JPS63301022A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPS63301022A JPS63301022A JP13606287A JP13606287A JPS63301022A JP S63301022 A JPS63301022 A JP S63301022A JP 13606287 A JP13606287 A JP 13606287A JP 13606287 A JP13606287 A JP 13606287A JP S63301022 A JPS63301022 A JP S63301022A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は基板間に配置された液晶層における液晶分子が
９０″を超え２７０°以下の範囲のねじれ角を有するよ
うに構成されたいわゆる５ＴＮ（スーパーツィスティッ
ドネマチック）型液晶表示素子の改良に関するものであ
る。
９０″を超え２７０°以下の範囲のねじれ角を有するよ
うに構成されたいわゆる５ＴＮ（スーパーツィスティッ
ドネマチック）型液晶表示素子の改良に関するものであ
る。
従来主に用いられてきた液晶の表示モードは、ツィステ
ッドネマチック（ＴＮ）型と呼ばれ、一対の上下基板間
で液晶分子が約９０°ねじれた構造をとっており、液晶
による偏光面の回転と、電圧によるその効果の消失を利
用している。この表示モードは１時計や電卓等の低時分
割駆動では十分なものであったが１表示容量を増大させ
るために高時分割駆動させると、コントラストが低下し
たり。
ッドネマチック（ＴＮ）型と呼ばれ、一対の上下基板間
で液晶分子が約９０°ねじれた構造をとっており、液晶
による偏光面の回転と、電圧によるその効果の消失を利
用している。この表示モードは１時計や電卓等の低時分
割駆動では十分なものであったが１表示容量を増大させ
るために高時分割駆動させると、コントラストが低下し
たり。
視角がせまくなるという欠点があった。これは、高時分
割駆動になると、選択点と非選択点にかかる電圧の比が
１に近づくためで、高コントラスト、広視角の表示素子
を得るためには、素子の相対透過率が５０％変化する電
圧Ｖｓｏと１咋変化する電圧ｖ１゜どの比（ＶＳ。／Ｖ
、。）で表わされる急峻度γをできるだけ小さくするこ
とが必要である。
割駆動になると、選択点と非選択点にかかる電圧の比が
１に近づくためで、高コントラスト、広視角の表示素子
を得るためには、素子の相対透過率が５０％変化する電
圧Ｖｓｏと１咋変化する電圧ｖ１゜どの比（ＶＳ。／Ｖ
、。）で表わされる急峻度γをできるだけ小さくするこ
とが必要である。
ツィステッドネマチック型の場合、このγ値は１．１３
程度である。このγ値を小さくするために、液晶分子の
ねじれ角を大きくし、偏光軸を配向方向とずらす方式が
提案されており、ＳＢＥモードやＳＴＮモードと呼ばれ
ている。このような方式によると、γ値を１．１以下に
することができ、１／４００デユ一テイ程度の高時分割
駆動が可能になる。しかし。
程度である。このγ値を小さくするために、液晶分子の
ねじれ角を大きくし、偏光軸を配向方向とずらす方式が
提案されており、ＳＢＥモードやＳＴＮモードと呼ばれ
ている。このような方式によると、γ値を１．１以下に
することができ、１／４００デユ一テイ程度の高時分割
駆動が可能になる。しかし。
このような方式では、複屈折による着色とその電圧によ
る変化を利用するため、液晶層厚精度に対する要求が厳
しく、例えば、±０．１μｍ以内の精度でセルを作成し
なければならない。その結果、Ｓ８ＥやＳＴＮ型では、
製品生産に非常な困難が伴い、良品率が低下し、高コス
トとなってしまう。また、これらのものは、複屈折によ
り着色及びその電圧による変化を利用しているため、波
長によっては光もれがあり、カラー表示の際の光シヤツ
ターとしての使用は困難である。
る変化を利用するため、液晶層厚精度に対する要求が厳
しく、例えば、±０．１μｍ以内の精度でセルを作成し
なければならない。その結果、Ｓ８ＥやＳＴＮ型では、
製品生産に非常な困難が伴い、良品率が低下し、高コス
トとなってしまう。また、これらのものは、複屈折によ
り着色及びその電圧による変化を利用しているため、波
長によっては光もれがあり、カラー表示の際の光シヤツ
