JP2891227B2 - Liquid crystal device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶装置、特にスー
パーツイステッドネマチック型の液晶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスーパーツイステッドネマチック
型(以下、STN型という)の液晶装置は、特開昭60
−50511号公報のように液晶分子のねじれ角が90
度以上であり、液晶セルの上下に一対の偏光板を設け、
これらの偏光軸(吸収軸)と、電極基板に隣接する液晶
分子の分子軸方向とがなす挟角が30度から60度の範
囲であった。そのために、複屈折による着色により液晶
セルに対し電圧無印加状態での外観の色相が白色ではな
く、一般に緑色から黄赤色にかけての色相になってい
る。また、選択電圧印加状態での外観の色相も黒色では
なく一般に青色となっている。
【0003】図17は従来のSTN型液晶装置の模式図
である。図において、171は上側偏光板、172は液
晶セルであり、基板173上にITO電極等の透明電極
174が形成されており、さらに配向膜175が塗布さ
れラビング処理されている。上下基板はスペーサー17
6を介して対向し、液晶177を挟持した構成をなして
いる。178は下側偏光板である。
【0004】図19は上記の液晶装置における液晶セル
と偏光板の偏光軸(吸収軸)との関係を示す説明図であ
り、図において、190は液晶セルの上側電極基板のラ
ビング方向、191は液晶セルの下側電極基板のラビン
グ方向、192は上側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方
向、193は下側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方向、1
94は液晶セルの液晶分子のねじれ角の大きさ、195
は上側電極基板のラビング方向190と上側偏光板の偏
光軸(吸収軸)の方向192とのなす角、196は下側
電極基板のラビング方向191と下側偏光板の偏光軸
(吸収軸)の方向193とのなす角を表す。
【0005】上記図19において、角度194を200
度、角度195、196をそれぞれ約50度、さらに液
晶の屈折率異方性Δnと液晶層の厚さdとの積Δn・d
を0.9μmとしたときの液晶装置の光学的特性を図2
0に示す。
【0006】同図は、この種の液晶装置の駆動法として
通常用いられているマルチプレックス駆動法によって、
上記液晶装置が駆動されたときのポジモード(電界無印
加状態で明るい)のオン状態の画素と、オフ状態の画素
の光透過率のスペクトルを示したものである。
【0007】なお、オフ状態とは電界無印加状態ない
し、電界印加状態であってもほぼ無印加状態の分子配向
が維持されている状態のことをいい、またオン状態とは
液晶の分子配向の変化が光学的変化を引き起こすのに必
要かつ充分に生じている状態のことをいうものとする。
【0008】上記図20におけるカーブIはオフ状態、
カーブIIはオン状態の画素のスペクトルを示すもので、
カーブIは ”明るく” カーブIIは ”暗い” 即
ち、カーブIとIIが視覚的に区別することが可能である
ことがわかる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
20に示したスペクトルを色座標上にプロットすると、
図21のようになり、従来の液晶装置では、ポジモード
でオフ状態は黄色に、オン状態では青色に着色している
ことがわかる。
【0010】このように、従来技術では、ポジモードの
ときには液晶装置のオフ状態の外観色が緑色、黄緑色、
黄色あるいは黄赤色などに着色、さらにオン状態では青
色あるいは紺色となる。又ネガモード(電圧無印加状態
で暗い)のときにはオフ状態では紺色となり、オン状態
では黄色となる。
【0011】これらの色は、液晶装置の表示色としては
一般に好まれる色ではない。やはり、液晶装置の表示色
は、白色と黒色の組み合わせ、すなわち、スペクトルで
示すならば、フラットなスペクトルの組み合わせが心理
的、物理的にもっとも適しているのであり、白黒表示の
できる液晶装置が求められている。特に、カラーフィル
ターとの組み合わせによりカラー表示を行う場合には、
スペクトルがフラットであるか否かは、色の鮮やかさに
大きな影響を及ぼし、前記図20にスペクトルを示した
従来の方式では、緑色はともかく、青色及び赤色を高輝
度で表示することが困難となる。
【0012】ところで、上記のような着色を解消する手
段としてツイステッドネマチック型(以下、TN型とい
う)の液晶装置において、単層型ツイステッドネマチッ
ク電界効果型液晶表示セルに給電手段を具設しないツイ
ステッドネマチック液晶層を重畳した二層型構造の液晶
装置が知られている(例えば特開昭57−96315号
公報参照)。
【0013】しかしながら、上記公報に示されている液
晶装置は、そのまま前述したSTN型の液晶装置に適用
できるものではない。すなわち、上記公報に記載の液晶
装置はいわゆるTN型である。即ち、ねじれ角は90
度、偏光板は隣接する液晶分子方向と平行又は直交に配
置されたものであり、その動作原理は旋光性を利用した
ものである。従って、積極的に複屈折を動作原理に利用
したSTN型の構造とは大きく異なるものであるので、
単にそのままSTN型の液晶装置に適用することはでき
ない。
【0014】本発明は上記のような問題点を解決するも
ので、その目的とするところは、白黒表示のできる液晶
装置を提供すること、さらには、カラー表示に適した液
晶装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶装置は、一
対の基板間に120度以上にねじれ配向した液晶を挟持
してなる液晶セルと光学的異方体とを一対の偏光板の間
に配置してなり、前記光学的異方体は一軸延伸された複
数のフィルムが積層されて形成され、前記複数のフィル
ムの光軸方向が順次ねじれるように互いに隣接配置され
るフィルムの光軸方向をずらして配置してなり、前記液
晶セルは入射する光を各波長ごとに長軸方向の異なる楕
円偏光になるように変換する特性を有し、前記液晶セル
が行う前記変換の逆変換を前記光学的異方体が行い前記
光学的異方体から各波長ごとに長軸方向のほぼ揃った楕
円偏光が出射されるように前記液晶のねじれ角と△n・
d及び前記光学的異方体の△n・dと前記液晶セルに隣
接するフィルムの光軸方向とが設定されてなることを特
徴とする。
【0016】本発明による液晶装置の典型的な一例を図
1に示す。
【0017】同図において11及び18は直線偏光板、
12は表示用液晶セル、19は光学的異方体である。
【0018】液晶セル12の構造は、基板13上に透明
電極14が形成されており、さらに配向膜15が形成さ
れラビング処理されている。上下基板はスペーサー16
を介して対向し、液晶17を挟んだ構造をしている。
【0019】本発明で用いる偏光板、液晶材料、液晶の
配向方法、液晶素子の駆動方法等は、従来のTN型、も
しくはSTN型液晶装置等において一般的に知られてい
るものと同一のものが適用可能である。以下具体的に述
べる。
【0020】光学特性は、用いた偏光板の偏光特性に大
きく影響を受ける。後述する本発明の具体的な実施例に
おいてはすべて三立電気社製LLC2−82−18が用
いられているが、これに限定されないことはいうまでも
ない。図15に上記偏光板2枚の光透過率の波長依存性
を示した。同図において、Iは一対の偏光板を互いに平
行に配置した場合、IIは互いに垂直に配置した場合のス
ペクトル曲線である。本発明で用いられる液晶組成物
は、誘電異方性が正のネマチック液晶である。好ましい
液晶の一例として、チッソ社製SS−4008が挙げら
れる。他の好ましい液晶組成物の一例として、以下に示
したようなものもある。
【0021】
【化1】
【0022】液晶組成物中には、液晶のねじれ構造を安
定に保つためにカイラルドーパントを添加することが好
ましい。
【0023】そのカイラルドーパントとしては、例え
ば、右ねじれのラセン構造をとらせるためにBDH社製
CB−15、左ねじれのラセン構造をとらせるためにメ
ルク社製S−811を用いることができる。
【0024】本発明で用いられる表示用液晶セル12の
構成は前記図17に示した従来技術で用いられる液晶セ
ル172と全く同一の構成のものが使用可能である。
【0025】図1において基板13には例えばガラス、
プラスチック等の透明な基板が用いられる。基板上には
例えばITOのような透明電極14およびその透明電極
上には液晶の配向を定める配向膜層15が形成される。
【0026】配向膜層として用いられる好ましい例とし
て、ポリイミドやポリビニールアルコール等がある。こ
れらの配向膜層を一般的には、ラビングすることにより
液晶に一定の配向をあたえることができる。又他の液晶
の配向方法として、SiO等の斜方蒸着法を用いること
もできる。
【0027】本発明の液晶装置の駆動方法の一例を、図
16に示した。同図に示したマルチプレックス駆動方法
は現在一般に用いられている方法であり、実用化されて
いるものであるが、本発明においては、他の駆動方法を
用いることもできる。本発明に用いられる光学的異方体
19には例えば、液晶組成物、一軸延伸フィルム、液晶
性高分子フィルム、液晶と高分子化合物の混合物で作成
したフィルム等が用いられる。液晶組成物を用いる場合
にはスメクチック液晶、コレステリック液晶、ネマチッ
ク液晶等を用いることができる。具体的には、ネマチッ
ク液晶、さらには、表示セルと同じ、ネマチック液晶を
用いることも望ましい方法である。一軸延伸フィルムに
おいては、例えばポリビニルアルコール、ポリエステ
ル、ポリエーテルアミド、ポリエチレン等を一軸延伸処
理したフィルムを用いることができる。液晶性高分子フ
ィルムにおいては、例えば、ポリペプチドーポリメタク
リレート混合フィルムを用いることができる。又、ポリ
ペプチドに限らず、他の液晶性高分子も用いることがで
きるが、具体的にはコレステリック相を示す液晶性高分
子であることが望ましい。一例として以下に構造式を示
す。
【0028】
【化2】
【0029】液晶と高分子の混合物から成るフィルムを
光学的異方体として用いる場合においては、例えば、P
CH系、CCH系、ビフェニル等の低分子液晶にカイラ
ルドーパントを混合し、ラセン構造をもたせた液晶組成
物を、高分子、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポ
リ酢酸ビニル、ポリアミド等に混合させたものを用いる
ことができる。高分子中に混合される液晶組成物の好ま
しい一例を示した。
【0030】
【化3】
【0031】
【作用】本発明の新規な点は、従来のSTN型液晶装置
における着色を防止するために光学的異方体を備えたこ
とにある。この光学的異方体が果たしている作用につい
て以下詳細に説明する。
【0032】図18は前記図17における従来のSTN
型液晶装置のオフ状態の光学的特性の説明図であり、図
において181は入射光である。その入射光181は一
般に自然光であり、可視領域の全波長の光を含み偏光方
向もランダムである。その入射光181が直線偏光板1
82を通過すると偏光方向が整った直線偏光1831・
1832・1833等の集合となる。ここで1831・
1832・1833はそれぞれ波長450nm、550
nm、650nmの偏光を示す。当然これ以外の波長の
直線偏光も含まれるが、ここでは青、緑、赤の三色の代
表的波長としてこれら三つの波長のみを示した。これ等
の直線偏光1831・1832・1833は次に液晶セ
ル184を通過する。液晶セル中の液晶層は、光学的に
は一軸性の屈折率異方性を示すネマチック液晶がねじれ
た構造をとっている。このような構造を持った液晶層中
を前記直線偏光1831・1832・1833等が通過
したときに偏光状態がどのように変化するかについて
は、後述する方法により予測可能である。例えば前記図
20にスペクトルが示されている前述従来の液晶装置の
場合の結果を示すと、各々1851・1852・185
3のような偏光状態となる。このように液晶層を通過す
ることにより、偏光状態に波長分散が生じてくる。これ
らの偏光1851・1852・1853は最後に直線偏
光板186を通過する。各々の波長の偏光は直線偏光板
186の方向に対応した成分のみが通過してくる。例え
ば図20にスペクトルが示されている前述従来の液晶装
置では、各々1871・1872・1873のようにな
る。これより波長550nmの光量が多く、波長450
nm、650nmの光量が少ないことがわかる。これら
の結果をスペクトル的に表したものが図20のIであ
り、更にこれを色座標上にプロットしたものが図21の
Iである。このように従来のSTN型液晶装置は複屈折
による波長分散により着色状態にならざるを得なかっ
た。
【0033】次に本発明による液晶装置のオフ状態の光
学的特性の説明図を図2に示した。図18と図2を比較
すると図2では光学的異方体28が構成要素として追加
されている点が図18と異なっている。説明の便のた
め、光学的異方体28と偏光板26を除く構成要素の条
件は上記図18に示された従来の例、すなわち、図20
にスペクトルが示されている液晶装置と同一であるとす
る。
【0034】従って図2において偏光板22及び液晶セ
ル24を通過した後の各波長の偏光の状態251・25
2・253は、図18の1851・1852・1853
と全く同一である。異なっているのは、図2における上
記各偏光251・252・253が次に通過するのが光
学的異方体28であるという点である。本発明において
は、この光学的異方体28が、偏光231・232・2
33が液晶セル24を通過することにより生じた波長分
散を、光学的異方体がキャンセルする作用をしているの
である。
【0035】この作用をわかりやすく説明するために、
液晶セル24の光学関数をMと定義する。さらに231
・232・233の偏光状態をP、251・252・2
53の偏光状態をP’とすると、P’はPとMから次式
で求められる。
【0036】P’=M*P ‥‥(1)
ここで光学的異方体28の光学的関数をMの逆変換を行
う関数M-1であると仮定する。291・292・293
の偏光状態をP”とすると、P”はP’とM-1から次式
で求められる。
【0037】P”=M-1*P’ ‥‥(2)
上記の(1)式と(2)式から次式が求まる。
【0038】P”=M-1*M*P ‥‥(3)
明らかに、
M-1*M=1 ‥‥(4)
従って、
P”=P ‥‥(5)
上記の(5)式は291・292・293の偏光状態
(P”)が、それぞれ231・232・233の偏光状
態(P)と同一であることを示している。231・23
2・233は自然光21が直線偏光板22を通過した直
後の偏光であるから、全ての波長が偏光板22の方位に
対応した振動方向を持つ直線偏光である。従って291
・292・293も231・232・233と同じ方位
に振動方向を持つ直線偏光である。直線偏光板26の偏
光軸方位が、偏光291・292・293の振動方向と
一致している場合には、この直線偏光はそのまま直線偏
光板26を通過し、271・272・273となる。
【0039】このときの出射光のスペクトルは、前記図
15のIに示した偏光板のスペクトルと一致する(ただ
し液晶セル及び光学的異方体等での光吸収を無視す
る)。偏光板のスペクトルは、ほぼフラットであり無色
である。この様に本発明における液晶装置では、オフ状
態の着色現象を解消することができる。
【0040】本発明の要点は以上であるが問題は図2に
おいて液晶セル24に入射した直線偏光231・232
・233等に対して液晶セル24が行った変換の逆変換
をすべての波長にわたって行いうる光学的異方体が実際
に存在しうるかということである。結論的に云うと本発
明者等はその様な光学的異方体28の条件が存在しうる
ことをみいだした。しかもこの様な条件は、液晶セル2
4の条件の如何にかかわらず、存在しうることをみいだ
した。
【0041】この条件を説明するために前記図1に示す
本発明の液晶装置における液晶セルと偏光板と光学的異
方体との関係を図3に示した。同図において、31は液
晶セルの下側電極基板のラビング方向、32は液晶セル
の上側電極基板のラビング方向、33は光学的異方体の
液晶セルと対向する表面の光軸方向、34は光学的異方
体の偏光板と対向する表面の光軸方向、35は下側偏光
板の偏光軸(吸収軸)の方向、36は上側偏光板の偏光
軸(吸収軸)の方向、37は上側偏光板の偏光軸の方向
36と光学的異方体の光軸方向34とのなす角度、38
は光学的異方体の光軸方向33と34のなす角度、39
は33と32とのなす角度、40は液晶セル内の液晶層
