、必ずし
も消費電力は小さくならない。これはバックライトの消
費電力を小さくするにはバックライトの輝度を低下させ
ることが、最も効率が良い。バックライトの輝度を低下
させ、ＬＣＤの表示面の輝度を上げるには、ＬＣＤの透
過率を上げること必要である。ＴＮ形やＳＴＮ形のＬＣ
Ｄは偏光板が必要で、偏光板の自然光に対する透過率は
最大５０％であるため、透過率を５０％以上にすること
は不可能である。
という利点をもちテレビやＯＡ機器の表示装置としてよ
く用いられる。これらに用いられている液晶表示素子
（ＬＣＤ）のほとんどは、ねじれネマティック液晶が用
いられており、表示方式としては、ＴＮ形とＳＴＮ形の
２つに大別できる。このようなＴＮ形やＳＴＮ形を含む
全てのＬＣＤは非発光型であるため、暗所で使用する場
合にはＬＣＤの背面から照射する光源（バックライト）
が必要である。ＬＣＤは低消費電力であることが特徴で
あるが、バックライトの消費電力は大きく、バックライ
トを具備したＴＮ形やＳＴＮ形のＬＣＤの場合、必ずし
も消費電力は小さくならない。これはバックライトの消
費電力を小さくするにはバックライトの輝度を低下させ
ることが、最も効率が良い。バックライトの輝度を低下
させ、ＬＣＤの表示面の輝度を上げるには、ＬＣＤの透
過率を上げること必要である。ＴＮ形やＳＴＮ形のＬＣ
Ｄは偏光板が必要で、偏光板の自然光に対する透過率は
最大５０％であるため、透過率を５０％以上にすること
は不可能である。
【０００３】一方、偏光板を用いなくても表示できる表
示モードとして散乱型がある。散乱型としては、動的散
乱モード（ＤＳＭ）が旧来あるがこれは散乱を制御する
のが電流であるために消費電力が大きく、耐久性・信頼
性の点からも実用に向かない。この他の散乱型として、
１９８５年にFergasonが表示装置としてＮＣＡＰ(Nemat
ic Curvilinear Aligned Phase) を提唱（J.L.Fergaso
n, SID Digest Tech. Papers, 16,68(1985)）され、そ
の後ＰＮ−ＬＣＤ(Polymer Netwark Liquid Crystal Di
splay)が提案された（小川洋、藤沢宣、丸山和則、高津
晴義、竹内清文、第１５回液晶討論会、２０４（１９８
９））。ＮＣＡＰ（ＰＤ−ＬＣＤ(PolymerDispersed Li
quid Crystal Display)とも呼ばれる）は微細な球状の
空穴をもつポリマーにネマティック液晶が入りこんだ構
造をしている。一方、ＰＤ−ＬＣＤはポリマーがＰＮ−
ＬＣＤの様に球状の空穴を持つ形状ではなく網目状の形
状をしており、ポリマーのない箇所にネマティック液晶
が充填された構造をしている。これらは偏光板が無くと
も表示が可能で、電圧を印加していないときには液晶分
子はランダムな配列で白濁した状態を示し、これに電圧
が印加されると液晶分子の向きが揃えられて光が透過す
る。これらは、電圧のオン、オフで透明と白濁を選択し
て表示する。しかし、ＰＤ−ＬＣＤやＰＮ−ＬＣＤは、
しきい値電圧が高い、電気光学特性にヒステリシスがあ
る、応答速度が低いと言う問題点があり、実用上大きく
問題となる。
示モードとして散乱型がある。散乱型としては、動的散
乱モード（ＤＳＭ）が旧来あるがこれは散乱を制御する
のが電流であるために消費電力が大きく、耐久性・信頼
性の点からも実用に向かない。この他の散乱型として、
１９８５年にFergasonが表示装置としてＮＣＡＰ(Nemat
ic Curvilinear Aligned Phase) を提唱（J.L.Fergaso
n, SID Digest Tech. Papers, 16,68(1985)）され、そ
の後ＰＮ−ＬＣＤ(Polymer Netwark Liquid Crystal Di
splay)が提案された（小川洋、藤沢宣、丸山和則、高津
晴義、竹内清文、第１５回液晶討論会、２０４（１９８
９））。ＮＣＡＰ（ＰＤ−ＬＣＤ(PolymerDispersed Li
quid Crystal Display)とも呼ばれる）は微細な球状の
空穴をもつポリマーにネマティック液晶が入りこんだ構
造をしている。一方、ＰＤ−ＬＣＤはポリマーがＰＮ−
ＬＣＤの様に球状の空穴を持つ形状ではなく網目状の形
状をしており、ポリマーのない箇所にネマティック液晶
が充填された構造をしている。これらは偏光板が無くと
