JPH02291519A - 液晶表示素子 - Google Patents

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、高密度表示に適した液晶表示素子に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、両電極間の液晶分子のツイスト角を大きくして、
鋭い電圧一透過率変化を起し、高密度のドットマトリク
ス表示をする方法として、スーパーツイスト素子（　Ｔ
．　Ｊ．　Ｓｃｈｅｆｆｅｒａｎｄ　　Ｊ．　Ｎｅｈｒ
ｉｎｇ，　　Ａｐｐｌ．，　Ｐｈｙｓ．，　Ｌｅｔｔ．
　４５（１０）　１０２１−１０２３　（１９８４）　
）が知られていた。

しかし、この方法は用いられる液晶表示素子の液品の複
屈折率八ｎと液晶層の厚みｄとの積Δｎ−ｄの値が実質
的に０．８〜１．２μｍの間にあり（特開昭６０−１０
７２０号）、表示色として、黄緑色と暗青色、青紫色と
淡黄色等、特定の色相の組み合せでのみ、良いコントラ
ストが得られていた。

このようにこの液晶表示素子では白黒表示ができなかっ
たことにより、マイクロカラーフィルターと組み合せて
、マルチカラー又はフルカラー表示ができない欠点があ
った。

一方、同様な方式を使用し、液晶の複屈折率と厚みとの
積Δｎ−ｄを０．６μｍ付近と小さ《設定することによ
り、ほぼ白と黒に近い表示が得られる方式が提案されて
いる。（　Ｍ．　Ｓｃｈａｄｔｅｔ　　ａｌ，　　Ａｐ
ｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．　　５０（５），　　
１９Ｂ？，ｐ．２３６　） しかし、この方式を使用した場合においては表示が暗く
、かつ、最大コントラストがあまり太き《なく、青味を
帯びるため，表示の鮮明度に欠ける欠点があった． また、白黒表示でかつコントラストの高い液晶表示素子
として、互いに逆らせんの液晶セルを２層積層し、一方
のセルのみ電圧を印加し、他方のセルは単なる光学的な
補償板として使用する方式が提案されている。（奥村ほ
が、テレビジョン学会技術報告、１１（２７），ｐ．７
９，　（１９８７））しかし，この方式は２層セルでの
Δｎ−ｄのマッチングが非常に厳しく、歩留りの向上が
困難な上、液晶セルが２層必要なため、液晶セルの薄《
軽いという特長を犠牲にしている欠点があった． また、上述した２層セルの一方を１軸性の複屈折フィル
ムで置き換え、白黒表示を可能にしたフィルム積層型液
晶表示素子も提案されている（特開昭６３−　２７１４
１５号等）。

［発明の解決しようとする課題ｌ このような通常の１軸性の複屈折フィルムはその３個の
主屈折率をｎｍ．　ｎｙ．　ｎ＊とし、ｎ．．　ｎ，を
複屈折板面内方向の屈折率とし（ｎ．＞ｎｙ），ｎよを
複屈折板の厚み方向の屈折率とした場合に、ｎｘ＞　ｎ
ｙ＝　ｎｘという性質を備えている．このような１軸性
の複屈折フィルムを用いたフィルム積層型液晶表示素子
では、液晶セルの補償を上記したような１軸性の複屈折
フィルムで行っているので，垂直方向では見栄えが良い
が、斜め方向から見た場合に色付いたり、白黒が逆転し
たりする欠点があった。

このため、明るく、白黒度が良く、かつ、視野角の広い
液晶表示素子を、歩留り良く生産することが困難であっ
た． 明る《視野角の広い白黒表示素子は、単に特有な色付き
がなく見易いというだけでなく、カラーフィルターをセ
ル内部またはセル外部に形成して、従来通常の９０°ツ
イストのツイストネマチック（ＴＮ）素子で実現されて
いた様な、モノカラーまたはマルチカラーまたはフルカ
ラー表示を実現でき、薄く、軽く、低消費電力という特
長を発揮して、その市場が飛躍的に拡大すると予想され
る。