ターとしての使用は困難である。
本発明は、前記従来技術に見られる欠点を克服し、高時
分割駆動特性を有し２色むらの少ないカラー表示可能な
液晶表示素子を提供することを目的とする。
分割駆動特性を有し２色むらの少ないカラー表示可能な
液晶表示素子を提供することを目的とする。
本発明によれば、表示用電極を有する一対の基板、該錫
板間に挾持され、２色性色素を含み、厚み方向に対し９
０’を超え２７０°以下のねじれ角を有する液晶からな
る液晶層及び該液晶層への入射光及び液晶層からの出射
光の偏光方向を制御する一対の偏光子を備えた液晶表示
素子において、該２色性色素が、該２色性色素が存在し
ないときのセルの色相に対して補色となるような色相の
色素であることを特徴とする液晶表示素子が提供される
。
板間に挾持され、２色性色素を含み、厚み方向に対し９
０’を超え２７０°以下のねじれ角を有する液晶からな
る液晶層及び該液晶層への入射光及び液晶層からの出射
光の偏光方向を制御する一対の偏光子を備えた液晶表示
素子において、該２色性色素が、該２色性色素が存在し
ないときのセルの色相に対して補色となるような色相の
色素であることを特徴とする液晶表示素子が提供される
。
次に本発明を図面に参照して説明する。
第１図は、本発明の液晶表示素子の構成例を示す断面図
である。配向膜１５が形成され、配向処理が施された透
明電極】３を有する第１の基板１１と、同様の第２の基
板２１とが離間、対向して配設され、その間に液晶３３
が封入されて液晶セル３１が形成されている。２３は透
明電極、２５は配向１摸、３５はシール剤を示す。この
液晶セル３１が第１の偏光子１７および第２の偏光子２
７に挟まれて、液晶表示素子を構成している。
である。配向膜１５が形成され、配向処理が施された透
明電極】３を有する第１の基板１１と、同様の第２の基
板２１とが離間、対向して配設され、その間に液晶３３
が封入されて液晶セル３１が形成されている。２３は透
明電極、２５は配向１摸、３５はシール剤を示す。この
液晶セル３１が第１の偏光子１７および第２の偏光子２
７に挟まれて、液晶表示素子を構成している。
第２図および第３図は、本発明で規定する角度について
示す説明図である。第１の基板１１および第２の基板２
１は液晶分子が略水平配向するように配向処理が施され
ており、この配向処理方向に沿って液晶分子が優先配向
する。この場合、液晶分子の配向に関していう略水平と
は、液晶分子の基板に対する傾き角がおおよそ０〜３０
″′の範囲にあることを言う。第１の基板１１での液晶
分子の優先配向方向Ｄ□〔第２図（ｂ）〕と、第２の基
板２１での液晶分子の優先配向方向Ｄ２〔第２図（Ｃ）
〕との角度ωは、９０＜ω≦２７０６の範囲、好ましく
は１６０≦ω≦２６０°にあり。
示す説明図である。第１の基板１１および第２の基板２
１は液晶分子が略水平配向するように配向処理が施され
ており、この配向処理方向に沿って液晶分子が優先配向
する。この場合、液晶分子の配向に関していう略水平と
は、液晶分子の基板に対する傾き角がおおよそ０〜３０
″′の範囲にあることを言う。第１の基板１１での液晶
分子の優先配向方向Ｄ□〔第２図（ｂ）〕と、第２の基
板２１での液晶分子の優先配向方向Ｄ２〔第２図（Ｃ）
〕との角度ωは、９０＜ω≦２７０６の範囲、好ましく
は１６０≦ω≦２６０°にあり。
液晶分子は両基板１１．２１間で、この角度でねじられ
たラセン構造をとっている。このようにωは配向処理に
よって決まるツイスト角であり、この配向制御は従来公
知の斜方蒸着や、無機または有機被膜を形成したのちに
綿布などでラビングすることにより行うことができる。
たラセン構造をとっている。このようにωは配向処理に
よって決まるツイスト角であり、この配向制御は従来公
知の斜方蒸着や、無機または有機被膜を形成したのちに
綿布などでラビングすることにより行うことができる。
なお、逆回転のツイストを防止するために、ネマティッ
ク液晶にコレステリック液晶やカイラルネマティック液
晶を添加することが好ましい。この場合、ωが小である
と、急峻度が悪化し、時分割駆動特性が低下してしまう
。またωが大きすぎると電界印加時に散乱組織を生じ、
表示品質が低下するため好ましくない。第２図（ａ）及
び第２図（ｄ）におけるＰｌ及びＰ２は偏光子の光透過
軸の方向を示す。
