JPH0566425A - Liquid crystal display element - Google Patents
Liquid crystal display elementInfo
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- JPH0566425A JPH0566425A JP22565091A JP22565091A JPH0566425A JP H0566425 A JPH0566425 A JP H0566425A JP 22565091 A JP22565091 A JP 22565091A JP 22565091 A JP22565091 A JP 22565091A JP H0566425 A JPH0566425 A JP H0566425A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ツイステッドネマチッ
ク（ＴＮ）、あるいはスーパーツイステッドネマチック
（ＳＴＮ）液晶を用いた位相板方式液晶表示素子に係
り、特に応答速度が速く、高輝度，高コントラストかつ
ペーパーホワイトに近い色調の表示を可能としたＳＴＮ
モードの液晶表示素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase plate type liquid crystal display device using twisted nematic (TN) or super twisted nematic (STN) liquid crystal, and particularly has a high response speed, high brightness, high contrast and paper. STN that enables display of color tone close to white
Mode liquid crystal display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の液晶表示素子における液
晶セルは２枚の電極間に正の誘電率異方性を有するネマ
チック液晶による９０度ねじれた（以下、ねじれ角また
はツイスト角と称する）螺旋構造を有し、かつ両電極の
外側に偏光軸（あるいは吸収軸）が該電極に隣接する液
晶層の液晶分子に対して直交あるいは平行となるように
偏光板を配置して液晶表示素子を構成するものである
（例えば、特公昭５１−１３６６６号公報参照）。2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal cell in a liquid crystal display device of this type is twisted by 90 degrees by a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy between two electrodes (hereinafter referred to as a twist angle or a twist angle). A liquid crystal display device is formed by arranging polarizing plates on both sides of the electrodes so that the polarization axis (or absorption axis) is orthogonal or parallel to the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer adjacent to the electrodes. (See, for example, Japanese Patent Publication No. 51-13666).
【０００３】そして、このような液晶セルを用いた液晶
表示装置は、液晶層と駆動電極とから成る液晶セルを挟
んだ２枚の偏光板と、該液晶セルの裏側に冷陰極管等か
ら成る照明光源（バックライト光源）を配置した構造と
なっている。ＳＴＮモードの液晶表示素子は急峻な閾値
特性を有し、時分割駆動による大容量の表示が可能であ
るが、表示される画像に対する視角によっては観察画像
に着色が起きるという問題があった。A liquid crystal display device using such a liquid crystal cell comprises two polarizing plates sandwiching a liquid crystal cell consisting of a liquid crystal layer and a driving electrode, and a cold cathode tube or the like on the back side of the liquid crystal cell. It has a structure in which an illumination light source (backlight light source) is arranged. The STN-mode liquid crystal display element has a steep threshold characteristic and can display a large capacity by time-division driving, but there is a problem that an observed image is colored depending on the viewing angle with respect to the displayed image.
【０００４】上記の着色の問題を解決する方法として、
液晶層と駆動電極とから成る液晶セルを挟んだ２枚の偏
光板および液晶セルと一方の偏光板（観察面側偏光板：
上偏光板）の間に光学異方体（複屈折効果を持つ位相
板）を重ねた構造を採用している（特開昭６２−１２１
７０１号公報参照）。また、前記したねじれ角（θ）が
９０度の液晶セルを用いた液晶表示素子では、液晶層に
印加される電圧対液晶層の透過率の急峻特性（γ）と視
覚特性の点で問題があり、時分割数（駆動電極基板に形
成した走査電極の数に相当）は６４が限界であった。As a method for solving the above coloring problem,
Two polarizing plates sandwiching a liquid crystal cell composed of a liquid crystal layer and a driving electrode, and one polarizing plate (a polarizing plate on the observation surface side:
A structure in which an optically anisotropic body (a phase plate having a birefringence effect) is superposed between the upper polarizing plate (JP-A-62-121).
701). Further, in the liquid crystal display device using the liquid crystal cell having the twist angle (θ) of 90 degrees, there is a problem in terms of the voltage applied to the liquid crystal layer vs. the steepness (γ) of the transmittance of the liquid crystal layer and the visual characteristic. However, the number of time divisions (corresponding to the number of scan electrodes formed on the drive electrode substrate) was limited to 64.