このため、コントラストがよく、明る《，かつ、視野角
の広い白黒表示素子を、歩留りよく生産できる液晶表示
素子が望まれていた。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、ほぼ平行に配置され配自制御膜を有する一対の透明
電極付きの基板間に挟持された旋光性物質を含有した誘
電異方性が正のネマチック液晶によるねじれ角が１６０
〜３００゜の液晶層と、この液晶層を挟持する上下の基
板の透明電極間に電圧を印加する駆動手段とを有し、こ
の液晶層の外側に一対の偏光板を設置し、液晶層と偏光
板との間の片側に複屈折板を配置した液晶表示素子にお
いて、液晶層での液晶の屈折率異方性Δｎ１と液晶層の
厚みｄ＋との積Δｎ１・ｄ，が０．４〜１．５μｍとさ
れ、前記複屈折板が３個の主屈折率をｎｍ，　ｎｙ．　
ｎｘとし、ｎ，，　ｎ，を複屈折板面内方向の屈折率と
し（ｎヨ＞　ｎｙ）　＊　ｎｘを複屈折板の厚み方向の
屈折率とした場合、＋１＋１＝　ｎｕ＞　ｎｙとなるよ
うな１軸性の複屈折板を配置したことを特徴とする液晶
表示素子を提供するものである。

本発明では、３個の主屈折率を夫々ｎ＋＋．　ｎｙ．　
ｎｌとし、ｎｍ．ｎｙを複屈折板面内方向の屈折率とし
（ｎ．＞ｎ，）　，　ｎｘを複屈折板の厚み方向の屈折
率とした場合、ｎｘ＝　ｎ，＞　ｎ，となるようなｌ軸
性の複屈折板を用いて、このｌ軸性の複屈折板を液晶層
と偏光板との間の片側に配置したものである。

このため、従来のｎ．＞　ｎ，＝　ｎ．なる関係を有す
る１軸性の複屈折板を用いた場合に比して、中心部にお
いて同等のコントラスト比を有し、かつ、視野角が広《
なり、特に、白黒が反転してしまう領域が狭《なるとい
う利点を有している。

この液晶層は従来のスーパーツイスト液晶表示素子の液
晶層と同じ構成の液晶層であり、電極群が対向しており
、これにより各ドット毎にオンオフを制御可能とされる
。この液晶層のツイスト角は約１６０〜３００′　とさ
れる。

具体的には、ほぼ平行に配置された一対の透明電極基板
間に旋光性物質を含有した誘電異方性が正のネマチック
液晶を挟持し、両電極間での液晶分子のツイスト角を１
６０〜３００゜とすれば良い。これは、　１６０゜未満
では急峻な透過率変化が必要とされる高デーティでの時
分割駆動をした際のコントラストの向上が少な《、逆に
３００゜を越えるとヒステリシスや光を敗乱するドメイ
ンを生じ易いためである。

また液晶層の液晶の屈折率異方性（Δｎ＋）とその液晶
層の厚み（ａ．）との積Δｎ，・ｄ，が０．４〜１．５
μｍとされる。

これは、０．４μｍ未満では、オン時の透過率が低く，
青味がかった表示色になりやすく、また、　１．５μｍ
を越えると、オン時の色相が黄色から赤色を呈し、白黒
表示となりに《い。

特に、表示色の無彩色化が厳し《要求される用途では、
液晶層の八〇，・ｄ＋は０．５〜１．０μｍとされるこ
とが好ましい． なお，このΔｎ１・ｄ．の範囲は、その液晶表示素子の
使用温度範囲内で満足されるようにされることが好まし
く、使用温度範囲内で美しい表示が得られる。もっとも
外の性能の要求のために、使用温度範囲の一部でのみ、
この関係を満足するようにされることもありうる。この
場合には、Δｎ１・ｄ１の範囲が上記範囲からはずれる
温度範囲では、表示が色付いたり、視野角特性が低下し
たりすることとなる。