も表示が可能で、電圧を印加していないときには液晶分
子はランダムな配列で白濁した状態を示し、これに電圧
が印加されると液晶分子の向きが揃えられて光が透過す
る。これらは、電圧のオン、オフで透明と白濁を選択し
て表示する。しかし、ＰＤ−ＬＣＤやＰＮ−ＬＣＤは、
しきい値電圧が高い、電気光学特性にヒステリシスがあ
る、応答速度が低いと言う問題点があり、実用上大きく
問題となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のねじれネマティ
ック表示方式によるものは、偏光板を用いるため透過率
が低く、バックライトを具備した機器の消費電力が大き
くなる。他方、ＰＮ−ＬＣＤやＰＤ−ＬＣＤは高電圧駆
動、ヒステリシス、応答性で改善の余地がある。
ック表示方式によるものは、偏光板を用いるため透過率
が低く、バックライトを具備した機器の消費電力が大き
くなる。他方、ＰＮ−ＬＣＤやＰＤ−ＬＣＤは高電圧駆
動、ヒステリシス、応答性で改善の余地がある。
【０００５】本発明は透過率が高く、低駆動電圧で、し
かも応答性がよい液晶表示素子を得るものである。
かも応答性がよい液晶表示素子を得るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、２枚の基板
と、これら基板間に挟持された液晶層と、前記基板表面
に形成され前記液晶層に電界を印加する電極とからなる
液晶表示素子において、前記電極が少なくとも一方の基
板の表面に基板表面方向に対向して形成され、基板の表
面方向に電界を形成する少なくとも一対の電極からな
り、少なくとも前記一対の電極間の基板表面上の液晶層
の液晶分子が、基板表面に対しほぼ平行で、かつ、基板
表面法線とほぼ平行ならせん軸をもってねじれ配列して
選択反射を生じることを特徴とする液晶表示素子を得る
ものである。
と、これら基板間に挟持された液晶層と、前記基板表面
に形成され前記液晶層に電界を印加する電極とからなる
液晶表示素子において、前記電極が少なくとも一方の基
板の表面に基板表面方向に対向して形成され、基板の表
面方向に電界を形成する少なくとも一対の電極からな
り、少なくとも前記一対の電極間の基板表面上の液晶層
の液晶分子が、基板表面に対しほぼ平行で、かつ、基板
表面法線とほぼ平行ならせん軸をもってねじれ配列して
選択反射を生じることを特徴とする液晶表示素子を得る
ものである。
【０００７】さらに、上記において液晶層の平均屈折率
ｎと液晶分子のねじれ配列のピッチ長ｐとの積ｎ×ｐ
が、可視の波長範囲内である液晶表示素子を得るもので
ある。
ｎと液晶分子のねじれ配列のピッチ長ｐとの積ｎ×ｐ
が、可視の波長範囲内である液晶表示素子を得るもので
ある。
【０００８】さらに、前記電極間に電位差を与えること
により選択反射の主波長を変化せしめ、電極間に電位差
が無いときの選択反射の主波長が可視の波長範囲以外の
波長であり、あるいは可視の波長範囲の最短波長側であ
る液晶表示素子を得るものである。
により選択反射の主波長を変化せしめ、電極間に電位差
が無いときの選択反射の主波長が可視の波長範囲以外の
波長であり、あるいは可視の波長範囲の最短波長側であ
る液晶表示素子を得るものである。
【０００９】さらに、反射率を高めるために、基板の表
面の法線方向に２つの液晶層が配置され、２つの液晶層
は互いにねじれ方向が相反する方向にねじれ配列してお
り、ねじれ配列のらせん軸は互いにほぼ平行かつ表面の
法線とほぼ平行であり、２つの液晶層ともに選択反射を
生じる液晶表示素子を得るものである。
面の法線方向に２つの液晶層が配置され、２つの液晶層
は互いにねじれ方向が相反する方向にねじれ配列してお
り、ねじれ配列のらせん軸は互いにほぼ平行かつ表面の
法線とほぼ平行であり、２つの液晶層ともに選択反射を
生じる液晶表示素子を得るものである。
【００１０】
【作用】液晶分子が配向界面の規制力に依存せずに自発
的にらせん状にねじれた配列をする液晶をコレステリッ
ク液晶と称する。一般に、ねじれ角の大きなスーパーツ
イステッドネマティック（ＳＴＮ）型液晶表示素子に
は、ねじれのないネマティック液晶材料にコレステリッ
ク液晶を混入にたものが用いられる。ある条件のねじれ
配列をした液晶セルに光が入射すると、ある特定の波長
の光だけが反射される現象（選択反射）が起きる。すな
わち、選択反射が起きると液晶セルが色付いて見える。