【０００５】しかし、近年の液晶表示装置に対する画質
の改善と表示情報量増大要求に対処するため、液晶分子
のねじれ角（θ）を１８０度より大きくし、かつ複屈折
効果を利用することにより時分割駆動特性を改善して時
分割数を増大させたスーパーツイステッド複屈折効果型
液晶表示装置（ＳＢＥ−ＬＣＤ）が提案されている（ア
プライド フィジックス レター ４５，Ｎｏ．１０，
１０２１，１９８４（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒ，Ｔ．Ｊ．Ｓｃｈｅｆｆｅｒ，Ｊ．Ｎｅ
ｈｒｉｎｇ：”Ａ ｎｅｗ，ｈｉｇｈｌｙ ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｘａｂｌｅ ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌ ｄｉ
ｓｐｌａｙ”）参照）。However, in order to meet the recent demands for improving the image quality and increasing the display information amount for liquid crystal display devices, the twist angle (θ) of the liquid crystal molecules is set to more than 180 degrees and the birefringence effect is utilized. A super twisted birefringence effect type liquid crystal display device (SBE-LCD) having improved division driving characteristics and increased time division number has been proposed (Applied Physics Letter 45, No. 10,
1021, 1984 (Applied Physics)
Letter, T .; J. Scheffer, J.M. Ne
hring: "A new, highly multi
plexable liquid crystal di
(see “spray”)).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のＳＴＮモード液晶表示素子（ＬＣＤ）は応答速度が遅
く、動画表示や、スクローラやマウスなどの機能を有す
るパーソナルコンピュータやワークステーション等には
適用困難であるという問題があった。本発明の目的は、
動画等の表示が可能な、応答速度の速いＳＴＮモードＬ
ＣＤを提供することにある。However, the above-mentioned conventional STN mode liquid crystal display device (LCD) has a slow response speed and is applied to a personal computer or a workstation having a function of displaying a moving image, a scroller, a mouse and the like. There was a problem that it was difficult. The purpose of the present invention is to
STN mode L with fast response speed capable of displaying moving images
To provide a CD.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、対向配置した一対の電極を有する基板間
に形成されるセルギャップに前記基板に対して垂直方向
に１８０乃至３６０度ねじれた構造を有するネマチック
液晶層を封止した液晶セルと少なくとも一層の光学異方
体とを一対の偏光板で挾んだ液晶表示素子において、前
記液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と前記液晶セルのセルギ
ャップｄ1 の積Δｎ1 ・ｄ1 が１μｍ以上で、かつ前記
光学異方体の屈折率異方性Δｎ2 とその厚さｄ2 の積Δ
ｎ2 ・ｄ2 を ０．４×Δｎ1 ・ｄ1 ≦Δｎ2 ・ｄ2 ≦０．６×Δｎ1
・ｄ1 としたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a cell gap formed between substrates having a pair of electrodes arranged opposite to each other and twisted by 180 to 360 degrees in the direction perpendicular to the substrates. In a liquid crystal display device in which a liquid crystal cell enclosing a nematic liquid crystal layer having a different structure and at least one optical anisotropic body are sandwiched by a pair of polarizing plates, the refractive index anisotropy Δn 1 of the liquid crystal layer and the liquid crystal The product Δn 1 · d 1 of the cell gap d 1 of the cell is 1 μm or more, and the product Δ of the refractive index anisotropy Δn 2 of the optically anisotropic body and its thickness d 2 .
n 2 · d 2 is 0.4 × Δn 1 · d 1 ≦ Δn 2 · d 2 ≦ 0.6 × Δn 1
・ Characterized by d 1 .
【０００８】さらに、本発明は、前記Δｎ2 ・ｄ2 を
Δｎ1 ・ｄ1 より０．５〜１．００μｍ小さくするこ
と、前記光学異方体が一軸性で、液晶セルの片側に、
隣接する液晶分子と光学異方体の光学軸のなす角が９０
±１０度となるように配置すること、前記光学異方体
が一軸性で、前記液晶セルの両側に隣接する液晶分子と
当該光学異方体の光学軸とのなす角が９０±１０度とな
るように配置すること、前記一対の偏光板の吸収軸同
士のなす角を５０乃至１００度とすること、を特徴とす
る。Further, in the present invention, the Δn 2 · d 2 is made smaller than the Δn 1 · d 1 by 0.5 to 1.00 μm, and the optically anisotropic body is uniaxial and is provided on one side of the liquid crystal cell.
The angle formed by the optical axes of the adjacent liquid crystal molecules and the optically anisotropic body is 90.
The optical anisotropic body is uniaxial and the angle between the liquid crystal molecules adjacent to both sides of the liquid crystal cell and the optical axis of the optical anisotropic body is 90 ± 10 degrees. And the angle between the absorption axes of the pair of polarizing plates is 50 to 100 degrees.
【０００９】[0009]
【作用】ＳＴＮモードＬＣＤは電圧を印加することによ
り液晶分子の配向状態が変化し、ＬＣＤの見かけ状の屈
折率異方性（Δｎ・ｄ）が変化して透過光量が変化す
る。そのため、ＬＣＤの屈折率異方性（Δｎ・ｄ）を大
きくすることにより、液晶分子の僅かの配向変化でも液
晶表示素子の見かけ上の屈折率異方性（Δｎ・ｄ）の変
化が大きくなり透過光量の変化も大きくなる。In the STN mode LCD, the orientation state of the liquid crystal molecules is changed by applying a voltage, the apparent refractive index anisotropy (Δn · d) of the LCD is changed, and the transmitted light amount is changed. Therefore, by increasing the refractive index anisotropy (Δn · d) of the LCD, the change in the apparent refractive index anisotropy (Δn · d) of the liquid crystal display element becomes large even with a slight change in the orientation of the liquid crystal molecules. The change in the amount of transmitted light also becomes large.
【００１０】光学異方体を用いて着色補償を行う場合、
光学異方体の屈折率異方性（Δｎ2 ・d2 ）が液晶層の屈
折率異方性（Δｎ1 ・ｄ1 ）に比べて小さい程、高い電
圧を印加したところで着色補償がなされることになる。
したがって、液晶層の屈折率異方性（Δｎ1 ・ｄ1 ）を
１μｍ以上と大きくし、かつ、光学異方体の屈折率異方
性（Δｎ2 ・ｄ2 ）を液晶層の屈折率異方性（Δｎ1 ・
ｄ1 ）の４０〜６０％と小さくすることにより、高電圧
で、かつ液晶分子の僅かの配向変化でＯＮ−ＯＦＦし、
ＬＣＤの応答速度は速くなる。When color compensation is performed using an optically anisotropic body,
As the refractive index anisotropy (Δn 2 · d 2 ) of the optically anisotropic body is smaller than the refractive index anisotropy (Δn 1 · d 1 ) of the liquid crystal layer, color compensation is performed when a high voltage is applied. It will be.