所望のパターンにパターニングをしたＩＴＯ（ＩｎａＯ
ａ−Ｓｎ０２）　、Ｓｎｏ２等の透明電極を設けたプラ
スチック、ガラス等の基板の表面にポリイミド、ボリア
ミド等の膜を設け、この表面をラビングしたり、ＳｉＯ
等を斜め蒸着したりして配向制御膜を形成した透明電極
付きの基板を準備して、この透明電極付きの基板の間に
、前記した誘電異方性が正のネマチック液晶による１６
０〜３００゜ツイストの液晶層を挟持するようにされる
。この代表的な例としては、多数の行列状の電極が形成
されたドットマトリックス液晶表示素子があり、一方の
基板に６４０本のストライブ状の電極が形成され、他方
の基板にこれに直交？るように４００本のストライブ状
の電極が形成され、　６４０Ｘ　４００ドットのような
表示がなされる。さらにこの６４０本のストライブ状の
電極を夫々３本一組として１９２０本のストライブ状の
電極とし、ＲＧＢのカラーフィルターを配置してフルカ
ラーで６４０Ｘ　４００ドットの表示をすることもでき
る。

なお、電極と配向制御膜との間に基板間短絡防止のため
にＴｉＯｚ、ＳｉＯ■、Ａｌ−Ｏａ等の絶縁膜を設けた
り、透明電極にＡｌ．　Ｃｒ．　Ｔｉ等の低抵抗のリー
ド電極を併設したり、カラーフィルターを電極の上もし
《は下に積層したりしてもよい。

この液晶層の両外側に一対の偏光板を配置する。この偏
光板自体もセルを構成する基板の外側に配置することが
一般的であるが、性能が許せば、基板自体を偏光板と複
屈折板で構成したり、基板と電極との間に複屈折層と偏
光層として設けてもよい。

本発明では、上記液晶層の片側に隣接して、その主屈折
率がＱ，＝ｎｇ＞　ｎｙとなるようなｌ軸性の複屈折板
を配置する。

また、このｌ軸性の複屈折板は液晶層と偏光板との間に
設ければよ《、例えば、液晶層と電極の間に層状に設け
たり、電極と基板の間に層状に設けたり、基板自体を複
屈折板としたり、基板と偏光板との間に層状に設けたり
、それらを組み合わせて設けたりすれば良い。

本発明の１軸性の複屈折板は、後述の複屈折性を示す透
明板であれば使用でき、プラスチックフィルム、無機の
結晶板等が使用可能である。

この１軸性の複屈折板とは、３個の主屈折率をｎ．．ｎ
ｙ、ｎ！とし、　ｎｍ．　ｎｙを複屈折板面内方向の屈
折率とし（ｎｍ＞　ｎｙ）　．　ｎ＊を複屈折板の厚み
方向の屈折率とした場合、ｎ＋＋　”　ｎｚ　＞　ｎｙ
となるような１軸性の複屈折板である。

所望の複屈折効果を得るためにΔｎ２・ｄ２＝（ｎｘ　
　ｎｙ）　　・ｄ２を調整して使用するが、１枚の板で
は調整できない場合には、同じ１軸性の複屈折板または
異なるｌ軸性の複屈折板を複数枚組合せて用いてもよい
。

良好な白黒表示を行うためには、ある特定のツイスト角
とΔｎ１・ｄ１を持った液晶層に対し、複屈折板のΔｎ
２・ｄ２の大きさ及びそれらの貼り付け方向、さらに一
対の偏光板の偏光軸の方向を最適化することが重要であ
る。

複屈折板のΔｎ２・ｄ２の大きさは、この複屈折板を液
晶層と偏光板の間の片側に配置するため、概略液晶層の
Δｎ，・ｄ．の大きさとほぼ同じの値か、それよりも少
し小さめに設定すれば良好な白黒表示を得易い。具体的
には、約０．１〜１．５ＬＬｍとされればよい。また、
この複屈折板を複数枚重ねて使用する場合には、総合し
たΔｎ２・ｄ２の値が上記の範囲になるようにすれば良
い。

