JPH07294907A - Color liquid crystal display element - Google Patents

Color liquid crystal display element

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JPH07294907A
JPH07294907A JP6111673A JP11167394A JPH07294907A JP H07294907 A JPH07294907 A JP H07294907A JP 6111673 A JP6111673 A JP 6111673A JP 11167394 A JP11167394 A JP 11167394A JP H07294907 A JPH07294907 A JP H07294907A
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JP
Japan
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substrate
liquid crystal
alignment treatment
alignment
treatment direction
Prior art date
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Application number
JP6111673A
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Japanese (ja)
Inventor
Zenta Kikuchi
善太 菊地
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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 TW084104155A priority patent/TW425483B/en
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Priority to CN95104744A priority patent/CN1128360A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the color liquid crystal display element which has a high response speed and stably displays a desired color. CONSTITUTION:Two phase difference plates 16 and 17 are arranged on a liquid crystal cell 18 and are interposed between a pair of polarizing plates 13 and 14, and a reflection plate 15 is arranged under the lower polarizing plate 13. The twist angle of liquid crystal 11 is set to 90 deg., and the upper polarizing plate 14 is so arranged that its axis of transmission crosses the direction of orientation treatment of a lower oriented film 8 at 110 to 185 deg., and the upper phase difference plate 17 is so arranged that its axis of stretching crosses the direction of orientation treatment of the lower oriented film 8 at 40 to 80 deg., and the lower phase difference plate 16 is so arranged that its axis of stretching crosses the direction of orientation treatment of the lower oriented film 8 at 130 to 160 deg., and the lower polarizing plate 13 is so arranged that its axis of transmission crosses that of the upper polarizing plate 14 at 10 to 40 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0.7〜1.1μm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、あるいは、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
したものが開示されている。
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 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.
It has been disclosed that full-color display is possible by setting the thickness to 1 μm or more.

【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フレーム周
波数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
なりやすいという問題がある。液晶分子を安定してツイ
ストさせるために配向膜の役割が大きく、例えば、プレ
チルト角を5°以上とする必要がある等、配向膜の製造
が困難となり、配向膜の材質が限定されるという問題が
ある。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 device disclosed in the above publication, the response speed is slow because the twist angle of the liquid crystal molecules is as large as 180 ° to 360 °, and for example, a moving image is displayed. However, there is a problem that an insufficient frame frequency can be obtained. Further, since the twist angle of the liquid crystal is large, there is a problem that the alignment state of liquid crystal molecules is likely to be unstable. The alignment film plays a large role in stably twisting the liquid crystal molecules. For example, it is difficult to manufacture the alignment film because the pretilt angle needs to be 5 ° or more, and the material of the alignment film is limited. There is. 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、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、視野角が狭くなり、液晶層が
厚くなった分だけ印加電界が弱くなるため、応答速度が
遅くなるという問題がある。また、液晶層の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等
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。さ
らに、視野角が狭いという問題もある。
Further, since the liquid crystal layer has a large Δn · d, it is necessary to thicken the liquid crystal layer or to use a liquid crystal material having a large Δn, so that the viewing angle becomes narrow and the liquid crystal layer becomes thick. Since the applied electric field becomes weak, there is a problem that the response speed becomes slow. In addition, since Δn · d of the liquid crystal layer 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 variation in the liquid crystal layer thickness and the variation in the voltage applied to each part of the liquid crystal layer may cause The display color becomes uneven. On the other hand, it is difficult in the manufacturing process to keep the liquid crystal layer thickness constant.
Since it is difficult to eliminate subtle fluctuations in power supply voltage,
There is a problem that a desired color cannot be displayed stably. Further, there is a problem that the viewing angle is narrow.

【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った。
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 display is dark because the light is attenuated by the filter.

