JPH07294901A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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JPH07294901A
JPH07294901A JP6111845A JP11184594A JPH07294901A JP H07294901 A JPH07294901 A JP H07294901A JP 6111845 A JP6111845 A JP 6111845A JP 11184594 A JP11184594 A JP 11184594A JP H07294901 A JPH07294901 A JP H07294901A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
crystal display
polarizing plate
alignment film
Prior art date
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Application number
JP6111845A
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Japanese (ja)
Inventor
Zenta Kikuchi
善太 菊地
Tetsushi Yoshida
哲志 吉田
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP95106370A priority patent/EP0679923B1/en
Priority to DE69514951T priority patent/DE69514951T2/en
Priority to KR1019950010360A priority patent/KR0159069B1/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the color liquid crystal display element having a high response speed by providing oriented films, liquid crystal, and polarizing plates and specifying their constitution. CONSTITUTION:A transparent counter electrode 7 facing each picture element electrode 3 of a lower substrate 1 is formed on an upper substrate 2. A first oriented film 8 is provided on the electrode forming face of a lower substrate 1, and a second oriented film 9 is formed on the electrode forming face of the upper substrate 2. Liquid crystal 11 is charged in the area surrounded with the lower substrate 1, the upper substrate 2, and a seal material 10. The crossing angle between an axis 14a of transmission of an upper polarizing plate 14 and the direction of orientation treatment 8a of the lower oriented film 9 is set to 130 deg. or 40 deg., and that between the direction of orientation treatment 9a of the upper oriented film 9 and the direction 8a is set to 90 deg. (the twisting angle of liquid crystal 11 is 90 deg.), and that between an axis 13a of transmission of a lower polarizing plate 13 and the direction 8a is set to 150 deg. or 155 deg..

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、液晶の複屈折を制御
してカラー画像を表示するカラー液晶表示素子に関し、
特に、応答速度が速く、動作が安定的で、視野角が広い
カラー液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color liquid crystal display device for displaying a color image by controlling the birefringence of liquid crystal.
In particular, the present invention relates to a color liquid crystal display device having a fast response speed, stable operation, and a wide viewing angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】スーパーツイステッドネマチック(ST
N)型の液晶表示素子は、例えば、液晶分子のツイスト
角が180°以上で、光学異方性Δnと液晶層厚dの積
Δn・dが0.7μm〜1.1μm程度であり、複屈折
による着色が発生する。このSTN型の液晶表示素子で
は、実質的な黒色と黄色、或いは、青色と白色の二色表
示が可能である。このようなSTN型の液晶表示素子を
用いて多色表示するものとして、特開平2−20142
2には、ネマチック液晶の液晶分子のツイスト角を18
0°から360°の範囲とし、液晶層のΔn・dを1.
1μm以上とすることにより、フルカラー表示を可能と
したSTN型の液晶表示素子が開示されている。
2. Description of the Related Art Super twisted nematic (ST
The N) type liquid crystal display element has, for example, a twist angle of liquid crystal molecules of 180 ° or more, a product Δn · d of optical anisotropy Δn and a liquid crystal layer thickness d of about 0.7 μm to 1.1 μm, and Coloring due to refraction occurs. In this STN type liquid crystal display element, substantially two-color display of black and yellow or blue and white is possible. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-20142 discloses a multi-color display using such an STN type liquid crystal display element.
2, the twist angle of the liquid crystal molecules of nematic liquid crystal is 18
The range of 0 ° to 360 ° is set, and Δn · d of the liquid crystal layer is 1.
An STN type liquid crystal display element capable of full color display by setting the thickness to 1 μm or more is disclosed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示されたSTN型の液晶表示素子では、液晶分子のツイ
スト角が180°〜360°と大きいため、応答速度が
遅く、例えば、動画を表示するには不十分な応答速度し
か得られないという問題がある。また、液晶のツイスト
角が大きいため、液晶分子の配向状態が不安定になりや
すく、例えば、プレチルト角を5°以上とする必要があ
る等、配向膜の材質が限定され、その製造が困難とな
る。さらに、弾性定数比K33/K11の大きい液晶は配向
しにくいため、弾性定数比の小さい液晶を選択しなけれ
ばならず、液晶の選択の幅が狭くなるという問題があ
る。
However, in the STN type liquid crystal display element disclosed in the above publication, the response angle is slow because the twist angle of the liquid crystal molecules is as large as 180 ° to 360 °. However, there is a problem in that the response speed is insufficient to achieve. Further, since the twist angle of the liquid crystal is large, the alignment state of the liquid crystal molecules is likely to be unstable, and the material of the alignment film is limited, for example, the pretilt angle needs to be 5 ° or more, which makes the manufacturing difficult. Become. Further, since a liquid crystal having a large elastic constant ratio K33 / K11 is difficult to be aligned, it is necessary to select a liquid crystal having a small elastic constant ratio, and there is a problem that the selection range of the liquid crystal becomes narrow.

【0004】また、液晶層のΔn・dが大きいため、必
然的に液晶層を厚くするか或いはΔnの大きい液晶材料
を用いなければならず、そのため、視野角が狭くなる。
また、液晶層が厚くなった分だけ電界強度が弱くなるた
め、応答速度が遅くなるという問題がある。また、Δn
・dが大きいため、印加電圧の変化或いは液晶層厚の変
化に対するリタデーションの変化が大きくなり、液晶層
厚のばらつき及び液晶層の各部に印加される電圧のばら
つきにより、表示色にむらが生じてしまう。一方、液晶
層厚を一定に保つことは製造プロセス上困難であり、ま
た、電源電圧の微妙な変動をなくすことも困難であるか
ら、所望の色を安定して表示できないという問題があ
る。
Further, since the liquid crystal layer has a large Δn · d, it is inevitably necessary to thicken the liquid crystal layer or use a liquid crystal material having a large Δn, resulting in a narrow viewing angle.
Further, since the electric field strength becomes weaker as the liquid crystal layer becomes thicker, the response speed becomes slower. Also, Δn
Since d is large, the change in the retardation with respect to the change in the applied voltage or the change in the liquid crystal layer thickness becomes large, and the display color becomes uneven due to the variation in the liquid crystal layer thickness and the variation in the voltage applied to each part of the liquid crystal layer. I will end up. On the other hand, it is difficult to keep the thickness of the liquid crystal layer constant in the manufacturing process, and it is also difficult to eliminate subtle fluctuations in the power supply voltage, so that there is a problem that a desired color cannot be stably displayed.

【0005】カラー画像を表示する液晶表示素子として
カラーフィルタを用いた液晶表示素子もあるが、3原色
用のカラーフィルタが必要であり、ドット数が3倍(3
ドットで1画素)必要となる等、製造工程が複雑であ
り、また、フィルタにより光が減衰されるため、表示が
暗くなってしまうという問題がある。
There is a liquid crystal display element using a color filter as a liquid crystal display element for displaying a color image, but a color filter for three primary colors is required, and the number of dots is tripled (3
There is a problem in that the manufacturing process is complicated such that one pixel is required for each dot and the light is attenuated by the filter, so that the display becomes dark.