以下図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は本発明による液晶表示素子を模式的に現わした
斜視図である。第２図（Ａ）（Ｂ）は、夫々上から見た
第１図の上側の偏光板の偏光軸方向、複屈折板の光軸方
向及び液晶層の上側の液晶分子の長軸方向、並びに、下
側の偏光板の偏光軸方向及び液晶層の下側の液晶分子の
長袖方向の相対位置を示した平面図である。

第１図において、　ｌ、２は一対の偏光板、３は文字や
図形を表示するためのΔｎ．・ｄ＋が０．４〜１５μｍ
の誘電異方性が正のネマチック液晶によるねじれ角が１
６０〜３００゜の左らせん（上から見て反時計方向のね
じれ）液晶層、４はその上に積層された複屈折板、５は
上側の偏光板の偏光軸、　６は下側の偏光板の偏光軸、
７は液晶層の上側の液晶分子、　８は液晶層の下側の液
晶分子、９は複屈折板の光軸方向を示している。

本発明で用いるｌ軸性の複屈折板の主屈折率の定義につ
いて第３図を参照して説明する。

本発明の１軸性の複屈折板は、複屈折板の面内方向での
屈折率の大きい方向をＸ軸方向とし、屈折率の小さい方
向をｙ軸方向とし、厚み方向を２軸方向とする。この夫
々の方向の屈折率を０８、ｎｙ，ｎｘとする。この場合
、ｎ．＞　ｎ，であり、Δｎ２＝：　ｎＸ　　ｎ，であ
り、本発明では、ｎエー０２＞ｎ，とされる。この時、
複屈折板の光軸方向はｙ軸方向になる。なお、ｄは複屈
折板の厚みである。

第２図において、液晶層の上側の液晶分子７の長軸方向
からみた上側の偏光板の偏光軸５の方向を時計回りに計
ったものをθ，、液晶層の上側の液晶分子７の長軸方向
からみた複屈折坂の光軸方向９を時計回りに計ったもの
を０２、液晶層の下側の液晶分子８の長軸方向からみた
下側の偏光板の偏光軸６の方向を時計回りに計ったもの
をθ，とする。本発明では、このθθ２，θ，を白黒表
示となるように最適化すればよい。

本発明の液晶表示素子をネガ型表示で使用する場合に，
例えば、液晶層のねじれ角を２４０゜程度とし、そのΔ
ｎ１・ｄ．を０，９μｍ程度とし、その上に配置した複
屈折板のΔｎ２・ｄ２を０．６μｍ程度とすれば、一対
の偏光板の偏光軸をほぼ０〜６０゜程度の角度で交差す
るように配置することが好ましい。

また、ボジ型表示で使用する場合には、片側の偏光板の
偏光軸をほぼ９０゜回転した状態に配置することが好ま
しい。これにより、この液晶表示素子は、視角特性に優
れたコントラストの高い白黒表示が可能となる。

この場合、特にネガ表示については、−８５゜≦０２≦
５０゜とすることにより、オフの透過率が低く、オンの
透過率が高い充分なコントラストを持つ表示が実現でき
るため好ましい。

特に、−５０°≦０２≦５０’　とすることにより、オ
フの透過率が低《、充分なコントラス１・比が得られる
ため好ましい。

また、上記例では、液晶層を左らせんとしたが、らせん
が逆の場合には、液晶層の液晶分子の長軸方向、偏光板
の偏光軸の方向、複屈折板の光軸方向との関係θ，、θ
２、θ３を反時計回りにして、同様に選ぶことにより、
上記例と同様に容易に白黒表示が得られる。

また、この複屈折板を液晶セルの下側に挿入した場合に
は、セルを下側から見て前述した関係と同様になるよう
に０１、θ２、θ３を選べば良い。

本発明では、ｎ＋＋＝ｎｘ＞　ｎ，とすることにより、
斜め方向から見た場合の白黒が反転してしまう領域が狭
《なり、視野角を広《することができる。

なお、本発明では、白黒表示に近く、視野角の広い表示
が得られるため、カラーフィルターを併用してカラフル
な表示が可能となる。特に、高デューティ駆動でも、コ
ントラスト比が高く採れるため、フルカラーによる階調
表示も可能であり、液晶テレビにも使用できる。