のねじれ角の大きさ、30は液晶セルのラビング方向3
1と下側偏光板の偏光軸の方向35とのなす角度であ
る。
【0042】ここで例えば液晶セルの条件を前記図20
にスペクトルが示されている従来のポジモードの液晶装
置と全く同一条件、すなわち液晶セル中の液晶層のねじ
れ角の角度40を200度でΔn・dが0.9μmとし
た場合の白色化条件について述べる。光学的異方体がな
い場合には当然ながら図20に示す様なスペクトルとな
り着色状態となる。しかし光学的異方体として例えば液
晶セルを用い、その液晶層のツイスト角38がマイナス
200度(すなわち表示用液晶セルに対し逆ねじれでツ
イスト角の絶対値が等しい)でΔn・dが0.9μmを
用いた場合には図4に示すように、そのオフ状態におけ
るスペクトルは、ほぼフラットとなる。ただし、このと
きの他の条件は図3における37が45度、30が同じ
く45度、39が90度である。図4に示したスペクト
ルを色座標上にプロットしたのが図5である。前記図2
0に示した従来の方式に比べほぼ白色であることがわか
る。
【0043】上記実例に示した様に、波長の如何にかか
わらず図2に示した如く液晶セル24の逆変換を行う光
学的異方体28の条件が実在する。この対応関係を示す
と次の様になる。すなわち、
(1)液晶セルのΔn・dと、光学的異方体のΔn・d
の絶対値が等しい。
【0044】(2)液晶セルのツイスト角をθとすると
光学的異方体のツイスト角はマイナスθである(ねじれ
の向きが逆である)。
【0045】(3)光学的異方体の液晶セルと対向する
表面の光軸方向33と液晶セルの上側電極基板のラビン
グ方向32とのなす角度39は90度である。
【0046】以上の3条件が成り立つとき、Δn・dの
値やツイスト角θの値の如何にかかわらず液晶装置のオ
フ状態における着色の完全な解消、すなわち白色化がで
きる。
【0047】以上の説明は全てオフ状態における着色の
解消のメカニズムについてのものであった。本発明にお
いてはオン状態における着色も同時に解消されている。
オン状態の着色の解消の理由について厳密に説明するこ
とは不可能ではないが、煩雑である。いずれにせよ発明
者は後述する実施例に多くの実例を示した様に実験的に
様々な条件においてもオン状態の着色が全く、あるいは
ほとんど無いことを確認した。
【0048】上記した様にポジモードのオフ状態の着色
の完全な解消をするためには前記の3条件が成り立つこ
とが必要である。しかし現実的には必ずしも図2に示し
た様に光学的異方体が液晶セルの変換の完全な逆変換に
ならなくても実用的には十分であることが多い。このこ
とを図6に概念的に示した。図6は図2と対応してい
る。図2と異なるのは光学的異方体68を通過した後の
各偏光の状態691・692・693が図2の291・
292・293の如く完全な直線偏光ではなくわずかに
楕円偏光になっていることである。この結果、偏光板6
6を通過した後の偏光671・672・673はその強
度にわずかではあるが波長依存性を生じている。例え
ば、後述する実施例20に示された条件の様な場合のス
ペクトルを図8に、又図9にそのスペクトルを色座標上
にプロットした。実施例20に示された条件の場合、図
6の691・692・693の様に光学的異方体通過後
の偏光の状態は楕円偏光になっている。にもかかわら
ず、図9に示した様にほぼ完全に着色は解消されてい
る。尚、図7にこの場合の光学的異方体と、液晶セル
と、偏光板の各軸の関係を示した。
【0049】この様に前記3条件が満足されない条件に
おいても実用的には、十分に着色の解消が可能な光学的
異方体の条件が存在する。
【0050】あるいは、他の理由により、積極的な意味
で上記3条件以外の光学的異方体を用いるほうがむしろ
望ましいこともある。その理由の一つは偏光板の特性が
一般的に波長依存性があるという点である。その実例が
図15に示されている。このような波長特性を、光学的
異方体の条件を適当に選択することによって、液晶装置
としての着色を改良することができる。これはオフ状態
はもちろん、オン状態についてもそうである。他の理由
としては、視野角の広さを考慮して、光学的異方体の条
件を変えることがある。
【0051】以上図1に示した構成における光学的異方
体の様々な条件について述べてきた。図1に示した構成
においては図面上光学的異方体が液晶セルよりも上にあ
る。しかし、この上下関係が本発明の本質と全く関係な
いことは明らかである。このことは図2及び図6での液
晶セルと光学的異方体の位置関係にもあてはまる。
【0052】図10に本発明の液晶装置の他の構成例を
示した。図10が図1の構成と異なるのは光学的異方体
が液晶セルの上下双方に存在している点である。この様
な構成においても実効的に図2に示した様に完全な着色
の解消が可能である。当然ながら図6に示したようなほ
ぼ完全な着色の解消も可能である。
【0053】以上の説明はオフ状態の透過率が高い状
態、すなわち、ポジモードの説明であった。オフ状態の
透過率の低い状態、すなわちネガモードの説明を次にす
る。図2の偏光板26の偏光軸の方位が偏光板22の偏
光軸と互いに直交した状態に設定されていれば偏光29
1・292・293等はいずれも偏光板26を通過する
ことができない。したがって、このときの透過光のスペ
クトルは図15のIIに示したクロスニコル状態での偏
光板のスペクトルと一致する(ただし液晶セル及び光学
的異方体等での光吸収などを無視する)。この状態は図
15に示した偏光板を用いて得ることのできる最も暗い
状態である。この様に本発明においては光学的異方体を
用いることによりネガモードの状態においても、望みう
る最良のフラットな分光特性を得ることができる。すな
わち、いずれの場合でも着色の解消が可能である。なお
以下の説明はポジモードについて行う。
【0054】次に、液晶セル等の光学的異方体を通過し
た光の偏光状態変化を算出する具体的な方法について、
以下にその概略を説明する。
【0055】光学的異方体に入射する光は、一般に楕円
偏光である。いまZ軸正方向へ進む楕円偏光の参照面跡
は、xy成分を要素とする列ベクトルで次のように表す
ことができる。
【0056】
【数1】
【0057】ここでax・ayはそれぞれxy成分の振
幅、ωは角振動数、ψx・ψyはxy成分の位相角を示
す。しかしこの場合、波動の絶対位相は問題にしないの
で、(6)式の光周波数と絶対位相の項を省き、さらに
各成分の振幅も基準化した、次式の基準化ジョーンズベ
クトルで偏光状態を記述した。
【0058】
【数2】
【0059】さて、(7)式の偏光Eは、光学的異方体
を通過して偏光状態が変化し、偏光E’となる。光学的
異方体は、この変換を行う2×2のジョーンズ行列によ
って表される。
【0060】例えばこの光学的異方体が、フィルム状高
分子のように一軸性の直線位相子であるとした場合のジ
ョーンズ行列Rは次式で表すことができる。
【0061】
【数3】
【0062】ここで、θは直線位相子の進相軸がX軸と
なす角度を、Δはリターディションを示す。なお、リタ
ーディションΔは、直線位相子のΔn・dと光の波長λ
を用いて、Δ≡2πΔn・d/λで定義される。
【0063】このフィルム状高分子を通過した光の偏光
状態は、入射光ベクトルEの左側から、(8)式のジョ
ーンズ行列R を作用させて、次式のように求められ
る。
【0064】
【数4】
【0065】また光学的異方体が、フィルム状高分子を
複数枚重ねたものであるとした場合には、入射光ベクト
ルEの左側から、光の通過する順序に従って、逐次に
(8)式のジョーンズ行列を作用させて次式のように求め
られる。
【0066】
【数5】
【0067】光学的異方体が液晶セルである場合には、
液晶分子がねじれ配向しているために、位相子としては
複雑である。しかしながら、図11(a)のように液晶
層を充分多くの層に分割すれば、図11(b)に示すよ
うな、ねじれ配向していない液晶層の積み重ねで近似す
ることができる。ねじれ配向していない液晶層は、フィ
ルム状高分子と同じ一軸性の直線位相子であるから、前
述のフィルム状高分子を複数枚重ねた場合と同様にし
て、液晶セルを通過した光の偏光状態を求めることがで
きる。
【0068】以上説明した方法を用いて、図3の角度4
0を200度、角度38をマイナス200度、角度30
を45度、角度37を45度、角度39を90度、表示
用液晶セルおよび光学的異方体のΔn・dをいずれも
0.9μmとした、前述の条件下で、液晶層をそれぞれ
20分割して計算した光の偏光状態の推移を、図12か
ら図14に示した。図12・図13、図14はそれぞ
れ、波長450nm、550nm、650nmの光の偏
光状態推移を示している。例えば図12の場合、同図
(a)において表示用液晶セルに入射した直線偏光12
1は、5層を経るごとに122・123・124と偏光
状態が推移し、125の楕円偏光でセルを出射する。こ
の楕円偏光125は引き続き同図(b)において光学的
異方体に入射し、やはり5層を経るごとに126・12
7・128と偏光状態が推移して、129の直線偏光で
光学的異方体を出射する。以上の各過程において、同図
(b)の光学的異方体による偏光状態の変換は、同図
(a)の表示用液晶セルによる変換のちょうど逆変換に
相当しており、従って表示用液晶セルに入射した光は、
全く同じ偏光状態で光学的異方体を出射する。この効果
は図13及び図14からも明らかなように、光の波長に
関係なく存在しているので、本発明の構成の液晶表示装
置ではオフ状態における着色が完全に解消し、白色化が
可能となる。
【0069】また前述のように前記3条件を満たさなく
ても十分に着色の解消が可能な光学的異方体の条件が存
在する。その条件としては、一方の偏光板を入射した光
が、前記液晶セルと該液晶セルと隣接する前記光学的異
方体との間で各波長ごとに長軸方向の異なる楕円偏光と
なり、その後他方の偏光板に入射する際には各波長ごと
に長軸方向のほぼ揃った楕円偏光となるように前記光学
的異方体が配置されればよい。具体的には表示用液晶セ
ルのねじれ角とΔn・dの値に応じて光学的異方体の条
件を適宜設定すればよく、以下その条件を実施例に基づ
いて具体的に説明する。
【0070】
【発明の実施の形態】図22は、本発明の液晶装置にお
いて光学的異方体として液晶を用いた場合の液晶装置の
構造をモデル的に示した断面図である。同図において、
2201は上側偏光板、2202は光学的異方体として
の液晶を2枚の基板で挟んだ液晶セル(以後、Aセルと
呼ぶ)、2203はAセルの上側基板、2204はAセ
ルの下側基板、2205は光学的異方体として用いる液
晶、2206は電圧印加により表示を行う液晶セル(以
後、Bセルと呼ぶ)、2207はBセルの上側電極基
板、2208はBセルの下側電極基板、2209はBセ
ルの液晶、2210は下側偏光板を示したものである。
図23は本発明の液晶装置の各軸の関係を示した図であ
る。同図において、2311はBセルの下側電極基板の
ラビング方向、2312は、Bセルの上側電極基板のラ
ビング方向、2313はAセルの下側基板のラビング方
向、2314はAセルの上側基板のラビング方向、23
15は下側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方向、2316
は上側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方向、2317は上
側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方向2316とAセルの
上側基板のラビング方向2314とのなす角度、231
8はAセル内の液晶ねじれ角の大きさ、2319はAセ
ルの下側基板のラビング方向2313とBセルの上側電
極基板のラビング方向2312とのなす角度、2320
はBセル内の液晶のねじれ角の大きさ、2321はBセ
ルの下側電極基板のラビング方向2311と下側偏光板
の偏光軸(吸収軸)の方向2315とのなす角度であ
る。以後、各セル内の液晶分子のねじれ方向はセルの上
から下に向かってのねじれ方向で示すこととする。
【0071】[実施例1]図23において、Bセルの液
晶のねじれ角2320を約200度の左ねじれ、Δn・
dを約0.9μm、角度2319を約90度、角度23
17を30度から60度まで、角度2321を30度か
ら60度までの範囲とすると、Aセルの液晶のねじれ角
2318とΔn・dを図24(a)の斜線の部分とした
ときに、オフ状態でほぼ白色となり、オン状態でほぼ黒
色となる液晶装置が得られる。
【0072】上記の条件は、前記(6)〜(8)式を用
いて計算により求めることができ、以下その計算方法の
一例を説明する。
【0073】即ち、左に200°ねじれているΔn・d
=0.9μmのBセルの液晶を、セルの厚さ方向に20
0分割し、1層につきΔn・d=0.0045μmの1
軸性の位相子が左に1°ずつねじれた構造をしているも
のとして前記の計算式により計算を行う。このときに用
いる光の波長は400nmから700nmの範囲であ
る。また、Bセルの液晶に入射する光の偏光の状態は、
用いる偏光板の種類と軸の方向で異なるが、ここでは理
想偏光板(平行ニコル時の透過率50%、クロスニコル
時の透過率0%)を用いるものとする。そして偏光板に
隣接する基板のラビング方向(基板表面の液晶分子の方
向)と偏光板の偏光軸の方向とのなす角度を45°とす
る。すると、Bセルには偏光板を通過した直線偏光が入
射することになり、Bセルを通過した各波長の光の楕円
偏光の状態が求まる。
【0074】次に、この楕円偏光がAセルに入って通過
した後の楕円偏光の状態を求める。Aセルに入射する楕
円偏光は上記と同様な計算で求まり、AセルとBセルの
隣接する基板のラビング方向のなす角度は90度とす
る。また、Aセルの液晶もセルの厚さ方向に200分割
し、一軸性の位相子が右に0.7度ずつねじれて全体と
しては右に140度ねじれた構造をしているものとして
液晶層のΔn・dを適当な値とすると、前記の計算式か
らAセルを通過した楕円偏光の状態が求まる。さらに、
ここで偏光板に隣接する基板のラビング方向と偏光板の
偏光軸の方向とのなす角度を45度として偏光板を通過
した後のスペクトルを求め視感度補正をしたY値を求め
る。
【0075】上記の計算において、Aセルの液晶のΔn
・dの値を0μmから1.5μmまでとして、Aセルの
Δn・dと視感度補正したY値の関係を求める。このと
きAセルのΔn・dを横軸にY値を縦軸にとると図24
(b)のように、Y値は極大、極小値を持ち周期的に変
化する。偏光軸とラビング方向のなす角度が45度とな
る方向は2方向あるので、上記図24(b)には2本の
曲線が描かれている。表示のモードとしては、ネガモー
ド(電圧無印加状態で暗い)とポジモード(電圧無印加
状態で明るい)がある。ネガモードのときは電圧無印加
状態がより暗い方が望ましく、ポジモードのときは電圧
無印加状態がより明るい方が望ましい。したがって図2
4(b)でY値が極大となる部分がポジモードに、Y値
が極小となる部分がネガモードに適している。
【0076】従来のネガモードの電圧印加状態のY値は
5%程度と高く、また目視でも色座標上でもはっきりと
青色に着色していることが認められる。
【0077】これに対し、図24(b)で極小となるY
値は従来のSTN型液晶装置のネガモードのY値の半分
以下となっている。このときの色は色座標上では少し着
色しているがY値が小さいために目視では充分黒に近い
色として認められる。また電圧を印加した状態では白色
として認められる。従ってネガモードのときはY値が極
小となる部分で白黒表示が得られるのでこのときΔn・
dが求める値となる。Y値が極大となる部分は従来のポ
ジモードのときの電圧無印加状態の色と比較すると目視
でも色座標上でも白色に近くなる。しかし、Y値が極大
となる部分の前後でも白色に近くなっている。そのため
ポジモードでは白黒表示が得られる部分はかなり広い範
囲となり、その境界を判断するのは非常に困難である。
また、偏光軸とラビング方向のなす角度が45度なので
図24(b)の一方の曲線のときの偏光軸の方向を90
度ずらすと、もう一方の曲線となる偏光軸と一致する。
そのため図24(b)での極大、極小となるΔn・dの
値は同じである。
【0078】以上のことから白黒となるのはY値が極小
となるΔn・dである。つまり、Bセルが左ねじれの2
00度でΔn・d=0.9μmとして、偏光板に隣接す
るBセルの基板のラビング方向と偏光板の偏光軸の方向
とのなす角度を45度とし、BセルとAセルの隣接する
基板の各々のラビング方向のなす角度を90度とし、A
セルが右ねじれの140度とし、偏光板に隣接するAセ
ルの基板のラビング方向と偏光板の偏光軸の方向とのな
す角度を45度としたときに、AセルのΔn・dが0.
