JPS63298220A

JPS63298220A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPS63298220A
Application number: JP62131815A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kawasaki; 和雄川崎; Katsuo Yamada; 山田　活郎; Ryoichi Watanabe; 良一渡辺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1988-12-06

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明は複屈折制御型の液晶表示器置に関する。

（従来の技術）液晶表示器には動作モードによりＴＮ型、ＤＳ型、Ｇ）
（型、ＯＡＰ型及び熱書き込み型のもの等多くの種類が
あるが、腕時計、電卓及び計測器等を始め、はとんど多
くはＴＮ型液晶表示器が使われている。しかし表示容置
の増大化や表示面積の大型化の要求に伴ない、ＴＮ型液
晶表示器ではコントラスト不足や視覚範囲の狭さ等の問
題が出てきており、新しい動作モードによる液晶表示器
の開発が急がれていた。

そして近年、このような要求に応える液晶表示器として
、例えば特開昭６０−１０７０２０　＠公報に記載され
ているＳＢＥ　（スーパーツィステッド・バイアフリン
ジエンス・エフェクト）型等の複屈折制御型の液晶表示
器が注目されている。これらの複屈折制御型液晶表示器
の構成としては、少なくとも片面側に透明電極が形成さ
れた透明基板を２枚対向させ、周囲を封着してセルとし
、セル内にネマティック液晶を入れている。対向基板間
の距離は３〜１２ｊ！７７１１程度であり、ネマティッ
ク液晶としてはシクロヘキサン系、エステル系、ビフェ
ニール系及びピリジミン系液晶等が使われている。ネマ
ティック液晶の中にはカイラル剤が添加され、液晶分子
の分子軸が１８０°から　３６０°の角度に、上下の基
板間で捩られている。また液晶分子は、基板上の配向層
の働きにより、分子軸が基板平面に対し５°より大きい
傾斜のプレチルト角を有している。

そして分子軸の捩れが２７０°のＳＢＥ型液晶表示器で
は、好ましくは基板の外側の前面と俊面に偏光板を配し
ており、前面偏光板の透過軸が前面基板の分子配向方向
に対して右回りに約３０°、背面偏光板の透過軸が背面
基板の配向方向に対して左回りに約３０°或いは右回り
に約６０°である場合が、最もよい構成とされている。

このうち前者の構成は非選択状態で明るい黄色の表示、
選択状態で黒の表示が得られ（イエローモード）、侵者
の構成は非選択状態で深い青色の表示が得られ、選択状
態で透過となる（ブルーモード）。またその他の複屈折
型の液晶表示器においても、背景色は無彩色でないもの
となる。

この中で、ネマティック液晶の屈折率異方性Δｎと層厚
ｄ１及び液晶分子の電極基板に対するプレチルト角θの
積としてのΔｎ−ｄ−ｃｏｓ２θの値を０．３〜０．７
にすることにより、背景色を無−彩色し、表示色を黒色
にしようとする提案がなされている。このようにして、
無彩色化された背景に黒表示を行うことにより、従来か
らの色による観察者の視感゛、°好みによる視認性評価
の異なり、視角方向または雰囲気温度が変化したときの
色変化、ネマティック液晶層厚のセル面内分布による色
むら、表示の着色によりカラー化が不可能であった等の
欠点がなくなった。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、Δｎ−ｄ−ｃｏｓ２θの値を０６３〜０
．７とした前述の液晶表示器では、背景の明るさが低く
、非常に視認性が悪いものであった。

特に反射型のものでは、背景が暗すぎるため、コントラ
ストを犠牲にして、実用可能な範囲まで背景を明るくし
て使用していた。

また、この種の液晶表示器の黒表示は、反射型に比べ透
過型或いは半透過型では充分でなく、カラーフィルター
を配設してカラー化を行い、マルチカラー表示やフルカ
ラー表示をするものでは、カラーフィルターが見えたり
色再現性が悪い等の問題点があった。