このカラーフィルターは、セル内面に形成することによ
り、視角によるズレを生じなく、より精密なカラー表示
が可能となる。具体的には，電極の下側に形成されても
よいし、電極の上側に形成されてもよい。

また、より色を完全に白黒化する必要がある場合には、
色を補正するためのカラーフィルターや、カラー偏光板
を併用したり、液晶中に色素を添加したり、あるいは特
定の波長分布を有する照明を用いたりしてもよい。

本発明は、このような構成の液晶セルに電極に電圧を印
加するための駆動手段を接続し、駆動を行う。

特に、本発明では明るい表示が可能なため、透過型でも
反射型でも適用可能であり、その応用範囲が広い。

なお、透過型で使用する場合には裏側に光源を配置する
。もちろん、これにも導光体、カラーフィルター等を併
用してもよい。

本発明の液晶表示素子は透過型で使用することが多いが
、明るいため反射型で使用することも可能である。

透過型で使用する場合、画素以外の背景部分を印刷等に
よる遮光膜で覆うこともできる。また、遮光膜を用いる
とともに、表示した《ない部分に選択電圧を印加するよ
うに、逆の駆動をすることもできる。

本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で、
通常の液晶表示素子で使用されている種々の技術が適用
可能である。

本発明では、時分割特性がスーパーツイスト液晶表示素
子と同程度であるうえ、前述したように明るく鮮明な白
黒表示が可能なため、赤、緑、青の三原色の微細カラー
フィルターをセル内面等に配置することにより、高密度
のマルヂカラー液晶表示素子とすることも可能である。

本発明の液晶表示素子は、パーソナルコンピューター、
ワードプロセッサー、ワークステーション等の表示素子
として好適であるが、この外液晶テレビ、魚群探知器、
レーダー、オシロスコープ、各種民生用ドットマトリッ
クス表示装置等白黒表示、カラー表示をとわず種々の用
途に使用可能である。

［作用１ 本発明の動作原理については、必ずしも明らかではない
が、およそ次のように推定できる。

まず、液晶表示素子を垂直方向から見た場合について考
察する。

第４図（Ａ）は、本発明の液晶表示素子と対比するため
に複屈折板を使用しないスーパーツイスト液晶表示素子
の構成を示す側面から見た模式図であり、ねじれ角が１
６０〜３００゜で，Δｎｌ　”　ｄｌが０．４〜１．５
μｍの正の誘電異方性を有するネマチック液晶による液
晶［１３、とその上下に配置された一対の偏光板１１．
１２とを示している，この例では上下に配置された一対
の偏光板１１．１２の偏光軸の交差角を９０゜としてい
る。

このような構成の液晶表示素子の場合、液晶層に電圧が
印加されていない状態または非選択電圧のような低い電
圧が印加された状態において、入射側の下側の偏光板ｌ
２を通してほぼ完全に直線偏光化された光が、この液晶
層ｌ３を透過すると、だ円偏光状態となる。このだ円偏
光の形や方向は光の波長により異なり、光を赤緑青の３
原色に分けて考えると、第４図（Ｂ）のようになる。こ
れらの形も方向も異なっただ円偏光が出射側の上側の偏
光板１１を通過すると、赤緑青の光によって通過する光
の強度が夫々異なり、そのため特定の色に着色して見え
ることとなる。なお、第４図（Ｂ）において１５、ｌ６
は夫々偏光板１１．　１２の偏光軸を示す。

これに対して、本発明では第５図（Ａ）にその側面から
見た模式図を示すように、ねじれ角が１６０〜３００°
で、Δｎｌ　’　ｄｌが０．４〜１．５μｍの正の誘電
異方性を有するネマチック液晶による液晶層２３、その
上側に配置された１枚のｌ軸性の複屈折板２４、さらに
上下に配置された一対の偏光板２Ｌ２２とを示している
。