ク液晶にコレステリック液晶やカイラルネマティック液
晶を添加することが好ましい。この場合、ωが小である
と、急峻度が悪化し、時分割駆動特性が低下してしまう
。またωが大きすぎると電界印加時に散乱組織を生じ、
表示品質が低下するため好ましくない。第２図（ａ）及
び第２図（ｄ）におけるＰｌ及びＰ２は偏光子の光透過
軸の方向を示す。
第２図および第３図では、第１の基板から第２の基板へ
向けてツイスト方向が左回りとなるように構成したが、
配向処理方向の方向やコレステリック液晶、カイラルネ
マティック液晶の選択により右回りとすることもできる
。第１の基板での液晶の優先配向方向り、と偏光子の透
過軸Ｐ工のなす角Φ２は次の範囲から選ばれる。
向けてツイスト方向が左回りとなるように構成したが、
配向処理方向の方向やコレステリック液晶、カイラルネ
マティック液晶の選択により右回りとすることもできる
。第１の基板での液晶の優先配向方向り、と偏光子の透
過軸Ｐ工のなす角Φ２は次の範囲から選ばれる。
■３０″≦Φ１≦６０″、３０″≦Φ２≦６０６■−３
０’≦Φ工≦−６０″、−６０ａ≦Φ、≦−３０°、ま
たは ■ ３０″≦Φ１≦６０″、−６０°≦Φ２≦−３０”
■−６０″≦Φ１≦−３０’、３０°≦Φ２≦６０″Φ
１及びΦ２がこの範囲からずれるとコントラストが大幅
に低下する。また、液晶層の厚さｄは、液晶の屈折率異
方性へ〇との積Δｒｒｄが０．７〜１．１（μｍ）の範
囲から選ばれる。ω＝２００’、Δｎ−ｄ：０．９μｍ
においてΦ□＝４５°、Φ、＝４５’のときのセルの分
光透過率は、第４図の点線（曲線１，３）で示すように
なり。
０’≦Φ工≦−６０″、−６０ａ≦Φ、≦−３０°、ま
たは ■ ３０″≦Φ１≦６０″、−６０°≦Φ２≦−３０”
■−６０″≦Φ１≦−３０’、３０°≦Φ２≦６０″Φ
１及びΦ２がこの範囲からずれるとコントラストが大幅
に低下する。また、液晶層の厚さｄは、液晶の屈折率異
方性へ〇との積Δｒｒｄが０．７〜１．１（μｍ）の範
囲から選ばれる。ω＝２００’、Δｎ−ｄ：０．９μｍ
においてΦ□＝４５°、Φ、＝４５’のときのセルの分
光透過率は、第４図の点線（曲線１，３）で示すように
なり。
可視域でピークを持つ。またこのピークは、セル厚の変
動でシフトするため、色むらとなってあられれる。また
、この液晶素子を光シヤツターとＩノで用いる場合には
、波長によっては、光が透過してしまい好ましくない。
動でシフトするため、色むらとなってあられれる。また
、この液晶素子を光シヤツターとＩノで用いる場合には
、波長によっては、光が透過してしまい好ましくない。
なお、第４図において、曲線１，２は選択時及び曲線３
，４は非選択時における波長と光透過率の関係を示す。
，４は非選択時における波長と光透過率の関係を示す。
本発明の液晶表示素子は、液晶セルの色相に対し、補色
の関係にある２色性色素を添加することを特徴とする。
の関係にある２色性色素を添加することを特徴とする。
４図のセルでは、前記■、■の偏光板配置において、約
４５０ｎ＋ｏおよび約６５０ｎｍに吸収極大を有する２
色性色素を添加した例を示す。色素の吸収波長、添加量
は非選択時（ｎｓ）の可視域の透過スペクトルがおおむ
ねフラットとなるように選ばれる。第４図中の実線（曲
線２，４）はその−例で、曲線４は１／１００ｄｕｔｙ
駆動時の非選択電圧を印加した場合、曲線２は選択電圧
を印加した場合に相当する。このようにすることにより
、セルの非選択時の透過スペクトルは平担となり、セル
厚変動によって複屈折変化がおこってもセルの色調には
ほとんど影響しなくなる。また、正の２色性比を有する
２色性色素を用いれば、選択時には２色性色素による吸
収は減少するので選択時のスペクトルには大きな変化は
なく高い透過率を示す（曲線２）。
４５０ｎ＋ｏおよび約６５０ｎｍに吸収極大を有する２
色性色素を添加した例を示す。色素の吸収波長、添加量
は非選択時（ｎｓ）の可視域の透過スペクトルがおおむ
ねフラットとなるように選ばれる。第４図中の実線（曲
線２，４）はその−例で、曲線４は１／１００ｄｕｔｙ
駆動時の非選択電圧を印加した場合、曲線２は選択電圧
を印加した場合に相当する。このようにすることにより
、セルの非選択時の透過スペクトルは平担となり、セル
厚変動によって複屈折変化がおこってもセルの色調には
ほとんど影響しなくなる。また、正の２色性比を有する