【0006】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、応答速度の速いカラー液晶表示素子を提供すること
を目的とする。この発明は、所望の色を安定的に表示で
きる液晶表示素子を提供することを他の目的とする。こ
の発明は視野角の広い液晶表示素子を提供することを他
の目的とする。また、この発明は、複屈折を制御してカ
ラー画像を表示する液晶表示素子を改良することを他の
目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a color liquid crystal display device having a high response speed. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of stably displaying a desired color. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a wide viewing angle. Another object of the present invention is to improve a liquid crystal display device that controls a birefringence to display a color image.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の液晶表示素子は、対向して配置された第
1と第2の基板と、前記第1と第2の基板の対向面にそ
れぞれ形成された第1と第2の電極と、前記第1の電極
と前記第1の基板上に形成され、第1の方向に配向処理
が施された第1の配向膜と、前記第2の電極と前記第2
の基板上に形成され、前記第1の方向に対し実質的に9
0°で交差する第2の方向に配向処理が施された第2の
配向膜と、前記配向膜間に配置され、前記第1と第2の
配向膜の配向規制力により、実質的に90°ツイスト配
向された液晶と、前記第1の基板の外側に配置され、そ
の光学軸が前記第1の配向処理方向に対し実質的に15
0°又は155°で交差するように配置された第1の偏
光板と、前記第2の基板の外側に配置され、その光学軸
が前記第1の配向処理方向に対し実質的に130°又は
40°で交差するように配置された第2の偏光板と、よ
り構成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display element of the present invention is provided with a first and a second substrate arranged to face each other, and a facing surface of the first and the second substrate. A first alignment film formed on the first substrate and a first alignment film formed on the first substrate and having an alignment treatment in a first direction; Second electrode and the second
Formed on the substrate of substantially 9 with respect to the first direction.
The second alignment film, which has been subjected to the alignment treatment in the second direction intersecting at 0 °, is disposed between the alignment films, and is substantially 90 due to the alignment regulating force of the first and second alignment films. ° Twist-aligned liquid crystal and an optical axis disposed outside the first substrate, the optical axis of which is substantially 15 with respect to the first alignment treatment direction.
A first polarizing plate arranged to intersect at 0 ° or 155 °, and arranged outside the second substrate, and its optical axis is substantially 130 ° with respect to the first alignment treatment direction; It is characterized by comprising a second polarizing plate arranged so as to intersect at 40 °.

【0008】前記液晶は、例えば、その光学異方性Δn
と厚さdの積が0.7μm以上で1.1μm未満であ
る。また、前記第1と第2の偏光板の間に、視野角を改
善するための位相差板を配置してもよい。
The liquid crystal has, for example, an optical anisotropy Δn.
And the thickness d is 0.7 μm or more and less than 1.1 μm. Further, a retardation plate for improving the viewing angle may be arranged between the first and second polarizing plates.

【0009】[0009]

【作用】上記構成によれば、対向する電極間に印加する
電圧を制御することにより、液晶分子の配向状態を制御
して、液晶の複屈折を制御して、任意の表示色を得るこ
とができる。特に、光学異方性Δnと厚さdの積Δn・
dが0.7以上となる液晶を使用することにより、フル
カラーの表示が可能となる。液晶分子のツイスト角がほ
ぼ90°と小さく、また、液晶のΔn・dが1.1μm
未満と小さく、液晶層厚dを小さくできるので、応答速
度が速く、動画等の表示に適した液晶表示素子が得られ
る。さらに、位相差板を使用することにより、視野角を
広くすることができる。
According to the above construction, by controlling the voltage applied between the electrodes facing each other, the alignment state of the liquid crystal molecules is controlled, the birefringence of the liquid crystal is controlled, and an arbitrary display color can be obtained. it can. In particular, the product of optical anisotropy Δn and thickness d Δn ·
By using a liquid crystal having d of 0.7 or more, full color display is possible. The twist angle of liquid crystal molecules is as small as 90 °, and Δn · d of liquid crystal is 1.1 μm.
Since the liquid crystal layer thickness d is small, the response speed is fast and a liquid crystal display device suitable for displaying moving images can be obtained. Further, the use of the retardation plate can widen the viewing angle.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例にかかる液晶表示素子
を図面を参照して説明する。 (第1実施例)まず、この発明の第1実施例にかかる液
晶表示素子の構成を図1〜図4を参照して説明する。図
1は本実施例の液晶表示素子の断面図、図2は画素電極
と薄膜トランジスタを形成した基板の平面図、図3
(A)〜(C)は配向処理方向と偏光板の光学軸の関係
を示すための平面図、図4(A)〜(C)は配向処理方
向と偏光板の光学軸の関係を示すための斜視図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A liquid crystal display device according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) First, the structure of a liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element of this embodiment, FIG. 2 is a plan view of a substrate on which pixel electrodes and thin film transistors are formed, and FIG.
4A to 4C are plan views showing the relationship between the alignment treatment direction and the optical axis of the polarizing plate, and FIGS. 4A to 4C show the relationship between the alignment treatment direction and the optical axis of the polarizing plate. FIG.

【0011】この液晶表示素子は、アクティブマトリク
ス方式のものであり、一対の透明基板(例えば、ガラス
基板)1、2のうち、図1において下側の第1の基板
(以下、下基板)1には透明な画素電極3と画素電極3
に接続された薄膜トランジスタ(以下、TFT)4とが
マトリクス状に配列形成されている。
This liquid crystal display element is of an active matrix type, and of a pair of transparent substrates (for example, glass substrates) 1 and 2, the lower first substrate (hereinafter, lower substrate) 1 in FIG. Transparent pixel electrode 3 and pixel electrode 3
And thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) 4 connected to each other are arranged in a matrix.

【0012】下基板1には、図2に示すように、画素電
極3の行間にゲートライン(走査ライン)5が配線さ
れ、画素電極3の列間にデータライン(色信号ライン)
6が配線されている。各TFT4のゲート電極は対応す
るゲートライン5に接続され、ドレイン電極は対応する
データライン6に接続されている。ゲートライン5は端
子部5aを除いてTFT4のゲート絶縁膜(透明膜)で
覆われており、データライン6はゲート絶縁膜の上に形
成されている。画素電極3はゲート絶縁膜の上に形成さ
れており、その一端部においてTFT4のソース電極に
接続されている。ゲートライン5は行ドライバ(ゲート
ドライバ)21に接続され、データライン6は列ドライ
バ(データドライバ)22に接続されている。
As shown in FIG. 2, on the lower substrate 1, gate lines (scanning lines) 5 are arranged between rows of pixel electrodes 3 and data lines (color signal lines) are arranged between columns of pixel electrodes 3.
6 is wired. The gate electrode of each TFT 4 is connected to the corresponding gate line 5, and the drain electrode is connected to the corresponding data line 6. The gate line 5 is covered with the gate insulating film (transparent film) of the TFT 4 except for the terminal portion 5a, and the data line 6 is formed on the gate insulating film. The pixel electrode 3 is formed on the gate insulating film, and one end of the pixel electrode 3 is connected to the source electrode of the TFT 4. The gate line 5 is connected to a row driver (gate driver) 21, and the data line 6 is connected to a column driver (data driver) 22.

【0013】図1において、上側の第2の基板(以下、
上基板)2には、下基板1の各画素電極3と対向する透
明な対向電極7が形成されている。対向電極7は表示領
域全体にわたる面積の1枚の電極から構成され、一定の
基準電圧が印加されている。下基板1の電極形成面に
は、第1の配向膜(以下、下配向膜)8が設けられてい
る。また、上基板2の電極形成面には、第2の配向膜
(以下、上配向膜)9が設けられている。上下配向膜
9、8は、例えば、ポリイミド等の有機高分子化合物か
らなり、その対向面にはラビングによる配向処理が施さ
れている。
In FIG. 1, the upper second substrate (hereinafter, referred to as
A transparent counter electrode 7 facing each pixel electrode 3 of the lower substrate 1 is formed on the upper substrate 2. The counter electrode 7 is composed of one electrode having an area over the entire display area, and a constant reference voltage is applied. A first alignment film (hereinafter, lower alignment film) 8 is provided on the electrode formation surface of the lower substrate 1. Further, a second alignment film (hereinafter, upper alignment film) 9 is provided on the electrode formation surface of the upper substrate 2. The upper and lower alignment films 9 and 8 are made of, for example, an organic polymer compound such as polyimide, and their facing surfaces are subjected to an alignment treatment by rubbing.