この例では、液晶層のねじれ角を２４０゜Δｎ１・ｄ＋
を０．８７μｍとし、上下に配置された一対の偏光板２
１．２２の偏光軸の交差角を３０゜としている。なお、
この例では説明を簡単にするために本発明の１軸性の複
屈折板を液晶セル上面に１枚配置して使用しているが，
２枚以上の複屈折板を用いても良い． この複屈折板は、それ自体を偏光板の間に挾持すると、
垂直方向から見た場合、この複屈折板のΔｎ２・ｄ２の
値によって、入射直線偏光を任意のだ円偏光にしたり、
円偏光にしたり、あるいは直線偏光に戻したりできる性
質がある。そのため、適当なΔｎ２・ｄ２の複屈折板を
液晶層に重ねることにより、第５図（．　Ｂ　）のよう
にすることができる。

即ち、液晶層に電圧が印加されていない状態または非選
択電圧のような低い電圧が印加された状態において、入
射側の下側の偏光板２２を通してほぼ完全に直線偏光化
された光が、液晶層２３を透過するとだ円偏光状態とな
る。このだ円偏光となった光が複屈折板２４を通過する
ことにより、条件によってはだ円偏光を再度直線偏光に
近い状態に戻せる場合がある。

これは、光を赤緑青の３原色に分けて考えると、第５図
（Ｂ）のようになる。この例のように、赤緑青の偏光軸
の方向がほぼ揃い、かつ、ほぼ直線偏光に戻っている場
合、出射側の偏光軸の向きにかかわらず、通過する光強
度の波長依存性をな《すことができる。即ち、無彩色化
することができることとなる。

この例のように、その偏光軸を９０°交差して偏光板を
設置して、出射側での偏光が出射側である上側の偏光板
の吸収軸と一致している場合には、透過光強度は最も小
さくなり、黒く見えることとなる。これにより、ネガ表
示となる。

なお、第５図（Ｂ）において２５、２６は夫々偏光板２
１．　２２の偏光軸を示す。

逆に、この上側の偏光板の偏光軸をほぼ９０゜に回転し
てあれば、これらの強度は大きいこととなり白く見える
こととなり、ボジ表示となる。

なお、表示のネガ、ボジは、液晶層のねじれ角、そのΔ
ｎ，・ｄ，、複屈折板のΔｎ２・ｄ２、それらと偏光板
との角度θ．、θ２、０８等の構成用件を変えることに
より、変わる。

一方、この構成で液晶層に充分な電圧を印加した場合に
は，液晶層を透過しただ円偏光の形や方向が電圧印加前
と異なって《る。

そのため、複屈折板を通過した後のだ円偏光状態も異な
り、これによって透過率が変化し、表示が可能になる。

しかし、複屈折板の挿入により、電圧を印加しない状態
でうまくだ円偏光の形や方向を揃えられて黒または白の
状態ができたとはいえ、かならずしも電圧印加状態で白
または黒の状態になるとは限らない。このため、液晶層
のツイスト角、Δｎ１・ｄ１等のパラメータにより、複
屈折板のΔｎ２・ｄ２、その先軸方向、偏光板の偏光軸
方向等を実験的に最適化することが好ましい。

］実施例ｌ 実施例１〜３、比較例ｌ 第１の基板として、ガラス基板上に設けられたＩＴＯ透
明電極をストライブ状にパターニングし、蒸着法により
Ｓｉｎｓによる短絡防止用の絶縁膜を形成し、ポリイミ
ドのオーバーコートをスビンコートし、これをラビング
して配向制御膜を形成した基板を作成した． 第２の基板として、ガラス基板上に設けられ？ＩＴＯ透
明電極を第１の基板と直交するようにストライブ状にパ
ターニングし、ＳｉＯ■の絶縁膜を形成し、ポリイミド
のオーバーコートをし、これを第１の基板のラビング方
向と交差角６０゜となるようにラビングして配向制御膜
を形成した基板を作成した。

この２枚の基板の周辺をシール材でシールして、液晶セ
ルを形成し、この液晶セル内に誘電異方性が正のネマチ
ック液晶を注入して２４０゜ねじれの液晶層となるよう
にし、注入口を封止した。この実施例ｌの液晶層の八〇
，・ｄ１は０．８７μｍであった． この液晶セルの上面と上側の偏光板との間に第１表（実
施例１〜３、比較例ｌ）に示すような屈折率を持つ種々
の１軸性の複屈折板を１枚づつ夫々貼り付けた。