この選択反射現象を表示素子へ応用したのが本発明の基
本である。
的にらせん状にねじれた配列をする液晶をコレステリッ
ク液晶と称する。一般に、ねじれ角の大きなスーパーツ
イステッドネマティック（ＳＴＮ）型液晶表示素子に
は、ねじれのないネマティック液晶材料にコレステリッ
ク液晶を混入にたものが用いられる。ある条件のねじれ
配列をした液晶セルに光が入射すると、ある特定の波長
の光だけが反射される現象（選択反射）が起きる。すな
わち、選択反射が起きると液晶セルが色付いて見える。
この選択反射現象を表示素子へ応用したのが本発明の基
本である。
【００１１】選択反射の反射光の最大波長は、ねじれ配
列した液晶の螺旋ピッチ長（液晶分子がねじれ配列する
際に、３６０゜液晶分子がねじれるのに要する距離）ｐ
とコレステリック液晶の平均屈折率ｎとを乗じた値ｎ×
ｐに依存する（J.L.Fergason; Molecular Crystals. 1.
pp.293-307(1966)）。
列した液晶の螺旋ピッチ長（液晶分子がねじれ配列する
際に、３６０゜液晶分子がねじれるのに要する距離）ｐ
とコレステリック液晶の平均屈折率ｎとを乗じた値ｎ×
ｐに依存する（J.L.Fergason; Molecular Crystals. 1.
pp.293-307(1966)）。
【００１２】図１は、本発明の液晶表示素子の基本原理
を説明する図である。符号１は液晶層を示し、その液晶
分子Ｍはねじれ配列している。基板２および３は液晶層
１を挟持し、下基板２の表面上には電位を異ならしめる
ことができる電極２１と２２とを具備している。５、６
は配向膜であり、液晶分子の配向方向を規制し、液晶分
子を上下基板２、３の表面にほぼ平行な方向に配列す
る。また液晶分子Ｍは基板法線方向ｚにほぼ平行ならせ
ん軸Ｍａをもつねじれ配列をもち、配向膜は電圧無印加
時のねじれピッチｐを一定に確保する。電極２１、２２
には外部から電位差を与えることができる電源４と電気
的に接続される。電極２１、２２に電位差を与えること
で、電極２１、２２間に基板表面方向の電界すなわち横
電界を生じ、液晶に誘電異方性がある場合には、電界に
より液晶１のねじれ配列が歪む。配列の歪み具合により
見かけ上のらせんピッチ長ｐが変化し、これにより選択
反射の最大波長が変化して、表示色が変化する。印加す
る電圧値により赤、緑、青３色を選択的に表示させるこ
とができる。
を説明する図である。符号１は液晶層を示し、その液晶
分子Ｍはねじれ配列している。基板２および３は液晶層
１を挟持し、下基板２の表面上には電位を異ならしめる
ことができる電極２１と２２とを具備している。５、６
は配向膜であり、液晶分子の配向方向を規制し、液晶分
子を上下基板２、３の表面にほぼ平行な方向に配列す
る。また液晶分子Ｍは基板法線方向ｚにほぼ平行ならせ
ん軸Ｍａをもつねじれ配列をもち、配向膜は電圧無印加
時のねじれピッチｐを一定に確保する。電極２１、２２
には外部から電位差を与えることができる電源４と電気
的に接続される。電極２１、２２に電位差を与えること
で、電極２１、２２間に基板表面方向の電界すなわち横
電界を生じ、液晶に誘電異方性がある場合には、電界に
より液晶１のねじれ配列が歪む。配列の歪み具合により
見かけ上のらせんピッチ長ｐが変化し、これにより選択
反射の最大波長が変化して、表示色が変化する。印加す
る電圧値により赤、緑、青３色を選択的に表示させるこ
とができる。
【００１３】図２に電極２１、２２に印加する電圧を変
化させたときの、反射光の分光特性を示す。印加電圧を
増加することにより、選択反射の主波長λ0 がλ1 から
λ2へと長波長側に移行しているのが分かる。このよう
に、印加する電圧の大きさを変化することで表示色を自
由に制御できる。この見かけのらせんピッチは、電界の
印加により短くなるのが一般的であり、この場合、表示
色の変化範囲を広げることを考慮すると電極間に電位差
が無いとき（電圧無印加時）の選択反射の主波長λ0 が
可視の波長範囲以外の波長あるいは可視の波長範囲の最
短波長側にあることが望ましい。これにより電圧印加時
のみ主波長λ1 、λ2 を可視波長範囲に入るようにす
る。しかし、見かけのらせんピッチ長が電界の印加によ
り短くすることが可能である場合や、電圧信号により制
御する選択反射の最大波長範囲を故意に限定する場合
は、この限りではない。
化させたときの、反射光の分光特性を示す。印加電圧を