【0014】下基板1と上基板2は、その外周縁部にお
いて枠状のシール材10を介して接着されている。下基
板1、上基板2、シール材10で囲まれた領域には液晶
11が封入されている。下基板1と上基板2の間隔(よ
り正確には、配向膜8、9の間隔=液晶層厚d)は、液
晶封入領域内に点在状態で配置されているギャップ材1
2により一定値に保持される。第1の偏光板(以下、下
偏光板)13が下基板1の下に配置され、第2の偏光板
(以下、上偏光板)14が上基板2の上に配置されてい
る。偏光板13、14の光学軸は配向膜8の配向処理方
向を基準として設定される。下側の偏光板13の下に
は、反射板15が配置されている。なお、図1におい
て、符号16は液晶セルを示す。
The lower substrate 1 and the upper substrate 2 are bonded to each other at their outer peripheral edges with a frame-shaped sealing material 10 interposed therebetween. Liquid crystal 11 is enclosed in a region surrounded by the lower substrate 1, the upper substrate 2, and the sealing material 10. The gap between the lower substrate 1 and the upper substrate 2 (more accurately, the gap between the alignment films 8 and 9 = the liquid crystal layer thickness d) is a gap material 1 arranged in a scattered state in the liquid crystal enclosing region.
It is held at a constant value by 2. A first polarizing plate (hereinafter, lower polarizing plate) 13 is arranged under the lower substrate 1, and a second polarizing plate (hereinafter, upper polarizing plate) 14 is arranged on the upper substrate 2. The optical axes of the polarizing plates 13 and 14 are set with reference to the alignment treatment direction of the alignment film 8. A reflection plate 15 is arranged below the lower polarization plate 13. In FIG. 1, reference numeral 16 indicates a liquid crystal cell.

【0015】液晶11は、例えば、ツイスト配向用のカ
イラル液晶が添加されたネマティック液晶などから構成
される。液晶11の光学異方性Δnと層厚dの積Δn・
dが大きすぎると、視野角が狭くなると共に応答速度が
遅くなる。さらに、印加電圧の微妙な変化により表示色
が急激に変化し好ましくない。また、Δn・dが小さす
ぎると、フルカラー表示が困難となる。このため、この
実施例においては、液晶11の光学異方性Δnを0.1
9〜0.25、液晶層厚dを4〜5μm、その積である
Δn・dを0.7μm以上1.1μm未満、望ましく
は、0.85μm以上1.05μm未満、さらに望まし
くは、0.95μm以上1.03μm未満に設定する。
The liquid crystal 11 is composed of, for example, a nematic liquid crystal to which a chiral liquid crystal for twist alignment is added. The product of optical anisotropy Δn of liquid crystal 11 and layer thickness d Δn ·
If d is too large, the viewing angle becomes narrow and the response speed becomes slow. Furthermore, the display color changes abruptly due to a slight change in the applied voltage, which is not preferable. If Δn · d is too small, full-color display becomes difficult. Therefore, in this embodiment, the optical anisotropy Δn of the liquid crystal 11 is 0.1.
9 to 0.25, the liquid crystal layer thickness d is 4 to 5 μm, and the product Δn · d is 0.7 μm or more and less than 1.1 μm, preferably 0.85 μm or more and less than 1.05 μm, and more preferably 0. It is set to 95 μm or more and less than 1.03 μm.

【0016】図3(B)、図4(B)に示すように、上
配向膜9の配向処理方向9aは、下配向膜8の配向処理
方向8aに対し反時計方向に90°で交差している。こ
れにより液晶分子は、下基板1側から上基板2に向かっ
て90°ツイストした配向状態となる。
As shown in FIGS. 3B and 4B, the alignment treatment direction 9a of the upper alignment film 9 intersects the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 counterclockwise at 90 °. ing. As a result, the liquid crystal molecules are in an aligned state in which they are twisted by 90 ° from the lower substrate 1 side toward the upper substrate 2.

【0017】また、図3(A)、図4(A)に示すよう
に、上偏光板14の透過軸14aは、下配向膜8の配向
処理方向8aに対し130°で交差している。さらに、
図3(C)、図4(C)に示すように、下偏光板13の
透過軸13aは、下配向膜8の配向処理方向8aに対し
150°で交差している。従って、下偏光板13の透過
軸13aと上偏光板14の透過軸14aはほぼ20°で
交差している。
Further, as shown in FIGS. 3A and 4A, the transmission axis 14a of the upper polarizing plate 14 intersects the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 130 °. further,
As shown in FIGS. 3C and 4C, the transmission axis 13a of the lower polarizing plate 13 intersects the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 150 °. Therefore, the transmission axis 13a of the lower polarizing plate 13 and the transmission axis 14a of the upper polarizing plate 14 intersect at approximately 20 °.

【0018】このような構成の液晶表示素子によれば、
画素電極3と対向電極7間に印加する電圧を制御するこ
とにより、液晶分子の配向状態が変化する。液晶分子の
配向状態の変化に伴って、液晶層のリタデーションも変
化し、波長毎に異なった複屈折が起こる。このため、印
加電圧の変化に応じて、上偏光板14から出射する光の
ピーク波長が変化し、表示色が変化する。即ち、印加電
圧を制御して表示色(色相)を制御することができる。
According to the liquid crystal display device having such a structure,
By controlling the voltage applied between the pixel electrode 3 and the counter electrode 7, the alignment state of liquid crystal molecules is changed. The retardation of the liquid crystal layer also changes with the change of the alignment state of the liquid crystal molecules, and different birefringence occurs for each wavelength. Therefore, the peak wavelength of the light emitted from the upper polarizing plate 14 changes according to the change of the applied voltage, and the display color changes. That is, the display color (hue) can be controlled by controlling the applied voltage.

【0019】液晶のリタデーションの変化は、Δn・d
の大きさに依存する。従って、Δn・dが大き過ぎると
印加電圧の変化に対し表示色が急激に変化し、Δn・d
が小さ過ぎると印加電圧を変化させても表示色がほとん
ど変化しない。本実施例では、Δn・dが0.7μm以
上1.1μm未満の液晶11及び図3、図4に示す光学
配置を採用することにより,赤、緑、青、黒、白の表示
が可能となり、いわゆるフルカラーの表示が可能とな
る。また、コントラストが高く、色純度も優れたものと
なる。また、液晶分子のツイスト角が約90°と小さい
ので、応答速度が速く、動画等を表示可能である。液晶
11を90°程度ツイストさせることはほぼ全ての液晶
材料で可能であり、液晶材料及び配向膜の材質の選択の
幅が広くなる。また、Δn・dが0.7μm以上1.1
μm未満と比較的小さいので、視野角が広く、製造プロ
セスのばらつきによる液晶層の厚さdの微妙な変動、電
源電圧の変動等による表示色の変動が起こりにく、所望
のカラー画像を安定的に表示できる。
The change in the liquid crystal retardation is Δnd
Depends on the size of. Therefore, if Δn · d is too large, the display color changes abruptly in response to changes in applied voltage, and Δn · d
If is too small, the display color hardly changes even if the applied voltage is changed. In this embodiment, by adopting the liquid crystal 11 having Δn · d of 0.7 μm or more and less than 1.1 μm and the optical arrangement shown in FIGS. 3 and 4, it is possible to display red, green, blue, black and white. The so-called full-color display is possible. In addition, the contrast is high and the color purity is excellent. Moreover, since the twist angle of the liquid crystal molecules is as small as about 90 °, the response speed is fast and a moving image or the like can be displayed. Twisting the liquid crystal 11 by about 90 ° is possible with almost all liquid crystal materials, and the selection range of the liquid crystal material and the material of the alignment film is widened. Further, Δn · d is 0.7 μm or more and 1.1.
Since it is relatively small (less than μm), the viewing angle is wide, and it is unlikely that the display color will fluctuate due to subtle fluctuations in the thickness d of the liquid crystal layer due to manufacturing process fluctuations, fluctuations in power supply voltage, etc. Can be displayed