Therefore, the refractive index anisotropy (Δn 1 · d 1 ) of the liquid crystal layer is increased to 1 μm or more, and the refractive index anisotropy (Δn 2 · d 2 ) of the optical anisotropic body is changed to that of the liquid crystal layer. Direction (Δn 1 ·
By making it as small as 40 to 60% of d 1 ), it is turned on and off at a high voltage and with a slight alignment change of liquid crystal molecules,
The response speed of the LCD becomes faster.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明の実施例につき図面を参照して
詳細に説明する。 ［実施例１］図１は本発明による液晶表示素子の第１実
施例の構造を説明する断面であって、１は上ガラス基
板、２は下ガラス基板、３は上ガラス基板に形成した上
電極、４は下ガラス基板２に形成した下電極、５は上電
極面に形成した上配向膜、６は下電極面に形成した下配
向膜、７は上配向膜５と下配向膜６の対向間隔（セルギ
ャップ）に封止した液晶層、８は一軸性位相差フィル
ム、９は上偏光板、９’は下偏光板、１０は液晶表示素
子を示す。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. [Embodiment 1] FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the structure of a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention, in which 1 is an upper glass substrate, 2 is a lower glass substrate, and 3 is an upper glass substrate. An electrode, 4 is a lower electrode formed on the lower glass substrate 2, 5 is an upper alignment film formed on the upper electrode surface, 6 is a lower alignment film formed on the lower electrode surface, and 7 is an upper alignment film 5 and a lower alignment film 6. A liquid crystal layer sealed at opposing intervals (cell gap), 8 is a uniaxial retardation film, 9 is an upper polarizing plate, 9'is a lower polarizing plate, and 10 is a liquid crystal display element.
【００１２】同図において、ガラス基板１，２の対向す
る面に電極３，４とポリイミド等の配向膜５，６を形成
し、配向膜５，６に配向処理を施して、両配向膜間に形
成されるギャップ（セルギャップ）にネマチック液晶を
封止して液晶層７を形成して構成した液晶セルに、ポリ
カーボネート等の一軸性位相差フィルム８を積層する。In the figure, electrodes 3 and 4 and alignment films 5 and 6 made of polyimide or the like are formed on the surfaces of glass substrates 1 and 2 facing each other. The uniaxial retardation film 8 such as polycarbonate is laminated on the liquid crystal cell configured by forming the liquid crystal layer 7 by sealing the nematic liquid crystal in the gap (cell gap) formed in 1.
【００１３】一軸性位相差フィルム８を積層した液晶セ
ルを一対の偏光板（上偏光板９，下偏光板９’）で挾ん
で液晶表示素子１０を構成する。図２は本発明による液
晶表示素子の第１実施例の軸構成の説明図であって、１
１は上配向膜５のラビング方向、１２は下配向膜６のラ
ビング方向、１３は一軸性位相差フィルム８の光学軸、
１４は上偏光板９の吸収軸、１５は下偏光板９’の吸収
軸である。The liquid crystal cell in which the uniaxial retardation film 8 is laminated is sandwiched by a pair of polarizing plates (upper polarizing plate 9 and lower polarizing plate 9 ') to form a liquid crystal display element 10. FIG. 2 is an explanatory view of the axial constitution of the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
1 is a rubbing direction of the upper alignment film 5, 12 is a rubbing direction of the lower alignment film 6, 13 is an optical axis of the uniaxial retardation film 8,
Reference numeral 14 is an absorption axis of the upper polarizing plate 9, and 15 is an absorption axis of the lower polarizing plate 9 ′.
【００１４】また、１６は上配向膜５のラビング方向１
１と下配向膜６のラビング方向１２の角度すなわちツイ
スト角で、本実施例ではこのツイスト角１６（θ）を２
４０度としている。また、上配向膜５のラビング方向１
１と一軸性位相差フィルム８の光学軸１３のなす角１７
（θ1）が９０度、上偏光板９の吸収軸１４と下偏光板
９’の吸収軸１５のなす角１８（θ2）を９０度に設定
している。Reference numeral 16 is the rubbing direction 1 of the upper alignment film 5.
1 and the angle of the lower alignment film 6 in the rubbing direction 12, that is, the twist angle. In this embodiment, the twist angle 16 (θ) is 2
It is set to 40 degrees. In addition, the rubbing direction 1 of the upper alignment film 5
The angle 17 formed between the optical axis 13 of the uniaxial retardation film 8 and 1
(Θ 1 ) is 90 degrees, and the angle 18 (θ 2 ) formed by the absorption axis 14 of the upper polarizing plate 9 and the absorption axis 15 of the lower polarizing plate 9 ′ is set to 90 degrees.
【００１５】また、液晶層７の屈折率異方性（Δｎ1 ・
ｄ1 ）を１．７４μｍ、位相差フィルム８の屈折率異方
性（Δｎ2 ・ｄ2 ）を０．７４μｍとしている。図３は
本発明による液晶表示素子の第１実施例の構成を説明す
る展開斜視図であって、前記図１，図２と同一符号は同
一部分に対応し、７０は液晶を封止して液晶層を形成す
るためのシール材である。Further, the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 7 (Δn 1 ·
d 1 ) is 1.74 μm, and the refractive index anisotropy (Δn 2 · d 2 ) of the retardation film 8 is 0.74 μm. FIG. 3 is a developed perspective view for explaining the configuration of the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, wherein the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 correspond to the same parts, and 70 denotes a liquid crystal seal. A sealant for forming a liquid crystal layer.
