JPS62164024A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS62164024A
JPS62164024A JP61005387A JP538786A JPS62164024A JP S62164024 A JPS62164024 A JP S62164024A JP 61005387 A JP61005387 A JP 61005387A JP 538786 A JP538786 A JP 538786A JP S62164024 A JPS62164024 A JP S62164024A
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JP
Japan
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liquid crystal
color
polarizer
crystal layer
display
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Pending
Application number
JP61005387A
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English (en)
Inventor
Jun Hoshikawa
潤 星川
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPS62164024A publication Critical patent/JPS62164024A/ja
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示素子を用いて多色Oカラー表示を行
なう液晶表示装置に関する。
本発明の液晶表示装置は、自動車用各種インディケータ
−、オーディオ用インディケータ−1液晶カラーテレビ
、コンピュータ端末ディスプレイ、その池多色カラー表
示の必しな装置に用いることができる。
〔従来の技術〕
液晶表示素子を用いたカラー表示の方式として、ツイス
ト−ネマチック液晶セルにカラー偏光子?使用する方式
、液晶に二色性染料を尋解させたゲスト・ホスト方式、
 D A P (Detormation ofvar
tical alitined phases)やHA
 N (Hybridムlitngnt Netnrz
tic )などとよばれる複屈折表示方式、カラーフィ
ルターft用いた方式、などが従来行なわれてきたが、
複屈折表示方式を除いては各液晶セルの点灯画累では単
一の色を発する■みで、同一11j素の色をさまざまに
変化させることはできなかった。複屈折表示の場合、原
理的には各種の色表示が可能であるが、視角依存性がき
わめて太いために見る方向で教区ずれると色調が変わっ
てしまいまな色純度も悪く、呆用土でに使用分野は限定
されてしまう。
また、ゲストQホスト方式の液晶セルを何層も重ねたり
、カラー偏光子方式のものを重ねたりすることにより多
色比は可能であるが、混色が主となってしまい、3元色
のシアン・ブゼンタ・イエローを明瞭に表示するために
は3層の重ね合わせが必要となる。これでは表示素子の
コストも高く、またlね合わせて表示した場合、ガラス
基板厚みだけ離れて表示されているために視角による色
ズレをひどく生ずる、などの欠点があり、実用的ではな
かった。
〔本発明が解決しようとする間睨点〕
本発明はこれらの欠点を除去したもので、2層という比
較的少なh積層枚数で4色表示を東男することを目的と
している。
さらにその色ハ、シアン(ブルー)・→ゼンタ(赤)・
イエローなどの原色と、それら■うち2色の混色(例え
ばシアンとイエローの混色であるグリーン)を明瞭に表
示することができる特数をもつ、また赤・青拳緑・黒の
4色も可能で、カラーテレビへと発展させることもでき
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の液晶表示素子は、二つの液晶層と、ニュートラ
ル偏光子及びカラー偏光子と罠よって4色表示を行なう
ものである。なお液晶層はいずれもほぼ90’ ツイス
トするように配向させ、液晶中には二色注染#+企溶解
させたいわゆるゲスト−ホスト液晶を使用する。また、
液晶層2つのうち1つにのみ染料を含み、代わりに2つ
の層の中間にカラー@光子を配置させるF#造のものも
あわせて記述しておく、なお、ニュートラル偏光子とは
一方向に延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ
素などの可視光全域にわたって光を吸収する二色性染料
を吸着させたもので1通常率体透過率が加〜50%、偏
光間が70q6〜100チのものをさす、また、カラー
偏光子とは、同様のフィルムに特定波長のみ元を吸収す
る二色性染料を吸着させたものとさす。
本発明のカラー表示方式は、これらのカー液晶層の配向
方向と、偏光子の吸収軸方向とを巧みに組み会わせてな
されるもので、以下にその方式を略図をもって解説する
〔方式1〕 配向および偏光子の方向f、第1図に示す。
ニュートラル偏光子でおる第一偏光子1.二色性染料(
A色)を含み、ツイスト配向した帆−液晶層2.二色性
染料(B色)全含み、ツイスト配向した第二液晶層3.