【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の配向処理方向に
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の配向処理方向
に対し実質的に90°で交差する第2の配向処理方向に
配向処理が施された第2の配向膜と、前記第1と第2の
配向膜の間に封止され、実質的に90°ツイスト配向さ
れた液晶と、前記第2の基板の外側に配置され、その透
過軸を前記第1の配向処理方向に対し実質的に140°
〜160°で交差させて配置された第1の偏光板と、前
記第1の基板の外側に配置され、その透過軸を前記第1
の偏光板の透過軸に対し実質的に10°〜40°で交差
させて配置された第2の偏光板と、前記第2の基板と前
記第2の偏光板の間に配置され、屈折率が最大となる方
向を前記第1の配向処理方向に対し実質的に130°〜
160°で交差させて配置された第1の位相差板と、前
記第2の基板と前記第2の偏光板の間に配置され、屈折
率が最大となる方向を前記第1の配向処理方向に対し実
質的に40°〜80°で交差させて配置された第2の位
相差板と、より構成される。
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. First and second electrodes formed respectively on the first and second electrodes, a first alignment film formed on the first electrode and the first substrate and subjected to an alignment treatment in a first alignment treatment direction, A second alignment formed on the second electrode and the second substrate and subjected to an alignment treatment in a second alignment treatment direction that intersects the first alignment treatment direction at substantially 90 °. A film, a liquid crystal that is sealed between the first and second alignment films, and is substantially 90 ° twist-aligned, and is disposed outside the second substrate, and its transmission axis is the first axis. Substantially 140 ° to the orientation direction
A first polarizing plate arranged to intersect at ~ 160 °, and a transmission axis arranged on the outside of the first substrate.
A second polarizing plate disposed substantially intersecting the transmission axis of the second polarizing plate at 10 ° to 40 °, and disposed between the second substrate and the second polarizing plate to have a maximum refractive index. Is substantially 130 ° to the first alignment treatment direction.
A first retardation plate arranged to intersect at 160 ° and a direction in which the refractive index is maximized is arranged between the second substrate and the second polarizing plate with respect to the first alignment treatment direction. The second retardation plate is arranged so as to substantially intersect at 40 ° to 80 °.

【0008】前記位相差板は、厚み方向にも位相差を有
する2軸性位相差板である。また、前記液晶の光学異方
性Δnと層厚dの積Δn・dは、例えば、0.7μm以
上1.1μm未満である。
The retardation plate is a biaxial retardation plate having a retardation also in the thickness direction. The product Δn · d of the optical anisotropy Δn of the liquid crystal and the layer thickness d is, for example, 0.7 μm or more and less than 1.1 μm.

【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
折を制御することにより、任意の表示色を得ることがで
きる。特に、液晶として光学異方性Δnと厚さdの積が
0.7以上で1.1μm未満となるものを使用し、さら
に、位相差板として2軸性ものを使用することにより、
色純度の高いフルカラーの表示が可能となる。また、視
野角も広くなる。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。
According to the above structure, an arbitrary display color can be obtained by controlling the alignment state of the liquid crystal molecules by the voltage applied between the opposing electrodes and controlling the birefringence of the liquid crystal. In particular, by using a liquid crystal having a product of optical anisotropy Δn and a thickness d of 0.7 or more and less than 1.1 μm, and further using a biaxial retardation plate,
Full-color display with high color purity is possible. Also, the viewing angle becomes wider. Since the twist angle of the liquid crystal molecules is as small as 90 °, and the Δn · d of the liquid crystal is as small as less than 1.1 μm, the liquid crystal layer thickness d can be made small, resulting in a high response speed
A liquid crystal display device suitable for displaying moving images can be obtained.

【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)〜(D)は配向処理方向と偏光板の光学軸と位相
差板の延伸軸の位置関係を示すための平面図、図4
(A)〜(D)は配向処理方向と偏光板の光学と偏光板
の光学軸と位相差板の延伸軸の位置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.
FIGS. 4A to 4D are plan views showing the positional relationship between the alignment treatment direction, the optical axis of the polarizing plate, and the stretching axis of the retardation plate.
(A) ~ (D) is a perspective view showing the alignment treatment direction, the optics of the polarizing plate, the optical axis of the polarizing plate and the positional relationship of the stretching axis of the retardation plate.

【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には一定
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
(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. A constant reference voltage is applied to the counter electrode 7. A first alignment film (hereinafter, lower alignment film) 8 is provided on the electrode formation surface of the lower substrate 1. A second alignment film (upper alignment film) 9 is provided on the electrode formation surface of the upper substrate 2. Vertical alignment films 9 and 8
Is made of, for example, an organic polymer compound such as polyimide, and its facing surface is 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。下基板1の下に第1の偏
光板(以下、下偏光板)13が配置され、上基板2の上
に第1の位相差板(以下、下位相差板)16が配置さ
れ、その上に第2の位相差板(以下、上位相差板)17
が配置され、その上に第2の偏光板(以下、上偏光板)
14が配置される。偏光板13、14と位相差板16、
17との光学軸は配向膜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18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, a first retardation plate (hereinafter, lower retardation plate) 16 is arranged on the upper substrate 2, and a first retardation plate 16 is arranged thereon. Second retardation plate (hereinafter, upper retardation plate) 17
Is disposed on the second polarizing plate (hereinafter referred to as the upper polarizing plate)
14 are arranged. The polarizing plates 13 and 14 and the phase difference plate 16,
The optical axis with respect to 17 is 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 18 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等から構成さ
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0.19
〜0.25、液晶層厚dを4〜5μm、その積であるΔ
n・dを0.7μm以上1.1μm未満、望ましくは、
0.85〜1.05μm、さらに望ましくは、0.95
〜1.03μm、に設定する。位相差板16、17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を有する2軸位相差板から
構成され、Nz係数値(nx−nz)/(nx−ny)
が0.2〜0.8程度のものである。また、位相差板1
6、17のリタデーション((nx−ny)・d)は、
例えば、370nm±30nm、400nm±30n
m、570nm±30nm等である。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、dは厚さを表す。
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 Δn · d of the optical anisotropy Δn of the liquid crystal 11 and the layer thickness d
If 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 0.19.
˜0.25, the liquid crystal layer thickness d is 4 to 5 μm, and the product Δ
n · d is 0.7 μm or more and less than 1.1 μm, preferably,
0.85 to 1.05 μm, more preferably 0.95
˜1.03 μm. The phase difference plates 16 and 17 are
For example, it is manufactured by stretching a polycarbonate resin, is composed of a biaxial retardation plate having a retardation in the thickness direction, and has an Nz coefficient value (nx-nz) / (nx-ny).
Is about 0.2 to 0.8. In addition, the phase difference plate 1
The retardations ((nx-ny) · d) of 6 and 17 are
For example, 370 nm ± 30 nm, 400 nm ± 30 n
m, 570 nm ± 30 nm and the like. 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, nz is the refractive index in the directions orthogonal to the nx direction and the ny direction, and d is the thickness.