増加することにより、選択反射の主波長λ0 がλ1 から
λ2へと長波長側に移行しているのが分かる。このよう
に、印加する電圧の大きさを変化することで表示色を自
由に制御できる。この見かけのらせんピッチは、電界の
印加により短くなるのが一般的であり、この場合、表示
色の変化範囲を広げることを考慮すると電極間に電位差
が無いとき（電圧無印加時）の選択反射の主波長λ0 が
可視の波長範囲以外の波長あるいは可視の波長範囲の最
短波長側にあることが望ましい。これにより電圧印加時
のみ主波長λ1 、λ2 を可視波長範囲に入るようにす
る。しかし、見かけのらせんピッチ長が電界の印加によ
り短くすることが可能である場合や、電圧信号により制
御する選択反射の最大波長範囲を故意に限定する場合
は、この限りではない。
【００１４】さて、選択反射にはねじれ配列の方向に依
存した性質がある。例えば、左ねじれ配列液晶セルに左
円偏光光と右円偏光光とが入射すると、左円偏光光は反
射して右円偏光光は透過する。前述の図２の反射率の最
大値が約５０％であるのはこのためである。この場合で
も従来の偏光板方式に比べて明るい表示が得られる。よ
り色純度を高める必要がある場合は反射率の最大値を５
０％より高める必要が生じる。発明者等は、５０％以上
の反射率を得ることができる構成として、右ねじれ配列
液晶層と左ねじれ配列の２つの液晶層を光路上に配置す
る構成を提供する。右ねじれ配列液晶層は右円偏光光を
選択反射し、残る左円偏光光を透過する。透過した左円
偏光光は左ねじれ配列液晶層で反射され、再度、右ねじ
れ配列液晶層を透過して右円偏光光とともに素子の反射
光となり、総合的に５０％を越える反射率を得ることが
可能になる。
存した性質がある。例えば、左ねじれ配列液晶セルに左
円偏光光と右円偏光光とが入射すると、左円偏光光は反
射して右円偏光光は透過する。前述の図２の反射率の最
大値が約５０％であるのはこのためである。この場合で
も従来の偏光板方式に比べて明るい表示が得られる。よ
り色純度を高める必要がある場合は反射率の最大値を５
０％より高める必要が生じる。発明者等は、５０％以上
の反射率を得ることができる構成として、右ねじれ配列
液晶層と左ねじれ配列の２つの液晶層を光路上に配置す
る構成を提供する。右ねじれ配列液晶層は右円偏光光を
選択反射し、残る左円偏光光を透過する。透過した左円
偏光光は左ねじれ配列液晶層で反射され、再度、右ねじ
れ配列液晶層を透過して右円偏光光とともに素子の反射
光となり、総合的に５０％を越える反射率を得ることが
可能になる。
【００１５】選択反射制御されるねじれ配列液晶層は誘
電異方性が正である液晶の他、誘電異方性が負の液晶
や、磁気異方性のある液晶を用い磁場を印加することに
よっても同様な効果が得られる。
電異方性が正である液晶の他、誘電異方性が負の液晶
や、磁気異方性のある液晶を用い磁場を印加することに
よっても同様な効果が得られる。
【００１６】
【実施例】本発明の液晶表示素子の実施例を詳細に説明
する。
する。
【００１７】（実施例１）図３（ａ）、（ｂ）は本発明
の一実施例を示している。
の一実施例を示している。
【００１８】間隙を１０μｍとした透明なガラス基板２
および３間に液晶層１が挟持されている。下基板２上に
光吸収性電極２１、２２が、それぞれ平行に対向する電
極部２１ａ、２２ａ間が２０μｍとなるように形成され
る。電極２１はＴ字形パターンを有し、電極２２はＣ字
形パターンを有して、電極２１を電極２２が取り囲む配
置の電極の組を一画素とした、単純マトリクス配列で電
極群を配列している。
および３間に液晶層１が挟持されている。下基板２上に
光吸収性電極２１、２２が、それぞれ平行に対向する電
極部２１ａ、２２ａ間が２０μｍとなるように形成され
る。電極２１はＴ字形パターンを有し、電極２２はＣ字
形パターンを有して、電極２１を電極２２が取り囲む配
置の電極の組を一画素とした、単純マトリクス配列で電
極群を配列している。
【００１９】上下基板２、３の液晶層１に接する面に配
向膜５、６が塗布され、それぞれラビングによる水平配
向処理が施されている。下基板の配向処理方向は平行に
配向する電極部２１ａ、２２ａにほぼ平行な方向とす
る。液晶層１は誘電異方性が正のネマティック液晶（商
品名ＺＬＩ−４４４６、イー・メルク社製）にカイラル
剤（商品名ＣＢ１５、イー・メルク社製）を混合したも