33μm、0.7μm、1.0μm、1.3μm(Aセ
ルのΔn・dが1.5μm以下では)のときに白黒表示
が得られる(図24(b)参照)。
【0079】次に、偏光板に隣接する各セルの基板のラ
ビング方向と偏光板の偏光軸の方向が45度以外の場合
や、BセルとAセルの隣接する基板の各々のラビング方
向のなす角度が90度以外の場合についても同様の手順
で計算を行う。そうすると、Y値が極小となるAセルの
Δn・dは、ある幅を持ち周期的に現れる範囲として求
まる(図24(a)においてねじれ角を右140度に固
定した場合のΔn・dの分布)。ただし、このときの各
軸の方向のなす角度はY値の極小値が3%以下になる
か、極端に着色することがない範囲である。
【0080】また、Bセルの条件はそのままとして、A
セルのねじれ角の大きさのみを変えた場合についても上
記と同様にY値が極小となるAセルのΔn・dの範囲が
周期的に現れてくる。このようにして求めたAセルのね
じれ角の大きさとΔn・dの関係をまとめたものが図2
4(a)となる。つまり、図24(a)から、Bセルが
200度の左ねじれでΔn・dが0.9μmのときに
は、白黒表示が得られるAセルのねじれ角の大きさとΔ
n・dの条件はただひとつだけ存在するのではなく、あ
る扇状の範囲が周期的に存在していることがわかる。
【0081】さらに、Bセルのねじれ角の大きさとΔn
・dを変えた場合にも、上記と同様の手順により白黒表
示が得られるAセルのねじれ角の大きさとΔn・dが求
められる。この場合にもAセルのねじれ角の大きさとΔ
n・dの関係は扇状となり、周期的に現れてくる。
【0082】このようにして任意のBセルのねじれ角と
Δn・dに対して、白黒表示となるためのAセルのねじ
れ角とΔn・dを求めることができ、そのAセルのねじ
れ角とΔn・dは唯ひとつではなく、数多く存在してい
るものである。
【0083】[実施例2]実施例1において、図23の
角度2317を約40度、Aセルの液晶のねじれ角23
18を約140度の右ねじれ、角度2319を約90
度、Bセルの液晶のねじれ角2320を約200度の左
ねじれ、角度2321を約40度、Aセルの液晶層のΔ
n・dを約0.7μm、Bセルの液晶層のΔn・dを約
0.9μmとする。このときの液晶装置の外観のスペク
トルを図25に示す。同図において、カーブIはオフ状
態を、カーブIIはオン状態を示す。図20に示した従来
技術による液晶装置の外観のスペクトルは、オフ(カー
ブI)のときには黄色となり、オン(カーブII)のとき
には青色となっている。しかし、上記図25に示したよ
うに、本発明の液晶装置では、オフ状態でほぼ白色とな
り、オン状態でほぼ黒色となっている。
【0084】[実施例3]実施例1において、図23の
角度2317を約40度、Aセルの液晶のねじれ角23
18を約200度の右ねじれ、角度2319を約90
度、Bセルの液晶のねじれ角2320を約200度の左
ねじれ、角度2321を約50度、Aセルの液晶層のΔ
n・dを約0.9μm、Bセルの液晶層のΔn・dを約
0.9μmとする。このときの液晶装置の外観のスペク
トルを図26に示す。同図において、カーブIはオフ状
態を、カーブIIはオン状態を示す。この場合も実施例2
と同様に、オフ状態でほぼ白色となり、オン状態でほぼ
黒色となっている。
【0085】[実施例4]実施例1において、図23の
角度2317を約40度、Aセルの液晶のねじれ角23
18を約260度の右ねじれ、角度2319を約90
度、Bセルの液晶のねじれ角2320を約200度の左
ねじれ、角度2321を約40度、Aセルの液晶層のΔ
n・dを約0.8μm、Bセルの液晶層のΔn・dを約
0.9μmとする。このときの液晶装置の外観のスペク
トルを図27に示す。同図において、カーブIはオフ状
態を、カーブIIはオン状態を示す。この場合も、実施例
2、実施例3と同様に、オフ状態でほぼ白色となり、オ
ン状態でほぼ黒色となっている。
【0086】[実施例5]図23において、Bセルの液
晶のねじれ角2320を約250度の左ねじれ、Δn・
dを約0.9μm、角度2319を約90度、角度23
17を30度から60度まで、角度2321を30度か
ら60度までの範囲とすると、Aセルの液晶のねじれ角
2318とΔn・dを図28の斜線の部分としたときに
オフ状態でほぼ白色となり、オン状態でほぼ黒色となる
液晶装置が得られる。
【0087】[実施例6]実施例5において、図23の
角度2317を約40度、Aセルの液晶のねじれ角23
18を約160度の右ねじれ、角度2319を約90
度、Bセルの液晶のねじれ角2320を約250度の左
ねじれ、角度2321を約40度、Aセルの液晶層のΔ
n・dを約0.8μm、Bセルの液晶層のΔn・dを約
0.9μmとする。このときの液晶装置の外観のスペク
トルを図29に示す。同図において、カーブIはオフ状
態を、カーブIIはオン状態を示す。この場合も実施例2
と同様に、オフ状態でほぼ白色となり、オン状態でほぼ
黒色となっている。
【0088】[実施例7]図23において、角度231
7を約40度、Aセルの液晶のねじれ角2318を約3
60度の右ねじれ、角度2319を約90度、Bセルの
液晶のねじれ角2320を約250度の左ねじれ、角度
2321を約40度とし、さらにAセルの液晶層のΔn
・dを約1.0μm、Bセルの液晶層のΔn・dを約
0.9μmとする。このときもオフ状態では白色とな
り、オン状態ではより黒色となる液晶装置となる。
【0089】[実施例8]図23において、角度231
7を約50度、Aセルの液晶のねじれ角2318を約1
70度の右ねじれ、角度2319を約90度、Bセルの
液晶のねじれ角2320を約170度の左ねじれ、角度
2321を約40度とし、さらにAセルの液晶層のΔn
・dを約0.7μm、Bセルの液晶層のΔn・dを約
0.7μmとする。このときもオフ状態では白色とな
り、オン状態ではより黒色の液晶装置となる。
【0090】[実施例9]図23において、Bセルの液
晶のねじれ角2320を約120度の左ねじれ、Δn・
dを約0.9μm、角度2319を約90度、角度23
17を30度から60度まで、角度2321を30度か
ら60度までの範囲とすると、Aセルの液晶のねじれ角
2318とΔn・dを図30の斜線の部分としたとき、
オフ状態でほぼ白色となり、オン状態でほぼ黒色となる
液晶装置が得られる。
【0091】[実施例10]図23において、Bセルの
液晶のねじれ角2320を約200度の左ねじれ、Δn
・dを約0.6μm、角度2319を約90度、角度2
317を30度から60度まで、角度2321を30度
から60度までの範囲とすると、Aセルの液晶のねじれ
角2318とΔn・dを図31の斜線の部分としたと
き、オフ状態でほぼ白色となり、オン状態でほぼ黒色と
なる液晶装置が得られる。
【0092】[実施例11]図23において、Bセルの
液晶のねじれ角2320を約200度の左ねじれ、Δn
・dを約1.5μm、角度2319を約90度、角度2
317を30度から60度まで、角度2321を30度
から60度までの範囲とすると、Aセルの液晶のねじれ
角2318とΔn・dを図32の斜線の部分としたと
き、オフ状態でほぼ白色となり、オン状態でほぼ黒色と
なる液晶装置が得られる。
【0093】[実施例12]図23において、Bセルの
液晶のねじれ角2320を約350度の左ねじれ、Δn
・dを約0.9μm、角度2319を約90度、角度2
317を30度から60度まで、角度2321を30度
から60度までの範囲とすると、Aセルの液晶のねじれ
角2318とΔn・dを図33の斜線の部分としたと
き、オフ状態でほぼ白色となり、オン状態でほぼ黒色と
なる液晶装置が得られる。
【0094】[実施例13]実施例1から実施例12に
おいて、AセルとBセルを上下逆に配置しても同様の効
果が得られる。また図22に示したAセルの下側基板2
204とBセルの上側電極基板2207の2枚の基板を
1枚の基板に置き換えても同様の効果が得られる。
【0095】[実施例14]図34において3422は
上側偏光板、3423は上側Aセル、3424はBセ
ル、3425は下側Aセル、3426は下側偏光板であ
る。同図の構造の液晶装置において、上側Aセル342
3、下側Aセル3425ともに液晶分子は右ねじれであ
る。またBセル3424の液晶分子は左ねじれである。
このときの上側Aセル3423の液晶分子のねじれ角と
下側Aセル3425の液晶分子のねじれ角を加えたもの
をAセル全体のねじれ角とし、上側Aセル3423の液
晶層のΔn・dと下側Aセル3425の液晶層のΔn・
dを加えたものをAセル全体のΔn・dとする。このA
セル全体のねじれ角とAセル全体のΔn・dを実施例1
から実施例12までのAセルの条件にした場合でも、実
施例1から実施例12までと同様の効果がえられる。上
記各セル3423・3424・3425の配置順序を任
意に換えても同様の効果が得られる。またAセルは上記
と同様の条件で3層以上設けることもできる。
【0096】[実施例15]実施例14の構造におい
て、上側Aセル3423の下側基板3429とBセル3
424の上側電極基板3430の2枚の基板を1枚の基
板に置き換える。さらにBセル3424の下側電極基板
3432と下側Aセル3425の上側基板3433の2
枚の基板を1枚の基板に置き換える。このようにすると
基板数が減り構造が簡単になり、しかも実施例14と同
様の効果が得られる。
【0097】[実施例16]実施例1から実施例15に
おいて、Aセルの液晶NI点の温度TA (K)、Bセル
の液晶のNI点の温度をTB (K)とする。このときに
0.86≦TA /TB ≦1.15
となる液晶を用いると、温度変化によりBセルとAセル
の液晶層のΔn・dが変化しても液晶装置の外観色はほ
とんど変化しない。
【0098】[実施例17]実施例1から実施例16に
おいて、Aセルの液晶として誘電率異方性Δεが正であ
る液晶を用いると、外部からの静電気の影響によりAセ
ルの液晶の配向が乱れ、液晶装置の外観に色ムラが現れ
てしまうことがある。そこで、Aセルの液晶として誘電
率異方性Δεが負である液晶を用いれば、たとえ外部か
ら静電気の影響があっても外観の色ムラが発生しない液
晶装置となる。
【0099】[実施例18]実施例1から実施例16に
おいて、Aセルの上下基板の内側に電極を付け、Aセル
の液晶にΔεが正のものを用いる。そうすることによ
り、たとえ温度変化により液晶装置の外観の色が変化を
しても、Aセルの上下基板に付けた電極間に電圧を印加
することにより色の変化を打ち消すことが可能となる。
【0100】[実施例19]実施例13と実施例15を
除く実施例1から実施例18までにおいて、AセルとB
セルの接する基板面での光の反射を防ぐために、Aセル
とBセルを光学的に接着する。接着層としてエンボス加
工したポリビニルブチラールフィルムを用いて加熱加圧
により接着する。また、接着剤として熱硬化のエポキシ
系およびウレタン系接着剤を用いても良い。さらにアク
リル系の紫外線接着剤を用いても良い。以上のようにし
てAセルとBセルを接着すると両セルの境界面での反射
を減らすことができる。
【0101】[実施例20]図35は光学的異方体とし
てフィルム状高分子層(以後、Aフィルムと呼ぶ)を用
いた場合の構造の一例を示す。同図において3536は
上側偏光板、3537は上側Aフィルム、3538はB
セル、3539は下側Aフィルム、3540は下側偏光
板である。
【0102】また、図36はAフィルムを用いた液晶装
置の各軸の関係を示した図である。同図において364
5はBセルの上側電極基板のラビング方向、3646は
Bセルの下側電極基板のラビング方向、3647は上側
Aフィルムの光軸の方、3648は下側Aフィルムの光
軸の方向、3649は上側偏光板の偏光軸(吸収軸)の
方向、3650は下側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方
向、3651は上側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方向3
649と上側Aフィルムの光軸の方向3647とのなす
角度、3652は上側Aフィルムの光軸の方向3647
とBセルの上側電極基板のラビング方向3645とのな
す角度、3653はBセルの液晶のねじれ角の大きさ、
3654はBセルの下側電極基板のラビング方向364
6と下側Aフィルムの光軸の方向3648とのなす角
度、3655は下側Aフィルムの光軸方向3648と下
側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方向3650とのなす角
度である。
【0103】同図において角度3651を約40度、角
度3652を約90度、角度3653を約200度の左
ねじれ下側Aフィルムを入れずにBセルの下側電極基板
のラビング方向3646と下側偏光板の偏光軸(吸収
軸)の方向3650とのなす角度を約40度とする。ま
た、上側Aフィルムの屈折率異方性Δnと上側Aフィル
ムの層厚dの積Δn・dが約0.55μm、BセルのΔ
n・dが約0.9μmとする。このときにも液晶表示装
置の外観の色がオフ状態ではほぼ白色となり、オン状態
ではほぼ黒色となる。
【0104】このAフィルムは、DAC、PET、二酢
酸セルロース、PVA、ポリアミド、ポリエーテルサル
フォン、アクリル、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリ
オレフィン系などの一軸延伸フィルムを用いる。
【0105】以下にAフィルムを用いた実施例を述べ
る。
【0106】[実施例21]図36において、角度36
51を約50度、角度3652を約90度、Bセルの液
晶のねじれ角3653を約200度の左ねじれ、角度3
654を約90度、角度3655を約50度とする。ま
た、上側AフィルムのΔn・dと下側AフィルムのΔn
・dを加えたものが約0.6μm、BセルのΔn・dが
約0.9μmとする。このときも実施例20と同様の効
果が得られる。
【0107】[実施例22]図36において、下側Aフ
ィルムがない構造としたときに上側AフィルムのΔn・
dを約0.55μm、角度3651を約50度、角度3
652を約90度、Bセルの液晶のねじれ角3653を
約250度の左ねじれ、Bセルの下側電極基板のラビン
グ方向3646と下側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方向
3650とのなす角を約50度、Bセルの液晶のΔn・
dを約0.9μmとしたときにも液晶装置の外観の色は
オフ状態ではほぼ白色となりオン状態ではほぼ黒色とな
る。
【0108】
〔実施例23〕本実施例は本発明に関わるものである。
図36におい
て、下側Aフィルムがなく、上側Aフィルムが上から下
に向かって15度ずつ右ねじれの方向に光軸がずれた1
1枚のフィルムから成り、そのΔn・dの和が約0.7
μmとする。さらに上側偏光板の偏光軸(吸収軸)と上
側Aフィルムの最上層のフィルムの光軸の方向とのなす
角度を約50度、上側Aフィルムの最下層のフィルムの
光軸の方向とBセルの上側電極基板のラビング方向との
なす角度を約90度、Bセルの下側電極基板のラビング
方向と下側偏光板の偏光軸(吸収軸)とのなす角度を約
40度とし、Bセルの液晶のねじれ角3653を約20
0度の左ねじれ、Bセルの液晶のΔn・dを約0.9μ
mとする。このときに液晶装置の外観の色はオフ状態で
はほぼ白色となり、オン状態ではほぼ黒色となる。
【0109】[実施例24]図35において、下側Aフ
ィルム3539がない構造としたときに、上側Aフィル
ム3537のΔn・dを約0.65〜0.85μm、図
36の角度3651を35度から55度、角度3652
を80度から100度、Bセルの液晶のねじれ角365
3を約200度の左ねじれ、Bセルの下側電極基板のラ
ビング方向3646と下側偏光板の偏光軸(吸収軸)の
方向3650とのなす角を35度から55度、Bセルの
液晶のΔn・dを約0.9μmとした。
【0110】この液晶装置の外観の色はオフ状態ではほ
ぼ白色となりオン状態ではほぼ黒色となった。
【0111】[実施例25]図35において、下側Aフ
ィルム3539がない構造としたときに、上側Aフィル
ム3537のΔn・dを約0.25〜0.45μm、図
36の角度3651を35度から55度、角度3652
を80度から100度、Bセルの液晶のねじれ角365
3を約200度の左ねじれ、Bセルの下側電極基板のラ
ビング方向3646と下側偏光板の偏光軸(吸収軸)の
方向3650とのなす角度を35度から55度、Bセル
の液晶のΔn・dを約0.9μmとした。この液晶装置
の外観の色はオフ状態ではほぼ白色となりオン状態では
ほぼ黒色となった。
【0112】[実施例26]図35において、下側Aフ
ィルム3539がない構造としたときに、上側Aフィル
ム3537のΔn・dを約0.4〜0.6μm、図36
の角度3651を35度から55度、角度3652を8
0度から100度、Bセルの液晶のねじれ角3653を
約180度の左ねじれ、Bセルの下側電極基板のラビン
グ方向3646と下側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方向
3650とのなす角を35度から55度、Bセルの液晶
のΔn・dを約0.9μmとした。
【0113】この液晶装置の外観の色はオフ状態ではほ
ぼ白色となりオン状態ではほぼ黒色となった。
【0114】[実施例27]図35において、下側Aフ
ィルム3539がない構造としたときに、上側Aフィル
ム3537のΔn・dを約0.5〜0.7μm、角度3
651を35度から55度、図36の角度3652を8
0度から100度、Bセルの液晶のねじれ角3653を
約180度の左ねじれ、Bセルの下側電極基板のラビン
グ方向3646と下側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方向
3650とのなす角を35度から55度、Bセルの液晶
のΔn・dを約1.0μmとした。
【0115】この液晶装置の外観の色はオフ状態ではほ
ぼ白色となりオン状態ではほぼ黒色となった。
【0116】[実施例28]図35において、下側Aフ
ィルム3539がない構造としたときに、上側Aフィル
ム3537のΔn・dを約0.5〜0.6μm、図36
の角度3651を35度から55度、角度3652を8
0度から100度、Bセルの液晶のねじれ角3653を
約230度の左ねじれ、Bセルの下側電極基板のラビン
グ方向3646と下側偏光板の偏光軸(吸収軸)の方向
3650とのなす角を35度から55度、Bセルの液晶
のΔn・dを約0.9μmとした。
【0117】この液晶装置の外観の色はオフ状態ではほ
ぼ白色となりオン状態ではほぼ黒色となった。
【0118】[実施例29]実施例20から実施例28
において、Aフィルムを偏光板と一体にした構造にす
る。図37に偏光板とAフィルムを一体としたときの構
造をモデル的に示す。同図において3756は偏光板の
保護フィルム、3757は偏光子、3758はAフィル
ム、3759は偏光板の保護フィルムである。同図のよ
うにAフィルムを偏光板と一体にして液晶装置に用いて
も同様の効果がある。
【0119】[実施例30]実施例1から実施例29に
おいて、反射板を上下どちらの偏光板の外側に置いて
も、白黒表示の反射型の液晶装置が得られる。
【0120】[実施例31]実施例20に示したAフィ
ルムを光学的異方体として用いるかわりに、コレステリ
ック相を示す液晶性高分子フィルム(以後、Achフィ
ルムと呼ぶ)を光学的異方体として用いた場合の実施例
について詳述する。
【0121】図38に光学的異方体としてAchフィル
ムを用いた場合の構造を示す。同図において3861は
上側偏光板、3862はAchフィルム、3863はB
セル、3864はBセルの上側電極基板、3865はB
セルの液晶、3866はBセルの下側電極基板、386
7は下側偏光板である。
【0122】又、図39はAchフィルムを用いた液晶
表示装置の各軸の関係を示した図である。同図において
3968はBセルの下側電極基板のラビング方向、39
69はBセルの上側電極基板のラビング方向、3970
はAchフィルムのBセルに隣接する液晶分子の長軸方
向、3971はAchフィルムの上側偏光板に隣接する
液晶分子の長軸方向、3972は下側偏光板の偏光軸
(吸収軸)の方向、3973は上側偏光板の偏光軸(吸
収軸)の方向、3974はBセルの液晶のねじれ角の大
きさ、3975は前記3970と前記3969のなす角
度、3976は前記3973と前記3971のなす角
度、3977は前記3968と前記3972のなす角
度、3978は前記3971と前記3970とのなす角
度を示すこととする。
【0123】ここで、偏光板とAchフィルムとBセル
を図38に示す如く配置し、各軸の条件を次のように設
定した。
【0124】Bセルの液晶のねじれ角3974を約20
0度の左ねじれ、Δn・dが0.9μmとなるようにB
セルを組み立てた。一方、Achフィルムをあらかじめ
角度3978を約330度の右ねじれ、Δn・dを一軸
延伸フィルムに換算して約1.05μmとなるように調
整し、角度3975を80度から100度、角度397
6および3977をそれぞれ40度から50度の範囲に
設定して液晶装置を製造した。このときの液晶装置の透
過光スペクトルを測定したところ、外観の色がオフ状態
ではほぼ白色となり、オン状態ではほぼ黒色となった。
【0125】本実施例ではAchフィルムとして、ポリ
ペプチドとポルメチルメタクリレ
[実施例32]図39において、Bセルの液晶のねじれ
角3974を約200度の左ねじれ、Δn・dが0.9
μmとなるようにBセルを組み立てた。一方、Achフ
ィルムをあらかじめ、角度3978を約360度の右ね
じれ、Δn・dを一軸延伸フィルムに換算して約1.0
μmとなるように調整し、角度3975を80度から1
00度の範囲、角度3976および3977をそれぞれ
40度から50度の範囲に設定して液晶装置を製造し
た。
【0126】このときも外観の色がオフ状態ではほぼ白
色となり、オン状態ではほぼ黒色となった。
【0127】[実施例33]図39において、Bセルの
液晶のねじれ角3974を約200度の左ねじれ、Δn
・dが0.9μmとなるようにBセルを組み立てた。一
方、Achフィルムをあらかじめ、角度3978を約2
10度の右ねじれ、Δn・dを一軸延伸フィルムに換算
して約0.95μmとなるように調整し、角度3975
を80度から100度の範囲、角度3976を40度か
ら50度の範囲、角度3977を40度から50度の範
囲に設定して液晶装置を製造した。
【0128】このときも外観の色がオフ状態ではほぼ白
色となり、オン状態ではほぼ黒色となった。
【0129】[実施例34]図39において、Bセルの
液晶のねじれ角3974を約180度の左ねじれ、Δn
・dが0.9μmとなるようにBセルを組み立てた。一
方、Achフィルムをあらかじめ、角度3978を約1
80度の右ねじれ、Δn・dを一軸延伸フィルムに換算
して約0.9μmとなるように調整し、角度3975を