【0016】図3(D)、図4(D)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. 3D and 4D, 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】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165°で交差している。図3(E)、図
4(E)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。即ち、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。
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 165 °. As shown in FIGS. 3 (E) and 4 (E), the transmission axis 13a of the lower polarizing plate 13
Intersects with the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 150 °. That is, 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】図3(B)、図4(B)に示すように、上
位相差板17は、平面上で屈折率が最も大きい軸(延伸
軸)17aが下配向膜8の配向処理方向8aに対し75
°で交差するように配置される。図3(C)、図4
(C)に示すように、下位相差板16は、平面上で屈折
率が最も大きい軸(延伸軸)16aが下配向膜8の配向
処理方向8aに対し150°で交差するように(即ち、
下偏光板13の透過軸13aと平行になるように)配置
される。
As shown in FIGS. 3 (B) and 4 (B), in the upper retardation plate 17, the axis (stretching axis) 17a having the largest refractive index on the plane is in the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8. 75 against
It is arranged to intersect at °. 3C and FIG.
As shown in (C), in the lower retardation plate 16, the axis (stretching axis) 16a having the largest refractive index on the plane intersects the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 150 ° (that is,
It is arranged so as to be parallel to the transmission axis 13a of the lower polarizing plate 13.

【0019】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、位相差板16、17と液晶層
の総合的な複屈折効果が変化し、各波長毎のリタデーシ
ョンに応じて各波長光は波長毎に異なった偏光状態とな
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、印加電圧により複屈折を制御して表示色を制
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 total birefringence effect of the retardation plates 16 and 17 and the liquid crystal layer changes with the change of the alignment state of the liquid crystal molecules, and the light of each wavelength has a different polarization state depending on the retardation of each wavelength. Becomes Therefore, the upper polarizing plate 14 is changed according to the change of the applied voltage.
The peak wavelength of the light emitted from the device changes, and the display color changes. That is, the display color can be controlled by controlling the birefringence by the applied voltage.

【0020】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。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。さらに、位相差板16、17により、液晶表示セル
の視野角が広くなる。また、Δn・dが1.1μm未満
で比較的小さいので、製造プロセスのばらつきによる液
晶層厚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くなり、所望のカラー画像を安定的
に表示できる。また、視野角も広くできる。
The change in the retardation of the liquid crystal 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. 90
Twisting is possible for almost all liquid crystal materials, and the range of selection of the liquid crystal material and the material of the alignment film is wide. Further, the retardation plates 16 and 17 widen the viewing angle of the liquid crystal display cell. In addition, since Δn · d is less than 1.1 μm, which is relatively small, a slight variation in the liquid crystal layer thickness d due to variations in the manufacturing process, a variation in the display color due to a variation in the power supply voltage, etc. are less likely to occur, and a desired color image can be displayed It can be displayed stably. Also, the viewing angle can be widened.

【0021】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 液晶11としてメルク社の商品名BDH−TL215
(以下、液晶1)を使用した。この液晶のN−I点は8
3℃、Δnは0.204,粘度は44cp、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。また、偏光
板13、14の単体透過率を47%、偏光度を95%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。下位相差板16として、
Δn・dが370nm、Nz値が0.3のものを使用し
た。上位相差板17として、Δn・dが370nm、N
z値が0.3のものを使用した。
Specific examples and comparative examples of the liquid crystal display device based on the first embodiment will be described below. Example 1 As liquid crystal 11, trade name BDH-TL215 manufactured by Merck & Co., Inc.
(Hereinafter, liquid crystal 1) was used. The NI point of this liquid crystal is 8
At 3 ° C., Δn was 0.204, viscosity was 44 cp, and pitch P was 73 μm. The liquid crystal layer thickness d was set to 4.63 μm, and Δn · d was set to 0.945 μm. Further, the polarizing plates 13 and 14 had a single transmittance of 47% and a polarization degree of 95%, and the reflection plate 15 was formed by vapor-depositing aluminum on the lower surface of the lower polarizing plate 13. As the lower retardation plate 16,
The one having Δn · d of 370 nm and Nz value of 0.3 was used. As the upper retardation plate 17, Δn · d is 370 nm, N
A z value of 0.3 was used.