のを用い、ねじれピッチが２００ｎｍになるように調合
した。液晶の平均屈折率ｎは１．６５８で、電圧無印加
時の選択反射の最大光波長は可視の波長範囲外で最短波
長以下の３３０ｎｍである。液晶分子は基板表面に対し
ほぼ平行で、基板面の法線ｚにほぼ平行ならせん軸でね
じれ配列する。
向膜５、６が塗布され、それぞれラビングによる水平配
向処理が施されている。下基板の配向処理方向は平行に
配向する電極部２１ａ、２２ａにほぼ平行な方向とす
る。液晶層１は誘電異方性が正のネマティック液晶（商
品名ＺＬＩ−４４４６、イー・メルク社製）にカイラル
剤（商品名ＣＢ１５、イー・メルク社製）を混合したも
のを用い、ねじれピッチが２００ｎｍになるように調合
した。液晶の平均屈折率ｎは１．６５８で、電圧無印加
時の選択反射の最大光波長は可視の波長範囲外で最短波
長以下の３３０ｎｍである。液晶分子は基板表面に対し
ほぼ平行で、基板面の法線ｚにほぼ平行ならせん軸でね
じれ配列する。
【００２０】本構成の液晶表示素子の電極２１、２２間
に電圧を増減させて電気光学特性を測定したところ、印
加電圧にしたがって選択反射する光の波長が変化し、各
光波長で、素子の透過率が従来の偏光板型液晶表示素子
と比較して３倍以上得られ、良好なカラー表示が得られ
た。また、実用上問題の無い応答とコントラスト比の高
い良好な表示を得ることに成功した。
に電圧を増減させて電気光学特性を測定したところ、印
加電圧にしたがって選択反射する光の波長が変化し、各
光波長で、素子の透過率が従来の偏光板型液晶表示素子
と比較して３倍以上得られ、良好なカラー表示が得られ
た。また、実用上問題の無い応答とコントラスト比の高
い良好な表示を得ることに成功した。
【００２１】なお、上記実施例において、電極を上基板
に同様に形成すると、液晶分子に対する横電界の作用を
大きくすることができて、駆動に有利になる。
に同様に形成すると、液晶分子に対する横電界の作用を
大きくすることができて、駆動に有利になる。
【００２２】（実施例２）図４は本発明の他の実施例を
示すもので、２枚の透明基板２、３間に２層の液晶層１
ａ、１ｂが積層充填されている。液晶層１ａの液晶分子
ＭR と液晶層１ｂの液晶分子ＭL はねじれ配列してお
り、各ねじれ方向が逆でＭR が右ねじれ配列、ＭL が左
ねじれ配列である。本実施例では、液晶層１ａに誘電異
方性が正のネマティック液晶（商品名ＺＬＩ−４４４
６、イー・メルク社製）にカイラル剤（商品名ＣＢ１
５、イー・メルク社製）を混合したものを用い、実施例
１の液晶層と同構成とし、液晶層１ｂに誘電異方性が正
のネマティック液晶（商品名ＺＬＩ−４４４６、イー・
メルク社製）に上記カイラル剤と逆のねじれをもつカイ
ラル剤（商品名Ｒ−８１１、イー・メルク社製）を混合
したものを用いた。これらの液晶層ともに同一厚みと
し、ねじれピッチｐa 、ｐb を２００nmと同一とした。
示すもので、２枚の透明基板２、３間に２層の液晶層１
ａ、１ｂが積層充填されている。液晶層１ａの液晶分子
ＭR と液晶層１ｂの液晶分子ＭL はねじれ配列してお
り、各ねじれ方向が逆でＭR が右ねじれ配列、ＭL が左
ねじれ配列である。本実施例では、液晶層１ａに誘電異
方性が正のネマティック液晶（商品名ＺＬＩ−４４４
６、イー・メルク社製）にカイラル剤（商品名ＣＢ１
５、イー・メルク社製）を混合したものを用い、実施例
１の液晶層と同構成とし、液晶層１ｂに誘電異方性が正
のネマティック液晶（商品名ＺＬＩ−４４４６、イー・
メルク社製）に上記カイラル剤と逆のねじれをもつカイ
ラル剤（商品名Ｒ−８１１、イー・メルク社製）を混合
したものを用いた。これらの液晶層ともに同一厚みと
し、ねじれピッチｐa 、ｐb を２００nmと同一とした。
【００２３】下基板３の表面上には電位を異ならしめる
ことができる電極３１、３２を具備しており、実施例１
の電極と同様の電極パターンで各画素部を形成してい
る。さらに液晶層１ａ、１ｂを分離するために、透明な
遮壁２３を層間に設けており、各液晶層の画素部が遮壁
２３を境に隣接して重なるようにしている。上下基板
３、２および遮壁２３の液晶層１ａ、１ｂに接する面に
配向膜５、６を形成する。この配向膜は液晶分子の配向
方向を規制し、液晶分子を上下基板３、２の表面にほぼ
平行な方向に配列する。
ことができる電極３１、３２を具備しており、実施例１
の電極と同様の電極パターンで各画素部を形成してい