【００１６】同図において、液晶表示素子は上ガラス基
板１に形成した上電極３と下ガラス基板２に形成した下
電極４とを対向させ、上記上電極３と下電極４のそれぞ
れの上面に形成した上配向膜５と下配向膜６との間のセ
ルギャップにシール材７０で液晶を封止し、液晶層７を
形成し、液晶セルとする。上配向膜５のラビング方向
（吸収軸）１１と下配向膜６のラビング方向（吸収軸）
１２とで前記ツイスト角θが設定される。液晶層７の厚
み、すなわちセルギャプはｄ1 である。In the figure, in the liquid crystal display element, the upper electrode 3 formed on the upper glass substrate 1 and the lower electrode 4 formed on the lower glass substrate 2 are opposed to each other, and the upper electrode 3 and the lower electrode 4 are provided on the respective upper surfaces thereof. Liquid crystal is sealed with a sealing material 70 in the cell gap between the formed upper alignment film 5 and lower alignment film 6 to form a liquid crystal layer 7 to form a liquid crystal cell. Rubbing direction (absorption axis) 11 of upper alignment film 5 and rubbing direction (absorption axis) of lower alignment film 6
With 12, the twist angle θ is set. The thickness of the liquid crystal layer 7, that is, the cell gap is d 1 .
【００１７】液晶セルの上面である上ガラス基板１には
光学異方体である一軸性位相差フィルム８が積層され
る。この一軸性位相差フィルム８の厚みはｄ2である。
そして、この液晶セルと一軸性位相差フィルム８を一対
の偏光板（上偏光板９と下偏光板９’）で挟み、液晶表
示素子１０を構成する。そして、前記液晶層７の屈折率
異方性をΔｎ1 、前記液晶セルのセルギャップをｄ1 、
前記光学異方体の屈折率異方性をΔｎ2 、その厚さをｄ
2 としたとき、Δｎ1 とｄ1 の積（Δｎ1 ・ｄ1 ）を１
μｍ以上としすると共に、Δｎ2 とｄ2 の積（Δｎ2 ・
ｄ2 ）との間に、 ０．４×Δｎ1 ・ｄ1 ≦Δｎ2 ・ｄ2 ≦０．６×Δｎ1
・ｄ１ の関係を持たせたものである。A uniaxial retardation film 8 which is an optically anisotropic body is laminated on the upper glass substrate 1 which is the upper surface of the liquid crystal cell. The thickness of this uniaxial retardation film 8 is d 2 .
Then, the liquid crystal cell and the uniaxial retardation film 8 are sandwiched between a pair of polarizing plates (an upper polarizing plate 9 and a lower polarizing plate 9 ′) to form a liquid crystal display element 10. The refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 7 is Δn 1 , the cell gap of the liquid crystal cell is d 1 ,
The refractive index anisotropy of the optically anisotropic body is Δn 2 , and its thickness is d.
When a 2, [Delta] n 1 and d 1 of the product of (Δn 1 · d 1) 1
μm or more, and the product of Δn 2 and d 2 (Δn 2 ·
d 2 ), 0.4 × Δn 1 · d 1 ≦ Δn 2 · d 2 ≦ 0.6 × Δn 1
・ It has the relationship of d 1 .
【００１８】さらに、前記の構成において、（Δｎ２
・ｄ2 ）を（Δｎ1 ・ｄ1 ）より０．５〜１．００μｍ
小さくし、隣接する液晶分子と光学異方体の光学軸のな
す角が９０±１０度となるように前記一軸性光学異方体
を前記液晶セルの片側に配置し、前記一対の偏光板の吸
収軸同士のなす角を５０乃至１００度としている。図４
は上記第１実施例における液晶表示素子の上電極３と下
電極４とが交鎖した部分を鉛直方向から測定した電圧−
透過率特性を示す特性図であって、横軸に電圧
（Ｖrms ）を縦軸を透過率（％）をとっている。Further, in the above configuration, (Δn 2
・ D 2 ) is 0.5 to 1.00 μm from (Δn 1 · d 1 ).
The uniaxial optically anisotropic body is arranged on one side of the liquid crystal cell so that the angle formed between the adjacent liquid crystal molecules and the optical axis of the optically anisotropic body is 90 ± 10 degrees. The angle between the absorption axes is 50 to 100 degrees. Figure 4
Is the voltage measured from the vertical direction at the portion where the upper electrode 3 and the lower electrode 4 of the liquid crystal display element in the first embodiment intersect.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing transmittance characteristics, in which the horizontal axis represents voltage (V rms ) and the vertical axis represents transmittance (%).
【００１９】図示のように、１／２０００デューティで
起動したとき、コントラストは１：６８であり、応答時
間は、立上がり時間Ｔｒ＝６０ｍｓ、立下がり時間Ｔｆ
＝１９０ｍｓとなり、同じツイスト角で同じセルギャッ
プを持つ従来ＳＴＮモードＬＣＤの応答時間に比べて約
４０％短くなり、高速化されたことがわかる。また、明
部の明るさも約４０％アップしており、反射型での使用
も可能で、色調もよりニュートラル（ペーパーホワイ
ト）に近づいたものとなった。 ［実施例２］本発明の第２実施例の構造および軸構成は
前記第１実施例の構造および軸構成と同じである。そし
て、液晶層７のΔｎ1・ｄ1を１．２２μｍ、一軸性位相
差フィルム８のΔｎ2・ｄ2を０．６２μｍとした。As shown in the figure, when activated at 1/2000 duty, the contrast is 1:68, and the response time is a rise time Tr = 60 ms and a fall time Tf.
= 190 ms, which is about 40% shorter than the response time of the conventional STN mode LCD having the same twist angle and the same cell gap, and it can be seen that the speed is increased. In addition, the brightness of the bright part has been increased by about 40%, it can be used in a reflective type, and the color tone is closer to neutral (paper white). [Embodiment 2] The structure and the shaft configuration of the second embodiment of the present invention are the same as the structure and the shaft configuration of the first embodiment. The Δn 1 · d 1 of the liquid crystal layer 7 was 1.22 μm, and the Δn 2 · d 2 of the uniaxial retardation film 8 was 0.62 μm.