【0022】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る。また、図6に示すように、各色
の純度も優れたものであった。また、平均レスポンスは
83ms、コントラストは4.2であり、応答速度に優
れ、コントラストの高いカラー画像が表示可能である。
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 changes in the order of red → green → blue → black → white as the applied voltage increases, and full-color display is possible. Moreover, as shown in FIG. 6, the purity of each color was also excellent. Further, the average response is 83 ms and the contrast is 4.2, which is excellent in response speed and can display a color image with high contrast.

【0023】具体例2 液晶11として、液晶11としてメルク社の商品名BD
H−TL205(以下、液晶2)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。その他の構成は具体例1の構成と同一であった。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、色の純度も優れていた。平均レスポンスは1
25ms、コントラストは3.8であり、応答速度に優
れ、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 As the liquid crystal 11, the liquid crystal 11 has a trade name BD of Merck & Co., Inc.
H-TL205 (hereinafter referred to as liquid crystal 2) 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. The other configuration was the same as that of the first specific example. Also in this case, 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 color purity was also excellent. Average response is 1
The contrast was 25 ms and the contrast was 3.8, the response speed was excellent, and a high-contrast color image could be displayed.

【0024】比較例1 液晶11として液晶1を使用し、液晶層厚dを調整し
て、Δn・dを1.131とし、その他の構成は具体例
1と同一の構成とした。この構成の液晶表示素子では、
複数色表示が可能であるが、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 1 The liquid crystal 1 was used as the liquid crystal 11, the thickness d of the liquid crystal layer was adjusted so that Δn · d was 1.131, and the other structures were the same as those of the specific example 1. In the liquid crystal display element with this configuration,
Although it is possible to display a plurality of colors, uneven display colors are generated, and the display colors are unstable with respect to the applied voltage, which makes practical full-color display difficult.

【0025】比較例2 液晶11として液晶1を使用し、Δn・dを0.67と
し、その他の構成は具体例1と同一の構成とした。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 2 The liquid crystal 1 was used as the liquid crystal 11, Δn · d was set to 0.67, and the other configurations were the same as those of the specific example 1. With the liquid crystal display device having this configuration, it is difficult to display a plurality of colors,
Full-color display was not possible.

【0026】以上の具体例及び比較例からも明らかなよ
うに、この実施例によれば、液晶のΔn・dを0.7〜
1.1とし、位相差板として2軸位相差板を使用し、さ
らに、図3、図4に示す光学配置を採用しているので、
高速応答性を有し、色純度の高い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, the Δn · d of the liquid crystal is 0.7 to 0.7.
1.1, a biaxial retardation plate is used as the retardation plate, and the optical arrangements shown in FIGS. 3 and 4 are adopted,
It is possible to obtain a liquid crystal display device having a high-speed response and capable of displaying a full-color image with high color purity.

【0027】(第2実施例)次に、この発明の第2実施
例を説明する。この実施例の液晶表示素子の基本構成
は、図1、図2に示す第1実施例の液晶表示素子の構成
と同一である。但し、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120°で交差し、
上位相差板17の延伸軸17aが下配向膜8の配向処理
方向8aに対し50°で交差し、下位相差板16の延伸
軸16aが下配向膜8の配向処理方向8aに対し140
°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150°で交差するように、
上下偏光板14、13、上下位相差板17、16を配置
する点が第1実施例と異なる。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. The basic structure of the liquid crystal display element of this embodiment is the same as that of the liquid crystal display element of the first embodiment shown in FIGS. However, the transmission axis 14a of the upper polarizing plate 14 intersects the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 120 °,
The stretching axis 17a of the upper retardation plate 17 intersects the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 50 °, and the stretching axis 16a of the lower retardation plate 16 is 140 ° with respect to the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8.
And the transmission axis 13a of the lower polarizing plate 13 intersects at a lower alignment film 8
To intersect with the alignment treatment direction 8a of
It is different from the first embodiment in that the upper and lower polarizing plates 14 and 13 and the upper and lower retardation films 17 and 16 are arranged.