【0020】以下、第1実施例に基づく液晶表示素子の
具体例及び比較例を説明する。 具体例1 具体例1では、液晶11としてメルク社の商品名BDH
−TL205(以下、液晶1)を使用した。この液晶の
N−I点は87℃、Δnは0.218,粘度は45c
p、ピッチPは69μmであった。また、液晶層厚dを
4.63μmに設定し、Δn・dを1.01μmとし
た。また、偏光板13、14の単体透過率を44%、偏
光度を99.5%とし、反射板15として下偏光板13
の下面にアルミニウムを蒸着したものを使用した。さら
に、上述のように、上偏光板14の透過軸14aと下配
向膜8の配向処理方向8aとの交差角度を130°、上
配向膜9の配向処理方向9aと下配向膜8の配向処理方
向8aとの交差角度を90°(液晶11のツイスト角が
90°)、下偏光板13の透過軸13aと下配向膜8の
配向処理方向8aとの交差角度を150°にそれぞれ設
定した。
Specific examples and comparative examples of the liquid crystal display device based on the first embodiment will be described below. Specific Example 1 In Specific Example 1, the liquid crystal 11 is BDH manufactured by Merck & Co., Inc.
-TL205 (hereinafter referred to as liquid crystal 1) was used. The liquid crystal has an NI point of 87 ° C., Δn of 0.218, and a viscosity of 45 c.
The p and the pitch P were 69 μm. The liquid crystal layer thickness d was set to 4.63 μm, and Δn · d was set to 1.01 μm. Further, the single transmittances of the polarizing plates 13 and 14 are 44%, the polarization degree is 99.5%, and the lower polarizing plate 13 is used as the reflecting plate 15.
The bottom surface of aluminum was vapor-deposited with aluminum. Furthermore, as described above, the crossing angle between the transmission axis 14a of the upper polarizing plate 14 and the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 is 130 °, the alignment treatment direction 9a of the upper alignment film 9 and the alignment treatment of the lower alignment film 8 are performed. The intersection angle with the direction 8a was set to 90 ° (the twist angle of the liquid crystal 11 was 90 °), and the intersection angle between the transmission axis 13a of the lower polarizing plate 13 and the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 was set to 150 °.

【0021】この場合の印加電圧と反射率及び表示色の
関係を図5に、そのCIE(x,y)色度図を図6に示
す。図5及び図6に示すように、表示色は印加電圧の上
昇に伴って、赤→緑→青→黒→白と変化し、フルカラー
での表示が可能であった。また、平均レスポンスは12
5ms、平均反射率は13.6%、コントラストは5.3
であり、応答速度に優れ、明るく、コントラストの高い
カラー画像が表示可能であった。
FIG. 5 shows the relationship between the applied voltage, the reflectance and the display color in this case, and FIG. 6 shows the CIE (x, y) chromaticity diagram. As shown in FIGS. 5 and 6, the display color changed in the order of red → green → blue → black → white as the applied voltage increased, and full-color display was possible. The average response is 12
5 ms, average reflectance 13.6%, contrast 5.3
It was possible to display a bright, high-contrast color image with excellent response speed.

【0022】具体例2 具体例2では、液晶11としてメルク社の商品名BDH
−TL215(以下、液晶2)を使用した。この液晶の
N−I点は83℃、Δnは0.204,粘度は44c
p、ピッチPは73μmであった。また、液晶層厚dを
4.63μmに設定し、Δn・dを0.945μmとし
た。その他の構成は具体例1と同一とした。この場合
も、印加電圧の上昇に伴って、表示色は、赤→緑→青→
黒→白と変化し、フルカラーの表示が可能であった。ま
た、平均レスポンスは83ms、平均反射率は16.7
%、コントラストは7.9であり、具体例1よりも応答
速度に優れ、明るく、コントラストの高いカラー画像が
表示可能であった。
Concrete Example 2 In Concrete Example 2, the liquid crystal 11 is BDH manufactured by Merck & Co., Inc.
-TL215 (hereinafter referred to as liquid crystal 2) was used. The liquid crystal has an NI point of 83 ° C., Δn of 0.204, and a viscosity of 44 c.
The p and the pitch P were 73 μm. The liquid crystal layer thickness d was set to 4.63 μm, and Δn · d was set to 0.945 μm. The other configurations were the same as those in Example 1. Also in this case, the display color changes from red → green → blue → as the applied voltage rises.
It changed from black to white, and full-color display was possible. The average response is 83 ms and the average reflectance is 16.7.
%, The contrast was 7.9, and the response speed was superior to that of Example 1, and a bright and high-contrast color image could be displayed.

【0023】具体例3 上下偏光板として、単体透過率が47%、偏光度が95
%のものを使用し、その他の構成は具体例2と同一とし
た。この場合も、表示色は印加電圧の上昇に伴って、赤
→緑→青→黒→白と変化し、フルカラーの表示が可能で
あった。また、平均レスポンスは83ms、平均反射率は
17.4%、コントラストは5.4であり、応答速度に
優れ、明るく、コントラストの高いカラー画像が表示可
能であった。
Concrete Example 3 As the upper and lower polarizing plates, the single transmittance is 47% and the polarization degree is 95.
%, And the other configurations were the same as those in Example 2. Also in this case, the display color changed in the order of red → green → blue → black → white with the increase of the applied voltage, and full-color display was possible. Further, the average response was 83 ms, the average reflectance was 17.4%, and the contrast was 5.4. The response speed was excellent, and bright and high-contrast color images could be displayed.

【0024】具体例4 上偏光板14として、単体透過率が45%、偏光度が9
9.5%で、無反射処理が施されたものを使用し、下偏
光板13として、単体透過率が47%、偏光度が95%
のものを使用し、その他の構成は具体例2と同一とし
た。この場合も、表示色は印加電圧の上昇に伴って、赤
→緑→青→黒→白と変化し、フルカラーの表示が可能で
あった。また、平均レスポンスは83ms、平均反射率は
15.8%、コントラストは6.3であり、応答速度に
優れ、明るく、コントラストの高いカラー画像が表示可
能であった。
Concrete Example 4 The upper polarizing plate 14 has a single transmittance of 45% and a polarization degree of 9
The lower polarizing plate 13 is 9.5% and has a non-reflection treatment, and has a single transmittance of 47% and a polarization degree of 95%.
Other than the above, other configurations were the same as those of the specific example 2. Also in this case, the display color changed in the order of red → green → blue → black → white with the increase of the applied voltage, and full-color display was possible. The average response was 83 ms, the average reflectance was 15.8%, and the contrast was 6.3. The response speed was excellent, and bright and high-contrast color images could be displayed.

【0025】具体例5 反射板として下偏光板13の下面にアルミ箔を接着した
ものを使用し、その他の構成は具体例3と同一とした。
この場合も、表示色は印加電圧の上昇に伴って、赤→緑
→青→黒→白と変化し、フルカラーの表示が可能であっ
た。また、平均レスポンスは83ms、平均反射率は2
8.2%、コントラストは7.0、であり、応答速度に
優れ、明るく、コントラストの高いカラー画像が表示可
能であった。
Example 5 As the reflection plate, an aluminum foil adhered to the lower surface of the lower polarizing plate 13 was used, and the other structures were the same as in Example 3.
Also in this case, the display color changed in the order of red → green → blue → black → white with the increase of the applied voltage, and full-color display was possible. The average response is 83 ms, and the average reflectance is 2
The contrast was 8.2% and the contrast was 7.0. The response speed was excellent, and a bright, high-contrast color image could be displayed.

【0026】比較例1 図3、図4に示す配置と異なり、上偏光板14の透過軸
14aと下配向膜8の配向処理方向8aとの交差角度を
45°、上配向膜9の配向処理方向9aと下配向膜8の
配向処理方向8aとの交差角度を90°(ツイスト角が
90°)、下偏光板13の透過軸13aと下配向膜8の
配向処理方向8aとの交差角度を45°にそれぞれ設定
した。即ち、通常のTN液晶表示素子と実質的に同一の
構成とした。その他の構成は具体例1と同一とした。こ
の構成の液晶表示素子では、表示色は印加電圧の上昇に
伴って、赤→緑→青→白と変化し、黒が表示できず、フ
ルカラーでの表示ができなかった。
Comparative Example 1 Unlike the arrangements shown in FIGS. 3 and 4, the crossing angle between the transmission axis 14a of the upper polarizing plate 14 and the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 is 45 °, and the alignment treatment of the upper alignment film 9 is performed. The intersection angle between the direction 9a and the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 is 90 ° (twist angle is 90 °), and the intersection angle between the transmission axis 13a of the lower polarizing plate 13 and the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 is Each was set to 45 °. That is, the structure is substantially the same as that of a normal TN liquid crystal display element. The other configurations were the same as those in Example 1. In the liquid crystal display device having this configuration, the display color changed in the order of red → green → blue → white with the increase of the applied voltage, black could not be displayed, and full color could not be displayed.

