JPH04179922A - 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−透過率変化を起し、高密度のドツトマトリク
ス表示をする方法として、スーパーツイスト素子（Ｔ、
　Ｊ、　５ｃｈｅｆｆｅｒａｎｄ　　Ｊ、　Ｎｅｈｒｉ
ｎｇ、　　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晶の複
屈折率Δｎ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付近と小さく設定することによ
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、　５ｃｈａｄｔｅｔ　　ａｌ、　　Ａｐｐ
ｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　　５０（５）、　　１
９８７゜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大きくな（、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。、（真打
はか、テレビジョン学会技術報告、１１（２７）、ｐ、
７９．　（１９８７））しかし、この方式は２層セルで
のΔｎ−ｄのマツ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
く軽いという特長を犠牲にしている欠点があった。

［発明の解決しようとする課題ｊ 従来の方式では、明るく白黒度の良い液晶表示素子を、
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（、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（、かつ明るい白黒表示素
子であって、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１ 本発明は、前述の問題点を解決すべ（なされたものであ
り、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Δｎ＋　’　ｄ＋が０．４〜１．５
μｍとされ、液晶層の間外側であって１対の偏光板の内
側に、異なるΔｎ２１・ｄ２１、△ｎ２２・ｄ２２を有
する一軸性の複屈折板であって、夫々の側の複屈折板の
関係が、１．０１Ｘ　Δｎｚ２・ｄｚｚ＜Δｎｚｉ　’
ｄ２１＜１．２０Ｘ　Δｎｚｉ・ｄｚｚであり、Δｎｘ
　’　ｄｚ＝Δｎ！１・（１２１＋Δｎｘ＊’ｄｚｚと
すると、 ０．７×Δｎ＋　”　ｄ＋＜Δｎｚ・ｄ２＜　１．ＩＸ
△ｎ＋　”　（Ｌとなるような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、液晶層の両外側であって、一対の偏光板と
の間に少なくとも一組の一軸性の複屈折板を配置したも
のである。

このため、液晶層は１層でよく、生産性を下げたり、色
ムラを起こしやすい第２の液晶層を設けな（でも、明る
い白黒表示の液晶表示素子が容易に得られる。

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
、これにより各ドツ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く、逆に３
００°を越えるとヒステリシスや光を散乱するドメイン
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（ｄｌ）との積Δｎｌ”　ｄ＋が、０．４〜
１．５μｍとされる。

これは、０．４μｍ未満では、オン時の透過率が低（、
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
表示となりにくい。

特に、表示色の無彩色化が厳しく要求される用途では、
液晶層のΔｎ、・ｄｌは０．５〜１．０μｍとされるこ
とが好ましい。

なお、このΔｎ１・ｄｌ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、Δｎ＋”ｄ＋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。

所望のパターンにバターニングをしたＩＴＯ（Ｉｎ２０
３−Ｓｎ０２）　、５ｎＯａ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、ポリア
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
成されたドツ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するように４００本のストライブ
状の電極が形成され、　６４０Ｘ　４００ドツトのよう
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−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ドツ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Ｔｉ０ｚ、ＳｉＯ２、Ａ１１ａｓ等の絶縁膜を設けた
り、透明電極にＡ１、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く
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、基板自体を偏光板で構
成したり、基板と電極との間に偏光層として設けてもよ
い。

本発明では、上記液晶層の両面に隣接して複屈折板を積
層する。この複屈折板は液晶層と偏光板との間に設けれ
ばよく、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、偏先
板と複屈折板とを複屈折板が液晶層側にくるようにして
積層して一体化した偏光板を用いたり、それらを組み合
わせて設けたりすれば良い。

この複屈折板としては、−軸性で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。所望の複屈折効果を得るために
液晶層の上側の複屈折板のΔｎｉｌ・ｄ２１や、液晶層
の下側の複屈折板のΔｎ、・ｄａｔ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、同じ複屈折板
または異なる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・ｄｌを持った液晶層に対し、−軸性の複屈折
板のΔｎｚｌ−ｄ、ｌｓ　Δｎ２２・ｄ２２の大きさ及
びそれらの光軸の方向、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。

両面に配置される夫々の複屈折板の関係は、１．０１Ｘ
　Δｎａ。・ｄｚ２＜Δｎ２１・ｄ２１＜１．２０ＸΔ
ｎ２２・ｄ２２とされればよい。この範囲外であると、
オフにおける透過率が高くなるため、コントラスト比が
低下する。

更に、両面に配置される複屈折板の合計の６口２・ｄ２
の大きさは、概略液晶層の△ｎ１・ｄ、の大きさにほぼ
等しいか、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。即ち、具体的には、 ０．７×ΔｎＩ−ｄＩ〈Δｎｚ’ｄｚ＜　１．ＩＸ△１
１＋　６　ｄｌとされればよい。

この複屈折板の合計のΔｎ２・ｄ２は、０．７ＸΔｎ、
　＋＋　ｄ、よりも小さくなるとオンにおける透過率が
低くなり、表示が暗くなり、逆に１．１×Δｎｌ・ｄ、
よりも大きくなるとオフにおける透過率が高くなるため
、コントラスト比が低下することになるので、前述の範
囲とされる。

