JPH02131224A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH02131224A
JPH02131224A JP28492688A JP28492688A JPH02131224A JP H02131224 A JPH02131224 A JP H02131224A JP 28492688 A JP28492688 A JP 28492688A JP 28492688 A JP28492688 A JP 28492688A JP H02131224 A JPH02131224 A JP H02131224A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal cell
display
liq
cell
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JP28492688A
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Kenya Yokoi
研哉 横井
Toru Miyabori
透 宮堀
Yasuyuki Takiguchi
康之 滝口
Akihiko Kanemoto
金本 明彦
Haruo Iimura
治雄 飯村
Takamichi Enomoto
孝道 榎本
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13471Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄型透明基板を用いた2層型液晶セルにより構
成される高容量化された液晶表示素子に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来、主流を占めてきたTN型(ツイステッド・ネマテ
ィック型)の液晶表示素子は、2枚の電極基板間に90
度の螺旋構造を有する液晶層を設けた液晶セルと,これ
を挟むようにして設けられた一対の偏光子から構成され
ている。しかしながら、近年のドットマトリックス型の
液晶表示素子の大型化に伴い、時分割数が増大している
のに対し、従来のTN型液晶表示素子の時分割特性では
対応できなくなっており、1/64デューティ以上の時
分割数ではコントラスト及び視野角が低下してしまうと
いう欠点を有している。
これに対し、基板間で液晶分子のねじれ角を大きくし、
偏光軸を配向方向とずらす方式が提案され、SBEモー
ドやSTNモードと呼ばれている。このような方式によ
り. 1/200デューティ程度の高時分割駐動が可能
になる。しかし、このような方式は複屈折により着色及
びその電圧による変化を利用しているため、着色背景上
への表示となっていた。そこで,表示用液晶セルに対し
、表示用電極がなく、表示用液晶セルとほぼ等しいツイ
スト角を有し、逆方向にねじれた液晶層を有する補償セ
ルを積層し、表示用液晶セルの非選択部分での楕円偏光
した波長成分を直線偏光に戻すことによって無彩色化し
た2層型白黒モードと呼ばれる方式が提案された.この
方式は、コントラストもsBEモードやSTNモードと
比較して2〜3倍高く、カラーフィルタと組み合せてカ
ラー化が可能となっている.そして実用的なコントラス
トを得るには1/240デューティ程度が好ましく、2
40ラインを1画面とする2画面分割駆動により走査電
極として480ライン程度のものが主流であった。
一方で、近年のフラットディスプレイの高容量化に伴い
、512ライン以上の高容董の液晶表示素子が望まれて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の2層型白黒モードの液晶表示素子は、第1の液晶
セルを表示用液晶セル、第2の液晶セルを補償セルとし
て積層しているため,表示用電極は表示用液晶セル側に
しかなく、表示容量を増加するためにはこの表示用液晶
セルの表示用電極のパターン電極数を増加させていた。
しかしながら、従来の2層型白黒モードの液晶表示素子
では、限界となるデューティ比との関係から走査電極は
480ライン程度の容量が限界であり、上記の高容量化
に対応できなかった6本発明は、このような従来技術の
実情に鑑みてなされたもので、薄型透明基板を用いた2
層型液晶表示素子において2つのセルを駆動することに
より、従来のSTN型液晶表示素子における着色を無彩