【００２０】図５は第２実施例における液晶表示素子の
電圧−透過率特性を示す前記図４と同様の特性図であ
る。同図において、１／２００デューティで駆動した時
のコントラストが１：５６で、応答時間は立上り時間Ｔ
ｒ＝７０ｍｎ、立下り時間Ｔｆ＝２００ｍｓで、同じツ
イストで同じセルギャップを持つ従来のＳＴＮモードＬ
ＣＤに比べ応答時間が約３５％短くなり、高速化された
ことがわかる。FIG. 5 is a characteristic diagram similar to FIG. 4 showing the voltage-transmittance characteristic of the liquid crystal display element in the second embodiment. In the figure, the contrast when driven at 1/200 duty is 1:56, and the response time is the rise time T
Conventional STN mode L with r = 70 mn, fall time Tf = 200 ms and same twist and same cell gap
It can be seen that the response time is about 35% shorter than that of the CD and the speed is increased.
【００２１】明部の明るさは前記第１実施例と同等であ
るが、電圧無印加時の透過率が低くなるので、電極交鎖
部以外が暗くなるので透過型には使用ができない。 ［実施例３］図６は本発明による液晶表示素子の第３実
施例の構造を説明する断面図であって、前記実施例にお
ける一軸性位相差フィルム８と同一の屈折率異方性Δｎ
1 の一軸性位相差フィルム８’を一層追加した以外は実
施例１と同じ構造である。追加する一軸性位相差フィル
ム８’は一軸性位相差フィルム８に対して液晶層７に関
して反対の側に積層され、さらにこの上に下偏光板９’
が積層された構造を有する。The brightness of the bright part is the same as that of the first embodiment, but the transmittance is low when no voltage is applied, and the parts other than the electrode crossing parts are dark, so that it cannot be used in the transmissive type. [Embodiment 3] FIG. 6 is a sectional view for explaining the structure of a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, in which the same refractive index anisotropy Δn as the uniaxial retardation film 8 in the above embodiment is used.
The structure is the same as that of Example 1 except that one uniaxial retardation film 8'is further added. The uniaxial retardation film 8 ′ to be added is laminated on the opposite side of the uniaxial retardation film 8 with respect to the liquid crystal layer 7, and the lower polarizing plate 9 ′ is further provided thereon.
Has a laminated structure.
【００２２】液晶層７のセルギャップはｄ1 で、二枚の
一軸性位相差フィルム８，８’の厚さはそれぞれｄ3 ，
ｄ4 であり、位相差フィルムとしての厚さｄ2 は、ｄ2
＝ｄ3 ＋ｄ4 である。この実施例でも、Δｎ1 とｄ1 の
積（Δｎ1 ・ｄ1 ）を１μｍ以上としすると共に、Δｎ
2 とｄ2 （＝ｄ3 ＋ｄ4 ）の積（Δｎ2 ・ｄ2 ）との間
に、 ０．４×Δｎ1 ・ｄ1 ≦Δｎ2 ・ｄ2 ≦０．６×Δｎ1
・ｄ1 の関係を持たせたものである。The cell gap of the liquid crystal layer 7 is d 1 , and the thicknesses of the two uniaxial retardation films 8 and 8 ′ are d 3 and
d 4 and the thickness d 2 as a retardation film is d 2
= D 3 + d 4 . In this example, the then you and [Delta] n 1 and d 1 of the product (Δn 1 · d 1) of 1μm or more, [Delta] n
Between the product of 2 and d 2 (= d 3 + d 4 ) (Δn 2 · d 2 ), 0.4 × Δn 1 · d 1 ≦ Δn 2 · d 2 ≦ 0.6 × Δn 1
・ It has a relationship of d 1 .
【００２３】さらに、前記の構成において、（Δｎ2 ・
ｄ2 ）を（Δｎ1 ・ｄ1 ）より０．５〜１．００μｍ小
さくし、隣接する液晶分子と光学異方体の光学軸のなす
角が９０±１０度となるように前記一軸性光学異方体を
前記液晶セルの両側に配置し、前記一対の偏光板の吸収
軸同士のなす角を５０乃至１００度としている。図７は
本発明による液晶表示素子の第３実施例の構成を説明す
る展開斜視図であって、前記図３と同一符号は同一部分
に対応し、８’は第２の一軸性光学異方体である。Further, in the above configuration, (Δn 2 ·
d 2 ) is smaller than (Δn 1 · d 1 ) by 0.5 to 1.00 μm so that the angle formed by the optical axes of the adjacent liquid crystal molecules and the optically anisotropic body is 90 ± 10 degrees. The anisotropic bodies are arranged on both sides of the liquid crystal cell, and the angle between the absorption axes of the pair of polarizing plates is set to 50 to 100 degrees. FIG. 7 is a developed perspective view for explaining the structure of the third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, wherein the same reference numerals as those in FIG. 3 correspond to the same parts, and 8'denotes the second uniaxial optical anisotropic material. It is the body.
【００２４】同図において、液晶表示素子１０は上ガラ
ス基板１に形成した上電極３と下ガラス基板２に形成し
た下電極４とを対向させ、上記上電極３と下電極４のそ
れぞれの上面に形成した上配向膜５と下配向膜６との間
のセルギャップにシール材７０で液晶を封止し、液晶層
７を形成し、液晶セルとする。上配向膜５のラビング方
向（吸収軸）１１と下配向膜６のラビング方向（吸収
軸）１２とで前記ツイスト角θが設定される。液晶層７
の厚み、すなわちセルギャプはｄ1 である。In the figure, in the liquid crystal display element 10, the upper electrode 3 formed on the upper glass substrate 1 and the lower electrode 4 formed on the lower glass substrate 2 are opposed to each other, and the upper surfaces of the upper electrode 3 and the lower electrode 4 are respectively arranged. A liquid crystal is sealed with a sealing material 70 in the cell gap between the upper alignment film 5 and the lower alignment film 6 formed in 1. to form a liquid crystal layer 7 to form a liquid crystal cell. The twist angle θ is set by the rubbing direction (absorption axis) 11 of the upper alignment film 5 and the rubbing direction (absorption axis) 12 of the lower alignment film 6. Liquid crystal layer 7
, The cell gap is d 1 .