２色性色素を用いれば、選択時には２色性色素による吸
収は減少するので選択時のスペクトルには大きな変化は
なく高い透過率を示す（曲線２）。
このように、前記■、■の偏光板配置の場合には、正の
２色性比を有する色素を用いることが好ましい。一方、
前記■、■の偏光板配置の場合、色素を入れない場合の
セルの透過スペクトルは、５図の点線（曲線１，３）の
ようになる。この場合には、負の２色性を示す２色性色
素を用いることが好ましく、約４２０ｎｍ、約７００ｎ
ｍに吸収を有する色素の添加により、選択時の透過率を
平担化できる（曲線２）。
２色性比を有する色素を用いることが好ましい。一方、
前記■、■の偏光板配置の場合、色素を入れない場合の
セルの透過スペクトルは、５図の点線（曲線１，３）の
ようになる。この場合には、負の２色性を示す２色性色
素を用いることが好ましく、約４２０ｎｍ、約７００ｎ
ｍに吸収を有する色素の添加により、選択時の透過率を
平担化できる（曲線２）。
また色素が負の２色性を有するため、非選択時のスペク
トルには大きな変化がない（曲線４）。
トルには大きな変化がない（曲線４）。
以上のように、本発明は選択点、非選択点いずれかの透
過率の低い状態での透過光スペクトルの平担化に極めて
有効であり、そのためセル厚変動にともなうセルの色調
変化を低くおさえることができるばかりか、カラーフィ
ルターなどを形成してカラー表示を行う場合、特定波長
の透過がないので極めてすぐれたシャッター性能を有す
る。
過率の低い状態での透過光スペクトルの平担化に極めて
有効であり、そのためセル厚変動にともなうセルの色調
変化を低くおさえることができるばかりか、カラーフィ
ルターなどを形成してカラー表示を行う場合、特定波長
の透過がないので極めてすぐれたシャッター性能を有す
る。
本発明における２色性色素としては、従来公知のもの、
例えば、アゾ系、アントラキノン系、キノフタロン系、
ナフトキノン系、テトラジン系などを使用することがで
きる。また、基板としては、ガラス、プラスチックなど
透光性を有するものであればよい。
例えば、アゾ系、アントラキノン系、キノフタロン系、
ナフトキノン系、テトラジン系などを使用することがで
きる。また、基板としては、ガラス、プラスチックなど
透光性を有するものであればよい。
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例
液晶組成物として、屈折率異方性０．１１５のネマティ
ック液晶にカイラルネマティック液晶（メルク社製、５
８１１）を０．５％、アントラキノン系の正の２色性を
有し、極大吸収波長を６４０ｎｍにもつ青の２色性色素
を１６０％、アゾ系で正の２色性を有し、極大吸収波長
を４５０ｎｍに有する黄色の２色性色素を１．０％添加
した液晶組成物を用いた。ガラス基板にポリイミドを塗
布、ラピンクし、ツイスト角が２００°となるように上
下基板をはり合わせ、これに前記液晶組成を充填した。
ック液晶にカイラルネマティック液晶（メルク社製、５
８１１）を０．５％、アントラキノン系の正の２色性を
有し、極大吸収波長を６４０ｎｍにもつ青の２色性色素
を１６０％、アゾ系で正の２色性を有し、極大吸収波長
を４５０ｎｍに有する黄色の２色性色素を１．０％添加
した液晶組成物を用いた。ガラス基板にポリイミドを塗
布、ラピンクし、ツイスト角が２００°となるように上
下基板をはり合わせ、これに前記液晶組成を充填した。
液晶層の厚みは８μｍである。
これを偏光板角度が中１：４５°、中２：４５°となる
ように配置した一対の偏光子ではさみ観察した。このセ
ルは、０．５μｍ程度のセル厚分布でも目視できる色む
らは観察されなかった。また色調は黒色で透過スペクト
ルは第４図の実線（曲線２，４）に示したように平担で
、かつ選択時には十分な透過光強度を有し、シャッター
としても有用であることが確認された。
ように配置した一対の偏光子ではさみ観察した。このセ
ルは、０．５μｍ程度のセル厚分布でも目視できる色む
らは観察されなかった。また色調は黒色で透過スペクト
ルは第４図の実線（曲線２，４）に示したように平担で
、かつ選択時には十分な透過光強度を有し、シャッター
としても有用であることが確認された。
比較例
液晶として２色性色素を添加しないものを用いたほかは
