JPS63274924A - Liquid crystal display element - Google Patents
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- JPS63274924A JPS63274924A JP62109633A JP10963387A JPS63274924A JP S63274924 A JPS63274924 A JP S63274924A JP 62109633 A JP62109633 A JP 62109633A JP 10963387 A JP10963387 A JP 10963387A JP S63274924 A JPS63274924 A JP S63274924A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、パーソナルコンピューター、ワードプロセッ
サー、データ端末機などの表示端末に用いられる液晶表
示素子に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal display element used in display terminals such as personal computers, word processors, and data terminals.
[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 Nehring、
^ppl、 、 Phys、 、 Lett、 45
(10)1021−1023 (1984) )が知ら
れていた。[Conventional technology] Conventionally, by increasing the twist angle of liquid crystal molecules between both electrodes,
A super twist element (T,
J, 5chefferand Nehring,
^ppl, , Phys, , Lett, 45
(10) 1021-1023 (1984)) was known.
しかし、この方法は用いられる液晶表示素子のΔn−d
の値が実質的に0,8〜−1.2μmの間にあり(特開
昭6O−1(1720号)1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。However, this method is limited to Δn−d of the liquid crystal display element used.
The value is substantially between 0.8 and -1.2 μm (Japanese Unexamined Patent Publication No. 6O-1 (1720)) 1 Display colors include specific hues such as yellow-green and dark blue, blue-purple and light yellow Good contrast was obtained only with the combination of
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。As described above, since this liquid crystal display element could not perform black and white display, it had the disadvantage that it could not perform multicolor or full color display when combined with a microcolor filter.
[発明の解決しようとする問題点]
本発明の目的は、従来技術が有していた前述の特有色を
有する欠点なを解消して、白黒に近い表示を実現すると
共に、微細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表示を実現しようとするも
のである。[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to eliminate the disadvantage of the above-mentioned characteristic color that the prior art had, to realize a display close to black and white, and to provide a display using a fine color filter. It is intended to be formed inside or outside the cell to realize a monochrome or multicolor display as conventionally achieved with TN elements.
[問題点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くなされたものであ
り、透明電極が所定の形状に形成され、その表面には液
晶分子長軸が傾きを持って一定方向に配列する様に処理
された一対の透明電極基板間に光学活性物質を含有した
誘電異方性が正のネマチック液晶を封入し1両電極基板
をほぼ平行に接着するとともに、液晶を封入するための
周辺シール材、および両電極基板の外側に夫々少なくと
も1枚以上の偏光板を設置した液晶表示素子において電
圧無印加時における両電極間での液晶分子のツイスト角
が230度であり、かつ液晶の屈折率の異方性 (Δn
)と液晶層の厚み(d)の積が、室温を含む使用温度範
囲において、0.5〜0.7μmの間にあり、更に観察
者に対して手前側の電極表面上における液晶分子長軸の
配列方向と、隣接する偏光板の偏光軸もしくは吸収軸と
のなす角が、電極平面と平行な面を投影面とした場合に
、偏光軸もしくは吸収軸が液晶分子の配列方向から液晶
分子のねじれ方向とは逆の方向に50度から70度の角
度をなし、観察者に対して、向う側にある電極表面上に
おける液晶分子長軸と、隣接する偏光板の偏光軸もしく
は吸収軸とのなす角が、同様に液晶分子のねじれ方向と
は逆の方向に20度から40度の角度をなしている事を
特徴とする液晶表示素子を提供するものである。[Means for Solving the Problems 1] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. A transparent electrode is formed in a predetermined shape, and the long axes of liquid crystal molecules have an inclination on the surface of the transparent electrode. A nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy containing an optically active substance is sealed between a pair of transparent electrode substrates that have been treated so that they are aligned in a certain direction. In a liquid crystal display element in which a peripheral sealing material for encapsulation and at least one or more polarizing plates are installed on the outside of both electrode substrates, the twist angle of the liquid crystal molecules between the two electrodes when no voltage is applied is 230 degrees. , and the anisotropy of the refractive index of the liquid crystal (Δn
) and the thickness (d) of the liquid crystal layer is between 0.5 and 0.7 μm in the operating temperature range including room temperature, and the long axis of the liquid crystal molecule on the electrode surface on the near side to the observer The angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules and the polarization axis or absorption axis of the adjacent polarizing plate is such that when the projection plane is a plane parallel to the electrode plane, the polarization axis or absorption axis is from the alignment direction of the liquid crystal molecules. An angle of 50 to 70 degrees in the opposite direction to the twist direction, and the relationship between the long axis of the liquid crystal molecules on the electrode surface on the opposite side to the observer and the polarization axis or absorption axis of the adjacent polarizing plate. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display element characterized in that the angle similarly forms an angle of 20 degrees to 40 degrees in a direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules.
