JPS5843428A - 液晶素子 - Google Patents

液晶素子

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JPS5843428A
JPS5843428A JP56143026A JP14302681A JPS5843428A JP S5843428 A JPS5843428 A JP S5843428A JP 56143026 A JP56143026 A JP 56143026A JP 14302681 A JP14302681 A JP 14302681A JP S5843428 A JPS5843428 A JP S5843428A
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JP
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liquid crystal
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nematic liquid
transparent
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JP56143026A
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Fumio Matsukawa
文雄 松川
Yorimasa Kamigaki
上垣 頼政
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13471Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、液晶素子、特にツイステツドネ!チック液
晶素子(以後TN素子と略記する)の一様でない色つき
、いわゆる色むらを解消するとと忙関するものである。
             一液晶セルは、例えば、電
子卓上計算機、クロック等の数字や文字の表示板に普及
が進んでいる。
第1図はこれらに用いられるTN素子の一般的構成を示
す断面”図であ□る。この図において、゛ガラスのよう
な透明基板1” ’、a、I b上に酸化インジウムや
酸化スズなどの薄膜で作られた透明電極2a。
’2bを設置′し、これら透明電極2a、2b間に′ス
ペーサSV介して、骸晶分子の長軸が□透明電極2a、
2bの面に平行で、かつ、これらの電極間で90度ねじ
れ゛ている状態にして、誘電異方性が正。
すなわちP型のネマチック液晶4を注入して液晶セル1
0’0を構赦し、この液晶セル100を、互い゛にその
側光方向が直゛交(直交二フル)、あるいは平行で、透
明電極−28,2□b上の液晶分子の長軸あるいは短軸
に一致させた2枚あ偏光”板5a。
5゛bで挾んでTN素子が構成されている。ネマチツク
液晶4層の厚みは通常1μm〜IIIIIである。
TN素子は電圧非印加時には直交ニコルの場合明視野が
、平行ニコルの場合暗視野が得やれる。
この状態においソ、透明電極2a、2bを介してネマチ
ック液晶4層に所定の電圧を印加すると、直交二フルの
場合暗視野が、平行ニコルの場合明視野が得られ、電圧
を印加しない状態とは反転した状態となる。したがって
、透明電極2a、2bを、例えば、エツチング等により
所定のパ゛ターンに形成しておけば文字、数字、シンボ
ル等の表′示が可能にな′る。
一般に、ネマチック液晶は平行構造を有して°いるが、
2枚の基板の間に挾入込むと、ネマチック液晶の平行構
造は、これが接する基板表面の状態に強く影響を受ける
。綿等で基板の内面を摩擦すると、面に接する液晶:分
子の長軸は摩擦方向に従う。この摩−振方向t!1:R
位という。壁方位をつけた2枚の基板でネマチック液晶
を挾むと、基板表面に接する液晶分子は壁方位に従って
配列し、中間層の液晶分子の方位は、1つの壁方位から
他の壁方位へ連続的に遷移することになる。したがって
、ネマチック液晶の液晶分子は基板に垂直な任意の線に
沿い上述の90度ねじれた状態となる。
このような液晶分子配向を有する液晶セルは、基板に平
行な光軸をもつ一軸性結晶とみなすことができる。理想
的にはネマチック液晶層を通過する平面偏光の偏光方向
は90度のねじれ構造の回転に従って変化すると考えら
れる。直交ニコルあるいは平行ニコルと光軸との関係は
、理想的であれば色むらは生じないのであるが、実際は
完全ではないので、直交二フルの場合、本来一様な明視
野が見えるべき所に色むらが見えることになる。
平行二フルの場合は、本来一様な暗視野が見える。
べき所に色むらが見えることKなる。この色むらは一軸
性結晶□中を通過する常光線と異常光線とがおこすレタ
ー険−ションによる竿渉色である。
常光線、異常−、−のレターデーションδは、δ=−d
l・Δn;−B、 R=d、−Δnλ       −
λ で表わされる。ここで、dヨは液晶セルのネマチック液
晶層の厚み、Δnは常光線と異常光線の屈折率の差、イ
は光の波長である。レターデーションδ(いいかえれば
B)が小さい程、色むらが発生しゃテい(日本時計学会
誌A9Q、P60〜70′79参照)。
色むらの発生はTN素子の表示コントラストを低下させ
るとともに、商品価値を著しく損ない好ましくない。ネ
マチック液晶層、の厚み、dlある・いは液晶材料のΔ
n′?:大きくすれば色むらは少なくなる。しかし、液
晶素子の応答時間を速くする要1あるいはその他の電気
光学特性上の問題から6をあまり大きくすることができ
ず、しかも、Δnの大きなP型のネマチック液晶の開発
が難しいこキからど5してもRが小さくなりがちであり
、何等かの方法で色、むらを改!する要求があった。
この発明は、上記のような従来の欠点を軽減するために
なされたもので、従来の液晶セルにも51つの電極を有
しない液晶セルを重ねるととkより色むらの発生を少な
くした竿晶素子!提供することを目的としている。以下
、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第2図はこの発明の一実施例を示す液晶素子の断面図で
ある。従来の液晶セル10Gを第1セルとし、これと電
極を有しない2枚の透明基板6a。
6b間にスペーサ71に!介し【ネマチック液晶8層を
有する第2セル200とを重ね合わせ、これらY2’枚
の偏光板9a、9bで挾み込む。この際の第1セル10
0−、第2セル200内の壁方位づけ/ の方向および液晶分子の配向状態を示す模型図奮第3図
に示す。
第3図において、矢印10.1−1.12.13で壁方
位づけの方向を示しており、模式的に液晶分子を円柱の
形状で図示した。14 a e  14 bは第2図の
透明−基゛板ja、1bK相当し、15a、15bは第
2・図の透明基板6a、@bK相当する。なお、−この
図では電゛極およびスペーサの図示は省略した。第2図
の偏光板!Ia、9bは直交ニコルあるいは平行二フル
に配置され、かつ、透明電[2ae2b上の液晶分子の
長軸あるいは短軸に一致させである。第1セル10oな
構成する電極つき透明基板14bと第2セル200を構
成する電極のない透明基板15aK施iされる壁方位づ
けが同」方向であることが特徴である。壁方位づけの向
きは使用するネマチック液晶4,8に応じて第1セル1
00.第2セル200内でツイストデスクリネーション
が発生しないように決めればよい。
第3図で示したように壁方位づけされたこの発明の液晶
素子では、第1セル100内のネマチック液晶4層での
常光線が第2セル20G内@ネマチツク液晶8層でも常
光線となり、第1セル1oO内のネマチック液晶4層で
の異常光線が第2セル200内のネマチック液晶8層で
も異常光線となる。したがって、この発明の液晶素子の
Bは、R= (dl + d2 )Δn となる。ここで、(14sdtはそ、れぞれ第1セル1
00゜第2セル2(10のネマチックQ、Fame層の
厚みである。
前述の従来のTN素子の場合はR=d、・Δnであり、
この発明の液り素子の方がレターデーションδ(いいか
えればR)が大きくなり、色むらが発生しにくいわけで
ある。この場合、第2セル200のネマチック液晶8層
の厚みは1μm〜1mの範囲が適当である。
この発明の液晶素子では、例えば、2枚の偏光板9a、
9bが直交二フルの場合、第1セル100の透明電極2
a、2b間に電圧を印加しないと、暗視野が得られ、所
定の電圧が印加されると明視野となる。すなわち、第1
セル100の透明電極2a、2bのパターン形状が暗視
野の中に明視野として表示されることになる。平行ニコ
ルの場合はこれが逆転する。
なお、上記の実施例の場合、第2セル200の液晶分子
配列は第1セル100と同様に90度ねじれた構造をし
ていたが、第4図に示すようにホモジニアス配列でも色
むらを軽減する効果が得瞥:1 れる。        ・11111 また、以上の実施例;は、第1セル100と第2セル2
00に同じネマチック液晶4.8を用いた。しかし、こ
れは必ずしも同じである必要はない。第2セル200内
のネマチック液晶8は、電圧に応答する必要はなく、P
型のネマチック液晶以外、誘電異方性が負のネマチック
液晶でもよい。
第2セル200に用いるネマチック液晶8はできるだけ
Δnの大きな液晶材料を選択する方がこの発明の液晶素
子の色むら軽減には効果がある。
さらに、第5図に示したよ5に、第2図の第1セル10
0の透明基板1bと第2セル200の透明基板6aは一
体化してネマチック液晶層が2層で透明基板が3枚の二
層液晶素子の構成にしてもよい。
以上詳細に説明したように、この発明は、従来の液晶セ
ルに、もう1つの電極を有しない液晶セルを重ねたので
、TN素子の応答時間およびその他の電気光学特性を悪
化させることなく、色むらの発生を軽減できる別層があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のTN素子の構成を示す断面−1第2図は
この発明の一実施例を示す断面図、第3図はこの発明の
液晶素子のjlE1セル、第2セル内の壁方位づけの方
向および液晶分子の配向状態の一例を示す模型図、第4
図はこの発明の他の実施例における第1セル、第2セル
内の壁方位づけの方向および液晶分子の配向状態を示す
模型図、第5図はこの発明のさらに他の実施例を示す断
面図である。 図中、1a、lbは透明基板、2a、2bは透明電極、
3,1はスペーサ、4.8はネマチック液晶、(ia、
6bは透明基板、9a、9bは偏光板、10,11.’
12.13は壁方位づけの方向を示す矢印である。kお
、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 葛野信−(外1名) 第3図 第4図 第5図 a