80度から100度の範囲、角度3976を40度から
50度の範囲、角度3977を40度から50度の範囲
に設定して液晶装置を製造した。
【0130】このときも外観の色がオフ状態ではほぼ白
色となり、オン状態ではほぼ黒色となった。
【0131】[実施例35]実施例31〜34におい
て、液晶性高分子フィルムのかわりに高分子及び低分子
液晶の混合物を用いても、実施例31〜34と同様の結
果が得られた。
【0132】[実施例36]実施例31〜34におい
て、Achフィルムとしてメルク社製TN液晶ZLI3
285及びBDH社製カイラルドーパント CB−15
と低重合ポリメチルメタクリレートの混合体から成るポ
リマーフィルムを用いた場合も実施例31〜34と同様
の効果が得られた。
【0133】[実施例37]実施例31〜36におい
て、上側偏光板あるいは下側偏光板の外側に反射板を用
いた場合にもオフ状態ではほぼ白色となり、オン状態で
はほぼ黒色となった。
【0134】
【発明の効果】本発明によって、従来のSTN型液晶装
置の大きな欠点であった着色現象が解決できた。つまり
本発明は完全な白黒表示を可能とした。それのみなら
ず、透過状態の光量が増加し、明るい表示となった。更
に、非透過状態でのもれ光量が非常に少なくなり、透過
状態の光量の増加と相まってコントラスト比が大きく向
上した。
【0135】以上の効果によって、本発明はカラー表示
に応用したときに良好なカラー表示特性を示すことがで
きた。特にツイスト角が180度以上の場合、明視方向
が正面となり、正面を中心に、同心円に近い領域が明視
領域となった。このためフルカラー画像表示素子とし
て、従来のTN型液晶装置を用いたものに比較し、視野
角の広さ、視野角の方向(TN型のものは斜め方向が明
視方向である)、コントラスト比などが大きく改善され
た。当然階調表示を行わないカラー表示(8色表示)の
場合もTN型のものに比べ改善されている。
【0136】本発明は表示用液晶セルの液晶層の厚さに
関係なく上記効果が得られる為、表示用液晶セルの液晶
層の厚さを薄くしてゆくことにより高速応答の表示装置
を容易に実現することができる。なぜなら応答速度は概
ね液晶層の厚みの2乗に比例するからである。
【0137】更に本発明は前記したようにコントラスト
比の向上にも効果があるので、マルチプレックス駆動の
駆動ライン数の向上にも効果がある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device, and more particularly to a liquid crystal device.
The present invention relates to a part-isted nematic liquid crystal device. [0002] Conventional super twisted nematics
Type (hereinafter referred to as STN type) liquid crystal devices are disclosed in
The twist angle of liquid crystal molecules is 90
Degrees or more, a pair of polarizing plates is provided above and below the liquid crystal cell,
These polarization axes (absorption axes) and the liquid crystal adjacent to the electrode substrate
The included angle between the direction of the molecular axis of the molecule and the molecular axis ranges from 30 degrees to 60 degrees.
It was an enclosure. Therefore, liquid crystal is colored by birefringence.
The appearance hue of the cell when no voltage is applied is not white.
Color, generally from green to yellow-red
You. In addition, the hue of the external appearance with the selection voltage applied is black.
And generally blue. FIG. 17 is a schematic view of a conventional STN type liquid crystal device.
It is. In the figure, 171 is an upper polarizing plate, and 172 is a liquid.
A transparent cell such as an ITO electrode on a substrate 173
174 is formed, and an alignment film 175 is further applied.
Has been rubbed. Upper and lower substrates are spacers 17
6 and a liquid crystal 177 sandwiched therebetween.
I have. 178 is a lower polarizing plate. FIG. 19 shows a liquid crystal cell in the above liquid crystal device.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the polarization axis of a polarizing plate (absorption axis).
In the figure, reference numeral 190 denotes a lattice of the upper electrode substrate of the liquid crystal cell.
Bing direction, 191 is the Rabin of the lower electrode substrate of the liquid crystal cell
Direction, 192 is the direction of the polarization axis (absorption axis) of the upper polarizer
193 is the direction of the polarization axis (absorption axis) of the lower polarizing plate,
94 is the magnitude of the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell, 195
Is the rubbing direction 190 of the upper electrode substrate and the bias of the upper polarizer.
The angle 196 with the direction 192 of the optical axis (absorption axis) is the lower side
Rubbing direction 191 of electrode substrate and polarization axis of lower polarizer
(Absorption axis) represents the angle formed by the direction 193. In FIG. 19, the angle 194 is set to 200
Degrees and angles 195 and 196 are about 50 degrees each,
Δn · d of the refractive index anisotropy Δn of the crystal and the thickness d of the liquid crystal layer
FIG. 2 shows the optical characteristics of the liquid crystal device when is set to 0.9 μm.
0 is shown. FIG. 1 shows a driving method of this type of liquid crystal device.
By the multiplex driving method usually used,
Positive mode when the above liquid crystal device is driven (no electric field
Pixel in the ON state and the pixel in the OFF state
2 shows the spectrum of the light transmittance of the sample. Note that the off state does not mean the state where no electric field is applied.
And molecular orientation in almost no applied state even when an electric field is applied
Is the state that is maintained, and the ON state is
Changes in the molecular orientation of the liquid crystal are necessary for optical changes to occur.
It means a state that is necessary and sufficient. The curve I in FIG.
Curve II shows the spectrum of the pixel in the ON state.
Curve I is “bright” Curve II is “dark”
That is, curves I and II can be visually distinguished
You can see that. [0009] However, the above figure
When the spectrum shown in FIG. 20 is plotted on color coordinates,
As shown in FIG. 21, in the conventional liquid crystal device, the positive mode
Is colored yellow when off and blue when on
You can see that. Thus, in the prior art, the positive mode
Sometimes the appearance color of the liquid crystal device in the off state is green, yellow-green,
Colored yellow or yellow-red, and blue when on
Color or navy blue. Negative mode (no voltage applied)
Dark when turned off, and dark when turned off and on
Then it becomes yellow. These colors are the display colors of the liquid crystal device.
Not a commonly preferred color. After all, the display color of the liquid crystal device
Is a combination of white and black, that is,
If shown, the combination of flat spectra is psychological
Is most suitable physically and physically.
There is a need for a liquid crystal device that can. In particular, color fill
When color display is performed in combination with
Whether the spectrum is flat or not depends on the vividness of the color.
Had a significant effect and the spectrum is shown in FIG.
In the conventional method, the blue and red colors are bright, regardless of the green color.
It is difficult to display in degrees. By the way, a method for eliminating the above-mentioned coloring is described.
Twisted nematic type (hereinafter referred to as TN type)
In the liquid crystal device, a single-layer twisted nematic
Twist that does not have power supply means in the field effect type liquid crystal display cell
Liquid crystal of two-layer structure with superposed nematic liquid crystal layer
An apparatus is known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-96315).
Gazette). However, the liquid disclosed in the above publication is
The crystal unit is applied to the STN-type liquid crystal device as described above.
Not something you can do. That is, the liquid crystal described in the above publication
The device is of the so-called TN type. That is, the twist angle is 90
Polarizers are arranged parallel or perpendicular to the direction of the adjacent liquid crystal molecules.
The principle of operation uses optical rotation
Things. Therefore, actively use birefringence as the operating principle
It is very different from the STN type structure
It can simply be applied to STN type liquid crystal devices as it is.
Absent. The present invention solves the above problems.
Therefore, the purpose is to use a liquid crystal that can display black and white
Providing a device, and a liquid suitable for color display.
An object of the present invention is to provide a crystal apparatus. A liquid crystal device according to the present invention comprises:
A liquid crystal twisted at more than 120 degrees is sandwiched between a pair of substrates
The liquid crystal cell and the optically anisotropic body are placed between a pair of polarizing plates.
And the optically anisotropic body is uniaxially stretched.
A number of films are formed by laminating the plurality of films.
Are arranged adjacent to each other so that the optical axis directions of the
The optical axis of the film is shifted from
The crystal cell separates the incident light into different ellipses in the major axis direction for each wavelength.
A liquid crystal cell having a characteristic of converting the light into circularly polarized light;
The optical anisotropic body performs the inverse conversion of the conversion performed by the
Ellipses almost aligned in the major axis direction for each wavelength from the optically anisotropic body
The torsion angle of the liquid crystal and △ n ·
d and the Δn · d of the optically anisotropic body and the liquid crystal cell.
Note that the direction of the optical axis of the contacting film is set.
Sign. FIG. 1 shows a typical example of a liquid crystal device according to the present invention.
It is shown in FIG. In the figure, 11 and 18 are linear polarizers,
Reference numeral 12 denotes a display liquid crystal cell, and reference numeral 19 denotes an optically anisotropic body. The structure of the liquid crystal cell 12 is transparent on the substrate 13.
An electrode 14 is formed, and an alignment film 15 is further formed.
Has been rubbed. Upper and lower substrates are spacers 16
And the liquid crystal 17 is interposed therebetween. The polarizing plate, the liquid crystal material and the liquid crystal used in the present invention are used.
The alignment method and the driving method of the liquid crystal element are the same as those of the conventional TN type.
Or STN-type liquid crystal devices.
The same ones are applicable. The details are described below.
Bell. The optical characteristics are large in the polarization characteristics of the polarizing plate used.
Affected. In a specific embodiment of the present invention described later,
In all, LLC2-82-18 manufactured by Sanritsu Electric Co. is used.
But it is not limited to this.
Absent. FIG. 15 shows the wavelength dependence of the light transmittance of the two polarizing plates.
showed that. In the figure, I indicates a pair of polarizing plates
When placed in rows, II is the space when placed perpendicular to each other.
It is a spectrum curve. Liquid crystal composition used in the present invention
Is a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy. preferable
As an example of a liquid crystal, Chisso's SS-4008 is cited.