この発明は、干渉現象による透過光或いは反射光の背景
色を可視光領域で実質的に均一化して無彩色化を行い、
選択電圧印加時に前面偏光板と背面偏光板の組合せで黒
表示を行うことを目的としている。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明は、複屈折型の液晶表示器を有する液−晶表示
装置であり、ネマティック液晶の層厚ｄ及び屈折率異方
性Δｎと液晶分子のプレチルト角θに関係するΔｎ−ｄ
−ｃｏｓ”θの値が０．３〜０．７の間に入るとともに
、このネマティック液晶の中に透過中心波長が４５０〜
６２０止の間であるか或いは透過光がほぼ可視光領域で
実質的に均一である二色性染料を含有するような構成と
している。

このうち、前者は反射型、後者は透過型或いは半透過型
の場合に有効である。なお、ここでプレチルト角θの値
は、液晶層全体における個々の液晶分子のプレチルト角
を平均した値である。

（作　用）前述のΔｎ＊　ｄ　＊　ｃｏｓ２θの値は表示色と深く
関係があり、実験によれば例えば０．７を越えるとある
特定の波長で高い分光反射率及び分光透過率を有するよ
うになり、また０、３より小さいと電圧印加時と無印加
時の分光反射率及び分光透過率の差が小ざくなってコン
トラストが低下する。従って、Δｎ−ｄ−ｃｏｓ２θの
値を０．３と０．７の間にすることにより、干渉現象に
よる透過光或いは反射光の背景色を可視光領域で実質的
に均一にして無彩色化を行い、選択電圧印加時に前面偏
光板と背面偏光板との組合わせで黒表示を行うことがで
きる。

ただし、Δｎｏｄ−ｃｏｓ２θが０．３と０．７の間で
あると、背景が暗くなり、印刷物やＴＮ型液晶表示器の
ような背景の明るさを得ることは難しかったり、また、
特に透過型或いは半透過型の液晶表示器置において、黒
の背景の透過率が大きくなる。このとき、ネマティック
液晶に含有した二色性染料は、実質的に可視光領域の反
射率を均一化したものを、人間の眼の視感度特性に合わ
せ、視感的に明るくし、または、偏光板の組合せにより
黒さを染料の吸収により濃くするものである。

（実施例）以下この発明の詳細を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。同図
において、例えばガラス基板である第１及び第２基板（
１）、（２）の第１主面（１ａ）。

（２ａ）側には、それぞれ例えばＩ　Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉ
ｕｍＴｉｎ　０ｘｉｄｅ）からなる導電電極（３）、（
４）が形成されており、第１及び第２基板（１）、（２
＞は各々の第１主面（Ｉａ）、（２ａ）が対向するよう
に約５ＪＪＩｔの間隔に保たれている。また第１及び第
２基板（’ｌ）、（２）の第１主面（１ａ）。

（２ａ）側には、導電電極（３）、（４）を覆うように
、それぞれ例えばポリイミドからなる配向層（５）、（
６）が形成されており、その周囲は例えば紫外線硬化型
の接着剤からなる封着剤（７）により封止されている。

そして第１及び第２基板（’ｌ）、（２＞間には、カイ
ラル剤が添加されたネマティック液晶（８）が挟持され
ていて、その分子軸はカイラル剤の働きにより第１及び
第２基板（１）、（２＞間で１８０°から３６０°の範
囲例えば２００°の捩れをもつとともに、配向層（５）
。