、実施例と同様にセルを作製した。このセルは０．２μ
ｍ程度のセル厚分布で紫−青または紫−赤紫の色むらと
なって観察された。また透過スペクトルからは第４図の
点線（曲線１，３）のように赤色光および青色光の透過
があった。
、実施例と同様にセルを作製した。このセルは０．２μ
ｍ程度のセル厚分布で紫−青または紫−赤紫の色むらと
なって観察された。また透過スペクトルからは第４図の
点線（曲線１，３）のように赤色光および青色光の透過
があった。
第１図は液晶表示素子の構成例を示す断面図。
第２図および第３図は本発明で規定する角度についての
説明図、第４図及び第５図は液晶表示素子における波長
と光透過率の関係を示す。第１図中の符号は次のことを
意味する。 １１．２１・・・基板、１３．２３・・・透明電極、１
５．２５・・・配向膜、１７，２７・・・偏光子、３３
・・・液晶。
説明図、第４図及び第５図は液晶表示素子における波長
と光透過率の関係を示す。第１図中の符号は次のことを
意味する。 １１．２１・・・基板、１３．２３・・・透明電極、１
５．２５・・・配向膜、１７，２７・・・偏光子、３３
・・・液晶。
Claims (1)
- （１）表示用電極を有する一対の基板、該基板間に挾持
され、２色性色素を含み、厚み方向に対し９０°を超え
２７０°以下のねじれ角を有する液晶からなる液晶層及
び該液晶層への入射光及び液晶層からの出射光の偏光方
向を制御する一対の偏光子を備えた液晶表示素子におい
て、該２色性色素が、該２色性色素が存在しないときの
セルの色相に対して補色となるような色相の色素である
ことを特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13606287A JPS63301022A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13606287A JPS63301022A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63301022A true JPS63301022A (ja) | 1988-12-08 |
Family
ID=15166314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13606287A Pending JPS63301022A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63301022A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01255833A (ja) * | 1988-04-06 | 1989-10-12 | Seiko Instr Inc | 液晶装置 |
| US5307185A (en) * | 1992-05-19 | 1994-04-26 | Raychem Corporation | Liquid crystal projection display with complementary color dye added to longest wavelength imaging element |
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| JPS5913222A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-24 | Nissan Motor Co Ltd | カラ−液晶表示素子 |
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| JPS62916A (ja) * | 1985-06-27 | 1987-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示素子 |
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-
1987
- 1987-05-30 JP JP13606287A patent/JPS63301022A/ja active Pending
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