c色のカラー偏光子である第二偏光子4.と全基本構成
要素としている。ここで、第一液晶層の配向方向は第一
偏光子の吸収軸方向に対して液晶f−上面でFim℃〜
】00°、液晶j−上下面は一用’−1−10°の方向
とし、上下基板間で液晶層は約90’ ツイストさせる
。ツイストさせる方向は右廻りでも左廻りでもよい、こ
れらの角度は、特許請求の範囲0項に記した範囲内がよ
く、これ以上ではコントラストが低下する。第二液晶層
の配向方向も、第一液晶層とvfI嵌とする。第二偏光
子■吸収軸方向は、帆−偏光子■吸収軸方向に対して8
0〜100°の範囲で配置する。各液晶層は当然透明重
臣を有するガラス基板によって挾持される液晶セルであ
り二枚の液晶セルfc*に積1−するだけでも、或匹は
三枚のガラスの間に2つの液晶!−を形成する方式でも
よA、各偏光子は液晶セルの外面に粘着剤等で貼り付け
られる。なお、偏光子り表面に、光散乱板や反射板が付
いていてもよ14゜ この構造の液晶表示素子の2つの液晶層に電圧を印加し
たときの素子の透過光Q色全第1表に示す、こむで仮に
A色=イエロー、B包子マゼンタ(赤) 范−長 C色ミシアン(1r)とする。
すなわち、ともKOFFの場合、購−偏光子を通過し、
吸収軸5と直角方向に振動方向をもつ光は、帆−液晶層
2によってイエローの吸収をつ)けながらツイストして
進むが、第二液晶層の染料分子には分子軸と直角方向に
入射するため吸収をうけずにさらにツイストし、最後の
第二偏光子の吸収軸方向に振動方向をもつ光が入り、こ
こでC色=シアンO吸収をうけ、その色調は、イエロー
+シアンでグリーンとなる。
次に第二液晶層に電圧を印加した場合、液晶及び染料分
子は垂直に配向する。第一液晶層を通過したイエローの
元は、第二液晶層の吸収はうけず。
さらに、ツイストもされ7Ix^ためにそQまま第二偏
光子に達し、ここでも吸収をうけずにイエローの光とし
てセル外にとり出される。
次に、第一液晶層にのみ電圧を印加した場合、第一液晶
層の染料分子は垂直に配向するために元の吸収およびツ
イストはなされずそのまま第一液晶層を通過し、逆に第
二液晶層のマゼンタO染料分子により吸収金うけながら
ツイストされる。罷工偏光子の吸収軸とは直角方向に振
動面をもつ光でありために等二偏光子はそQま′1通過
し、したがってマゼンタの色となる。
次に、第一第二液晶層両方に重圧全印加した場合には、
第一第二液晶層の染料分子はともに*直に配向するため
光の吸収はうけず、またツイストもしな^ためそのまま
液晶層全通過し、帛二偏光子によって吸収をうけ、シア
ン(青)0元としてとり出される。
このように、3つの色?純度よく再現することができ、
それに加えてうち2り0色の混色の、計4色の曵示が可
能である。
もちろん、ここでの3色は、シアン舎マゼンタ・イエロ
ーに限らず、他の色であっても、或いは黒色であっても
よい1例えばA色=グリーン、B色=青、C色=赤、で
ある場合、上記3色の他にムとCの混色である黒(グレ
ー)の計4色を表示することができる。したがって、こ
まかい画素を薄膜トランジスタなどによって作り、この
形式で各々の画素で、赤・青・緑・黒の4色を独立して
 。
表示することにより、カラーテレビラ実現することもで
きる。
〔方式2〕 配向および偏光子の方向をa2図に示す、方式1との相
異は、奪−液晶層中に二色性染料が含まれないことと、
第一液晶層と第二液晶層との間にA色のカラー偏光子で
ある第三偏光子がその吸収軸方向ヲ嬉−偏光子の吸収軸
方向と一113’〜+106の範囲で配置されているこ
とである。この構造の表示素子でも、酵1表に示したよ
うな3色+混色の計4色を表示することができる。
また、この方式で、飢−液晶層の液晶分子配向方向は、
第一偏光子の吸収軸方向に対して液晶層上面で−10°
〜11)’、液晶層下面では800〜100°となるよ
うなツイスト配向となっていてもよく、これを特許請求
の範囲端三項に記述した。
本発明に使用するカラー@光子と、二色性染料のいくり