色化し,高C/Rでかつ表示容量を著しく増加させるこ
とのできる液晶表示素子を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕上記目的を達成
するため、本発明によれば、表示用透明電極を有する一
対の薄型透明基板に挟持され、該基板に対し液晶の分子
長軸が略水平に配向し厚み方向に120゜以上360゜
以下のねじれた構造を有し正の誘電異方性を示す液晶層
を有する第1の液晶セルと、表示用透明電極を有する一
対の薄型透明基板に挟持され、該基板に対し液晶の分子
長軸が略水平に配向し厚み方向に第1の液晶セルの液晶
層と逆方向に120”以上360”以下のねじれた液晶
層を有する第2の液晶セルと,第1の液晶セルと第2の
液晶セルとの積層体の両側に該積層体を挟みこむように
配設される一対の偏光板とからなり、両液晶セルの隣接
している液品配向層の界面における配向方向が互いに直
交するように構成され、第1の液晶セルの表示画素群と
第2の液晶セルの表示画素群が互いに重ならないように
配置されていることを特徴とする液晶表示素子が提供さ
れる. 次に本発明を図面を参照して詳述する.第1図は従来の
2M型白黒モードの液晶表示素子の構成例を示す断面図
である。この図において、配向膜13が形成され配向処
理が施された透明電極(信号電極)12を有するガラス
基板11と、同様に配向膜23が形成され配向処理が施
された透明電極(走査電極)22を有するガラス基板2
lとが対向して配設され、ギャップ材14により均一な
間隔を保ちながらシール剤l5で封止され,その間に液
晶が封入されて液晶層16をなし、表示用液晶セルが形
成されている.一方、配向膜33が形成され透明電極は
有しないガラス基板31と,同様に配向膜43が形成さ
れ透明電極は有しないガラス基板4lとが対向して配設
され、ギャップ材34により均一な間隔を保ちながらシ
ール剤35で封止され、その間に液晶が封入されて液晶
層36をなし、補償液晶セルが形成されている.この補
償液晶セルは上記表示用液晶セルに積層され、その積層
体の両側に上偏光板37と下偏光板17が該積層体を挟
むように配設され、液晶表示素子を構成している。駆動
回路基板(図示せず)は表示用液晶セルに接続され、表
示データに従って絽動される。
第2図は従来の2層型白黒モードの液晶表示素子の表示
用透明電極のマトリックス形態を示す図である。第2図
のA−A’線断面図が第1図に対応している。
第3図は本発明による2層型白黒モードの液晶表示素子
の構成例を示す断面図である。第3図において第1図と
同様な要素には同一符号を付してある。この図において
,配向膜13が形成され配向処理が施された透明電極(
走査電極)12Aを有する薄型透明基板11と、同様に
配向膜23が形成され配向処理が施された透明電極(信
号電極)22Aを有する薄型透明基板21とが対向して
配設され、ギャップ材l4により均一な間隔を保ちなが
らシール剤l5で封止され、その間に液晶が封入されて
液晶層16をなし、第1の液晶セルが構成されている.
また、配向膜33が形成され配向処理が施された透明電
極(信号電極)32Aを有する薄型透明基板31と,同
様に配向膜43が形成され配向処理が施された透明電極
(走査電極)42Aを有する薄型透明基板41とが対向
して配設され、ギャップ材34により均一な間隔を保ち
ながらシール剤35で封止され、その間に液晶が封入さ
れて液晶層36をなし、第2の液晶セルが構成されてい
る。そして、第1の液晶セルに第2の液晶セルが積層さ
れ、その積層体の両側に上偏光板37と下偏光板17が
該積層体を挟むように配設され、液晶表示素子を構成し
ている。暉動回路基板(図示せず)は第1の液晶セル及
び第2の液晶セルに接続され、表示データに従って踵動
される。
第4図は本発明の2M型白黒モードの液晶表示素子の表
示用透明電極のマトリックス形態を示す図で、同図(A
)が第1の液晶セルにおけるマトリックス形態、同図(
B)が第2の液晶セルにおけるマトリックス形態である
。第4図(A)、(B)の8−B′線断面図が第3図に
対応している。第1の液晶セルと第2の液晶セルにおい
て信号電極群と走査電極群とはそれぞれ直交するように
配列され、がっ、走査電極群は共に1本おきにパターニ
ングされている.そして両セルは各々の走査電極群が互
いに重ならないように積層されている。
?5図は本発明における液晶の優先配向方向の角度関係