【0027】比較例2 液晶11として上述の液晶1を使用し、液晶層厚dを調
整して、Δn・dを1.13とし、その他の構成は具体
例1と同一とした。この構成の液晶表示素子では、複数
の色表示は可能であるが、表示色にむらが発生じ、ま
た、印加電圧に対する表示色が不安定であり、実用的な
フルカラー表示が困難であった。
Comparative Example 2 The above-mentioned liquid crystal 1 was used as the liquid crystal 11, the liquid crystal layer thickness d was adjusted so that Δn · d was 1.13, and the other structures were the same as those of the specific example 1. In the liquid crystal display device having this structure, although it is possible to display a plurality of colors, the display colors are uneven, and the display colors are unstable with respect to the applied voltage, which makes practical full-color display difficult.

【0028】比較例3 液晶11として上述の液晶1を使用し、液晶層厚dを調
整して、Δn・dを0.67とし、その他の構成は具体
例1と同一とした。この構成の液晶表示素子では、複数
色の表示が困難であり、フルカラーの表示ができなかっ
た。
Comparative Example 3 The above liquid crystal 1 was used as the liquid crystal 11, the liquid crystal layer thickness d was adjusted so that Δn · d was 0.67, and the other structures were the same as those of the specific example 1. With the liquid crystal display device having this structure, it is difficult to display a plurality of colors, and full-color display cannot be performed.

【0029】以上の具体例及び比較例から明らかなよう
に、この実施例によれば、高速応答性を有し、フルカラ
ー画像が表示可能な液晶表示素子を得ることができる。
As is clear from the above specific examples and comparative examples, according to this example, it is possible to obtain a liquid crystal display device having a high-speed response and capable of displaying a full-color image.

【0030】この発明は、この実施例に限定されず、例
えば、上偏光板14の透過軸14aが下配向膜8の配向
処理方向8aに対し40°で交差し、下偏光板13の透
過軸13aが下配向膜8の配向処理方向8aに対し15
5°で交差するように、上下偏光板14、13を配置し
てもよい。
The present invention is not limited to this embodiment. For example, the transmission axis 14a of the upper polarizing plate 14 intersects the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 40 °, 13a is 15 with respect to the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8.
The upper and lower polarizing plates 14 and 13 may be arranged so as to intersect at 5 °.

【0031】各光学軸をこのように配置し、その他の構
成を具体例3と同一とした場合の、印加電圧に対する反
射率と表示色の変化は図7に示すようになり、また、そ
のCIE色度図は図8に示すようになる。図7と図8か
ら明らかなように、この構成においては、印加電圧が上
昇するに従って、表示色が緑→青→赤→白→黒と変化
し、フルカラー画像が表示可能となる。その平均応答速
度は83ms、コントラストは5.9であり、応答速度
が速く、コントラストも高い。
FIG. 7 shows changes in reflectance and display color with respect to an applied voltage when the respective optical axes are arranged in this way and the other configurations are the same as those of the concrete example 3, and the CIE thereof is shown. The chromaticity diagram is as shown in FIG. As is apparent from FIGS. 7 and 8, in this configuration, the display color changes from green → blue → red → white → black as the applied voltage increases, and a full-color image can be displayed. The average response speed is 83 ms and the contrast is 5.9, the response speed is fast and the contrast is high.

【0032】(第2実施例)次に、第1実施例のカラー
液晶表示素子の視野角を改良した第2実施例を説明す
る。図9は第2実施例にかかる液晶表示素子の断面構成
を示し、上偏光板14と上基板2の間に第1と第2の位
相差板31、32が配置されている点以外は図1に示す
構成と同一である。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment in which the viewing angle of the color liquid crystal display element of the first embodiment is improved will be described. FIG. 9 shows a cross-sectional structure of a liquid crystal display element according to the second embodiment, except that the first and second retardation plates 31 and 32 are arranged between the upper polarizing plate 14 and the upper substrate 2. The configuration is the same as that shown in FIG.

【0033】第1と第2の位相差板31、32は、例え
ば、ポリカーボネイト系樹脂を延伸して製造されたもの
で、厚み方向にも位相差のある2軸性のものであり、例
えば、リタデーション((nx−ny)・d)が450
nmでNz係数値(nx−nz)/(nx−ny)が
0.2乃至0.8程度のものである。但し、nxは位相
差板の平面上で屈折率が最大となる方向の屈折率、ny
は前記位相差板の平面上で前記nxの方向と直交する方
向の屈折率、nzはnxの方向及びnyの方向とそれぞ
れ直交する方向の屈折率を表す。図10(B)、(C)
及び図11(B)、(C)に示すように、第1の位相差
板31は、その延伸軸(平面上で最も屈折率が大きくな
る軸)31aが下配向膜8の配向処理方向8aに対し1
35°で交差するように配置され、第2の位相差板32
は、その延伸軸32aが下配向膜8の配向処理方向8a
に対し45°で交差するように配置される。図10
(A)、(C),(D)及び図11(A)、(C),
(D)に示すように、上下偏光板14、13の透過軸の
位置、液晶のツイスト角等は第1実施例と同一である。
The first and second retardation plates 31 and 32 are made, for example, by stretching a polycarbonate resin and are biaxial with a retardation in the thickness direction. Retardation ((nx-ny) · d) is 450
The Nz coefficient value (nx-nz) / (nx-ny) in nm is about 0.2 to 0.8. Where nx is the refractive index in the direction in which the refractive index is maximum on the plane of the retardation plate, ny
Is the refractive index in the direction orthogonal to the nx direction on the plane of the retardation plate, and nz is the refractive index in the directions orthogonal to the nx direction and the ny direction. 10 (B), (C)
As shown in FIGS. 11B and 11C, in the first retardation plate 31, the stretching axis (the axis having the largest refractive index on the plane) 31 a is oriented in the alignment treatment direction 8 a of the lower alignment film 8. Against 1
The second retardation plate 32 is arranged so as to intersect at 35 °.
Indicates that the stretching axis 32a is the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8.
It is placed so that it intersects at 45 °. Figure 10
(A), (C), (D) and FIGS. 11 (A), (C),
As shown in (D), the positions of the transmission axes of the upper and lower polarizing plates 14 and 13 and the twist angle of the liquid crystal are the same as in the first embodiment.

【0034】この構成の液晶表示素子によれば、第1実
施例の液晶表示素子と同様に、表示色は印加電圧の上昇
に伴って、赤→緑→青→黒→白と変化し、フルカラーの
表示が可能である。また、応答速度も速い。さらに、位
相差板31及び32の作用により、第1実施例の液晶表
示素子よりも視野角が広がる。
According to the liquid crystal display element having this structure, the display color changes in the order of red → green → blue → black → white as the applied voltage rises, similarly to the liquid crystal display element of the first embodiment, and a full color display is obtained. Can be displayed. Also, the response speed is fast. Further, due to the action of the phase difference plates 31 and 32, the viewing angle becomes wider than that of the liquid crystal display element of the first embodiment.

【0035】次に、第2実施例の液晶表示素子の具体例
を説明する。 具体例1 第1及び第2位相差板31、32として、Δn・dが4
50nm、Nz値が0.3のものを使用し、その他の構
成は第1実施例の具体例1と同一とした。この場合、第
1実施例の具体例1と同様に、表示色は印加電圧の上昇
に伴って、赤→緑→青→黒→白と変化し、フルカラーの
表示が可能であった。また、平均レスポンスは125m
s、平均反射率は14.8%、コントラストは4.1、
であり、応答速度に優れ、明るく、コントラストの高い
画像が表示可能であった。さらに、第1実施例の具体例
1に比較して全体的に視野角が広くなり、特に、白、
赤、緑に対する視野角が大幅に改善された。
Next, a specific example of the liquid crystal display element of the second embodiment will be described. Specific Example 1 As the first and second retardation plates 31 and 32, Δn · d is 4
A 50 nm, Nz value of 0.3 was used, and other configurations were the same as those of the specific example 1 of the first embodiment. In this case, as in Example 1 of the first embodiment, the display color changed in the order of red → green → blue → black → white as the applied voltage increased, and full-color display was possible. The average response is 125m
s, the average reflectance is 14.8%, the contrast is 4.1,
Therefore, it was possible to display a bright, high-contrast image with excellent response speed. Further, the viewing angle is widened as a whole as compared with the first specific example of the first embodiment.
The viewing angle for red and green has been greatly improved.