（６）の働きにより第１及び第２基板（１）。

（２）の平面に対し、１°より大きい約２°のプレチル
ト角θを有している。そして、ネマティック液晶（８）
の中には二色性染料、特にＰ型二色性染料で透過中心波
長が４５０〜６２０ｎｍのものが含有されている。ここ
で、このＰ型二色性染料としては、アゾ系やアントラキ
ノン系染料等が使用され、含有量は約０．６　重９％で
ある。また、ネマティック液晶（８）の屈折率異方性Δ
ｎは約０．０８で、ネマティック液晶（８）の屈折率異
方性Δｎと層厚ｄ１及びプレチルト角θの積としてのΔ
ｎ−ｄ＃Ｃ０６２θの値は、０．３ト０．７（７）間（
７）約０．４ｒある。そして、第１Ｍ板（１）の第２主
面（１ｂ）側にはニュートラルの偏光板（９）、第２基
板（２）の第２主面（２ｂ）側にはニュートラルの偏光
板（１０）と反射板（１１）が被着されている。ここで
偏光板（９）、（１０）の配置角度は、偏光板（９）、
（１０）の透過軸が第１基板（１）の配向方向に対して
、それぞれ右回りに約１５°、右回りに約１１５°とな
るように設定しである。こうして、所望の液晶表示器（
１２）が得られる。

一方、プリント基板（１３）には、液晶表示器（１２）
の駆動回路（１４）が形成されており、導電性ゴム等に
よる導電性の弾性体（１５）が、液晶表示器（１２）と
プリント基板（１３）との間に設けられていて、これら
の対応する端子部間を導電接続し、ベーゼル（１６）に
よりこれらを固定する。

第２図はこの実施例における波長と分光反射率との関係
を示す図であり、同図のＡは電圧無印加時、Ｂは電圧印
加時を表している。同図かられかるように、この実施例
では、干渉現象による反射光の背景色の分光反射率が平
坦に近づき無彩色化され、また選択電圧印加時には偏光
板（９）。

（１０）が交差した分光反射率に近づき、無彩色の背景
色に黒の表示が可能になる。更に、二色性染料によって
中心波長約４９０止に透過光のピークがあり、背景色は
薄い黄緑色となって、人間の眼の視感度特性に近づき、
視感的に明るくなっている。

この結果、観察者の視感の差による視認性評価のばらつ
きをなくすことができ、また、背景色と表示色を無彩色
にしているので、ネマティック液晶（８）の層厚ｄの変
化に伴なう色むらが発生しにくく、視界方向からの色変
化や温度に対する色変化を抑えられ且つ背景色が明るく
なっている。

特に、この例は反射型の液晶表示器を有するものに有効
であり、コントラストを犠牲にすることなく背景色の明
るい、広視角範囲で高コントラストの表示ができる。

第３図はこの発明の他の実施例を示す断面図であり、第
１図と対応する部分は同一の符丹を付しである。この実
施例は、第１図に示した実施例に比べ、ネマティック液
晶（８）の中に加える二色性染料や偏光板（９）、（１
０）の配置角度等が異なっている。即ち、ここで用いる
二色性染料は、Ｐ型二色性染料で透過光がほぼ可視光領
域で実質的に均一である黒色染料が含有されている。Ｐ
型黒色染料としては、同じくアゾ系やアントラキノン系
染料等が使え、吸収中心波長の異なる組合せからなって
おり、含有旦は総母で約０．５重旦％である。また、ネ
マティック液晶（８）の屈折率異方性Δｎは約Ｏ，Ｏａ
であり、ネマティック液晶（８）の屈折率異方性Δｎと
層厚ｄ、及びプレチルト角θの積としてのΔｎ−ｄ−ｃ
ｏｓ２θの値は、Ｏ“、３と０．７の間の約０．４であ
る。また、偏光板（９）、（１０）の配置角度は、偏光
板（９）、（１０）の透過軸が第１基板（１）の配向方
向に対して、それぞれ右回りに約１０°、右回りに約７
０”　となるように設定しである。そして、この実施例
は透過型であるので、第１図に示したような反射板（１
１）は存在しないが、液晶表示器（１２）、プリント基
板（１３）及び弾性体（１５）で囲まれた領域にバック
ライト（２０）が設けられ、液晶表示器（１２）は背面
から照射される形になっている。

この実施例では、干渉現象による透過光の背景色の分光
透過率がΔｎ−ｄｅｃｏｓ２θの値を約０．４とするこ
、とにより、平坦に近づき無彩色化するのに加え、添加
した二色性黒色染料により分光透過率を下げて黒い背景
色となっている。また、選択電圧印加時には、二色性黒
色染料の分子軸に垂直な吸収があるが、黒の背景色に無
彩色の明るいネガ表示が可能である。