を示す図である.第1の液晶セルにおいて薄型透明基板
11での液晶分子の配向方向Dエと薄型透明基板21で
の配向方向D2との間で、液晶層16の液晶分子はω1
だけねじれた構造をとっている.このω■は配向処理に
よって定まるねじれ角である。液晶N16の液晶として
は正の誘電異方性を有するネマティック液品にコレステ
リック液品やカイラルネマティック液晶を添加し、適当
なピッチに調整する。この場合、ω、が小さいと急峻度
が悪化し時分割特性が低下するが、ω1が大きすぎると
電界印加時に散乱組織を生じ表示画像の品質の低下の原
因となる.従ってω■は120”以上360@以下であ
ることが必要である.同様に第2の液晶セルにおいて、
薄型透明基板31での液晶分子の配向方向Dつと薄型透
明基板4lでの配向方向D4との間で、液晶は第1の液
晶セルの液晶と逆向きにω2だけねじれた構造をとって
いる.好ましくはω2=ω■である.また両セルの隣接
している液晶配向層の界面における配向方向D2と0,
は直交している.この積層セルに対し上下偏光板37、
l7の透過軸と液晶配向方向Dエ、D4のなす角が45
゜となるようにこれら上下偏光板37、17が配設され
ている。
このような構成によれば、単純マトリックス方式による
1024 x 960 ( 240 x 2 x 2)
ドット程度までの高容量液晶表示素子を達成することが
可能である。
上記構成例において、薄型透明基板としてはポリエーテ
ルサルフオン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリ
アリレートフィルム等の光学的に等方性な無延伸プラス
チックフィルム、あるいは極薄ガラス等を用いることが
できる。
また、薄型透明基板として偏光機能を持たせた偏光板一
体基板を用いることもできる。
さらに,薄型透明基板に可撓性フィルム基板を用いた場
合、薄型化、軽量化が図られ、しかもフレキシビリティ
があるため曲面表示も可能となる.〔作用〕 本発明では2層型白黒モードの構成において、液晶セル
の基板として薄型透明基板を用い,第1の液晶セルの表
示画素群すなわち表示ラインと第2の液晶セルの表示画
素群すなわち表示ラインを交互にかつ重ならないように
配設していることにより.第1の液晶セルの表示ライン
と重なる第2の液晶セルは補償セルとして機能し、第2
の液晶セルの表示ラインと重なる第1の液晶セルは補償
セルとして機能するため,全体として2層型白黒モード
として表示される.一般に液晶セルの基板としては厚さ
1.On*程度のガラスが用いられるが、前述の構成と
した場合,液晶層の間隔は2.0mとなってしまい、視
角によっては第1の液晶セルの画素と第2の液晶セルの
画素が重なることになる.しかし、本発明によれば、基
板として厚さ0.1m程度の薄型透明基板を用いるため
,画素の重なりによって見づらくなることはない.よっ
て従来の2層型白黒モード液晶表示素子と比較して、走
査電極数の倍増による高容量化、薄型透明基板による液
晶表示素子の薄型化,軽量化が達成される.〔実施例〕 次に本発明を実施例により更に詳細に説明する.?実施
例1) 透明電極を有する厚さ100μIのポリエーテルサルフ
ォン(PES)フィルム基板に配向剤を塗布、ラビング
し、ねじれ角が200゜となるように上下基板を貼り合
せた.上下基板の間隔はスペーサにより8.25声とな
るように構成した.上下基板間に八〇;o.tt5(Δ
nは屈折率異方性)なるネマティック液晶に左まわりの
ねじれを誘起するカイラルネマティック液晶を添加した
ものを充填し、第1の液晶セルとした.Δn1d■=0
.95.(Δn■、dエはそれぞれ第1の液晶セルの液
晶層の屈折率異方性及び層厚)である。第2の液晶セル
としては、右まわりのねじれを誘起するカイラルネマテ
ィック液晶を添加したものを充填し、その他の構成は第
1の液晶セルと同じである.第1の液晶セルと第2の液
晶セルを、これら液晶セルの隣接している液品配向層の
界面における配向方向が直交し、かつ第3図、第4図の
ように走査電極群が重ならないようにして積層した.偏
光板の偏光軸は偏光板の隣接する基板上での液晶配向方
向と45″の角度をなすように配置した。
このようにして得た液晶表示素子は、背景が黒色で、第
1の液晶セル及び第2の液晶セルへの電圧印加により白
色表示が可能であった。電圧一透過率特性の急峻度はl
;03で、l/200デューティの時分割駆動で十分な
コントラストが得られた。電極構成は第1、第2の液晶