【0028】上述のように上下偏光板14、13、上下
位相差板17、16を配置し、その他の構成を第1実施
例の具体例1と同一にした具体例における印加電圧に対
する反射率と色の変化を図7に、その色度図を図8に示
す。図7と図8から明らかなように、このような構成に
おいても、赤、緑、青、白、黒が表示でき、フルカラー
表示が可能となる。また、各色の色純度も高い。このと
きの平均レスポンスは83msで、コントラストは3.
1であり、応答速度が速く、コントラストが高い画像を
表示できる。
As described above, the upper and lower polarizing plates 14 and 13 and the upper and lower retardation films 17 and 16 are arranged, and other configurations are the same as those of the first specific example of the first embodiment. The change in color is shown in FIG. 7, and the chromaticity diagram thereof is shown in FIG. As is clear from FIGS. 7 and 8, even in such a configuration, red, green, blue, white, and black can be displayed, and full-color display is possible. Also, the color purity of each color is high. The average response at this time is 83 ms, and the contrast is 3.
1, the response speed is fast and an image with high contrast can be displayed.

【0029】(第3実施例)次に、この発明の第3実施
例を説明する。この実施例の液晶表示素子の基本構成
は、図1、図2に示す第1及び第2実施例の液晶表示素
子の構成と同一である。但し、上偏光板14の透過軸1
4aが下配向膜8の配向処理方向8aに対し175°で
交差し、上位相差板17の延伸軸17aが下配向膜8の
配向処理方向8aに対し75°で交差し、下位相差板1
6の延伸軸16aが下配向膜8の配向処理方向8aに対
し155°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155°で交差する
ように、上下偏光板14、13、上下位相差板17、1
6を配置している点が第1及び第2実施例と異なる。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described. The basic constitution of the liquid crystal display element of this embodiment is the same as the constitution of the liquid crystal display elements of the first and second embodiments shown in FIGS. However, the transmission axis 1 of the upper polarizing plate 14
4a intersects with the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 175 °, and the stretching axis 17a of the upper retardation plate 17 intersects with the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 75 °.
The stretching axis 16a of 6 intersects the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 155 °, and the transmission axis 13a of the lower polarizing plate 13 intersects the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8 at 155 °. , Upper and lower polarization plates 14 and 13, upper and lower retardation plates 17 and 1
6 is different from the first and second embodiments.

【0030】このように上下偏光板14、13、上下位
相差板17、16を配置し、その他の構成を第1実施例
の具体例1と同一にした具体例における印加電圧に対す
る反射率と色の変化を図9に、その色度図を図10に示
す。図9と図10から明らかなように、このような構成
においても、赤、緑、青、白、黒が表示でき、フルカラ
ー表示が可能となる。また、各色の色純度も高い。この
ときの平均レスポンスは83msで、コントラストは
3.1であり、応答速度が速く、コントラストが高い画
像を表示できる。
In this embodiment, the upper and lower polarizing plates 14 and 13 and the upper and lower retardation films 17 and 16 are arranged in the same manner as in Embodiment 1 of the first embodiment, and the reflectance and color with respect to the applied voltage. 9 and the chromaticity diagram thereof are shown in FIG. As is clear from FIGS. 9 and 10, even in such a configuration, red, green, blue, white and black can be displayed, and full color display is possible. Also, the color purity of each color is high. The average response at this time is 83 ms, the contrast is 3.1, the response speed is fast, and an image with high contrast can be displayed.

【0031】上記第1乃至第3実施例における、各軸
(配向方向、透過軸、延伸軸)の交差角度は、実質的に
これらの値であればよく、例えば、各角度は±6°程度
ずれてもかまわない。しかし、±3°程度のずれで抑え
ることが望ましい。
The crossing angles of the respective axes (alignment direction, transmission axis, stretching axis) in the first to third embodiments may be substantially these values, for example, each angle is about ± 6 °. It doesn't matter if they are out of alignment. However, it is desirable to suppress the deviation by about ± 3 °.