【００２５】液晶セルの上面である上ガラス基板１には
光学異方体である一軸性位相差フィルム８が、また液晶
セルの下面である下ガラス基板２には第２の一軸性位相
差フィルム８’が積層される。この一軸性位相差フィル
ム８の厚みはｄ3 、第２の一軸性位相差フィルム８’の
厚みはｄ4 で、一軸性位相差フィルム８、８’の合計厚
さとしてのｄ2 はｄ3 ＋ｄ4 である。The upper glass substrate 1 which is the upper surface of the liquid crystal cell has the uniaxial retardation film 8 which is an optically anisotropic body, and the lower glass substrate 2 which is the lower surface of the liquid crystal cell has the second uniaxial retardation film 8. 8'is stacked. The thickness of the uniaxial retardation film 8 d 3, 'in the thickness of d 4, uniaxial retardation film 8, 8' of the second uniaxial retardation film 8 d 2 of the total thickness of d 3 + D 4 .
【００２６】そして、この液晶セルと一軸性位相差フィ
ルム８，８’の両側から一対の偏光板（上偏光板９と下
偏光板９’）で挟み、液晶表示素子を構成する。そし
て、前記液晶層７の屈折率異方性をΔｎ1 、前記液晶セ
ルのセルギャップをｄ1 、前記光学異方体８，８’の屈
折率異方性をΔｎ2 、その厚さをｄ2 （＝ｄ3 ＋ｄ4 ）
としたとき、Δｎ1 とｄ1 の積（Δｎ1 ・ｄ1 ）を１μ
ｍ以上としすると共に、Δｎ2 とｄ2 の積（Δｎ2 ・ｄ
2 ）との間に、 ０．４×Δｎ1 ・ｄ1 ≦Δｎ2 ・ｄ2 ≦０．６×Δｎ1
・ｄ1 の関係を持たせたものである。The liquid crystal cell and the uniaxial retardation film 8, 8'are sandwiched by a pair of polarizing plates (upper polarizing plate 9 and lower polarizing plate 9 ') to form a liquid crystal display element. The refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 7 is Δn 1 , the cell gap of the liquid crystal cell is d 1 , the refractive index anisotropy of the optically anisotropic bodies 8 and 8 ′ is Δn 2 , and the thickness thereof is d. 2 (= d 3 + d 4 )
When a, 1 [mu] a [Delta] n 1 and d 1 of the product (Δn 1 · d 1)
m and the product of Δn 2 and d 2 (Δn 2 · d
2 ) and 0.4 × Δn 1 · d 1 ≦ Δn 2 · d 2 ≦ 0.6 × Δn 1
・ It has a relationship of d 1 .
【００２７】さらに、前記の構成において、（Δｎ2 ・
ｄ2 ）を（Δｎ1 ・ｄ1 ）より０．５〜１．００μｍ小
さくし、隣接する液晶分子と光学異方体の光学軸のなす
角が９０±１０度となるように前記一軸性光学異方体を
前記液晶セルの両側に配置し、前記一対の偏光板９，
９’の吸収軸同士のなす角を５０乃至１００度としてい
る。Further, in the above configuration, (Δn 2 ·
d 2 ) is smaller than (Δn 1 · d 1 ) by 0.5 to 1.00 μm so that the angle formed by the optical axes of the adjacent liquid crystal molecules and the optically anisotropic body is 90 ± 10 degrees. Anisotropic bodies are arranged on both sides of the liquid crystal cell, and the pair of polarizing plates 9,
The angle between the absorption axes of 9'is 50 to 100 degrees.
【００２８】図８は本発明による液晶表示素子の第３実
施例の軸構成の説明図であって、位相差フィルム８’の
光学軸２０と下側配向膜６のラビング方向１２のなす角
（θ3 ）２１が９０度である以外は図２に示した第１実
施例と同じ軸構成である。液晶層７の（Δｎ1・ｄ1）を
１．７４μｍ、位相差フィルム８，８’の（Δｎ2・
ｄ2）を各々０．３７μｍとすると、電圧−透過率特性
及び応答時間は第１実施例と略々同じになる。FIG. 8 is an explanatory view of the axial constitution of the third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, in which the angle formed by the optical axis 20 of the retardation film 8'and the rubbing direction 12 of the lower alignment film 6 ( The axis configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 2 except that θ 3 ) 21 is 90 degrees. The liquid crystal layer 7 has a (Δn 1 · d 1 ) of 1.74 μm, and the retardation films 8 and 8 ′ have a (Δn 2 · d 1 ).
When d 2 ) is 0.37 μm, the voltage-transmittance characteristic and the response time are almost the same as in the first embodiment.