なあ、両側に配置される複屈折板を２枚以上の組み合わ
せとする場合には、合計のΔｎ２・ｄ２を上記のように
すればよい。

また、複屈折板は面内の特定方向の主屈折率が高く、面
内であってそれに垂直方向の主屈折率が低いものであり
、面に垂直方向の主屈折率は面内の低い方の主屈折率と
ほぼ同じであるので、その光軸は高い主屈折率を有する
方向になる。

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、複屈折板の光軸方向及び液晶
層の下側の液晶分子の長軸方向の相対位置を示した平面
図である。

第１図において、１．２は一対の偏光板、３は文字や図
形を表示するためのΔｎｌ　＊　ｃＬが０．４〜１．５
μｍの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、　４Ａ、４Ｂはその上下
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、９Ａは上側の複屈折板
の光軸方向、９Ｂは下側の複屈折板の光軸方向を示して
いる。

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０１、液晶層の上側の液晶分子７の長軸方向
からみた上側の複屈折板の光軸方向９Ａ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θ１、液晶層の下側の液晶分子８の長軸方向
からみた下側の複屈折板の光軸方向９Ｂを時計回りに計
ったものを０４とする。

本発明では、このθ１、θ２、θ１、θ４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
ｎ、・ｄ、を０．８μｍ程度とし、その上下に配置した
一対の一軸性の複屈折板の夫々のΔｎ２１・ｄ２１　、
Δｎｚａ・ｄｚ□を０．４１μｍ。

０．３９μｍ程度とすれば、一対の偏光板の偏光軸をほ
ぼ６０〜１２０°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、同じ液晶層と一軸性の複屈折板とを使用し、ポジ
型表示で使用する場合には、一対の偏光板の偏光軸をほ
ぼ±３０°程度の角度で交差するように配置することが
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、５＠≦０２≦１４
０°、４０°≦０４≦１７０＠　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。

また、θ１、θ２、θ８、θ４に関しては、θ１くθ２
とした場合にはθ３＜θ４とすることが好ましく、θ１
＞θ２とした場合にはθ、＞θ４とすることが好ましい
。

特に、４０°≦０２≦１４０”でかツ４０″≦０４≦１
４０″″とすることにより、オフの透過率が低く、充分
なコントラスト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
が逆であっても、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θ２、θ
２、θ３．θ４を反時計方向にして、同様の範囲で適当
に選ぶことにより、上記布らせんの例と同様に容易に白
黒表示が得られる。

本発明では、一対の偏光板の偏光軸の交差角をほぼ９０
°±３０°にすればネガ型表示となり、０＠±３０″″
に、すればポジ型表示となるが、バックライトを設けた
ネガ型表示とすることが見栄え上好ましい。

なお、本発明では、白黒表示に近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、高デユーテイ駆動でも、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Φ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
のマルチ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、パーソナルコンビューター、
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、各種民生用ドツトマトリッ
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。

第３図（Ａ）は、本発明の液晶表示素子と対比するため
に複屈折板のみ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１６０〜３００゜で、Δｎ１・ｄＩ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
晶層１１、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１
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１３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３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３図（Ｂ）において１５．１６
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４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、Δｎ＋　’　ｄＩ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２１、その
両面に配置された２枚の一軸性の複屈折板２４Ａ、２４
Ｂ、さらにその上下に配置された一対の偏光板２１．２
２とを示している。

この例では、液晶層のねじれ角を２４０°、Δｎ１・ｄ
ｌを０．８２μｍとし、上下に配置された一対の偏光板
２１．２２の偏光軸の交差角を９０°としている。なお
、この例では説明を簡単にするために一軸性の複屈折板
を液晶層の両面に夫々１核種層して使用しているが、両
面に夫々２枚以上の一軸性の複屈折板を積層して用いて
もよい。

この−軸性の複屈折板は、それ自体を偏光板の間に挟持
すると、その−軸性の複屈折板のΔｎｉ＋・ｄ□、Δｎ
ｚ＊４ａａ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Δｎｉ＋・ｄ２
８、Δｎ２２・ｄＩの複屈折板を液晶層の両面に重ねる
ことにより、第４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、複屈折板２４Ｂによりだ円偏光状態となる
。次いで、液晶層２３を透過して、異なっただ円偏光状
態となる。このだ円偏光となった光をさらに複屈折板２
４Ａを通過させることにより、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４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
合には、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くすことができる。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（なり、黒（見えることとなる。これにより、ネガ
表示となる。

なお、第４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、上側の偏光板の偏光軸を下側の偏光板の偏光軸と
ほぼ平行にしてあれば、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、ポジ表示となる。

なお、表示のネガ、ポジは、液晶層のねじれ角、そのΔ
ｎ１・ｄＩ、−軸性の複屈折板の△ｎ２１・ｄ２１、Δ
ｎ２２・ｄ２２、それらと偏光板との角度θ１、θ２、
θ８、θ４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
と異なってくる。