【0032】第1乃至第3実施例に示した光学配置は、
本願発明を達成する上で最も適切なものである。しか
し、この発明の光学配置は第1乃至第3の実施例の光学
配置に限定されない。即ち、この発明は、液晶11を実
質的に90°ツイスト配向し、下偏光板13の透過軸1
3aを下配向膜8の配向処理方向8aに対し実質的に1
50°±10°傾いて配置し、上位相差板17の延伸軸
17aを下配向膜8の配向処理方向8aに対し実質的に
145°±15°傾いて配置し、下位相差板16の延伸
軸16aを下配向膜8の配向処理方向8aに対し実質的
に60°±20°傾いて配置し、上偏光板14の透上偏
光板14の透過軸14aを下配向膜8の配向処理方向8
aに対し実質的に110°〜185°傾いて配置するこ
とにより実現でき、同様の効果を得ることができるもの
である。なお、この場合、下偏光板13の透過軸13a
に対する上偏光板14の透過軸14aの傾き角は実質的
に20°±20°の範囲とする。なお、上下位相差板1
7、16の位置は入れ替えてもよい。
The optical arrangements shown in the first to third embodiments are
This is the most suitable for achieving the present invention. However, the optical arrangement of the present invention is not limited to the optical arrangements of the first to third embodiments. That is, according to the present invention, the liquid crystal 11 is substantially 90 ° twist-aligned, and the transmission axis 1 of the lower polarizing plate 13 is
3a is substantially 1 with respect to the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8.
The stretching axis 17a of the upper retardation plate 17 is inclined by 50 ° ± 10 °, and the stretching axis 17a of the upper retardation plate 17 is substantially inclined by 145 ° ± 15 ° with respect to the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8. 16a is disposed at an angle of substantially 60 ° ± 20 ° with respect to the alignment treatment direction 8a of the lower alignment film 8, and the transmission axis 14a of the upper polarization plate 14 of the upper polarization plate 14 is aligned with the alignment treatment direction 8 of the lower alignment film 8.
It can be realized by arranging it at substantially 110 ° to 185 ° with respect to a, and the same effect can be obtained. In this case, the transmission axis 13a of the lower polarizing plate 13
The inclination angle of the transmission axis 14a of the upper polarizing plate 14 with respect to is substantially in the range of 20 ° ± 20 °. The upper and lower retardation plate 1
The positions of 7 and 16 may be interchanged.

【0033】(第4実施例)以上説明したように、第1
〜第3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〜第3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4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11を参照して説明する。
(Fourth Embodiment) As described above, the first embodiment
According to the third embodiment, it is possible to provide a color liquid crystal display device having a high response speed. Therefore, the liquid crystal display elements of the first to third embodiments are suitable as a liquid crystal display element that displays a color moving image. Therefore, in the fourth 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.

【0034】図11において、液晶表示素子41は、第
1〜第3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. 11, a liquid crystal display element 41 is a liquid crystal display element having the structure shown in the first to third embodiments, and 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.

【0035】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. .

【0036】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 of 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.

【0037】次に、図11に示す構成の液晶表示装置の
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 liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 11 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.

【0038】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、印加電圧に応じて色が表示され
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 is displayed according to the applied voltage.

【0039】液晶表示素子41は、第1乃至第4の実施
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 to fourth embodiments and has a high response speed, so that a moving image can be displayed with a smooth motion.

【0040】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。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 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. Further, in the above-mentioned embodiment, the reflective liquid crystal display element provided with the reflection plate 15 has been described, but the present invention is also applicable to a transmissive liquid crystal display element.

【0041】[0041]

【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
の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 a full color image can be displayed. 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】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、位相差板の延伸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 treatment direction of the upper and lower alignment films, the position of the transmission axis of the upper and lower polarizing plates, and the position of the stretching axis of the retardation plate.

【図4】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、位相差板の延伸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 treatment direction of the upper and lower alignment films, the positions of the transmission axes of the upper and lower polarizing plates, and the position of the stretching axis of the retardation plate.

【図5】この発明の第1実施例にかかる液晶表示素子に
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。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between applied voltage, reflectance and display color in the liquid crystal display element according to the first example of the present invention.

【図6】第1実施例にかかる液晶表示素子の表示色の色
度図である。
FIG. 6 is a chromaticity diagram of display colors of the liquid crystal display element according to the first example.

【図7】この発明の第2実施例にかかる液晶表示素子に
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。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the applied voltage, the reflectance, and the display color in the liquid crystal display element according to the second embodiment of the present invention.

【図8】第2実施例にかかる液晶表示素子の表示色の色
度図である。
FIG. 8 is a chromaticity diagram of display colors of the liquid crystal display element according to the second example.

【図9】この発明の第3実施例にかかる液晶表示素子に
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。
FIG. 9 is a graph showing a relationship between an applied voltage, a reflectance and a display color in the liquid crystal display element according to the third embodiment of the present invention.

【図10】第3実施例にかかる液晶表示素子の表示色の
色度図である。
FIG. 10 is a chromaticity diagram of display colors of the liquid crystal display element according to the third example.