【0036】具体例2 第1及び第2位相差板31、32として、Δn・dが4
50nm、Nz係数値が0.3を使用し、その他の構成
は第1実施例の具体例2と同一とした。この場合も、表
示色は印加電圧の上昇に伴って、赤→緑→青→黒→白と
変化し、フルカラーの表示が可能であった。また、平均
レスポンスは83ms、平均反射率は16.5%、コント
ラストは6.1であり、応答速度に優れ、明るく、コン
トラストの高い画像が表示可能であった。さらに、第1
実施例の具体例2に比較して視野角が全体的に広くなっ
た。
Concrete Example 2 As the first and second retardation plates 31 and 32, Δn · d is 4
50 nm and an Nz coefficient value of 0.3 were used, and other configurations were the same as those of the concrete example 2 of the first embodiment. Also in this case, the display color changed in the order of red → green → blue → black → white with the increase of the applied voltage, and full-color display was possible. Further, the average response was 83 ms, the average reflectance was 16.5%, and the contrast was 6.1, and the response speed was excellent, and bright, high-contrast images could be displayed. Furthermore, the first
The viewing angle was widened as a whole as compared with Example 2 of the example.

【0037】以上の具体例からも明らかなように、第2
実施例によれば、第1実施例とほぼ同等の光学特性を確
保しつつ、視野角を大きくすることができる。
As is clear from the above specific example, the second
According to the embodiment, it is possible to increase the viewing angle while ensuring the optical characteristics almost the same as those of the first embodiment.

【0038】この発明は上記実施例に限定されず、例え
ば、上偏光板14の透過軸14aが下配向膜8の配向処
理方向8aに対し40で交差し、第1の位相差板31の
延伸軸31aが下配向膜8の配向処理方向8aに対し1
35で交差し、第2の位相差板32の延伸軸32aが下
配向膜8の配向処理方向8aに対し45で交差し、下偏
光板13の透過軸13aが下配向膜8の配向処理方向8
aに対し155で交差するように、偏光板13、14及
び位相差板31、32を配置してもよい。この場合も、
フルカラー画像が表示でき、広い視野角が確保される。
The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the transmission axis 14a of the upper polarizing plate 14 intersects the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 40, and the first retardation plate 31 is stretched. The axis 31a is 1 with respect to the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8.
35, the stretching axis 32a of the second retardation plate 32 intersects with the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 45, and the transmission axis 13a of the lower polarization plate 13 aligns with the alignment treatment direction of the lower alignment film 8. 8
The polarizing plates 13 and 14 and the retardation plates 31 and 32 may be arranged so as to intersect with a at 155. Also in this case,
A full-color image can be displayed and a wide viewing angle is secured.

【0039】なお、第1及び第2実施例で示した各交差
角度は正確にこれらの値である必要はなく、実質的にこ
れらの値であればよく、それぞれ、±6°程度ずれても
よい。但し、±3°程度のずれで抑えることが望まし
い。また、上下偏光板14、13の透過軸14aと13
aの交差角度は、実質的に115°又は20°であるこ
とが望ましい。
The crossing angles shown in the first and second embodiments do not have to be exactly these values, but may be substantially these values, even if they deviate by about ± 6 °. Good. However, it is desirable to suppress the deviation by about ± 3 °. Further, the transmission axes 14a and 13 of the upper and lower polarizing plates 14 and 13 are
It is desirable that the intersection angle of a is substantially 115 ° or 20 °.

【0040】(第3実施例)以上説明したように、第1
及び第2実施例によれば、応答速度が速いカラー液晶表
示素子が提供できる。従って、第1及び第2実施例の液
晶表示素子はカラーの動画を表示する液晶表示素子とし
て好適である。そこで、第3実施例では、上記実施例の
液晶表示素子を用いてカラーの動画を表示する動画表示
装置を図12を参照して説明する。
(Third Embodiment) As described above, the first embodiment
Also, according to the second embodiment, a color liquid crystal display device having a high response speed can be provided. Therefore, the liquid crystal display elements of the first and second embodiments are suitable as a liquid crystal display element for displaying a color moving image. Therefore, in the third embodiment, a moving picture display device for displaying a color moving picture using the liquid crystal display element of the above embodiment will be described with reference to FIG.

【0041】図12において、液晶表示素子41は、第
1又は第2実施例に示す構成を有する液晶表示素子であ
り、図2に示す行ドライバ21及び列ドライバ22が接
続されている。画像メモリ42は液晶表示素子の各画素
の表示色を定義する画像データを記憶するメモリであ
り、デュアルポートメモリから構成される。画像メモリ
42の第1ポートにはCPU(中央処理装置)43が接
続される。CPU43は第1ポートを介して表示したい
動画の画像データを画像メモリ42に適宜書き込む。
In FIG. 12, a liquid crystal display element 41 is a liquid crystal display element having the structure shown in the first or second embodiment, to which the row driver 21 and the column driver 22 shown in FIG. 2 are connected. The image memory 42 is a memory that stores image data that defines the display color of each pixel of the liquid crystal display element, and is composed of a dual port memory. A CPU (Central Processing Unit) 43 is connected to the first port of the image memory 42. The CPU 43 appropriately writes the image data of the moving image to be displayed in the image memory 42 via the first port.

【0042】画像メモリ42の第2ポートには、読み出
し回路44が接続される。読み出し回路44は、後述す
るタイミング回路46からのタイミング信号に応じて、
画像メモリ42から画像データを行単位で順次読み出
し、列ドライバ22に供給する。列ドライバ22は、タ
イミング回路46からのタイミング信号に応答し、1ラ
イン分の画像データを順次取り込む。列ドライバ22に
は、さらに、駆動電圧発生回路45により生成された、
例えば、16段階の電圧V0〜V15が供給されてい
る。列ドライバ22は、前の水平走査期間に取り込んだ
画像データに対応する電圧を電圧V0〜V15の中から
選択し、液晶表示素子41のそれぞれ対応するデータラ
イン(図2における符号6)に印加する。
A read circuit 44 is connected to the second port of the image memory 42. The read circuit 44 responds to a timing signal from a timing circuit 46 described later,
The image data is sequentially read from the image memory 42 row by row and supplied to the column driver 22. The column driver 22 responds to the timing signal from the timing circuit 46 and sequentially captures image data for one line. The column driver 22 is further generated by the drive voltage generation circuit 45,
For example, 16 levels of voltages V0 to V15 are supplied. The column driver 22 selects a voltage corresponding to the image data captured in the previous horizontal scanning period from the voltages V0 to V15 and applies it to the corresponding data line (reference numeral 6 in FIG. 2) of the liquid crystal display element 41. .

【0043】行ドライバ21は、タイミング回路46か
らのタイミング信号に応答し、液晶表示素子41のゲー
トライン(図2における符号5)にゲートパルスを順次
印加して対応する行のTFT(図2における符号4)を
オンし、データライン上の信号を画素電極(図2におけ
る符号3)に印加する。駆動電圧発生回路45は、任意
の色を表示するために画素電極に印加する電圧V0〜V
15、及び、ゲートパルス用の電圧を生成する。タイミ
ング回路46は、読み出し回路44、行ドライバ21、
列ドライバ22にタイミング制御信号を供給する。
In response to the timing signal from the timing circuit 46, the row driver 21 sequentially applies a gate pulse to the gate line (reference numeral 5 in FIG. 2) of the liquid crystal display element 41, and the TFT in the corresponding row (in FIG. 2). Reference numeral 4) is turned on, and the signal on the data line is applied to the pixel electrode (reference numeral 3 in FIG. 2). The drive voltage generation circuit 45 applies voltages V0 to V applied to the pixel electrodes to display an arbitrary color.
15 and the voltage for the gate pulse is generated. The timing circuit 46 includes a read circuit 44, a row driver 21,
A timing control signal is supplied to the column driver 22.