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  電極を有する面に壁方位づけtしこれを内、
    向させた2枚の透明基板間にネマチック液晶を挾持して
    なる第1セルと、電極を有しない面に壁方位づけをしこ
    れを内向させた2枚の透明基板間にネマチック液晶を挾
    持し【なる第2セルとを重ね合わせ・、これら4.秋の
    透明基板のうち、各内側2枚の透明基板の壁方位づけを
    同一方向とした。ことを特徴とする液晶素子。
  2. (2)第1セル、第2セルの壁方位づけが、それぞれの
    透明基板間で直交していることV%徴とする特許請求の
    範囲第(1)・項記載の液晶素子。 、(3)第、lセルの壁方位づけが2枚の透明基板間で
    通交し、第2セルの壁方位づけが2枚の透明基板間で平
    行であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
    載の液晶素子。
JP56143026A 1981-09-09 1981-09-09 液晶素子 Granted JPS5843428A (ja)

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JP56143026A JPS5843428A (ja) 1981-09-09 1981-09-09 液晶素子

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JPS5843428A true JPS5843428A (ja) 1983-03-14
JPH0377491B2 JPH0377491B2 (ja) 1991-12-10

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61287977A (ja) * 1985-06-14 1986-12-18 Kyoritsu Kagaku Sangyo Kk 水性ポリウレタン接着剤組成物
JPH0233129A (ja) * 1988-07-22 1990-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶パネル

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JPH0377491B2 (ja) 1991-12-10

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