この結果、観察者の視感の外による視認性評価のばらつ
きをなくすことができ、また、背景色と表示色を無彩色
にしているので、ネマティック液晶（８）の層厚ｄの変
化に伴なう色むらが発生しにくく、視界方向からの色変
化や温度に対する色変化を抑えられるとともに、透過率
の低い黒の背景色に無彩色の明るい表示ができるため、
カラーフィルターを偏光板（９）、（１０）の前または
後、或いは第１及び第２基板（１）、（２＞の第１主面
（１ａ）、（２ａ）側に配置することにより、色再現性
のよいカラー表示が可能である。特にこの例は、透過型
或いは半透過型の液晶表示器を有するものに対して有効
であり、カラーフィルターを配設してカラー化を行った
場合、カラーフィルターの色がすけて見えることがなく
、色再現性も大幅に改善される結果、マルチカラー表示
やフルカラー表示が可能となり、工業上効果大である。

［発明の効果］この発明は、複屈折による干渉色を利用した液晶表示器
を有する液晶表示器置であり、Δｎ−ｄ・Ｃ０８２θの
値を０．３から０．７の間にし、液晶層に適当な二色性
染料を含有することにより、干渉現象による反射光或い
は透過光の背景色が無彩色で表示色が黒色となり、液晶
表示器としては理想的な白黒表示が実現でき、視感によ
る視認性の差がなくなる。また液晶表示器の面内での色
むらが減り、歩雀りが向上するとともに、視角方向や温
度に対する色変化が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図はこの実
施例の波長と分光反射率との関係を示す図、第３図はこ
の発明の他の実施例を示す図である。である。（１）・・・・・・第１基板、（２）・・・・・・第２基板、（３）、（４）・・・・・・導電電極、（８）・・・・
・・ネマティック液晶、（９）、（１０）・・・・・・
偏光板、（１２）・・・・・・液晶表示器、（１４）・・・・・・駆動回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１主面側に導電電極が形成された第１及び第２
基板と、分子軸が前記第１及び第２基板の平面に対し１
°より大きい傾斜のプレチルト角θを有し且つ前記第１
及び第２基板間で１８０°から３６０°の範囲の捩れを
もつて挟持されているネマティック液晶と、前記第１及
び第２基板の第２主面側に偏光板とを備え、前記ネマテ
ィック液晶の屈折率異方性Δｎと層厚ｄ、及び前記プレ
チルト角θの積としてのΔｎ・ｄ・ｃｏｓ＾２θの値が
０．３と０．７の間にある複屈折制御型の液晶表示器と
、この液晶表示器の駆動回路とを有する液晶表示器置に
おいて、前記ネマティック液晶の中に透過中心波長が４
５０〜６２０ｎｍの間である二色性染料を含有すること
を特徴とする液晶表示装置。
（２）前記液晶表示器は反射型であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置。
（３）第１主面側に導電電極が形成された第１及び第２
基板と、分子軸が前記第１及び第２基板の平面に対し１
°より大きい傾斜のプレチルト角θを有し且つ前記第１
及び第２基板間で１８０°から３６０°の範囲の捩れを
もって挟持されているネマティック液晶と、前記第１及
び第２基板の第２主面側に偏光板とを備え、前記ネマテ
ィック液晶の屈折率異方性Δｎと層厚ｄ、及び前記プレ
チルト角θの積としてのΔｎ・ｄ・ｃｏｓ＾２θの値が
０．３と０．７の間にある複屈折制御型の液晶表示器と
、この液晶表示器の駆動回路とを有する液晶表示器置に
おいて、前記ネマティック液晶の中に透過光がほぼ可視
光領域で実質的に均一である二色性染料を含有すること
を特徴とする液晶表示装置。
（４）前記液晶表示器は透過型或いは半透過型であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の液晶表示装
置。