【図11】この発明の第4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. 11 is a block diagram showing a configuration of a moving image display device according to a fourth example 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・・・薄膜
トランジスタ(TFT)、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・・・下位相差板、17・・・上位相差板、18
・・・液晶セル、21・・・行ドライバ、22・・・列ドライ
バ、41・・・液晶表示素子、42・・・画像メモリ、43・・
・CPU、44・・・読み出し回路、45・・・駆動電圧発生
回路
1 ... Lower substrate, 2 ... Upper substrate, 3 ... Pixel electrode, 4 ... Thin film transistor (TFT), 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 Polarizer, 15 ...
Reflector, 16 ... Lower retardation plate, 17 ... Upper retardation plate, 18
... Liquid crystal cell, 21 ... Row driver, 22 ... Column driver, 41 ... Liquid crystal display element, 42 ... Image memory, 43 ...
・ CPU, 44 ... Readout circuit, 45 ... Drive voltage generation circuit

Claims (6)

【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
配向処理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の配向処理方向に対し実質的に90°で交差する第2
の配向処理方向に配向処理が施された第2の配向膜と、 前記第1と第2の配向膜の間に封止され、実質的に90
°ツイスト配向された液晶と、 前記第2の基板の外側に配置され、その透過軸を前記第
1の配向処理方向に対し実質的に140°〜160°で
交差させて配置された第1の偏光板と、 前記第1の基板の外側に配置され、その透過軸を前記第
1の偏光板の透過軸に対し実質的に10°〜40°で交
差させて配置された第2の偏光板と、 前記第2の基板と前記第2の偏光板の間に配置され、屈
折率が最大となる方向を前記第1の配向処理方向に対し
実質的に130°〜160°で交差させて配置された第
1の位相差板と、 前記第2の基板と前記第2の偏光板の間に配置され、屈
折率が最大となる方向を前記第1の配向処理方向に対し
実質的に40°〜80°で交差させて配置された第2の
位相差板と、 より構成されることを特徴とするカラー液晶表示素子。
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. A first alignment film formed on the first substrate and subjected to an alignment treatment in a first alignment treatment direction; formed on the second electrode and the second substrate; Second which intersects substantially 90 ° with the orientation treatment direction of
And a second alignment film that has been subjected to an alignment treatment in the alignment treatment direction, and is sealed between the first and second alignment films, and is substantially 90
A twisted liquid crystal and a first liquid crystal disposed outside the second substrate, the transmission axis of which intersects with the first alignment treatment direction at substantially 140 ° to 160 °. A polarizing plate and a second polarizing plate disposed outside the first substrate, the transmission axis of which intersects the transmission axis of the first polarizing plate at substantially 10 ° to 40 °. And disposed between the second substrate and the second polarizing plate such that the direction in which the refractive index is maximum intersects the first alignment treatment direction substantially at 130 ° to 160 °. The first retardation plate is disposed between the second substrate and the second polarizing plate, and the direction in which the refractive index is maximized is substantially 40 ° to 80 ° with respect to the first alignment treatment direction. A color liquid crystal display characterized by comprising a second retardation plate arranged to intersect with each other. 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
配向処理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の配向処理方向に対し実質的に90°で交差する第2
の配向処理方向に配向処理が施された第2の配向膜と、 前記第1と第2の配向膜の間に封止され、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、その透過軸を前記第
1の配向処理方向に対し実質的に150°で交差させて
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、その透過軸が前記第
1の配向処理方向に対し実質的に165°で交差させて
配置された第2の偏光板と、 前記第2の基板と前記第2の偏光板の間に配置され、屈
折率が最大となる方向を前記第1の配向処理方向に対し
実質的に150°で交差させて配置された第1の位相差
板と、 前記第2の基板と前記第2の偏光板の間に配置され、屈
折率が最大となる方向を前記第1の配向処理方向に対し
実質的に75°で交差させて配置された第2の位相差板
と、 より構成されることを特徴とするカラー液晶表示素子。
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. A first alignment film formed on the first substrate and subjected to an alignment treatment in a first alignment treatment direction; formed on the second electrode and the second substrate; Second which intersects substantially 90 ° with the orientation treatment direction of
And a second alignment film that has been subjected to an alignment treatment in the alignment treatment direction, and is sealed between the first and second alignment films, and is substantially 90
A twist-aligned liquid crystal, and a first polarizing plate disposed outside the first substrate, the transmission axis of which intersects the first alignment treatment direction at substantially 150 °. A second polarizing plate disposed outside the second substrate, the transmission axis of which crosses the first alignment treatment direction at substantially 165 °, and the second substrate. A first retardation plate disposed between the second polarizing plates, the first retardation plate being disposed such that a direction having a maximum refractive index intersects the first alignment treatment direction at substantially 150 °; A second retardation plate which is arranged between the substrate and the second polarizing plate, and which is arranged such that the direction in which the refractive index is maximum intersects the first alignment treatment direction at substantially 75 °. A color liquid crystal display device comprising:
【請求項3】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
配向処理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の配向処理方向に対し実質的に90°で交差した第2
の配向処理方向に配向処理が施された第2の配向膜と、 前記第1と第2の配向膜の間に封止され、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、その透過軸を前記第