かを紹介しておく、これらのもQを組み会わせて使用し
、任意の色を得ることができる。
禦二表 カラー偏光子0列 嬉三表 二色性染料0例 〔実施例〕 次に本発明を各値実施列にもとづ^て説明する。
実施列l 麻三図に断面図を示すような液晶表示装置を作製した。
透明遥甑24をもつカラス基&田およびシール剤5によ
って封入された2つの液晶セルを作製し、その上下に第
一偏光子i9と第二偏光子20とを粘着剤四によって貼
付けた。なお本表示装置下方に)ユ社球による照明用元
#22’tiき、その光をやわらげる拡散板21を、第
二偏光子下面に貼付けた。
液晶にはメルク辻[ZLエニー694’を使用した。嬉
−液晶層にはこの液晶に対して黄色の二色性染料である
日本感光色素製G−232を1.5チ添加したものを使
用し、第二液晶層には赤の二色性染料である三菱化改製
LSE−278を2チ添加したも■を使用し、それぞれ
匍0ツイスト配向させた。嬉−@光子には王立電機1i
iLI、C2−62−18にュートラル)を、第三偏光
子にはBCB−18(ブルー)を使用した。基本的な配
向角等は、方式1と同様である。
こうして作改した表示素子で表現できる4色Q町視光吸
収スペクトルを第7図に示す、また、XV色度図上でQ
色線度を麻8図に示す、非常に純度の高い、クリヤーな
衣示色が得ら1Lることかわかる。
実施列2 窮4図に示すような液晶表示素子を作製した。
透明tli33 kもつ3枚のガラス基板32によって
嘉−液晶!−35が范二液晶層36を形成した。偏光子
#液晶、染料、及びそれらの配向角ハ天翔しulと同−
条件で行なりた。実施例1と比較して嬉−液晶層と第二
液晶層とQ間隙がせまいために表示部■エツジ部分を斜
め方向から見たときV色ズレが少なく、視認性が良好で
あった。
実施列3 群5図に断面図全油すような液晶表示素子を作製した。
基本的な配向角等は、方式2に示した条件とした。鼾−
淵光子はニュートラル偏光子(王立電機製L Lc 2
−82  is a ’AE二偏元偏光赤○カラー偏光
子(三立電隈製s CR18) n飢三偏光子には緑Q
偏光子(三立電Fi&裂5CG−18)’i使用した。
また、嬉−液晶層には液晶としてメルク社製ZLニー1
691を、第二液晶層にはZLエニー691に宵の二色
性染料である三菱比FiX、製L8B−278を2チ添
加して使用した。
こ■素子によりて、亦、緑a ’ff s黒(グレー)
04色を表示することができた。
実施例4 第6図のように、実施列1で作製したカラー表示素子O
上面に、通常のTN表示セル及び偏光板をffrl−し
た。
TNセルによって白黒表示におこな^、下面に配置され
た本発明の色町変素子によって、背景色あるいは表示色
全赤・青・黄・グリーンと妄えられるようにして使用し
た。
〔発明の効果〕
以上説、明したように、本発明Oように、二色性色素を
液晶に溶解させ、ツイスト配向させた液晶層と、カラー
偏光子を組み合わせて2層の液晶表示素子を購改するこ
とKより、色純度■高い4色の表示かcyJ能となる。
本発明の液晶表示素子は、飼えば自動車のデジタル表示
スピードメーター”Q 80 K%’A 1ではブルー
、80〜100KVんでは黄色、100に77t/h以
上″cは赤と速反表示色′fr:v比させるような使い
方や、オーディオi器のメーターで音飯レベルに応じて
ρ変化させる使v=方、その他カラーテレビなど巾広い
用途が考えられる。こうしたことから、本発明は製品応
用上きわめて有用なもつであるといえる。
【図面の簡単な説明】
范1図は本発明実施列1での液晶層の配向と偏光子の配
#を示す図、訂2図は実施列2での液晶層Q配向と@光
子の配置を示す図、飢3図は実施例1でO液晶表示素子
の断面図を、麻4図は実施列での液晶表示素子O断面図
を、第5図は実施列での液晶表示素子の断面ath%淋
6図は実施列での液晶表示素子の断面図を示″f″、第
7図は、実施例1″C■液晶表示素子で表示した色の純
度をxy2 + 141 # 26 + 35 # 4
4 s 52 ”第1液晶層a 、11.27,36.