セル共に640 X 400ラインで2画面分割廓動の
1/200デューティであった.走査電極は第1の液晶
セル、第2の液晶セルの交互に並びに全ライン数で80
0ラインであった.(実施例2) 実施例1において、第1の液晶セルあるいは第2の液晶
セルの接する基板面に対し、表示画素に対応させて赤(
R),緑(G)、青(B)3原色のカラーフィルタを設
け、3波長冷陰極管のバックライトで照明する構成の液
晶表示素子とした。この液晶表示素子によれば、マルチ
カラー表示が可能であった.そして、フレーム変調、あ
るいはパルス変調による階調表示によりフルカラー表示
も可能であった.(実施例3) 実施例2において,縦ストライプによるカラー表示の液
晶表示素子とした.従来の縦ストライプによるカラー表
示の液晶表示素子の場合、信号電極のピッチは走査電極
の3倍となり、パターニングが難しく、また開口率の低
下を招いていたが、本実施例の液晶表示素子では、ピッ
チは2倍であり、パターニングも容易で、開口率も良く
なった。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように,本発明によれば、第1の液
晶セルと第2の液晶セルを独立して駆動する構成とした
ため、全体として走査電極数が倍増し,コントラストを
維持したまま高容量化の達成が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の2N型白黒モードの液晶表示素子の構成
を示す断面図、第2図は第1図の液晶表示素子における
表示用透明電極のマトリックス形態を示す図、第3図は
本発明による2層型白黒モードの液晶表示素子の構成を
示す断面図、第4図は第3図の液晶表示素子における表
示用透明電極のマトリックス形態を示す図、第5図は第
3図の液晶表示素子の液晶層の優先配向方向の角度関係
を示す図である。 11,21,3 1.4 1・・・薄型透明基板、1 
2A,42A・・・・・・・・・透明電極(走査電極)
、22A,32A・・・・・・・・・透明電極(信号電
極)、1 3,2 3,3 3.4 3・・・配向膜、
14.34・・・・・・・・・・・・・ギャップ材、L
 5,3 5・・・・・・・・・・・・・シール剤、1
 6.3 6・・・・・・・・・・・・・液晶層、1 
7.3 7・・・・・・・・・・・・・偏光板。 特許出願人 株式会社 リ  コ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表示用透明電極を有する一対の薄型透明基板に挟
    持され、該基板に対し液晶の分子長軸が略水平に配向し
    厚み方向に120°以上360°以下のねじれた構造を
    有し正の誘電異方性を示す液晶層を有する第1の液晶セ
    ルと、 表示用透明電極を有する一対の薄型透明基板に挟持され
    、該基板に対し液晶の分子長軸が略水平に配向し厚み方
    向に第1の液晶セルの液晶層と逆方向に120°以上3
    60°以下のねじれた液晶層を有する第2の液晶セルと
    、 第1の液晶セルと第2の液晶セルとの積層体の両側に該
    積層体を挟みこむように配設される一対の偏光板とから
    なり、 両液晶セルの隣接している液晶配向層の界面における配
    向方向が互いに直交するように構成され、第1の液晶セ
    ルの表示画素群と第2の液晶セルの表示画素群が互いに
    重ならないように配置されていることを特徴とする液晶
    表示素子。
JP28492688A 1988-11-11 1988-11-11 液晶表示素子 Pending JPH02131224A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04126228U (ja) * 1991-05-09 1992-11-17 スタンレー電気株式会社 液晶表示装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6334464A (ja) * 1986-07-29 1988-02-15 株式会社竹中工務店 冷房給湯装置
JPS63274095A (ja) * 1987-04-30 1988-11-11 Shimadzu Corp X線自動露出制御装置

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