【００２９】この実施例においても、電圧印加に対する
応答特性は従来のこの種のＬＣＤに比較して格段の高速
化を図ることができる。図９は本発明による液晶表示素
子を用いた液晶表示モジュールの一構造例を説明する展
開斜視図であって、駆動回路とバックライト光源を一体
化した構造を特徴とし、液晶表示素子１０を駆動するＩ
Ｃ３４は、中央部に液晶表示素子１０を嵌め込む窓部を
設けた枠状のプリント基板３５に搭載される。液晶表示
素子１０を嵌め込んだプリント基板３５はプラスチック
モールドで形成された枠状体４２の窓部に嵌め込まれ、
これに金属製のフレーム４１を重ね、その爪４３を枠状
体４２に形成されている切込み４４内に折り曲げること
によってフレーム４１と枠状体４２とが固定される。Also in this embodiment, the response characteristic to voltage application can be remarkably speeded up as compared with the conventional LCD of this type. FIG. 9 is a developed perspective view for explaining an example of the structure of a liquid crystal display module using the liquid crystal display device according to the present invention, which features a structure in which a drive circuit and a backlight source are integrated to drive the liquid crystal display device 10. Do I
C34 is mounted on a frame-shaped printed circuit board 35 having a window portion for fitting the liquid crystal display element 10 in the central portion. The printed circuit board 35 in which the liquid crystal display element 10 is fitted is fitted in the window portion of the frame-like body 42 formed by plastic molding,
The frame 41 made of metal is overlapped on this, and the claw 43 is bent into the notch 44 formed in the frame-shaped body 42 to fix the frame 41 and the frame-shaped body 42.
【００３０】そして、液晶表示素子１０の裏側左右端に
配置されているバックライト光源である白色冷陰極蛍光
灯２０，２０’からの光を液晶表示素子１０に均一に照
射するためのアクリル板等の導光体２１，金属板に白色
塗料を塗布する等で形成された反射板３８，導光体２１
からの光を拡散する乳白色の拡散板３９が図示した順で
枠状体４２の裏側から窓部に嵌め込まれて成る。Then, an acrylic plate or the like for uniformly irradiating the liquid crystal display element 10 with light from the white cold cathode fluorescent lamps 20 and 20 ', which are the light sources for the backlights arranged at the left and right ends on the back side of the liquid crystal display element 10, etc. Of the light guide 21, the reflector 38 formed by applying a white paint to the metal plate, the light guide 21
A milky white diffusing plate 39 for diffusing light from the above is fitted in the window portion from the back side of the frame-shaped body 42 in the order shown.
【００３１】なお、冷陰極蛍光灯２０，２０’を点灯す
るための図示しない電源回路が枠状体４２の裏側（反射
板３８の凹部４５に対向する位置）に設けられた凹部
（図示せず）に収納される。拡散板３９，導光体２１，
冷陰極蛍光灯２０と２０’，および反射板３８は、該反
射板３８に設けられている舌片４６を枠状体４２の小口
４７内に折り曲げることにより固定される。A power supply circuit (not shown) for lighting the cold cathode fluorescent lamps 20 and 20 'is provided on the back side of the frame-like body 42 (position facing the recess 45 of the reflection plate 38) (not shown). ). Diffusion plate 39, light guide 21,
The cold cathode fluorescent lamps 20 and 20 ′ and the reflection plate 38 are fixed by bending a tongue piece 46 provided on the reflection plate 38 into a small opening 47 of the frame-shaped body 42.
【００３２】このような構造により、薄型，軽量かつ視
野角の変化に伴う表示への着色を無くした液晶表示モジ
ュールを得ることができる。図１０は本発明による液晶
表示素子をカラー化した場合の一構造例を説明する液晶
セルの部分破断した要部斜視図である。同図において、
上ガラス基板１，一軸性位相差フィルム８，上偏光板９
の積層構造は前記角実施例と同様であるが、上電極３と
上ガラス基板との間に赤フィルタ３３Ｒ，緑フィルタ３
３Ｇ，青フィルタ３３Ｇの３色のストライプフィルタが
遮光膜３３Ｄで隔離されて形成されている。With such a structure, it is possible to obtain a liquid crystal display module which is thin, lightweight and has no coloring on the display due to the change of the viewing angle. FIG. 10 is a partially cutaway perspective view of a liquid crystal cell for explaining an example of a structure in which the liquid crystal display device according to the present invention is colorized. In the figure,
Upper glass substrate 1, uniaxial retardation film 8, upper polarizing plate 9
The laminated structure of is similar to that of the above-described embodiment, but the red filter 33R and the green filter 3 are provided between the upper electrode 3 and the upper glass substrate.
Three-color stripe filters of 3G and blue filter 33G are formed so as to be isolated by the light shielding film 33D.
【００３３】これらの角色フィルタ３３Ｒ，３３Ｇ，３
３Ｂおよび遮光膜３３Ｄを設けたことによるの表面の凹
凸を平滑にするために、絶縁物からなる平滑層３０が形
成され、平滑層３０の表面に上配向膜５が形成されてい
る。なお、このカラー液晶セルを用いたカラー液晶表示
装置は駆動ＩＣを除いて前記図９に示したものと同様で
ある。These angular color filters 33R, 33G, 3
In order to smooth the unevenness of the surface due to the provision of 3B and the light shielding film 33D, the smoothing layer 30 made of an insulating material is formed, and the upper alignment film 5 is formed on the surface of the smoothing layer 30. A color liquid crystal display device using this color liquid crystal cell is the same as that shown in FIG. 9 except for the driving IC.
【００３４】上記した各実施例の液晶表示素子を用いた
液晶表示モジュールはパソコン，ワープロ等の各種ＯＡ
機器、その他テレビ受信機等の民生機器に適用できる。A liquid crystal display module using the liquid crystal display element of each of the above-mentioned embodiments is used for various kinds of OA such as personal computers and word processors.