る。さらに液晶層１ａ、１ｂを分離するために、透明な
遮壁２３を層間に設けており、各液晶層の画素部が遮壁
２３を境に隣接して重なるようにしている。上下基板
３、２および遮壁２３の液晶層１ａ、１ｂに接する面に
配向膜５、６を形成する。この配向膜は液晶分子の配向
方向を規制し、液晶分子を上下基板３、２の表面にほぼ
平行な方向に配列する。
【００２４】また、液晶分子ＭL 、ＭR は基板表面の法
線方向ｚにほぼ平行ならせん軸Ｍａ、Ｍｂをもつねじれ
配列をもち、配向膜５、６は外部駆動電源４に接続され
た電極３１、３２への電圧無印加時のねじれピッチｐa
、ｐb を一定に確保する。電極３１、３２に電位差を
与えることで、電極３１、３２間に基板表面方向の電界
すなわち横電界を生じ、液晶に誘電異方性がある場合に
は、電界により液晶層のねじれ配列が歪む。配列の歪み
具合により見かけ上のらせんピッチ長が変わり、これに
より選択反射の最大波長が変化して、表示色が変化す
る。印加する電圧値により赤、緑、青３色を選択的に表
示することができる。
線方向ｚにほぼ平行ならせん軸Ｍａ、Ｍｂをもつねじれ
配列をもち、配向膜５、６は外部駆動電源４に接続され
た電極３１、３２への電圧無印加時のねじれピッチｐa
、ｐb を一定に確保する。電極３１、３２に電位差を
与えることで、電極３１、３２間に基板表面方向の電界
すなわち横電界を生じ、液晶に誘電異方性がある場合に
は、電界により液晶層のねじれ配列が歪む。配列の歪み
具合により見かけ上のらせんピッチ長が変わり、これに
より選択反射の最大波長が変化して、表示色が変化す
る。印加する電圧値により赤、緑、青３色を選択的に表
示することができる。
【００２５】図５に電極３１、３２に印加する電圧ｖを
ｖ0 、 1ｖ 、ｖ2 と変化させたときの、反射光の分光
特性を示す。印加電圧を増加することにより、選択反射
の主波長λ0 を波長λ1 さらに波長λ2 へと長波長側に
移行していくのがわかる。この場合、反射光強度が図２
の場合よりも大きく、色純度がよい。各波長で光の反射
率が実施例１以上に高い表示が得られた。また実用上問
題のない応答とコントラスト比の高い良好な表示を得る
ことができた。
ｖ0 、 1ｖ 、ｖ2 と変化させたときの、反射光の分光
特性を示す。印加電圧を増加することにより、選択反射
の主波長λ0 を波長λ1 さらに波長λ2 へと長波長側に
移行していくのがわかる。この場合、反射光強度が図２
の場合よりも大きく、色純度がよい。各波長で光の反射
率が実施例１以上に高い表示が得られた。また実用上問
題のない応答とコントラスト比の高い良好な表示を得る
ことができた。
【００２６】ここで２つの液晶層１ａ、１ｂに同一電界
を印加しているが、それぞれ別個の電界が液晶層に印加
されても同様な効果が得られる。また液晶層１ａのねじ
れピッチｐa と液晶層１ｂのねじれピッチｐb を故意に
異なる値にしても同様な効果が得られる。また上下液晶
層の液晶材料や層厚を変えることも可能である。
を印加しているが、それぞれ別個の電界が液晶層に印加
されても同様な効果が得られる。また液晶層１ａのねじ
れピッチｐa と液晶層１ｂのねじれピッチｐb を故意に
異なる値にしても同様な効果が得られる。また上下液晶
層の液晶材料や層厚を変えることも可能である。
【００２７】また、本発明をＴＦＴやＭＩＭなどの３端
子、２端子素子を用いたアクティブマトリクス液晶表示
素子に応用しても優れた効果が得られることは言うまで
もない。
子、２端子素子を用いたアクティブマトリクス液晶表示
素子に応用しても優れた効果が得られることは言うまで
もない。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、透過率が高くバックラ
イトの輝度が小さくて済む消費電力の小さな液晶表示素
子を実現することができる。また、電圧値制御のみでカ
ラーフィルターを用いずにカラー表示を行うことができ
る。
イトの輝度が小さくて済む消費電力の小さな液晶表示素
子を実現することができる。また、電圧値制御のみでカ
ラーフィルターを用いずにカラー表示を行うことができ
る。
【図１】本発明の液晶表示素子の作用を説明する断面
図。
図。
【図２】本発明の液晶表示素子の電圧変化時の分光反射
特性を示す曲線図。
特性を示す曲線図。
【図３】本発明の一実施例を説明するもので、（ａ）は