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・ｄｌ等のパラメータにより、複
屈折板のΔｎ２１・ｄ２８、△ｎ２２・ｄ２２、その光
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。　もっとも、透過率が高い状態である白
状態が白い方が明るく鮮明に見易くカラー化に適してい
るので、白と黒のいずれを重視するかについては白を優
先することが好ましい。

１実施例１ 実施例１〜４ 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バターニングし、蒸着法により
ＳｉＯ□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ピンコードし、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た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、５ｉＯｚ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、この液晶セルの両面に１軸性の
複屈折板を積層した。。

この液晶セルの液晶層のΔｎ−ｄ、及びセルの両面に配
置した一軸性の複屈折板のΔｎ・ｄを第１表に示すよう
に変化させた。

こ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、θ
ｒ　＝　１５０°、θ２＝８５°、０ｍ　＝　１２０°
、θ４＝９０°とした。

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５図の実線Ａに示すように良好なしきい値
電圧特性が得られ、マルチプ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デユーテイ、１／１５バイアスで駆
動してオン、オフ状態での色相を観察した。この結果を
第６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９０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、反射型で使
用することも充分可能であった。

また、実施例２．３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、いずれも６０以上
であった。

第１表 比較例１〜８ 実施例１と同様に液晶表示セルを製作し、この液晶セル
の液晶層のΔｎ−ｄ、及びセルの両面に配置した一軸性
の複屈折板のΔｎ−ｄ第２表に示すように変化させた。

実施例１と比較例１．２の透過率変化を第５図に示す。

比較例１を破線Ｂで示したが、オンの透過率が、実施例
１の半分程度しかなく、表示が暗いものであった。また
、比較例２を破線Ｃで示したが、オフの透過率が、実施
例１よりも３倍以上高（、コントラスト比が充分得られ
ないものであった。

また、比較例３．４はオフの透過率が実施例１より高（
、実施例１のコントラスト比より低下した。

さらに、比較例５はコントラスト比５０、比較例６〜８
はコントラスト比４０にとどまった。

実施例５ 実施例１の液晶表示素子の電極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て駆動したところ、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、従来のスーパーツイス
ト液晶表示素子と比べて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ポジ型
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、表示が白黒に近いということから、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の液晶層を設けなくて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（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４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５図は、実施例１、比較例１．２のしきい値電圧特性
を示すグラフ。 第６図は、実施例１のオン、オフ状態での色相を示す色
相図。 １．２．１１．１２．２１．２２は偏光板、３．１３．
２３は液晶層、 ４Ａ、４Ｂ、２４Ａ、２４Ｂは複屈折板、５．６．１５
．１６．２５．２６は偏光軸、７．８は液晶分子の長軸
方向、 ９Ａ、９Ｂは複屈折板の光軸方向 １゛′− 第１図 １０　　　　　　　　　９Ａ 第４図 第５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、液晶層の両外側であって一対の偏光
   板の内側に、異なるΔｎ＿２＿１・ｄ＿２＿１、Δｎ＿
   ２＿２・ｄ＿２＿２を有する一軸性の複屈折板であって
   、夫々の側の複屈折板の関係が、 １．０１×Δｎ＿２＿２・ｄ＿２＿２＜Δｎ＿２＿１・
   ｄ＿２＿１＜１．２０×Δｎ＿２＿２・ｄ＿２＿２であ
   り、Δｎ＿２・ｄ＿２＝Δｎ＿２＿１・ｄ＿２＿１＋Δ
   ｎ＿２＿２・ｄ＿２＿２とすると、 ０．７×Δｎ＿１・ｄ＿１＜Δｎ＿２・ｄ＿２＜１．１
   ×Δｎ＿１・ｄ＿１となるような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）観視方向から見て液晶層の上側の液晶分子の長軸
   方向からみた上側の複屈折板の光軸方向を時計回りに計
   ったものをθ＿２、液晶層の下側の液晶分子の長軸方向
   からみた下側の複屈折板の光軸方向を時計回りに計った
   ものをθ＿４とすると、４０゜≦θ＿２≦１４０゜及び
   ４０゜≦θ＿４≦１４０゜とした請求項１記載の液晶表
   示素子。
3. （３）観視方向から見て液晶層の上側の液晶分子の長軸
   方向からみた上側の偏光板の偏光軸の方向を時計回りに
   計ったものをθ＿１、液晶層の上側の液晶分子の長軸方
   向からみた上側の複屈折板の光軸方向を時計回りに計っ
   たものをθ＿２、液晶層の下側の液晶分子の長軸方向か
   らみた下側の偏光板の偏光軸の方向を時計回りに計った
   ものをθ＿３、液晶層の下側の液晶分子の長軸方向から
   みた下側の複屈折板の光軸方向を時計回りに計ったもの
   をθ＿４とすると、θ＿１＜θ＿２とした場合にはθ＿
   ３＜θ＿４とし、θ＿１＞θ＿２とした場合にはθ＿３
   ＞θ＿４となるようにした請求項１または２記載の液晶
   表示素子。