1の配向処理方向に対し実質的に150°で交差させて
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、その透過軸を前記第
1の配向処理方向に対し実質的に120°で交差させて
配置された第2の偏光板と、 前記第2の基板と前記第2の偏光板の間に配置され、屈
折率が最大となる方向を前記第1の配向処理方向に対し
実質的に140°で交差させて配置された第1の位相差
板と、 前記第2の基板と前記第2の偏光板の間に配置され、屈
折率が最大となる方向を前記第1の配向処理方向に対し
実質的に50°で交差させて配置された第2の位相差板
と、 より構成されることを特徴とするカラー液晶表示素子。
3. 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. A first alignment film formed on the first substrate and subjected to an alignment treatment in a first alignment treatment direction; formed on the second electrode and the second substrate; The second intersecting with the alignment treatment direction of
And a second alignment film that has been subjected to an alignment treatment in the alignment treatment direction, and is sealed between the first and second alignment films, and is substantially 90
A twist-aligned liquid crystal, and a first polarizing plate disposed outside the first substrate, the transmission axis of which intersects the first alignment treatment direction at substantially 150 °. A second polarizing plate disposed outside the second substrate, the transmission axis of which intersects the first alignment treatment direction at substantially 120 °, and the second substrate. A first retardation plate disposed between the second polarizing plates, the first retardation plate being disposed such that a direction having a maximum refractive index intersects the first alignment treatment direction at substantially 140 °; A second retardation plate which is arranged between the substrate and the second polarizing plate, and is arranged such that the direction in which the refractive index is maximum intersects the first alignment treatment direction at substantially 50 °. A color liquid crystal display device comprising:
【請求項4】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
配向処理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の配向処理方向に対し実質的に90°で交差させた第
2の配向処理方向に配向処理が施された第2の配向膜
と、 前記第1と第2の配向膜の間に封止され、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、その透過軸を前記第
1の配向処理方向に対し実質的に155°で交差させて
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、その透過軸を前記第
1の配向処理方向に対し実質的に175°で交差させて
配置された第2の偏光板と、 前記第2の基板と前記第2の偏光板の間に配置され、屈
折率が最大となる方向を前記第1の配向処理方向に対し
実質的に155°で交差させて配置された第1の位相差
板と、 前記第2の基板と前記第2の偏光板の間に配置され、屈
折率が最大となる方向を前記第1の配向処理方向に対し
実質的に75°で交差させて配置された第2の位相差板
と、 より構成されることを特徴とするカラー液晶表示素子。
4. 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. A first alignment film formed on the first substrate and subjected to an alignment treatment in a first alignment treatment direction; formed on the second electrode and the second substrate; And a second alignment film that has been subjected to an alignment treatment in a second alignment treatment direction substantially intersecting the alignment treatment direction of 90 °, and is sealed between the first and second alignment films. , Substantially 90
° twist-aligned liquid crystal, and a first polarizing plate disposed outside the first substrate and having a transmission axis thereof intersecting substantially 155 ° with the first alignment treatment direction. A second polarizing plate disposed outside the second substrate, the transmission axis of which crosses the first alignment treatment direction at substantially 175 °, and the second substrate. A first retardation plate disposed between the second polarizing plates, the first retardation plate being disposed such that a direction having a maximum refractive index intersects with the first alignment treatment direction by substantially 155 °; A second retardation plate which is arranged between the substrate and the second polarizing plate, and which is arranged such that the direction in which the refractive index is maximum intersects the first alignment treatment direction at substantially 75 °. A color liquid crystal display device comprising:
【請求項5】前記第1及び第2の位相差板は、面方向及
び厚み方向に位相差を有する2軸性位相差板であること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載のカ
ラー液晶表示素子。
5. The first and second retardation plates are biaxial retardation plates having a retardation in a plane direction and a thickness direction, according to any one of claims 1 to 4. The color liquid crystal display device described in 1.
【請求項6】前記液晶の光学異方性Δnと層厚dの積Δ
n・dは0.7μm以上1.1μm未満であることを特
徴とする請求項1乃至5のいずれか1つに記載のカラー
液晶表示素子。
6. The product Δ of the optical anisotropy Δn of the liquid crystal and the layer thickness d.
6. The color liquid crystal display element according to claim 1, wherein n · d is 0.7 μm or more and less than 1.1 μm.
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EP95106370A EP0679923B1 (en) 1994-04-28 1995-04-27 Color liquid crystal display device and liquid crystal display apparatus
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100812271B1 (en) * 2000-05-17 2008-03-13 후지필름 가부시키가이샤 Phase shift plate, producing method thereof, and circular polarizing plate, 1/2 wavelength plate and refelective crystal display using the same

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KR100812271B1 (en) * 2000-05-17 2008-03-13 후지필름 가부시키가이샤 Phase shift plate, producing method thereof, and circular polarizing plate, 1/2 wavelength plate and refelective crystal display using the same

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