この実施例１〜３の液晶表示素子の液晶分子の長軸方向
、偏光板の偏光軸方向及び複屈折板の光軸方向との相対
的な関係は、θ１＝４５゜θ２＝５°、θｓ　＝１３５
°とした。

第 ｌ 表 なお、比較例１では、複屈折板のその定義上光軸方向が
Ｘ方向になるので、実施例の場合と９０゜ずれるために
、θ２＝９５゜となる。

この液晶表示素子に電圧を印加し、その透過率変化を調
べた結果、第６図に示すような良好なしきい値電圧特性
が得られ、マルチブレックス駆動を行った場合に良好な
コントラスト比が得られることが分かった。

この液晶表示素子を裏側にＣ光源のバックライトを配置
して、　１／２００デューティ、ｌ／１５バイアスで駆
動してオン状態、オフ状態での色相を観察した。この結
果を第７図に示す。この結果からも明らかなように、オ
ンで若干黄緑色っぽい良好な白レベルが得られ、オフで
透過率が低いため、充分に黒く見えるようなネガ型の白
黒表示が得られた。

この実施例１の液晶表示素子のコントラスト比（画素部
分のみ）を測定したところ、約５０であり、従来の単な
るスーパーツイスト液晶表示素子に比してはるかに高い
コントラスト比が得られた。その上、オンにおける透過
率も２７％程度が得られ、ＯＭＩ素子よりも明るいため
、反射型でも使用することも充分可能であった。

また、実施例２及び実施例３の液晶表示素子のコントラ
スト比（画素部分のみ）を測定したところ、両方とも４
０以上であった。

実施例ｌと比較例ｌの等コントラスト曲線を第８図及び
第９図に示す。これらの図においては、セルの観察方向
を極座標表示し、その角度を（θ、甲）と表わした場合
、この（θ、甲）により、液晶セルのコントラスト比が
どのように変化しているかをθを０〜５０゜で変化させ
、甲を０〜３６０゜変化させて示したものである。

なお、ψは図の主視角方向（下方）を０゜とし、反時計
回りに０〜３６０゛とし、θは中心な０゜とし、同心円
状に０〜５０゜とした。コントラスト比の曲線は１、ｌ
Ｏ、５０のみを示した。

第８図が、本発明による液晶表示素子の実施例１であり
、第９図は比較例１である。

本発明では、第１表に示すように、ｎ　＊　＝　ｎエ〉
ｎｙとなるような複屈折板を使用しているので、従来の
一軸性の複屈折板の場合（　ｎｌ）　ｎｙ＝　ｎｚ、比
較例１、第９図）より、斜線で示したコントラスト比が
１以下、即ち、白黒のコントラストが逆転してしまう領
域が小さ《なり、視野角が広《高コントラスト比の素子
が可能になった。

実施例４ 実施例１の液晶表示素子において、液晶分子の長軸方向
、偏光板の偏光軸方向及び複屈折板の光軸方向との相対
的な関係のみを変更して液晶表示素子を作成した。即ち
、θ，　＝　１３５゜θ．　＝　５”　．θｓ　＝　　
１３５°とした。

この液晶表示素子を実施例ｌと同様に１／２００デュー
ティ、１／１５バイアスで駆動したところ、ボジ型の白
黒表示が得られ、コントラスト比（画素部分のみ）は約
４０であった。

実施例５ 実施例ｌの液晶表示素子の電極付の基板の方の基板とし
て、基板上にストライブ状に３色のカラーフィルター層
を形成し、その上に電極を形成した電極付基板を用いて
セルを構成し、駆動したところ、フルカラーの階調駆動
が可能であった。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明は、従来の２暦型スーパー
ツイスト液晶表示素子または従来の−軸性複屈折板を積
層したスーパーツイスト液晶表示素子と比べて、広い視
野角及びより優れたコントラスト比を持つ白黒表示が可
能となり、鮮明で表示品位の高いボジ型あるいはネガ型
の表示が得られる。