【0044】次に、図12に示す構成の動画表示装置の
動作を説明する。CPU43は、画像作成プログラムに
従って画像データを生成し、或いは、外部から供給され
る動画の画像データを第1ポートを介して画像メモリ4
2に順次書き込む。読み出し回路44は、タイミング回
路46からのタイミング信号に応じて、画像メモリ42
に記憶された画像データを第2ポートを介して1行分づ
つ順次読み出し、列ドライバ22に供給する。列ドライ
バ22は、供給される画像データを順次取り込む。列ド
ライバ22は、タイミング信号に応答して、各水平走査
期間に、前の水平走査期間に取り込んだ画像データに対
応する電圧V0〜V15を対応するデータラインに印加
する。行ドライバ21は、タイミング信号に応じて、水
平走査期間毎に、液晶表示素子41のゲートラインを順
次切り換えてゲートパルスを印加する。ゲートパルスが
印加されたゲートラインに接続されたTFTはオンし、
データラインに印加された電圧がTFTの電流路を介し
て画素電極に印加される。
Next, the operation of the moving picture display device having the structure shown in FIG. 12 will be described. The CPU 43 generates image data according to the image creating program, or outputs image data of a moving image supplied from the outside via the first port to the image memory 4
Write sequentially to 2. The read circuit 44 is responsive to the timing signal from the timing circuit 46 to read the image memory 42.
The image data stored in 1 is sequentially read out for each row through the second port and is supplied to the column driver 22. The column driver 22 sequentially takes in the supplied image data. In response to the timing signal, the column driver 22 applies the voltages V0 to V15 corresponding to the image data captured in the previous horizontal scanning period to the corresponding data line in each horizontal scanning period. The row driver 21 sequentially switches the gate line of the liquid crystal display element 41 and applies a gate pulse for each horizontal scanning period according to the timing signal. The TFT connected to the gate line to which the gate pulse is applied is turned on,
The voltage applied to the data line is applied to the pixel electrode via the current path of the TFT.

【0045】その後、ゲートパルスがオフすると、TF
Tもオフし、画素電極に印加された電圧がそのまま維持
され、次の書き込み期間まで、画素電極と対向電極間の
電圧が液晶に印加され、印加電圧に応じた色が表示され
る。
After that, when the gate pulse is turned off, TF
T is also turned off, the voltage applied to the pixel electrode is maintained as it is, the voltage between the pixel electrode and the counter electrode is applied to the liquid crystal until the next writing period, and a color corresponding to the applied voltage is displayed.

【0046】液晶表示素子41は、第1又は第2実施例
で説明した構成を有しており、その応答速度が速いた
め、動画をスムーズな動きで表示できる。
The liquid crystal display element 41 has the structure described in the first or second embodiment and has a high response speed, so that a moving image can be displayed in a smooth motion.

【0047】上記実施例では、TFT(薄膜トランジス
タ)をアクティブ素子として用いたアクティブマトリク
ス方式の液晶表示素子を説明したが、本願発明は、MI
M(Metal Insulator Metal)等をアクティブ素子とし
て用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示素子や、
単純マトリクス方式の液晶表示素子にも適用可能であ
る。
In the above embodiment, the active matrix type liquid crystal display element using the TFT (thin film transistor) as the active element has been described.
An active matrix type liquid crystal display element using M (Metal Insulator Metal) or the like as an active element,
It is also applicable to a simple matrix liquid crystal display element.

【0048】第2実施例においては、2枚の位相差板を
上偏光板と上基板の間に配置する例を示したが、例え
ば、2枚の位相差板を下偏光板と下基板の間に配置した
り、1枚の位相差板を上偏光板と上基板の間に配置し、
他の1枚の位相差板を下偏光板と下基板の間に配置する
ようにしてもよい。また、上記実施例では、偏光板の配
置を透過軸の交差角度に基づいて設定したが、吸収軸を
同様の角度に設定してもよい。いずれの光学軸を使用す
るかは任意である。また、上記実施例では、反射板15
を備えた反射型の液晶表示素子について説明したが、こ
の発明は透過型の液晶表示素子にも適用可能である。
In the second embodiment, an example in which two retardation plates are arranged between the upper polarizing plate and the upper substrate has been shown. However, for example, two retardation plates are disposed between the lower polarizing plate and the lower substrate. Placed in between, or one retardation plate between the upper polarizing plate and the upper substrate,
Another one retardation plate may be arranged between the lower polarizing plate and the lower substrate. Further, in the above embodiment, the arrangement of the polarizing plates is set based on the crossing angle of the transmission axes, but the absorption axis may be set to the same angle. Which optical axis is used is arbitrary. Further, in the above embodiment, the reflection plate 15
Although the reflective liquid crystal display device having the above has been described, the present invention is also applicable to a transmissive liquid crystal display device.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の液晶表
示素子によれば、応答速度が速く、しかも、フルカラー
で画像を表示することができる。また、位相差板を用い
ることにより、その視野角を広げることができる。
As described above, according to the liquid crystal display device of the present invention, the response speed is fast and the image can be displayed in full color. Further, by using the retardation plate, the viewing angle can be widened.

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

【図1】この発明の第1実施例にかかる液晶表示素子の
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】画素電極とTFTを形成した基板の平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of a substrate on which pixel electrodes and TFTs are formed.

【図3】この発明の第1実施例にかかる液晶表示素子の
上下配向膜の配向処理方向と上下偏光板の透過軸の位置
とを説明するための平面図である。
FIG. 3 is a plan view for explaining the alignment processing direction of the vertical alignment film and the position of the transmission axis of the upper and lower polarizing plates of the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第1実施例にかかる液晶表示素子の
上下配向膜の配向処理方向と上下偏光板の透過軸の位置
とを説明するための斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view for explaining the alignment processing direction of the vertical alignment film and the position of the transmission axis of the upper and lower polarizing plates of the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.

【図5】図1に示す液晶表示素子の具体例1における印
加電圧と反射率及び表示色の関係を示すグラフである。
5 is a graph showing the relationship between applied voltage, reflectance and display color in Specific Example 1 of the liquid crystal display element shown in FIG.

【図6】図1に示す液晶表示素子の具体例1における表
示色の色度図である。
6 is a chromaticity diagram of display colors in a specific example 1 of the liquid crystal display element shown in FIG.

【図7】図1に示す液晶表示素子の変形例における印加
電圧と反射率及び表示色の関係を示すグラフである。
7 is a graph showing the relationship between applied voltage, reflectance and display color in a modification of the liquid crystal display element shown in FIG.

【図8】図1に示す液晶表示素子の変形例における表示
色の色度図である。
8 is a chromaticity diagram of display colors in a modification of the liquid crystal display element shown in FIG.

【図9】この発明の第2実施例にかかる液晶表示素子の
断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a liquid crystal display element according to a second embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第2実施例にかかる液晶表示素子
の上下配向膜の配向処理方向と、上下偏光板の透過軸
と、第1と第2の位相差板の延伸軸との位置関係を説明
するための平面図である。
FIG. 10 is a positional relationship between the alignment treatment directions of the vertical alignment films of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention, the transmission axes of the upper and lower polarizing plates, and the stretching axes of the first and second retardation plates. It is a top view for explaining.

【図11】この発明の第2実施例にかかる液晶表示素子
の上下配向膜の配向処理方向と、上下偏光板の透過軸
と、第1と第2の位相差板の延伸軸との位置関係を説明
するための斜視図である。
FIG. 11 is a positional relationship between the alignment treatment directions of the vertical alignment films of the liquid crystal display element according to the second embodiment of the present invention, the transmission axes of the upper and lower polarizing plates, and the stretching axes of the first and second retardation plates. It is a perspective view for explaining.