It is. The following are examples of other preferred liquid crystal compositions.
Some are like. Embedded image In the liquid crystal composition, the twisted structure of the liquid crystal is reduced.
It is preferable to add a chiral dopant to keep the
Good. As the chiral dopant, for example,
To make a right-handed spiral structure, BDH
CB-15, left-handed spiral structure
S-811 manufactured by Luc Co. can be used. The display liquid crystal cell 12 used in the present invention
The structure is the same as that of the liquid crystal cell used in the prior art shown in FIG.
The same configuration as the console 172 can be used. In FIG. 1, for example, glass
A transparent substrate such as plastic is used. On the substrate
Transparent electrode 14 such as ITO and its transparent electrode
An alignment film layer 15 for determining the alignment of the liquid crystal is formed thereon. Preferred examples used as the alignment film layer
And polyimide and polyvinyl alcohol. This
Generally, these alignment film layers are rubbed by rubbing.
A certain orientation can be given to the liquid crystal. Another liquid crystal
Using oblique deposition method such as SiO as alignment method
Can also. An example of a method for driving the liquid crystal device of the present invention is shown in FIG.
The results are shown in FIG. Multiplex drive method shown in the figure
Is a method commonly used at present, and
However, in the present invention, another driving method is used.
It can also be used. Optically anisotropic material used in the present invention
19, for example, a liquid crystal composition, a uniaxially stretched film, a liquid crystal
Polymer film, made of a mixture of liquid crystal and polymer compound
Film or the like is used. When using a liquid crystal composition
Include smectic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, nematic
Liquid crystal or the like can be used. Specifically, the nematic
Liquid crystal, and even nematic liquid crystal, the same as the display cell.
It is also a desirable method to use. For uniaxially stretched film
For example, polyvinyl alcohol, polyester
, Polyetheramide, polyethylene, etc.
A treated film can be used. Liquid crystalline polymer
In the film, for example, polypeptide-polymethacrylate
A related mixed film can be used. Also poly
Not only peptides but also other liquid crystalline polymers can be used.
But specifically, a liquid crystalline polymer with a cholesteric phase
It is desirable to be a child. The structural formula is shown below as an example.
You. Embedded image A film composed of a mixture of a liquid crystal and a polymer is
When used as an optically anisotropic body, for example, P
For low molecular liquid crystal such as CH, CCH and biphenyl
Liquid crystal composition with a helical structure
The substance is converted to a polymer such as polymethyl methacrylate,
Use a mixture of vinyl acetate, polyamide, etc.
be able to. Preferred liquid crystal composition mixed in polymer
An example was given. Embedded image The novel feature of the present invention is that a conventional STN type liquid crystal device is used.
Provided with an optically anisotropic body to prevent coloring
And there. The effect of this optically anisotropic body
This will be described in detail below. FIG. 18 shows a conventional STN shown in FIG.
Is an explanatory diagram of optical characteristics of an off state of the liquid crystal device, and FIG.
181 is an incident light. The incident light 181 is one
Generally, it is natural light and includes light of all wavelengths in the visible region,
The direction is also random. The incident light 181 is applied to the linear polarizer 1
Linear polarized light 1831
1832, 1833, etc. Here 1831
1832 and 1833 have wavelengths of 450 nm and 550, respectively.
nm, 650 nm. Of course other wavelengths
Includes linearly polarized light, but here the three colors of blue, green, and red
Only these three wavelengths are shown as representative wavelengths. These
The linearly polarized light 1831, 1832, 1833
Pass through the file 184. The liquid crystal layer in the liquid crystal cell is optically
Is a twist of nematic liquid crystal showing uniaxial refractive index anisotropy
The structure is taken. In a liquid crystal layer with such a structure
Pass through the linearly polarized light 1831, 1832, 1833, etc.
The polarization state changes when
Can be predicted by a method described later. For example, the figure above
The spectrum of the conventional liquid crystal device whose spectrum is shown in FIG.
The results for the cases are shown as 1851, 1852, 185, respectively.
The polarization state is as shown in FIG. Pass through the liquid crystal layer in this way
This causes wavelength dispersion in the polarization state. this
Finally, the polarizations 1851, 1852, and 1853 are linearly polarized.
The light passes through the light plate 186. Polarized light of each wavelength is a linear polarizer
Only the component corresponding to the direction of 186 passes. example
For example, the above-described conventional liquid crystal device whose spectrum is shown in FIG.
For example, in the case of 1871/1872/1873
You. The light amount at a wavelength of 550 nm is larger than that at a wavelength of 450 nm.
It can be seen that the amount of light at 650 nm and 650 nm is small. these
FIG. 20 shows a spectrum of the result of
FIG. 21 is a plot of this on the color coordinates.
I. Thus, the conventional STN-type liquid crystal device has a birefringence.
Inevitably become colored due to wavelength dispersion
Was. Next, the light in the off state of the liquid crystal device according to the present invention.
An explanatory diagram of the chemical characteristics is shown in FIG. Compare FIG. 18 with FIG.
Then, the optically anisotropic body 28 is added as a constituent element in FIG.
18 is different from FIG. For explanation
In other words, the constituent elements except for the optically anisotropic body 28 and the polarizing plate 26
The case is the conventional example shown in FIG.
Is the same as the liquid crystal device whose spectrum is shown in
You. Accordingly, in FIG.
State 251, 25 after passing through the light source 24
2 · 253 is 1851/1852/1853 in FIG.
Is exactly the same as The difference is that
It is light that each polarized light 251, 252, 253 passes next.
The point is that it is a geometrically anisotropic body 28. In the present invention
Is that the optically anisotropic body 28 is polarized light 231,232,2.
33 corresponds to the wavelength generated by passing through the liquid crystal cell 24.
The optical anisotropy acts to cancel the scattering
It is. In order to explain this operation clearly,
The optical function of the liquid crystal cell 24 is defined as M. Further 231
The polarization state of 232 · 233 is P, 251,252 · 2
Assuming that the polarization state of 53 is P ′, P ′ is expressed by the following equation from P and M.
Is required. P ′ = M * P ‥‥ (1) Here, the optical function of the optically anisotropic member 28 is inversely transformed by M.
Function M -1 Suppose that 291,292,293
Is the polarization state of P ′, P ″ is P ′ and M -1 From
Is required. P ″ = M -1 * P '‥‥ (2) The following equation is obtained from the above equations (1) and (2). P ″ = M -1 * M * P ‥‥ (3) Clearly, M -1 * M = 1 ‥‥ (4) Therefore, P ″ = P ‥‥ (5) The above equation (5) is the polarization state of 291,292,293.
(P ″) is the polarization state of 231,232,233 respectively
It is shown that it is the same as the state (P). 231/23
2 · 233 is a value obtained when the natural light 21 passes through the linear polarizer 22.
Since it is the latter polarized light, all the wavelengths
It is linearly polarized light having a corresponding vibration direction. Therefore 291
・ 292 ・ 293 also has the same orientation as 231 ・ 232 ・ 233
Is linearly polarized light having a vibration direction. Polarization of linear polarizing plate 26
The direction of the optical axis is the same as the vibration direction of the polarized lights 291, 292, 293.
If they match, this linearly polarized light is directly linearly polarized.
The light passes through the light plate 26 and becomes 271, 272, and 273. The spectrum of the emitted light at this time is as shown in FIG.
This is consistent with the spectrum of the polarizer shown in I of 15 (only
Neglects light absorption in liquid crystal cells and optically anisotropic bodies
). Polarizer spectrum is almost flat and colorless
It is. Thus, in the liquid crystal device of the present invention, the off state
The coloring phenomenon of the state can be eliminated. Although the gist of the present invention is as described above, the problem is shown in FIG.
Of the linearly polarized light 231,232 incident on the liquid crystal cell 24
Inverse conversion of the conversion performed by the liquid crystal cell 24 on 233 etc.
Optical anisotropy that can be performed over all wavelengths
Is it possible to exist in In conclusion
A bright person may have such an optically anisotropic condition.
I found that. Moreover, such a condition is satisfied by the liquid crystal cell 2
Regardless of condition 4, found that it can exist
did. FIG. 1 is used to explain this condition.
Optical differences between the liquid crystal cell and the polarizing plate in the liquid crystal device of the present invention.
FIG. 3 shows the relationship with the cube. In FIG.
Rubbing direction of lower electrode substrate of crystal cell, 32 is liquid crystal cell
The rubbing direction of the upper electrode substrate of the
The optical axis direction of the surface facing the liquid crystal cell, 34 is optically anisotropic
The direction of the optical axis of the surface facing the polarizer of the body, 35 is the lower polarized light
The direction of the polarizing axis (absorption axis) of the plate, 36 is the polarization of the upper polarizing plate
Axis (absorption axis) direction, 37 is the direction of the polarization axis of the upper polarizer
Angle between the optical axis direction 34 of the optically anisotropic body and
Is the angle between the optical axis directions 33 and 34 of the optically anisotropic body, 39
Is the angle between 33 and 32, 40 is the liquid crystal layer in the liquid crystal cell
Of the twist angle of the liquid crystal cell, 30 is the rubbing direction of the liquid crystal cell 3
1 and the direction 35 of the polarization axis of the lower polarizer.
You. Here, for example, the conditions of the liquid crystal cell are shown in FIG.
The conventional positive mode liquid crystal device whose spectrum is shown in
Exactly the same conditions as the placement, ie the screw of the liquid crystal layer in the liquid crystal cell
The angle of the angle 40 is 200 degrees and Δn · d is 0.9 μm.
The whitening conditions in the case of this will be described. Optically anisotropic
In this case, the spectrum naturally becomes as shown in FIG.
It becomes a colored state. However, for example, liquid
Crystal cell, twist angle 38 of the liquid crystal layer is minus
200 degrees (that is, twisting the display liquid crystal cell
Δn · d is 0.9 μm
When used, as shown in FIG.
Spectrum becomes almost flat. However,
The other conditions are as follows. In FIG. 3, 37 is 45 degrees and 30 is the same.
45 degrees and 39 degrees are 90 degrees. The spectrum shown in FIG.
5 is plotted on the color coordinates. FIG. 2
It can be seen that it is almost white compared to the conventional method shown in FIG.
You. As shown in the above example, how the wavelength
However, as shown in FIG.
The condition of the chemical anisotropic body 28 exists. Show this correspondence
And the following. (1) Δn · d of the liquid crystal cell and Δn · d of the optically anisotropic body
Have the same absolute value. (2) Assuming that the twist angle of the liquid crystal cell is θ
The twist angle of the optically anisotropic body is minus θ (twist
Is reversed). (3) Opposite to the optically anisotropic liquid crystal cell
Optical axis direction 33 on the surface and Rabin on the upper electrode substrate of the liquid crystal cell
The angle 39 with the ganging direction 32 is 90 degrees. When the above three conditions hold, Δn · d
Of the liquid crystal device regardless of the value of the twist angle θ
The complete elimination of coloring in the
Wear. The above description is all about the coloring of the off state.
It was about the mechanism of dissolution. The present invention
In addition, coloring in the ON state is also eliminated at the same time.
Strictly explain the reason for the elimination of on-state coloring.
Is not impossible, but complicated. Invent anyway
The experimenter showed many examples in the examples described later.
No coloring in the ON state even under various conditions, or
Confirmed that there is almost no. As described above, coloring in the off state of the positive mode
In order to completely eliminate the above, the above three conditions must be satisfied.
Is necessary. However, in reality, it is not always shown in FIG.
As described above, the optically anisotropic material is a complete inverse of the liquid crystal cell conversion.
It is often sufficient for practical use. this child
Are conceptually shown in FIG. FIG. 6 corresponds to FIG.
You. 2 is different from FIG. 2 after passing through the optically anisotropic member 68.
The states 691, 692, and 693 of each polarized light correspond to the states 291 and 691 in FIG.
It is not perfect linearly polarized light like 292 and 293, but slightly
It is elliptically polarized light. As a result, the polarizing plate 6
6, the polarized light 671, 672, 673 after passing through
A slight degree of wavelength dependence occurs. example
For example, when a condition such as the condition shown in Example 20 described later is satisfied,
Fig. 8 shows the spectrum and Fig. 9 shows the spectrum on the color coordinates.
Are plotted. In the case of the conditions shown in Example 20, FIG.
After passing through an optically anisotropic body like 691, 692, 693 of 6
Is in an elliptically polarized state. Anyway
However, the coloring was almost completely eliminated as shown in FIG.
You. FIG. 7 shows an optically anisotropic body in this case and a liquid crystal cell.
And the relationship between each axis of the polarizing plate. As described above, the above three conditions are not satisfied.
Even practically, optical
An anisotropic condition exists. Alternatively, for other reasons,
It is better to use an optically anisotropic body other than the above three conditions
It may be desirable. One of the reasons is that the characteristics of the polarizing plate
In general, there is a wavelength dependency. The example is
This is shown in FIG. Optical characteristics such as these
By appropriately selecting the conditions of the anisotropic body, the liquid crystal device
Coloring can be improved. This is off state
Of course, the same applies to the ON state. Other reasons
In consideration of the wide viewing angle, the optical anisotropic
The matter may change. The optical anisotropy in the configuration shown in FIG.
Various conditions of the body have been described. Configuration shown in FIG.
In the drawing, the optically anisotropic body is above the liquid crystal cell in the drawing.
You. However, this hierarchical relationship has nothing to do with the essence of the present invention.
It is clear that This is shown in FIGS. 2 and 6.
This also applies to the positional relationship between the crystal cell and the optically anisotropic body. FIG. 10 shows another configuration example of the liquid crystal device of the present invention.
Indicated. FIG. 10 differs from the structure of FIG.
Exist both above and below the liquid crystal cell. Like this
Even in a simple configuration, complete coloring is effective as shown in FIG.
Can be eliminated. Naturally, as shown in FIG.
It is also possible to completely eliminate coloring. The above description is based on the state where the transmittance in the off state is high.
State, that is, the description of the positive mode. Off state
The following describes the state of low transmittance, that is, the negative mode.
You. The orientation of the polarization axis of the polarizing plate 26 in FIG.
If they are set to be orthogonal to the optical axis, the polarization 29
1, 292, 293 etc. all pass through the polarizing plate 26
Can not do. Therefore, the transmitted light
In the crossed Nicols state shown in FIG.
Matches the spectrum of the optical plate (except liquid crystal cell and optical
(Ignore light absorption etc. in a target anisotropic body). This state is
The darkest that can be obtained using the polarizer shown in FIG.
State. Thus, in the present invention, an optically anisotropic body is
By using it, even in the negative mode state,
The best flat spectral characteristics can be obtained. sand
That is, coloring can be eliminated in any case. Note that
The following description is for the positive mode. Next, the light passes through an optically anisotropic body such as a liquid crystal cell.
About the specific method of calculating the polarization state change of the light
The outline will be described below. Light incident on an optically anisotropic object is generally elliptical.
Polarization. Reference surface trace of elliptically polarized light now traveling in the positive direction of the Z axis
Is a column vector having xy components as elements, as follows:
be able to. [Equation 1] Here, ax and ay are the amplitudes of the xy components, respectively.
Width, ω is the angular frequency, ψx · ψy is the phase angle of the xy component
You. But in this case, the absolute phase of the wave does not matter
Then, the terms of the optical frequency and the absolute phase in the equation (6) are omitted.
The amplitude of each component is also normalized.
The state of polarization is described by the vector. [Mathematical formula-see original document] Now, the polarization E in the equation (7) is an optically anisotropic substance.
, And changes the polarization state to become the polarization E ′. Optical
The anisotropy is described by a 2 × 2 Jones matrix that performs this transformation.
Is expressed. For example, this optically anisotropic material is
When the linear phase retarder is uniaxial like a molecule,
The Jones matrix R can be expressed by the following equation. [Mathematical formula-see original document] Here, θ indicates that the fast axis of the linear phase shifter is the X axis.
The angle to be formed, Δ indicates retardation. In addition, Rita
Is the linear phase shifter Δn · d and the light wavelength λ.
Is defined as Δ≡2πΔn · d / λ. Polarization of light passing through this film-like polymer
From the left side of the incident light vector E, the state of the equation (8)
With the action of the Moon's matrix R
You. (Equation 4) Further, the optically anisotropic substance forms a film polymer.