It can be applied to equipment and other consumer equipment such as television receivers.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶セル及び光学異方体の各光学的特性と、液晶セル，
光学異方体及び偏光板の積層状態を特定することによ
り、従来のＳＴＮモードＬＣＤに比べ応答速度が速く、
明るく、コントラストが高く、かつ色調がよりニュート
ラルに近いＳＴＮモードＬＣＤを実現することができ
る。As described above, according to the present invention,
The optical characteristics of the liquid crystal cell and the optically anisotropic substance, the liquid crystal cell,
By specifying the laminated state of the optically anisotropic body and the polarizing plate, the response speed is faster than that of the conventional STN mode LCD,
It is possible to realize an STN mode LCD that is bright, has high contrast, and has a color tone closer to neutral.
【図１】本発明による液晶表示素子の第１実施例の構造
を説明する断面図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating a structure of a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
【図２】本発明による液晶表示素子の第１実施例の軸構
成の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a shaft configuration of a first embodiment of a liquid crystal display element according to the present invention.
【図３】本発明による液晶表示素子の第１実施例の構成
を説明する展開斜視図である。FIG. 3 is a developed perspective view illustrating the configuration of the first embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention.
【図４】本発明による液晶表示素子の第１実施例におけ
る上電極と下電極とが交鎖した部分を鉛直方向から測定
した電圧−透過率特性を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a voltage-transmittance characteristic measured in a vertical direction at a portion where the upper electrode and the lower electrode intersect in the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図５】本発明による液晶表示素子の第２実施例におけ
る電圧−透過率特性を示す図４と同様の特性図である。5 is a characteristic diagram similar to FIG. 4, showing the voltage-transmittance characteristic in the second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図６】本発明による液晶表示素子の第３実施例の構造
を説明する断面図である。FIG. 6 is a sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
【図７】本発明による液晶表示素子の第３実施例の構成
を説明する展開斜視図である。FIG. 7 is a developed perspective view illustrating the configuration of a third embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention.
【図８】本発明による液晶表示素子の第３実施例の軸構
成の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a shaft configuration of a third embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention.
【図９】本発明による液晶表示素子を用いた液晶表示モ
ジュールの構造を説明する展開斜視図である。FIG. 9 is a developed perspective view illustrating the structure of a liquid crystal display module using the liquid crystal display element according to the present invention.
【図１０】本発明による液晶表示素子をカラー化した場
合の構造を説明する液晶セルの部分破断した要部斜視図
である。FIG. 10 is a partially cutaway perspective view of a liquid crystal cell for explaining the structure when the liquid crystal display device according to the present invention is colorized.
１・・・・上ガラス基板、２・・・・下ガラス基板、３
・・・・上電極、４・・・・下電極、５・・・・上配向
膜、６・・・・下配向膜、７・・・・液晶層、８，８’
・・・・一軸性位相差フィルム、９・・・・上偏光板、
９’・・・・下偏光板、１０・・・・液晶表示素子。1 ... upper glass substrate, 2 lower glass substrate, 3
.... upper electrode, 4 ... lower electrode, 5 ... upper alignment film, 6 ... lower alignment film, 7 ... liquid crystal layer, 8, 8 '
.... Uniaxial retardation film, 9 ... Upper polarizing plate,
9 '... Lower polarizing plate, 10 ... Liquid crystal display element.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 真二 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内 (72)発明者 花田 良雄 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Shinji Hasegawa, 3300 Hayano, Mobara, Chiba, Chiba Prefecture, within the Mobara Plant, Hitachi, Ltd. (72) Yoshio Hanada, 3300, Hayano, Mobara, Chiba, Hitachi, Ltd., within the Mobara Plant, Hitachi, Ltd.
Claims (1)
形成されるセルギャップに前記基板に対して垂直方向に
１８０乃至３６０度ねじれた構造を有するネマチック液
晶層を封止した液晶セルと少なくとも一層の光学異方体
とを一対の偏光板で挾んだ液晶表示素子において、前記
液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と前記液晶セルのセルギャ
ップｄ1 の積Δｎ1 ・ｄ1 が１μｍ以上で、かつ前記光
学異方体の屈折率異方性Δｎ2 とその厚さｄ2 の積Δｎ
2 ・ｄ2 が ０．４×Δｎ1 ・ｄ1 ≦Δｎ2 ・ｄ2 ≦０．６×Δｎ1
・ｄ1 であることを特徴とする液晶表示素子。1. A liquid crystal cell in which a nematic liquid crystal layer having a structure twisted 180 to 360 degrees in a direction perpendicular to the substrate is sealed in a cell gap formed between substrates having a pair of electrodes arranged to face each other. In a liquid crystal display device sandwiching one optical anisotropic body with a pair of polarizing plates, the product Δn 1 · d 1 of the refractive index anisotropy Δn 1 of the liquid crystal layer and the cell gap d 1 of the liquid crystal cell is 1 μm. The product Δn of the refractive index anisotropy Δn 2 of the optical anisotropic body and its thickness d 2
2 · d 2 is 0.4 × Δn 1 · d 1 ≦ Δn 2 · d 2 ≦ 0.6 × Δn 1
A liquid crystal display device characterized by being d 1 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22565091A JPH0566425A (en) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22565091A JPH0566425A (en) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Liquid crystal display element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0566425A true JPH0566425A (en) | 1993-03-19 |
Family
ID=16832625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22565091A Pending JPH0566425A (en) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Liquid crystal display element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0566425A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3058421B1 (en) * | 2013-10-17 | 2019-04-03 | Merck Patent GmbH | Device for regulating entry of light |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP22565091A patent/JPH0566425A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3058421B1 (en) * | 2013-10-17 | 2019-04-03 | Merck Patent GmbH | Device for regulating entry of light |
| US10336940B2 (en) | 2013-10-17 | 2019-07-02 | Merck Patent Gmbh | Device for regulating the entry of light |
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