また、時分割表示特性や視野角特性も従来のスーパーツ
イスト液晶表示素子と遜色がない等の優れた効果を有す
る。

また、表示が白黒に近く、かつ、広視野ということから
，カラーフィルターと組み合わせることにより，カラフ
ルな表示が可能となり、特に、赤、緑，青のカラーフィ
ルターを画素ごとに配置することにより、マルチカラー
やフルカラーの表示も実現できるという効果も認められ
、より多様性のある応用が開ける。

特に、本発明では白黒表示が可能であるにもかかわらず
、明るい表示が可能であり，透過型のみならず、反射型
の表示も可能であり、その応用範囲が広いものである。

さらに、本発明では，単に複屈折板を配置するのみで、
第２の液晶層を設けな《でも明るい白黒表示が可能なも
のであり、液晶表示素子の生産性が極めて高いという利
点も有する。

本発明は、本発明の効果を損しない範囲内で今後とも種
々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶表示素子を模式的に現わした
斜視図である。 第２図（Ａ）（Ｂ）は、夫々上から見た上側及び下側の
液晶分子の長軸方向、偏光板の偏光軸方向及び複屈折板
の光軸方向の相対位置を示した平面図である。 第３図は、複屈折板の主屈折率の定義を示す斜視図。 第４図（Ａ）（Ｂ）は、単なるスーパーツイスト液晶表
示素子の構成を示した模式図及びその偏光の状態を説明
する平面図。 第５図（Ａ）（Ｂ）は、本発明の液晶表示素子の構成を
示した模式図及びその偏光の状態を説明する平面図。 第６図は、実施例１のしきい値電圧特性を示すグラフ。 第７図は、実施例ｌのオン、オフ状態での色相を示す色
相図。 第８図及び第９図は、実施例ｌ及び比較例１の等コント
ラスト曲線を示した図。 ■、２、１１．　１２、２１．　２２は偏光板、３、１
３、２３は液晶層、 ４、２４は複屈折板、 ５、６、ｌ５、ｌ６、２５、２６は偏光軸、７、８ぱ液
晶分子の長軸方向， ９は複屈折板の光軸方向 第 第 図 Ｘ 第 図 １．５ ２．０　　　　　　　２．５ 印加電圧（Ｖ） ３．０ 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ほぼ平行に配置され配向制御膜を有する一対の透
   明電極付きの基板間に挟持された旋光性物質を含有した
   誘電異方性が正のネマチック液晶によるねじれ角が１６
   ０〜３００゜の液晶層と、この液晶層を挟持する上下の
   基板の透明電極間に電圧を印加する駆動手段とを有し、
   この液晶層の外側に一対の偏光板を設置し、液晶層と偏
   光板との間の片側に複屈折板を配置した液晶表示素子に
   おいて、液晶層での液晶の屈折率異方性Δｎ＿１と液晶
   層の厚みｄ＿１との積Δｎ＿１・ｄ＿１が０．４〜１．
   ５μｍとされ、前記複屈折板が３個の主屈折率をｎ＿ｘ
   、ｎ＿ｙ、ｎ＿ｚとし、ｎ＿ｘ、ｎ＿ｙを複屈折板面内
   方向の屈折率とし（ｎ＿ｘ＞ｎ＿ｙ）、ｎ＿ｘを複屈折
   板の厚み方向の屈折率とした場合、ｎ＿ｘ＝ｎ＿ｚ＞ｎ
   ＿ｙとなるような１軸性の複屈折板を配置したことを特
   徴とする液晶表示素子。
2. （２）請求項１記載の液晶表示素子において、液晶分子
   軸と複屈折板の光軸との交差角を−５０゜≦θ＿２≦５
   ０゜となるように配置されたことを特徴とする液晶表示
   素子。
3. （３）請求項１または２記載の液晶表示素子において、
   セル内面にカラーフィルターが形成されていることを特
   徴とする液晶表示素子。