本発明では液晶のツイスト角は約230′″とされる。In the present invention, the twist angle of the liquid crystal is approximately 230''.
これにより、ドメインが発生しにくく、220@ より
もコントラスト比及び視野角の点において良い液晶表示
素子が得られる。このツイスト角は230°からずれる
と特性が低下するが、±5°程度であれば、使用可能で
ある。As a result, domains are less likely to occur, and a liquid crystal display element with better contrast ratio and viewing angle than 220@ can be obtained. If this twist angle deviates from 230°, the characteristics deteriorate, but if it is around ±5°, it can be used.
本発明の光源を除く素子の電圧無印加時における液晶分
子軸、および偏光板の偏光軸もしくは吸収軸の相対位置
を第1図に示した。FIG. 1 shows the relative positions of the liquid crystal molecular axes and the polarization axis or absorption axis of the polarizing plate when no voltage is applied to the elements other than the light source of the present invention.
第1図は本発明による液晶表示素子を上側から見た場合
の各構成要素の配置図である。FIG. 1 is a layout diagram of each component when a liquid crystal display element according to the present invention is viewed from above.
第1図において1.2は液晶セルの上下基板におけるラ
ビング方向、3.4はラビングにより配列した上下基板
近傍における液晶分子の配列方向、5.6は液晶セルの
上下に貼付ける偏光板の偏光軸方向もしくは吸収軸方向
を示し、ψは液晶分子の上下基板間でのねじれ角であり
、本発明ではψ=230°である。In Figure 1, 1.2 is the rubbing direction on the upper and lower substrates of the liquid crystal cell, 3.4 is the alignment direction of liquid crystal molecules near the upper and lower substrates arranged by rubbing, and 5.6 is the polarized light of the polarizing plates attached to the top and bottom of the liquid crystal cell. It indicates the axial direction or absorption axis direction, and ψ is the twist angle of the liquid crystal molecules between the upper and lower substrates, and in the present invention, ψ=230°.
この図においては、この液晶分子のねじれ方向を上(観
察者側)から見て、反時計方向とした例を示している。This figure shows an example in which the twist direction of the liquid crystal molecules is counterclockwise when viewed from above (observer side).
この場合、上側の偏光板の偏光軸が、それに隣接する基
板における液晶分子の配列方向からずれている角度aは
、液晶分子のねじれ方向とは逆方向である時計方向に5
0〜7G”回転したものとされる。In this case, the angle a by which the polarization axis of the upper polarizing plate deviates from the alignment direction of the liquid crystal molecules on the adjacent substrate is 5 in the clockwise direction, which is the opposite direction to the twist direction of the liquid crystal molecules.
It is assumed to have rotated from 0 to 7 G''.
また、下側の偏光板の偏光軸が、それに隣接する基板に
おける液晶分子の配列方向からずれている角度βは、液
晶分子のねじれ方向とは逆方向である時計方向に20〜
40°回転したものとされる。In addition, the angle β at which the polarization axis of the lower polarizing plate deviates from the alignment direction of the liquid crystal molecules on the adjacent substrate is 20 to
It is assumed that it has been rotated by 40 degrees.
この偏光板の偏光軸、吸収軸は何れとされてもよいが、
上側の偏光板の回転角度を偏光軸に基づいて設定した時
には、下側の偏光板も偏光軸で設定することが好ましい
。また、逆に、吸収軸で設定した時には、両方の基板と
も吸収軸で設定することが好ましい、これにより、この
液晶表示素子は、ポジ型で白黒に近い色で表示できる。The polarization axis and absorption axis of this polarizing plate may be either,
When the rotation angle of the upper polarizing plate is set based on the polarizing axis, it is preferable that the lower polarizing plate is also set based on the polarizing axis. Conversely, when the absorption axis is set, it is preferable that both substrates are set along the absorption axis.Thereby, this liquid crystal display element can be positive type and display colors close to black and white.