電極を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う素
子の断面図。
電極を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う素
子の断面図。
【図４】本発明の他の実施例の構成を示す断面図。
【図５】本発明の他の実施例の電圧変化時の分光反射特
性を示す曲線図。
性を示す曲線図。
１・・・液晶層 ２・・・下基板 ３・・・上基板 ４・・・電源 ５，６・・・配向膜 ２１、２２・・・電極
Claims (4)
- 【請求項１】２枚の基板と、これら基板間に挟持された
液晶層と、前記基板表面に形成され前記液晶層に電界を
印加する電極とからなる液晶表示素子において、前記電
極が少なくとも一方の基板の表面に基板表面方向に対向
して形成され、基板の表面方向に電界を形成する少なく
とも一対の電極からなり、少なくとも前記一対の電極間
の基板表面上の液晶層の液晶分子が、基板表面に対しほ
ぼ平行で、かつ、基板表面法線とほぼ平行ならせん軸を
もってねじれ配列して選択反射を生じることを特徴とす
る液晶表示素子。 - 【請求項２】液晶層の平均屈折率ｎと液晶分子のねじれ
配列のピッチ長ｐとの積ｎ×ｐが、可視の波長範囲内で
あることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。 - 【請求項３】前記電極間に電位差を与えることにより選
択反射の主波長を変化せしめ、電極間に電位差が無いと
きの選択反射の主波長が可視の波長範囲の最短波長以下
であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。 - 【請求項４】液晶を挟む基板の表面法線方向に２つの液
晶層が配置され、前記２つの液晶層は互いにねじれ方向
が相反する方向にねじれ配列しており、ねじれ配列のら
せん軸は互いにほぼ平行かつ前記基板表面法線とほぼ平
行であり、前記２つの液晶層は選択反射を生じることを
特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11325394A JPH07120792A (ja) | 1993-08-31 | 1994-05-27 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21462593 | 1993-08-31 | ||
| JP5-214625 | 1993-08-31 | ||
| JP11325394A JPH07120792A (ja) | 1993-08-31 | 1994-05-27 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120792A true JPH07120792A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=26452247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11325394A Pending JPH07120792A (ja) | 1993-08-31 | 1994-05-27 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120792A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100258063B1 (ko) * | 1997-05-28 | 2000-06-01 | 구본준, 론 위라하디락사 | 횡전계방식액정표시소자및그제조방법 |
| US6642984B1 (en) | 1998-12-08 | 2003-11-04 | Fujitsu Display Technologies Corporation | Liquid crystal display apparatus having wide transparent electrode and stripe electrodes |
| US6894743B1 (en) | 1999-01-27 | 2005-05-17 | Nec Corporation | Liquid crystal optical modulation element, and color filter and liquid crystal display device using the same |