If it is assumed that two or more sheets are stacked, the incident light vector
From the left side of Le E, according to the order of passing light
Apply the Jones matrix of equation (8) to obtain
Can be [Mathematical formula-see original document] When the optically anisotropic body is a liquid crystal cell,
Because the liquid crystal molecules are twisted,
It is complicated. However, as shown in FIG.
If the layer is divided into a sufficiently large number of layers, it will be shown in FIG.
Approximate by stacking liquid crystal layers that are not twisted.
Can be The liquid crystal layer that is not twisted
Since it is the same uniaxial linear retarder as the lumped polymer,
In the same way as when a plurality of
The polarization state of light that has passed through the liquid crystal cell.
Wear. Using the method described above, the angle 4 in FIG.
0 is 200 degrees, angle 38 is minus 200 degrees, angle 30
45 degrees, angle 37 45 degrees, angle 39 90 degrees
Liquid crystal cell and Δn · d of optically anisotropic body
Under the above-mentioned conditions of 0.9 μm, each of the liquid crystal layers was
The transition of the polarization state of light calculated by dividing into 20 is shown in FIG.
FIG. Figures 12, 13 and 14 are respectively
Polarization of light with wavelengths of 450 nm, 550 nm, and 650 nm.
The light state transition is shown. For example, in the case of FIG.
(A) The linearly polarized light 12 incident on the display liquid crystal cell in FIG.
1 is polarized as 122, 123, and 124 every 5 layers
The state changes and the cell exits with 125 elliptically polarized light. This
The elliptically polarized light 125 of FIG.
It is incident on the anisotropic body, and also after every five layers, 126.12
The polarization state changes to 7.128, and 129 linearly polarized light
Emit an optically anisotropic object. In each of the above steps,
The conversion of the polarization state by the optically anisotropic body in FIG.
Just the reverse of the conversion by the display liquid crystal cell in (a)
Light incident on the display liquid crystal cell,
An optically anisotropic body is emitted in exactly the same polarization state. This effect
As is clear from FIG. 13 and FIG.
Irrespective of the liquid crystal display device having the configuration of the present invention.
Coloration in the off state is completely eliminated and whitening
It becomes possible. As described above, when the above three conditions are not satisfied,
There is an optically anisotropic condition that can sufficiently eliminate
Exist. The condition is that light incident on one polarizing plate
Is the liquid crystal cell and the optical difference adjacent to the liquid crystal cell.
Elliptically polarized light with a different major axis for each wavelength
After that, when the light enters the other polarizer,
The optic so that the elliptically polarized light is substantially aligned in the major axis direction.
What is necessary is just to arrange a target anisotropic body. Specifically, the liquid crystal display
Of the optically anisotropic body according to the twist angle of the
Conditions may be set as appropriate, and the conditions will be described below based on the examples.
And will be described specifically. FIG. 22 shows a liquid crystal device according to the present invention.
Of the liquid crystal device when liquid crystal is used as the optically anisotropic
It is sectional drawing which showed the structure modelly. In the figure,
2201 is an upper polarizer, 2202 is an optically anisotropic body
Liquid crystal cell (hereinafter referred to as A cell)
2203 is the upper substrate of the A cell, 2204 is the A cell
The lower substrate 2205 is a liquid used as an optically anisotropic body.
Crystal 2206 is a liquid crystal cell (hereinafter referred to as a liquid crystal cell) which performs display by applying a voltage.
2207 is the upper electrode base of the B cell.
Plate, 2208 is the lower electrode substrate of the B cell, and 2209 is the B cell
Reference numeral 2210 denotes a lower polarizing plate.
FIG. 23 is a diagram showing the relationship between each axis of the liquid crystal device of the present invention.
You. In the figure, reference numeral 2311 denotes a lower electrode substrate of the B cell.
The rubbing direction 2312 is the rubbing direction of the upper electrode substrate of the B cell.
Bubbling direction, 2313 is rubbing direction of lower substrate of A cell
Direction 2314 is the rubbing direction of the upper substrate of the A cell, 23
15 is the direction of the polarization axis (absorption axis) of the lower polarizing plate;
Is the direction of the polarization axis (absorption axis) of the upper polarizer, and 2317 is the upper direction
The direction 2316 of the polarization axis (absorption axis) of the side polarizer and the
Angle formed by rubbing direction 2314 of upper substrate, 231
8 is the size of the liquid crystal twist angle in the A cell, and 2319 is the A cell.
Rubbing direction 2313 of the lower substrate of the
Angle between the rubbing direction 2312 of the polar substrate and 2320
Is the magnitude of the twist angle of the liquid crystal in the B cell, and 2321 is the B cell.
Rubbing direction 2311 of lower electrode substrate and lower polarizing plate
Of the polarization axis (absorption axis) of the
You. After that, the twist direction of the liquid crystal molecules in each cell
It is shown in the twisting direction from below to below. [Example 1] In FIG.
Crystal twist angle 2320 is about 200 degrees left twist, Δn ·
d is about 0.9 μm, angle 2319 is about 90 degrees, angle 23
17 from 30 to 60 degrees, angle 2321 to 30 degrees
To 60 degrees, the twist angle of the liquid crystal of cell A
2318 and Δn · d are the hatched portions in FIG.
Occasionally, it is almost white in the off state and almost black in the on state
A color liquid crystal device is obtained. The above conditions use the above equations (6) to (8).
Can be obtained by calculation.
An example will be described. That is, Δn · d twisted to the left by 200 °
= 0.9 μm B cell in the thickness direction of the cell
It is divided into 0, and 1 of Δnd · 0.0045 μm per layer
The axial phaser has a structure twisted by 1 ° to the left
The calculation is performed according to the above formula. At this time
The wavelength of the light is between 400 nm and 700 nm.
You. The polarization state of light incident on the liquid crystal of the B cell is
It differs depending on the type of polarizing plate used and the direction of the axis.
Imaginary polarizing plate (Transmissivity 50% when parallel Nicols, Cross Nicol
(Transmittance at the time of 0%). And on the polarizing plate
Rubbing direction of the adjacent substrate (the direction of the liquid crystal molecules on the substrate surface
Direction) and the direction of the polarization axis of the polarizing plate are 45 °.
You. Then, the linearly polarized light that has passed through the polarizing plate enters the B cell.
And the ellipse of light of each wavelength that has passed through the B cell
The state of polarization is determined. Next, the elliptically polarized light enters the A cell and passes therethrough.
The state of the elliptically polarized light after the calculation is obtained. Ellipse incident on cell A
Circularly polarized light is obtained by the same calculation as above, and the A cell and B cell
The angle between the rubbing directions of adjacent substrates should be 90 degrees.
You. Also, the liquid crystal of A cell is divided into 200 cells in the cell thickness direction.
Then, the uniaxial phase shifter is twisted to the right by 0.7 degrees and the whole
And then it has a structure that is twisted 140 degrees to the right
Assuming that Δn · d of the liquid crystal layer is an appropriate value, the above formula can be used.
Then, the state of the elliptically polarized light that has passed through the A cell can be obtained. further,
Here, the rubbing direction of the substrate adjacent to the polarizing plate and the
Pass through the polarizing plate at an angle of 45 degrees with the direction of the polarization axis
To determine the Y value after visibility correction
You. In the above calculation, Δn of the liquid crystal of the A cell
・ The value of d is set from 0 μm to 1.5 μm,
The relationship between Δn · d and the Y value after the visibility correction is obtained. This and
When Δn · d of the A cell is taken on the horizontal axis and the Y value is taken on the vertical axis, FIG.
As shown in (b), the Y value has a maximum value and a minimum value, and changes periodically.
Become The angle between the polarization axis and the rubbing direction is 45 degrees.
24B, there are two directions.
Curves are drawn. The display mode is negative mode.
(Dark when no voltage is applied) and positive mode (no voltage applied)
Condition is bright). No voltage applied in negative mode
It is desirable that the state is darker.
It is desirable that the non-application state be brighter. Therefore, FIG.
The part where the Y value is maximum in 4 (b) is in the positive mode, and the Y value is
Where the minimum is suitable for the negative mode. The Y value in the conventional negative mode voltage application state is
About 5% high, and clearly visible and on color coordinates
It is recognized that it is colored blue. On the other hand, the minimum Y in FIG.
The value is half of the Y value in the negative mode of the conventional STN type liquid crystal device.
It is as follows. The color at this time is slightly worn on the color coordinates
Although it is colored, it is sufficiently close to black visually when the Y value is small.
Recognized as a color. White when voltage is applied
It is recognized as. Therefore, in the negative mode, the Y value
At this time, Δn ·
d is the desired value. The part where the Y value is maximum is
Visual comparison with the color without voltage applied in the mode
However, the color coordinates are close to white. However, the Y value is maximal
It is almost white before and after the part. for that reason
In the positive mode, the area where black-and-white display can be obtained is quite wide.
And it is very difficult to determine the boundary.
Also, since the angle between the polarization axis and the rubbing direction is 45 degrees,
The direction of the polarization axis at one curve in FIG.
When shifted by a degree, it coincides with the polarization axis that is the other curve.
Accordingly, the maximum and minimum Δn · d in FIG.
The values are the same. From the above, the monochrome value means that the Y value is minimal.
Δn · d. In other words, the B cell has a left twist of 2
At 00 °, Δn · d = 0.9 μm, which is adjacent to the polarizing plate.
Direction of rubbing direction of substrate of B cell and direction of polarization axis of polarizing plate
Is 45 degrees, and the B cell and the A cell are adjacent to each other.
The angle between the rubbing directions of the substrates is 90 degrees, and A
The cell has a right-hand twist of 140 degrees, and the A cell adjacent to the polarizing plate
Between the rubbing direction of the substrate and the direction of the polarization axis of the polarizing plate.
When the angle of inclination is 45 degrees, Δn · d of the A cell is 0.
33 μm, 0.7 μm, 1.0 μm, 1.3 μm (A
Black and white when Δn · d is less than 1.5 μm)
Is obtained (see FIG. 24B). Next, the lamination of the substrate of each cell adjacent to the polarizing plate
Bing direction and direction of polarization axis of polarizing plate are other than 45 degrees
Or the rubbing method of each of the substrates adjacent to the B cell and the A cell
The same procedure is applied to the case where the direction angle is other than 90 degrees.
Perform calculations with. Then, the value of cell A where the Y value becomes
Δn · d is calculated as a range that has a certain width and appears periodically.
Round (in FIG. 24 (a), the twist angle is fixed to 140 degrees to the right.
Distribution of Δn · d when it is determined). However, at this time
As for the angle between the directions of the axes, the minimum value of the Y value is 3% or less.
Or, it is a range that does not cause extreme coloring. The condition of the B cell is kept as it is, and
The above also applies when only the magnitude of the cell twist angle is changed.
As described above, the range of Δn · d of the A cell in which the Y value is minimal is
Appears periodically. The A-cell I found in this way
FIG. 2 shows the relationship between the magnitude of the twist angle and Δn · d.
4 (a). That is, from FIG. 24A, the B cell is
When Δn · d is 0.9 μm with a left twist of 200 degrees
Is the magnitude of the torsion angle of the A cell and the Δ
There is not only one condition of n · d.
It can be seen that a fan-shaped range exists periodically. Further, the magnitude of the twist angle of the B cell and Δn
・ When d is changed, the black and white table
The magnitude of the twist angle and Δn · d of the A cell from which the
Can be Also in this case, the magnitude of the twist angle of the A cell and Δ
The relationship of n · d is fan-shaped and appears periodically. Thus, the torsion angle of an arbitrary B cell is
A cell screw for black and white display for Δn · d
Angle and Δn · d can be obtained.
Angle and Δn · d are not unique, and there are many
Things. [Embodiment 2] In Embodiment 1, the configuration shown in FIG.
The angle 2317 is about 40 degrees, and the twist angle 23 of the liquid crystal of the A cell is 23.
18 to about 140 degrees right twist, angle 2319 to about 90
Degrees, the twist angle 2320 of the liquid crystal of the B cell is about 200 degrees to the left.
Twist, angle 2321 about 40 degrees, Δ of liquid crystal layer of A cell
n · d is about 0.7 μm, and Δn · d of the liquid crystal layer of the B cell is about 0.7 μm.
0.9 μm. The appearance of the liquid crystal device at this time
The torque is shown in FIG. In the figure, curve I is off
The curve II shows the ON state. Conventional as shown in FIG.
The spectrum of the appearance of liquid crystal devices by technology is off (car
Yellow) when on (curve II)
Is blue. However, as shown in FIG.
As described above, in the liquid crystal device of the present invention, almost white is obtained in the off state.
And is almost black in the on state. [Embodiment 3] In the embodiment 1, in FIG.
The angle 2317 is about 40 degrees, and the twist angle 23 of the liquid crystal of the A cell is 23.
18 to the right about 200 degrees, angle 2319 to about 90
Degrees, the twist angle 2320 of the liquid crystal of the B cell is about 200 degrees to the left.
Twist, angle 2321 is about 50 degrees, Δ of liquid crystal layer of A cell
n · d is about 0.9 μm, and Δn · d of the liquid crystal layer of the B cell is about 0.9 μm.
0.9 μm. The appearance of the liquid crystal device at this time
The torque is shown in FIG. In the figure, curve I is off
The curve II shows the ON state. Also in this case, the second embodiment
As in the above, it is almost white in the off state and almost white in the on state.
It is black. [Fourth Embodiment] In the first embodiment, the configuration shown in FIG.
The angle 2317 is about 40 degrees, and the twist angle 23 of the liquid crystal of the A cell is 23.
18 to the right of about 260 degrees, angle 2319 to about 90
Degrees, the twist angle 2320 of the liquid crystal of the B cell is about 200 degrees to the left.
Twist, angle 2321 about 40 degrees, Δ of liquid crystal layer of A cell
n · d is about 0.8 μm and Δn · d of the liquid crystal layer of the B cell is about
0.9 μm. The appearance of the liquid crystal device at this time
The torque is shown in FIG. In the figure, curve I is off
The curve II shows the ON state. In this case, too,
2. Similar to the third embodiment, almost white in the off state,
It is almost black in the on state. [Embodiment 5] In FIG.
Angle of twist of crystal is about 250 degrees left twist, Δn ·
d is about 0.9 μm, angle 2319 is about 90 degrees, angle 23
17 from 30 to 60 degrees, angle 2321 to 30 degrees
To 60 degrees, the twist angle of the liquid crystal of cell A
When 2318 and Δn · d are shaded in FIG.
Almost white in off state, almost black in on state
A liquid crystal device is obtained. [Sixth Embodiment] In the fifth embodiment, the structure shown in FIG.
The angle 2317 is about 40 degrees, and the twist angle 23 of the liquid crystal of the A cell is 23.
18 to the right about 160 degrees, angle 2319 to about 90
Degrees, the twist angle 2320 of the liquid crystal of the B cell is about 250 degrees to the left.
Twist, angle 2321 about 40 degrees, Δ of liquid crystal layer of A cell
n · d is about 0.8 μm and Δn · d of the liquid crystal layer of the B cell is about
0.9 μm. The appearance of the liquid crystal device at this time
The torr is shown in FIG. In the figure, curve I is off
The curve II shows the ON state. Also in this case, the second embodiment
As in the above, it is almost white in the off state and almost white in the on state.
It is black. [Embodiment 7] In FIG.
7 is about 40 degrees, and the twist angle 2318 of the liquid crystal of A cell is about 3
60 degree right twist, angle 2319 about 90 degree, B cell
Liquid crystal twist angle 2320 left twist about 250 degrees, angle
2321 is set to about 40 degrees, and Δn of the liquid crystal layer of the A cell is further increased.
D is about 1.0 μm, and Δn · d of the liquid crystal layer of the B cell is about
0.9 μm. Also in this case, it is white in the off state.
Thus, the liquid crystal device becomes blacker in the on state. [Embodiment 8] In FIG.
7 is about 50 degrees, and the twist angle 2318 of the liquid crystal of A cell is about 1
70 degree right twist, angle 2319 about 90 degree, B cell
Liquid crystal twist angle 2320 is about 170 degrees left twist, angle
2321 is set to about 40 degrees, and Δn of the liquid crystal layer of the A cell is further increased.