45.53:第2液晶j藷4 、12 、20 、加、
 39 、49 :第2篩光子5 、14 :窮1偏元
子の吸収軸方向6:  第2液晶層の液晶及び染料分子
方向7.16:嬶2液晶r〜oi晶及び染料分子方向8
.17二窮2偏光子O吸収軸方向 13 j40 :嬉3偏尤子 15:   第1液晶層O敦晶分子方向18:   第
3偏光子■吸収軸方向 21 、31 、50 :光散乱板 と、54:光源 Z3 、32 、41 ニガラス基板 24 、33 、42 :透明亀隠 25 、34 、43 :シール剤 28 、37 、46 :粘着剤 47:@光子 51:   液晶層 以    上 出願人 セイコーエプソン沫式会辻 第2図 第3図 第4図 第6図 [Vの憤] (χの値)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ツイスト・ネマチツク型液晶表示素子を用いたカラ
    ー表示可能な液晶表示装置において、表示素子が、 1)最上面のニユートラル第一偏光子 2)特定色Aの二色性染料を含みツイスト配向された液
    晶層で、その配向方向は第一偏光子の吸収軸方向に対し
    て液晶層上面では80〜100°、液晶層下面では−1
    0°〜+10°である第一液晶層 3)特定色Bの二色性染料を含み、ツイスト配向された
    液晶層で、その配向方向は第一液晶層と同様である第二
    液晶層 4)特定色Cを直交ニコル時に表示できるカラー偏光子
    で、その吸収軸方向は第一偏光子の吸収軸方向と80〜
    100°である第二偏光子の順に積層され、A、B、C
    色及びAとCの混色の計4色の表示が可能な液晶表示素
    子であることを特徴とする液晶表示装置。 2、ツイスト・ネマチツク型液晶表示素子を用いたカラ
    ー表示可能な液晶表示装置において、表示素子が、 1)最上面のニユートラル第一偏光子 2)ツイスト配向された液晶層で、その配向方向は第一
    偏光子の吸収軸方向に対して液晶層上面では80〜10
    0°、液晶層下面では−10〜+10°である第一液晶
    層 3)特定色Aを直交ニコル時に表示できるカラー偏光子
    で、その吸収軸方向が第一偏光子の吸収軸方向と−10
    〜+10°角度をもつて配置されている第二偏光子 4)特定色Bの二色性染料を含み、ツイスト配向された
    液晶層で、その配向方向は第一液晶層と同様である第二
    液晶層 5)特定色Cを直交ニコル時に表示できるカラー偏光子
    で、その吸収軸方向は第一偏光子の吸収軸方向と80〜
    100°である第三偏光子の順に積層され、A、B、C
    色及びAとCの混色の計4色の表示が可能な液晶表示素
    子であることを特徴とする液晶表示装置。 3、ツイスト・ネマチツク型液晶表示素子を用いたカラ
    ー表示可能な液晶表示装置において、表示素子が、 1)最上面のニユートラル第一偏光子 2)ツイスト配向された液晶層で、その配向方向は第一
    偏光子の吸収軸方向に対して液晶層上面では−10〜1
    0°、液晶層下面では80〜100°である第一液晶層 3)特定色Aを直交ニコル時に表示できるカラー偏光子
    で、その吸収軸方向が第一偏光子の吸収軸方向と−10
    〜+10°の角度をもつて配置されている第二偏光子 4)特定色Bの二色性染料を含み、ツイスト配向された
    液晶層で、その配向方向は第一液晶層と同様である第二
    液晶層 5)特定色Cを直交ニコル時に表示できるカラー偏光子
    で、その吸収軸方向は第一偏光子の吸収軸方向と80〜
    100°である第三偏光子の順に積層され、A、B、C
    色及びAとCの混色の計4色の表示が可能な液晶表示素
    子であることを特徴とする液晶表示装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4966441A (en) * 1989-03-28 1990-10-30 In Focus Systems, Inc. Hybrid color display system
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CN105301687A (zh) * 2014-06-17 2016-02-03 乐金显示有限公司 可涂布偏振器及具有其的液晶显示装置

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