| KR100488923B1 (ko) * | 1997-06-25 | 2005-09-12 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 액정표시소자 |
| JP2005532584A (ja) * | 2002-07-08 | 2005-10-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 反射型立体ディスプレイ |
| KR100904269B1 (ko) * | 2002-12-31 | 2009-06-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치 |
| US7961263B2 (en) | 1997-11-20 | 2011-06-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal displays and manufacturing methods thereof |
| KR20120015683A (ko) * | 2010-08-12 | 2012-02-22 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP11325394A patent/JPH07120792A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100258063B1 (ko) * | 1997-05-28 | 2000-06-01 | 구본준, 론 위라하디락사 | 횡전계방식액정표시소자및그제조방법 |
| KR100488923B1 (ko) * | 1997-06-25 | 2005-09-12 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 액정표시소자 |
| US7961263B2 (en) | 1997-11-20 | 2011-06-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal displays and manufacturing methods thereof |
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| US7190429B2 (en) | 1998-12-08 | 2007-03-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display apparatus having wide transparent electrode and stripe electrodes |
| US6894743B1 (en) | 1999-01-27 | 2005-05-17 | Nec Corporation | Liquid crystal optical modulation element, and color filter and liquid crystal display device using the same |
| JP2005532584A (ja) * | 2002-07-08 | 2005-10-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 反射型立体ディスプレイ |
| JP4758099B2 (ja) * | 2002-07-08 | 2011-08-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 反射型立体ディスプレイ |
| KR100904269B1 (ko) * | 2002-12-31 | 2009-06-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치 |
| KR20120015683A (ko) * | 2010-08-12 | 2012-02-22 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치 |
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