D is about 0.7 μm, and Δn · d of the liquid crystal layer of the B cell is about
0.7 μm. Also in this case, it is white in the off state.
In the on state, the liquid crystal device becomes blacker. [Embodiment 9] In FIG.
Crystal twist angle 2320 to about 120 degrees left twist, Δn
d is about 0.9 μm, angle 2319 is about 90 degrees, angle 23
17 from 30 to 60 degrees, angle 2321 to 30 degrees
To 60 degrees, the twist angle of the liquid crystal of cell A
Assuming that 2318 and Δn · d are shaded portions in FIG. 30,
Almost white in off state, almost black in on state
A liquid crystal device is obtained. [Embodiment 10] Referring to FIG.
The twist angle 2320 of the liquid crystal is about 200 degrees left twist, Δn
D is about 0.6 μm, angle 2319 is about 90 degrees, angle 2
317 from 30 degrees to 60 degrees, angle 2321 to 30 degrees
To 60 degrees, the twist of the liquid crystal of A cell
When the angle 2318 and Δn · d are defined as the hatched portions in FIG.
When it is off, it is almost white, and when it is on, it is almost black.
Is obtained. [Embodiment 11] Referring to FIG.
The twist angle 2320 of the liquid crystal is about 200 degrees left twist, Δn
D is about 1.5 μm, angle 2319 is about 90 degrees, angle 2
317 from 30 degrees to 60 degrees, angle 2321 to 30 degrees
To 60 degrees, the twist of the liquid crystal of A cell
When the angle 2318 and Δn · d are defined by the hatched portions in FIG.
When it is off, it is almost white, and when it is on, it is almost black.
Is obtained. [Embodiment 12] Referring to FIG.
Liquid crystal twist angle 2320 is about 350 degrees left twist, Δn
D is about 0.9 μm, angle 2319 is about 90 degrees, angle 2
317 from 30 degrees to 60 degrees, angle 2321 to 30 degrees
To 60 degrees, the twist of the liquid crystal of A cell
If the angle 2318 and Δn · d are the shaded portions in FIG.
When it is off, it is almost white, and when it is on, it is almost black.
Is obtained. [Embodiment 13] From Embodiment 1 to Embodiment 12
In this case, the same effect can be obtained even if the A cell and the B cell are arranged upside down.
Fruit is obtained. Further, the lower substrate 2 of the A cell shown in FIG.
204 and an upper electrode substrate 2207 of the B cell.
The same effect can be obtained by replacing the substrate with a single substrate. [Embodiment 14] In FIG. 34, 3422 is
The upper polarizer, 3423 is the upper A cell, 3424 is the B cell
, 3425 is a lower A cell, and 3426 is a lower polarizing plate.
You. In the liquid crystal device having the structure shown in FIG.
3. The liquid crystal molecules of both the lower A-cell 3425 are twisted to the right.
You. The liquid crystal molecules of the B cell 3424 are twisted left.
At this time, the twist angle of the liquid crystal molecules of the upper A cell 3423 is
Twist angle of liquid crystal molecules of lower A cell 3425
Is the torsion angle of the entire A cell, and the liquid of the upper A cell 3423 is
Δn · d of the crystal layer and Δn · d of the liquid crystal layer of the lower A-cell 3425.
The sum of d is defined as Δn · d of the entire A cell. This A
Example 1 The torsion angle of the entire cell and Δn · d of the entire A cell
Even when the conditions for the A cell from Example to Example 12 were used,
The same effects as in the first to twelfth embodiments can be obtained. Up
The order in which cells 3423, 3424, and 3425 are arranged is determined.
The same effect can be obtained even if it changes. A cell is
Under the same conditions as above, three or more layers can be provided. [Embodiment 15] In the structure of Embodiment 14
And the lower substrate 3429 of the upper A cell 3423 and the B cell 3
424 upper electrode substrates 3430 are combined into one base.
Replace with a board. Further, the lower electrode substrate of B cell 3424
3432 and the upper substrate 3433 of the lower A cell 3425
One substrate is replaced with one substrate. If you do this
The number of substrates is reduced, the structure is simplified, and the same as in Embodiment 14.
The same effects can be obtained. [Embodiment 16] From Embodiment 1 to Embodiment 15
The temperature T of the liquid crystal NI point of the A cell A (K), B cell
The temperature at the NI point of the liquid crystal B (K). At this time, 0.86 ≦ T A / T B When a liquid crystal satisfying ≦ 1.15 is used, the B cell and the A cell
Even when the Δn · d of the liquid crystal layer changes, the appearance color of the liquid crystal device is almost
Almost unchanged. [Embodiment 17] From Embodiment 1 to Embodiment 16
Here, as the liquid crystal of the A cell, the dielectric anisotropy Δε is positive.
When using a liquid crystal, A
Liquid crystal orientation is disturbed, and color unevenness appears on the appearance of the liquid crystal device.
Sometimes. Therefore, as the liquid crystal of A cell,
If a liquid crystal with a negative rate anisotropy Δε is used,
Liquid that does not cause uneven color appearance even if it is affected by static electricity
Crystal unit. [Embodiment 18] From Embodiment 1 to Embodiment 16
Then, attach electrodes inside the upper and lower substrates of the A cell,
A liquid crystal having a positive Δε is used as the liquid crystal. By doing so
Even if the temperature changes the color of the external appearance of the liquid crystal device.
Even if a voltage is applied between the electrodes attached to the upper and lower substrates of A cell
By doing so, it is possible to cancel the change in color. [Embodiment 19] Embodiments 13 and 15 are
In Examples 1 to 18 except for A cell and B
In order to prevent light reflection on the substrate surface where the cell contacts,
And the B cell are optically bonded. Embossed as an adhesive layer
Heat and pressure using a modified polyvinyl butyral film
To adhere. In addition, thermosetting epoxy as an adhesive
A system-based and urethane-based adhesive may be used. Further access
A lil-based UV adhesive may be used. As above
When cell A and cell B are bonded together, reflection occurs at the interface between both cells
Can be reduced. [Embodiment 20] FIG. 35 shows an optically anisotropic body.
Using a film-like polymer layer (hereinafter referred to as A film)
The following shows an example of the structure in the case where there is. In the figure, 3536 is
Upper polarizing plate, 3537 is upper A film, 3538 is B
Cell, 3539 is lower A film, 3540 is lower polarized light
It is a board. FIG. 36 shows a liquid crystal device using an A film.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between each axis of the arrangement. In FIG.
5 is the rubbing direction of the upper electrode substrate of the B cell, 3646 is
Rubbing direction of lower electrode substrate of B cell, 3647 is upper side
3648 is the light of the lower A film toward the optical axis of the A film.
Axis direction, 3649 is the polarization axis (absorption axis) of the upper polarizer
Direction, 3650 is toward the polarization axis (absorption axis) of the lower polarizer
Direction 3651 is the direction 3 of the polarization axis (absorption axis) of the upper polarizer.
649 and the direction 3647 of the optical axis of the upper A film.
Angle 3652 is the direction 3647 of the optical axis of the upper A film
And the rubbing direction 3645 of the upper electrode substrate of the B cell.
Angle, 3653 is the magnitude of the twist angle of the liquid crystal of the B cell,
Reference numeral 3654 denotes a rubbing direction 364 of the lower electrode substrate of the B cell.
6 and the angle formed by the optical axis direction 3648 of the lower A film
3655 is the optical axis direction 3648 of the lower A film and lower
Angle between the polarization axis (absorption axis) of the side polarizer and the direction 3650
Degrees. In the figure, the angle 3651 is set to about 40 degrees,
Degree 3652 is about 90 degrees, Angle 3653 is about 200 degrees left
Lower electrode substrate of B cell without inserting twisted lower A film
Rubbing direction 3646 and the polarization axis (absorption
The angle between the direction 3650 and the axis 3650 is about 40 degrees. Ma
In addition, the refractive index anisotropy Δn of the upper A film and the upper A film
The product Δn · d of the layer thickness d is about 0.55 μm,
n · d is about 0.9 μm. At this time, the LCD
When the color of the appearance of the device is off, it is almost white,
Will be almost black. This A film is made of DAC, PET, vinegar.
Acid cellulose, PVA, polyamide, polyether sal
Phone, acrylic, polysulfone, polyimide, poly
An olefin-based uniaxially stretched film is used. An example using the A film will be described below.
You. [Embodiment 21] In FIG.
51 at about 50 degrees, angle 3652 at about 90 degrees, B cell liquid
Crystal twist angle 3653 left twist about 200 degrees, angle 3
654 is about 90 degrees, and the angle 3655 is about 50 degrees. Ma
Further, Δn · d of the upper A film and Δn of the lower A film
・ Addition of d is about 0.6μm, Δn ・ d of B cell is
It is about 0.9 μm. In this case, the same effect as in the twentieth embodiment is obtained.
Fruit is obtained. [Embodiment 22] Referring to FIG.
When there is no film, Δn ·
d is about 0.55 μm, angle 3651 is about 50 degrees, angle 3
652 about 90 degrees, B cell liquid crystal twist angle 3653
Approximately 250 degrees left twist, Rabin B cell lower electrode substrate
Direction 3646 and the direction of the polarization axis (absorption axis) of the lower polarizer
The angle formed with 3650 is about 50 degrees, and Δn ·
Even when d is about 0.9 μm, the appearance color of the liquid crystal device is
It is almost white in the off state and almost black in the on state.
You. [Example 23] This embodiment relates to the present invention. Figure 36
There is no lower A film, and the upper A film is
The optical axis shifts in the direction of right twist by 15 degrees toward 1.
It consists of one film, and the sum of Δn · d is about 0.7
μm. Furthermore, the polarization axis (absorption axis) of the upper polarizer and
The direction of the optical axis of the uppermost film of the side A film
Angle is about 50 degrees, the lowermost film of the upper A film
Between the direction of the optical axis and the rubbing direction of the upper electrode substrate of the B cell.
Rub the bottom electrode substrate of the B cell at an angle of about 90 degrees.
Angle between the direction and the polarization axis (absorption axis) of the lower polarizer
40 degrees and the twist angle 3653 of the liquid crystal of the B cell is about 20.
0 degree left twist, Δn · d of liquid crystal of B cell is about 0.9μ
m. At this time, the color of the appearance of the liquid crystal device is turned off.
Becomes almost white, and becomes almost black in the ON state. [Embodiment 24] Referring to FIG.
When there is no film 3539, the upper A-fill
The Δn · d of the memory 3537 is about 0.65 to 0.85 μm.
36 angle 3651 from 35 degrees to 55 degrees, angle 3652
From 80 degrees to 100 degrees, the twist angle 365 of the liquid crystal of the B cell.
3 with a left twist of about 200 degrees,
Bing direction 3646 and the polarization axis (absorption axis) of lower polarizing plate
The angle between direction 3650 and 35 degrees
The Δn · d of the liquid crystal was set to about 0.9 μm. The appearance color of this liquid crystal device is almost off in the off state.
It became slightly white and almost black in the on state. [Embodiment 25] Referring to FIG.
When there is no film 3539, the upper A-fill
Δn · d of the memory 3537 is about 0.25 to 0.45 μm.
36 angle 3651 from 35 degrees to 55 degrees, angle 3652
From 80 degrees to 100 degrees, the twist angle 365 of the liquid crystal of the B cell.
3 with a left twist of about 200 degrees,
Bing direction 3646 and the polarization axis (absorption axis) of lower polarizing plate
Angle between direction 3650 and 35 degrees, B cell
Of the liquid crystal was about 0.9 μm. This liquid crystal device
The appearance color is almost white in the off state and in the on state
It became almost black. [Embodiment 26] Referring to FIG.
When there is no film 3539, the upper A-fill
36 is about 0.4 to 0.6 μm, and FIG.
Angle 3651 from 35 degrees to 55 degrees, and angle 3652 to 8
0 to 100 degrees, the twist angle 3653 of the liquid crystal of B cell
180 degrees left twist, Rabin B cell lower electrode substrate
Direction 3646 and the direction of the polarization axis (absorption axis) of the lower polarizer
Angle between 3650 and 35 ° to 35 °, B cell liquid crystal
Was set to about 0.9 μm. The appearance color of this liquid crystal device is almost off in the off state.
It became slightly white and almost black in the on state. [Embodiment 27] Referring to FIG.
When there is no film 3539, the upper A-fill
Δn · d of the camera 3537 is about 0.5 to 0.7 μm, and the angle 3
651 from 35 degrees to 55 degrees, and the angle 3652 in FIG.
0 to 100 degrees, the twist angle 3653 of the liquid crystal of B cell
180 degrees left twist, Rabin B cell lower electrode substrate
Direction 3646 and the direction of the polarization axis (absorption axis) of the lower polarizer
Angle between 3650 and 35 ° to 35 °, B cell liquid crystal
Was set to about 1.0 μm. The appearance color of this liquid crystal device is almost off in the off state.
It became slightly white and almost black in the on state. [Embodiment 28] Referring to FIG.
When there is no film 3539, the upper A-fill
36 is about 0.5 to 0.6 μm, and FIG.
Angle 3651 from 35 degrees to 55 degrees, and angle 3652 to 8
0 to 100 degrees, the twist angle 3653 of the liquid crystal of B cell
230 degrees left twist, Rabin on the lower electrode substrate of B cell
Direction 3646 and the direction of the polarization axis (absorption axis) of the lower polarizer
Angle between 3650 and 35 ° to 35 °, B cell liquid crystal
Was set to about 0.9 μm. The appearance of the liquid crystal device is almost off in the off state.
It became slightly white and almost black in the on state. [Embodiment 29] Embodiments 20 to 28
In the above, the A film is integrated with the polarizing plate.
You. FIG. 37 shows the structure when the polarizing plate and the A film are integrated.
The structure is shown as a model. In the figure, reference numeral 3756 denotes a polarizing plate.
Protective film, 3775 is a polarizer, 3758 is an A film
And 3759, a protective film for the polarizing plate. See the same figure
A film integrated with a polarizing plate and used in a liquid crystal device
Has the same effect. [Embodiment 30] From Embodiment 1 to Embodiment 29
Then, place the reflector outside the upper or lower polarizer
Also, a reflection type liquid crystal device for monochrome display can be obtained. [Embodiment 31] The A filter shown in the embodiment 20 will be described.
Instead of using LUM as an optical anisotropic body, cholesteric
Liquid crystalline polymer film (hereinafter referred to as Ach film)
Example of the case of using “Lum” as an optically anisotropic body
Will be described in detail. FIG. 38 shows an Ach filter as an optically anisotropic body.
This shows a structure using a memory. 3861 in FIG.
Upper polarizer, 3862 Ach film, 3863 B
Cell, 3864: upper electrode substrate of B cell, 3865: B
The liquid crystal of the cell, 3866 is the lower electrode substrate of the B cell, 386
7 is a lower polarizing plate. FIG. 39 shows a liquid crystal using an Ach film.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between axes of the display device. In the figure
3968 is a rubbing direction of the lower electrode substrate of the B cell;
69 is a rubbing direction of the upper electrode substrate of the B cell, 3970
Is the major axis of the liquid crystal molecules adjacent to the B cell of the Ach film
Direction, 3971 is adjacent to the upper polarizer of the Ach film
Long axis direction of liquid crystal molecules, 3972 is polarization axis of lower polarizer
Direction (absorption axis), 3973 is the polarization axis (absorption axis) of the upper polarizer.
3974 is the large twist angle of the liquid crystal of the B cell.
3975 is the angle between 3970 and 3969
Degrees, 3976 is the angle between the 3973 and 3971
Degrees, 3977 is the angle between the 3968 and 3972
Degrees, 3978 is the angle between the 3971 and 3970
Degree shall be indicated. Here, a polarizing plate, an Ach film and a B cell
Are arranged as shown in FIG. 38, and the conditions of each axis are set as follows.
Specified. The twist angle 3974 of the liquid crystal of the B cell is set to about 20.