【図12】この発明の第3実施例にかかる動画表示装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a moving picture display device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・下基板、2・・・上基板、3・・・画素電極、4・・・TF
T(薄膜トランジスタ)、5・・・ゲートライン、6・・・デ
ータライン、7・・・対向電極、8・・・下配向膜、9・・・上
配向膜、10・・・シール材、11・・・液晶、12・・・ギャ
ップ材、13・・・下偏光板、14・・・上偏光板、15・・・
反射板、16・・・液晶セル、21・・・行ドライバ、22・・
・列ドライバ、31・・・位相差板、32・・・位相差板、4
1・・・液晶表示素子、42・・・画像メモリ、43・・・CP
U、44・・・読み出し回路、45・・・駆動電圧発生回路、
46・・・タイミング回路
1 ... Lower substrate, 2 ... Upper substrate, 3 ... Pixel electrode, 4 ... TF
T (thin film transistor), 5 ... Gate line, 6 ... Data line, 7 ... Counter electrode, 8 ... Lower alignment film, 9 ... Upper alignment film, 10 ... Sealing material, 11 ... Liquid crystal, 12 ... Gap material, 13 ... Lower polarizing plate, 14 ... Upper polarizing plate, 15 ...
Reflector, 16 ... Liquid crystal cell, 21 ... Row driver, 22 ...
・ Column driver, 31 ... Retardation plate, 32 ... Retardation plate, 4
1 ... Liquid crystal display element, 42 ... Image memory, 43 ... CP
U, 44 ... Readout circuit, 45 ... Drive voltage generation circuit,
46 ... Timing circuit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】対向して配置された第1と第2の基板と、 前記第1と第2の基板の対向面にそれぞれ形成された第
1と第2の電極と、 前記第1の電極と前記第1の基板上に形成され、第1の
方向に配向処理が施された第1の配向膜と、 前記第2の電極と前記第2の基板上に形成され、前記第
1の方向に対し実質的に90°で交差する第2の方向に
配向処理が施された第2の配向膜と、 前記配向膜間に配置され、実質的に90°ツイスト配向
された液晶と、 前記第1の基板の外側に配置され、その光学軸が前記第
1の配向処理方向に対し実質的に150°又は155°
で交差するように配置された第1の偏光板と、 前記第2の基板の外側に配置され、その光学軸が前記第
1の配向処理方向に対し実質的に130°又は40°で
交差するように配置された第2の偏光板と、 より構成されることを特徴とする液晶表示素子。
1. A first substrate and a second substrate which are arranged to face each other, a first electrode and a second electrode which are respectively formed on opposing faces of the first substrate and the second substrate, and the first electrode. And a first alignment film formed on the first substrate and subjected to an alignment treatment in a first direction, the second electrode and the second alignment film formed on the second substrate, and the first direction A second alignment film that has been subjected to an alignment treatment in a second direction substantially intersecting at 90 °, a liquid crystal that is disposed between the alignment films and is substantially 90 ° twist-aligned, A first substrate, the optical axis of which is substantially 150 ° or 155 ° with respect to the first alignment treatment direction.
And a first polarizing plate disposed so as to intersect with each other, and an optical axis of the first polarizing plate disposed outside the second substrate intersects with the first alignment treatment direction at substantially 130 ° or 40 °. And a second polarizing plate arranged as described above, and a liquid crystal display element.
【請求項2】対向して配置された第1と第2の基板と、 前記第1と第2の基板の対向面にそれぞれ形成された第
1と第2の電極と、 前記第1の電極と前記第1の基板上に形成され、第1の
方向に配向処理が施された第1の配向膜と、 前記第2の電極と前記第2の基板上に形成され、前記第
1の方向に対し実質的に90°で交差する第2の方向に
配向処理が施された第2の配向膜と、 前記配向膜間に配置され、前記第1と第2の配向膜の配
向規制力により、実質的に90°ツイスト配向された液
晶と、 前記第1の基板の外側に配置され、その光学軸が前記第
2の配向処理方向に対し実質的に150°又は155°
傾いて配置された第1の偏光板と、 前記第2の基板の外側に配置され、その光学軸が前記第
1の偏光板の光学軸の方向に対し実質的に20°又は1
15°傾いて配置された第2の偏光板と、 より構成されることを特徴とする液晶表示素子。
2. A first and a second substrate which are arranged to face each other, a first and a second electrode which are respectively formed on opposing faces of the first and the second substrate, and the first electrode. And a first alignment film formed on the first substrate and subjected to an alignment treatment in a first direction, the second electrode and the second alignment film formed on the second substrate, and the first direction And a second alignment film that has been subjected to an alignment treatment in a second direction substantially intersecting at 90 ° with respect to the first alignment film and the second alignment film. A liquid crystal that is substantially 90 ° twist-aligned, and an optical axis of which is disposed outside the first substrate and is substantially 150 ° or 155 ° with respect to the second alignment treatment direction.
A first polarizing plate that is inclined and is arranged outside the second substrate, and its optical axis is substantially 20 ° or 1 with respect to the direction of the optical axis of the first polarizing plate.
A liquid crystal display device comprising a second polarizing plate arranged at an angle of 15 °.
【請求項3】前記液晶は、その光学異方性Δnと厚さd
の積が0.7μm以上で1.1μm未満であることを特
徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示素子。
3. The liquid crystal has an optical anisotropy Δn and a thickness d.
The liquid crystal display element according to claim 1 or 2, wherein the product is 0.7 μm or more and less than 1.1 μm.
【請求項4】前記第1と第2の偏光板の間に、視野角を
改善するための位相差板を備えることを特徴とする請求
項1又は2に記載の液晶表示素子。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a retardation plate for improving a viewing angle between the first and second polarizing plates.
【請求項5】前記位相差板は厚み方向にも位相差を有す
る2軸性の位相差板であることを特徴とする請求項4記
載の液晶表示素子。
5. The liquid crystal display element according to claim 4, wherein the retardation plate is a biaxial retardation plate having a retardation also in the thickness direction.
【請求項6】前記位相差板は、 屈折率が最大となる方向が前記第1の配向処理方向に対
し実質的に135°で交差して配置された第1の位相差
板と、 屈折率が最大となる方向が前記第2の配向処理方向に対
し実質的に45°で交差して配置された第2の位相差板
と、 を備えることを特徴とする請求項4又は5記載の液晶表
示素子。
6. The retardation plate comprises: a first retardation plate arranged such that a direction in which the refractive index is maximum intersects the first alignment treatment direction at substantially 135 °; 6. The liquid crystal according to claim 4 or 5, further comprising: a second retardation plate arranged such that a direction in which is maximum intersects with the second alignment treatment direction at substantially 45 °. Display element.
【請求項7】電極と配向膜が形成され、対向して配置さ
れた一対の基板と、前記一対の基板間に実質的に90°
ツイスト配向して封入され、光学異方性Δnとその層厚
dの積が0.7μm以上1.1μm未満に設定された液
晶より構成される液晶セルと、 前記液晶セルを挟んで配置され、その光学軸が実質的に
20°又は115°で交差する第1と第2の偏光板と、 より構成され、対向する電極間に印加する電圧を制御す
ることにより液晶の複屈折を制御して任意の色を表示す
ることを特徴とするカラー液晶表示素子。
7. A pair of substrates provided with electrodes and an alignment film and facing each other, and substantially 90 ° between the pair of substrates.
A liquid crystal cell that is encapsulated in a twist orientation and has a product of optical anisotropy Δn and its layer thickness d of 0.7 μm or more and less than 1.1 μm; The birefringence of the liquid crystal is controlled by controlling the voltage applied between the opposing electrodes, which is composed of the first and second polarizing plates whose optical axes substantially intersect at 20 ° or 115 °. A color liquid crystal display device which displays an arbitrary color.
【請求項8】前記第1の偏光板と第2の偏光板の一方と
前記液晶セルの間に、視野角を改善するための位相差板
を備えることを特徴とする請求項7に記載のカラー液晶
表示素子。
8. A retardation plate for improving a viewing angle is provided between one of the first polarizing plate and the second polarizing plate and the liquid crystal cell, and the retardation plate is provided. Color liquid crystal display device.
JP6111845A 1994-04-28 1994-04-28 Liquid crystal display element Pending JPH07294901A (en)

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