0 degree left twist, B so that Δn · d is 0.9 μm
The cell was assembled. On the other hand, Ach film
Angle 3978 twisted to the right about 330 degrees, Δn · d uniaxial
Adjusted to about 1.05 μm in terms of stretched film
Adjust the angle 3975 from 80 degrees to 100 degrees, angle 397
6 and 3977 range from 40 degrees to 50 degrees respectively
The liquid crystal device was manufactured by setting. At this time, the liquid crystal device
When the over-light spectrum is measured, the appearance color is off.
In this case, the color became almost white, and in the on state, the color became almost black. In this embodiment, the Ach film is made of poly
Peptide and polmethyl methacrylate [Example 32] In FIG.
Angle 3974 is twisted left about 200 degrees, Δn · d is 0.9
A B cell was assembled to have a thickness of μm. On the other hand, Ach
The film in advance and the angle 3978 to the right about 360 degrees.
And Δn · d is about 1.0 in terms of uniaxially stretched film.
and adjust the angle 3975 from 80 degrees to 1
00 degree range, angles 3976 and 3977 respectively
The liquid crystal device is manufactured by setting it in the range of 40 degrees to 50 degrees.
Was. At this time, almost white when the color of the external appearance is off.
The color became almost black in the ON state. [Embodiment 33] Referring to FIG.
The liquid crystal twist angle 3974 is about 200 degrees left twist, Δn
The B cell was assembled so that d was 0.9 μm. one
On the other hand, the Ach film is set in advance and the angle
10 ° right twist, Δn · d converted to uniaxially stretched film
And adjust the angle to about 0.95 μm.
Range from 80 to 100 degrees, angle 3976 to 40 degrees
Angle of 3977 in the range of 40 to 50 degrees.
The liquid crystal device was manufactured by setting to the box. At this time, the appearance is almost white when the color is off.
The color became almost black in the ON state. [Embodiment 34] Referring to FIG.
The twist angle of the liquid crystal 3974 is about 180 degrees left twist, Δn
The B cell was assembled so that d was 0.9 μm. one
On the other hand, Ach film in advance, angle 3978 about 1
80 ° right twist, Δn · d converted to uniaxially stretched film
And adjust it to be about 0.9 μm.
80 degrees to 100 degrees, angle 3976 from 40 degrees
50 degree range, angle 3977 range from 40 degree to 50 degree
And the liquid crystal device was manufactured. At this time, the appearance is almost white when the color of the appearance is off.
The color became almost black in the ON state. [Example 35] In Examples 31 to 34
Instead of liquid crystalline polymer films,
Even when a mixture of liquid crystals is used, the same results as in Examples 31 to 34 are obtained.
The fruit was obtained. [Embodiment 36] In Embodiments 31 to 34
TN liquid crystal ZLI3 manufactured by Merck as an Ach film
285 and a chiral dopant CB-15 manufactured by BDH
Consisting of a mixture of
The same as in Examples 31 to 34 when using a rimer film.
The effect was obtained. Example 37 In Examples 31 to 36
Use a reflector outside the upper or lower polarizer.
Is almost white in the off state,
Became almost black. According to the present invention, the conventional STN type liquid crystal device can be used.
The coloring phenomenon, which was a major drawback of the arrangement, was solved. I mean
The present invention has enabled perfect black and white display. If only that
However, the amount of light in the transmission state increased, and a bright display was obtained. Change
In addition, the amount of light leaking in the non-transmission state
Along with the increase in the amount of light in the state, the contrast ratio
Up. According to the above effects, the present invention provides a color display.
Good color display characteristics when applied to
Came. Especially when the twist angle is 180 degrees or more,
Is the front, and the area near the concentric circle is clearly visible, centered on the front
Area. For this reason, a full-color image display device is used.
Compared to those using conventional TN-type liquid crystal devices,
Angle width, viewing angle direction (TN type
Viewing direction), contrast ratio, etc. are greatly improved
Was. Naturally, color display (8 color display) without gradation display
The case is also improved compared to the TN type. In the present invention, the thickness of the liquid crystal layer of the display liquid crystal cell is controlled.
Regardless of the above effect, the above effects can be obtained.
High-speed response display device by reducing layer thickness
Can be easily realized. Because the response speed is
This is because it is proportional to the square of the thickness of the liquid crystal layer. Further, according to the present invention, as described above, the contrast
Multiplex drive.
It is also effective in increasing the number of drive lines.
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液晶装置の典型的な一例を示した
図。
【図2】 本発明による液晶装置のオフ状態の光学的特
性を示した図。
【図3】 本発明の液晶装置での液晶セルと偏光板と光
学的異方体との関係を示した図。
【図4】 本発明による液晶装置のオフ状態のスペクト
ルを示した図。
【図5】 図4に示した本発明による液晶装置のオフ状
態のスペクトルを色座標上にプットしたxy色度図。
【図6】 光学的異方体が液晶セルの変換の完全な逆変
換にならない場合を概念的に示した図。
【図7】 本発明の液晶装置において光学異方体として
フィルム状高分子を用いた場合の各軸方向の関係を示し
た図。
【図8】 実施例20に示された条件におけるスペクト
ル曲線を示した図。
【図9】 図8に示したスペクトル曲線を色座標に示し
たxy色度図。
【図10】 本発明の液晶装置の他の構成例を示した
図。
【図11】 (a)は液晶層を10分割したときの断面
を模式的に描いた図。(b)は(a)の液晶層厚とねじ
れ角の関係を概念的に示した図。
【図12】 液晶層を20分割して計算した波長450
nmの光の偏光状態の推移を示した図。
【図13】 液晶層を20分割して計算した波長550
nmの光の偏光状態の推移を示した図。
【図14】 液晶層を20分割して計算した波長650
nmの光の偏光状態の推移を示した図。
【図15】 本発明の具体的な実施例で用いた偏光板2
枚の光透過率の波長依存性を示した図。
【図16】 本発明の液晶装置の駆動方法の一例を示し
た図。
【図17】 従来のスーパーツイステッドネマチック型
液晶装置の模式図。
【図18】 従来のSTN−LCDのオフ状態の光学的
特性を示した図。
【図19】 従来の液晶装置の液晶セルと偏光板の偏光
軸(吸収軸)の関係を示した図。
【図20】 従来の液晶装置のマルチプレックス駆動時
のオン状態の画素とオフ状態の画素の光透過率のスペク
トルを示した図。
【図21】 図20に示したスペクトル曲線を色座標に
プロットしたxy色度図。
【図22】 本発明の一実施例における液晶装置の構造
を示した図。
【図23】 本発明の液晶装置の各軸の関係を示した図
である。
【図24】 (a)は本発明の実施例1において、Bセ
ルの条件を固定したときのAセルの液晶のねじれ角とΔ
n・dの望ましい範囲を示した図。(b)は(a)の範
囲を計算により導く際のΔn・dに対するY値の関係を
示す図。
【図25】 本発明の実施例2の液晶装置の外観の波長
と透過率特性の関係を示した図。
【図26】 本発明の実施例3の液晶装置の外観の波長
と透過率特性の関係を示した図。
【図27】 本発明の実施例4の液晶装置の外観の波長
と透過率特性の関係を示した図。
【図28】 本発明の実施例において、Bセルの条件を
固定したときのAセルの液晶のねじれ角とΔn・dの望
ましい範囲を示した図。
【図29】本発明の実施例6の液晶装置の外観の波長と
透過率特性の関係を示した図。
【図30】本発明の実施例9において、Bセルの条件を
固定したときのAセルの液晶のねじれ角とΔn・dの望
ましい範囲を示した図。
【図31】 本発明の実施例10において、Bセルの条
件を固定したときのAセルの液晶のねじれ角とΔn・d
の望ましい範囲を示した図。
【図32】 本発明の実施例11において、Bセルの条
件を固定したときのAセルの液晶のねじれ角とΔn・d
の望ましい範囲を示した図。
【図33】 本発明の実施例12において、Bセルの条
件を固定したときのAセルの液晶のねじれ角とΔn・d
の望ましい範囲を示した図。
【図34】 本発明の実施例14の液晶装置の構造を示
した図。
【図35】 本発明の実施例20の液晶装置の構造を示
した図。
【図36】 本発明の実施例21の液晶装置の各軸の関
係を示した図。
【図37】 本発明の実施例29の液晶装置の偏光板の
構造を示した図。
【図38】 本発明の実施例31の液晶装置の構造を示
した図。
【図39】 本発明の実施例31の液晶装置の各軸の関
係を示した図。
【符号の説明】
11、18、3861、3867 偏光板
12、3863 液晶セル
19、3862 光学的異方体BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a typical example of a liquid crystal device according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing optical characteristics of a liquid crystal device according to the present invention in an off state. FIG. 3 is a diagram showing a relationship among a liquid crystal cell, a polarizing plate, and an optically anisotropic body in the liquid crystal device of the present invention. FIG. 4 is a view showing a spectrum in an off state of the liquid crystal device according to the present invention. FIG. 5 is an xy chromaticity diagram in which the off-state spectrum of the liquid crystal device according to the present invention shown in FIG. 4 is put on color coordinates. FIG. 6 is a diagram conceptually showing a case where an optically anisotropic body does not completely reverse the conversion of a liquid crystal cell. FIG. 7 is a diagram showing a relationship in each axis direction when a film-like polymer is used as an optically anisotropic body in the liquid crystal device of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing a spectrum curve under the conditions shown in Example 20. FIG. 9 is an xy chromaticity diagram showing the spectrum curve shown in FIG. 8 in color coordinates. FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the liquid crystal device of the present invention. FIG. 11A is a diagram schematically illustrating a cross section when a liquid crystal layer is divided into 10 parts. (B) is a diagram conceptually showing the relationship between the liquid crystal layer thickness and the twist angle in (a). FIG. 12 shows a wavelength 450 calculated by dividing a liquid crystal layer into 20 parts.
The figure which showed transition of the polarization state of light of nm. FIG. 13 shows a wavelength 550 calculated by dividing a liquid crystal layer into 20 parts.
The figure which showed transition of the polarization state of light of nm. FIG. 14 shows a wavelength 650 calculated by dividing a liquid crystal layer into 20 parts.
The figure which showed transition of the polarization state of light of nm. FIG. 15 shows a polarizing plate 2 used in a specific example of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing the wavelength dependence of the light transmittance of a sheet. FIG. 16 illustrates an example of a method for driving a liquid crystal device of the present invention. FIG. 17 is a schematic view of a conventional super twisted nematic liquid crystal device. FIG. 18 is a diagram showing optical characteristics of a conventional STN-LCD in an off state. FIG. 19 is a diagram showing a relationship between a liquid crystal cell of a conventional liquid crystal device and a polarization axis (absorption axis) of a polarizing plate. FIG. 20 is a diagram illustrating a spectrum of light transmittance of a pixel in an on state and a pixel in an off state during multiplex driving of a conventional liquid crystal device. 21 is an xy chromaticity diagram in which the spectrum curve shown in FIG. 20 is plotted in color coordinates. FIG. 22 is a diagram showing a structure of a liquid crystal device according to one embodiment of the present invention. FIG. 23 is a diagram showing a relationship between axes of the liquid crystal device of the present invention. FIG. 24 (a) is a graph showing the relationship between the twist angle of the liquid crystal of the A cell and Δ in the case where the conditions of the B cell are fixed in the first embodiment of the present invention.
The figure which showed the desirable range of nd. FIG. 6B is a diagram showing the relationship between the Y value and Δn · d when the range of FIG. FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the wavelength and the transmittance characteristics of the appearance of the liquid crystal device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 26 is a diagram showing the relationship between the wavelength and the transmittance characteristics of the appearance of a liquid crystal device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 27 is a diagram showing the relationship between the wavelength and the transmittance characteristics of the appearance of a liquid crystal device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 28 is a diagram showing a desirable range of the twist angle of the liquid crystal of A cell and Δnd when the condition of B cell is fixed in the example of the present invention. FIG. 29 is a view showing the relationship between the wavelength and the transmittance characteristics of the appearance of a liquid crystal device according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 30 is a diagram showing a desirable range of the twist angle of the liquid crystal of the A cell and Δn · d when the condition of the B cell is fixed in Example 9 of the present invention. FIG. 31 shows the twist angle and Δn · d of the liquid crystal of cell A when the conditions of cell B are fixed in Example 10 of the present invention.
FIG. FIG. 32 shows a relationship between the twist angle of the liquid crystal of the A cell and Δn · d when the condition of the B cell is fixed in Example 11 of the present invention.
FIG. FIG. 33 shows a relationship between the twist angle of the liquid crystal of the A cell and Δn · d when the condition of the B cell is fixed in the twelfth embodiment of the present invention.
FIG. FIG. 34 is a diagram showing a structure of a liquid crystal device according to Embodiment 14 of the present invention. FIG. 35 is a diagram showing a structure of a liquid crystal device according to Embodiment 20 of the present invention. FIG. 36 is a diagram illustrating a relationship between axes of a liquid crystal device according to Embodiment 21 of the present invention. FIG. 37 is a diagram showing a structure of a polarizing plate of a liquid crystal device according to Embodiment 29 of the present invention. FIG. 38 is a diagram showing a structure of a liquid crystal device according to Embodiment 31 of the present invention. FIG. 39 is a diagram illustrating a relationship between axes of a liquid crystal device according to a working example 31 of the invention. [Description of Signs] 11, 18, 3861, 3867 Polarizing Plate 12, 3863 Liquid Crystal Cell 19, 3862 Optically Anisotropic Body
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願昭61−172144 (32)優先日 昭61(1986)7月22日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願昭61−303168 (32)優先日 昭61(1986)12月19日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願昭62−64828 (32)優先日 昭62(1987)3月19日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 永田 光夫 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内 (72)発明者 青木 和雄 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−54226(JP,A) 特開 昭61−189506(JP,A) 特開 昭57−6754(JP,A) 特開 昭61−56326(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1335 510 G02F 1/133 500 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 61-172144 (32) Priority date July 22, 1986 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority Claim number Japanese Patent Application No. 61-303168 (32) Priority date December 19, 1986 (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 62-64828 (32) Priority (Showa 62 (1987) March 19, (33) Priority country Japan (JP) (72) Inventor Mitsuo Nagata 3-5-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Seiko Epson Corporation (72) Inventor Kazuo Aoki 3-5-5 Yamato, Suwa City, Nagano Pref. Seiko Epson Corporation (56) References JP-A-62-54226 (JP, A) JP-A-61-189506 (JP, A) JP-A Sho 57 -6754 (JP, A) JP-A-61-56326 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB Name) G02F 1/1335 510 G02F 1/133 500
Claims (1)
を挟持してなる液晶セルと光学的異方体とを一対の偏光
板の間に配置してなり、 前記光学的異方体は一軸延伸された複数のフィルムが積
層されて形成され、前記複数のフィルムの光軸方向が順
次ねじれるように互いに隣接配置されるフィルムの光軸
方向をずらして配置してなり、 前記液晶セルは入射する光を各波長ごとに長軸方向の異
なる楕円偏光になるように変換する特性を有し、前記液
晶セルが行う前記変換の逆変換を前記光学的異方体が行
い前記光学的異方体から各波長ごとに長軸方向のほぼ揃
った楕円偏光が出射されるように前記液晶のねじれ角と
△n・d及び前記光学的異方体の△n・dと前記液晶セ
ルに隣接するフィルムの光軸方向とが設定されてなるこ
とを特徴とする液晶装置。(57) [Claims] A liquid crystal cell having a liquid crystal twisted at 120 degrees or more interposed between a pair of substrates and an optically anisotropic body are arranged between a pair of polarizing plates, and the optically anisotropic body is a plurality of uniaxially stretched. Are formed by laminating the films, and the optical axes of the films arranged adjacent to each other are shifted from each other so that the optical axes of the plurality of films are sequentially twisted. Each having a characteristic of converting so as to be different elliptically polarized light in the major axis direction for each wavelength, the optical anisotropic body performs inverse conversion of the conversion performed by the liquid crystal cell for each wavelength from the optical anisotropic body The twist angle of the liquid crystal, Δn · d, Δn · d of the optically anisotropic body, and the optical axis direction of the film adjacent to the liquid crystal cell so that elliptically polarized light having a substantially uniform longitudinal axis is emitted. Liquid crystal characterized by the fact that is set Location.
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