即ち、具体的には、観察者に対して手前側の偏光板の偏
光軸を、これに隣接する電極表面上における液晶分子長
軸の配列方向から、液晶分子のねじれ方向とは逆の方向
に50〜70°の角度とした場合には、向う側にある偏
光板の偏光軸を、これに隣接する電極表面上における液
晶分子長軸の配列方向から、同様に液晶分子のねじれ方
向とは逆の方向に20〜40°の角度とするようにする
。That is, specifically, the polarization axis of the polarizing plate on the side nearer to the viewer is moved from the alignment direction of the long axes of liquid crystal molecules on the adjacent electrode surface to the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules. When the angle is 50 to 70 degrees, the polarization axis of the polarizing plate on the opposite side is moved from the alignment direction of the long axes of liquid crystal molecules on the adjacent electrode surface, which is also opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules. The angle should be between 20 and 40 degrees.
また、逆に、観察者に対して手前側の偏光板の吸収軸が
、これに隣接する電極表面上における液晶分子長軸の配
列方向から、液晶分子のねじれ方向とは逆の方向に50
〜70’の角度とした場合には、向う側にある偏光板の
吸収軸を、これに隣接する電極表面上における液晶分子
長軸の配列方向から、同様に液晶分子のねじれ方向とは
逆の方向に20〜40°の角度とするようにする。Conversely, if the absorption axis of the polarizing plate on the near side to the viewer is 50 degrees from the alignment direction of the long axes of liquid crystal molecules on the adjacent electrode surface in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules.
When the angle is ~70', the absorption axis of the polarizing plate on the opposite side is aligned in the direction opposite to the twist direction of the liquid crystal molecules from the alignment direction of the long axes of the liquid crystal molecules on the adjacent electrode surface. The angle should be between 20 and 40 degrees.
これに対して、一方は偏光軸でこの傾きとし、他方は吸
収軸でこの傾きとした場合には、ネガ型の表示となるが
、白黒ではなく、茶色っぽい表示になってしまい表示品
位が低下するため、あまり好ましくない。On the other hand, if one has this tilt on the polarization axis and the other has this tilt on the absorption axis, the display will be negative, but the display will be brownish instead of black and white, and the display quality will deteriorate. Therefore, it is not very desirable.
ここにおいてΔn−dは0.50〜0.70μmが選ば
れている0表示コントラスト、明るさは、白色度を考慮
すると好ましくは0.55〜0.65μmが選ばれる。Here, Δn-d is selected to be 0.50 to 0.70 μm.0 Display contrast and brightness are preferably selected to be 0.55 to 0.65 μm in consideration of whiteness.
αは50@〜70@の範囲にあり、αが大きくなると黄
緑色が強くなりaが小さくなると、青色が強くなる。一
方βは20°〜40°の間にあり、βが大きいと青色が
強く、小さくなると黄緑色が強くなる。この状態での透
過率は13〜29%にありΔn−dが小さい領域では表
示が暗くなるので、光源を用いる事が望ましい。α is in the range of 50 @ to 70 @, and as α increases, the yellow-green color becomes stronger, and as a decreases, the blue color becomes stronger. On the other hand, β is between 20° and 40°, and when β is large, the blue color becomes strong, and when β is small, the yellow-green color becomes strong. The transmittance in this state is 13 to 29%, and since the display becomes dark in areas where Δn-d is small, it is desirable to use a light source.
一方この素子に電圧を印加すると、液晶分子のら庇構造
がほどけて、液晶層の中央近傍にある液晶分子は、第1
図の紙面に対してほぼ垂直に配列し、表示色は暗青色か
ら黒色に見える色相に変化する。On the other hand, when a voltage is applied to this element, the eaves structure of the liquid crystal molecules is unraveled, and the liquid crystal molecules near the center of the liquid crystal layer are
They are arranged almost perpendicular to the plane of the figure, and the displayed color changes from dark blue to a hue that appears to be black.
本発明はこの二つの透過率の変化を利用して表示を行う
ものであり、ほぼ白と黒に見える色相変化が得られる。The present invention performs display by utilizing these two changes in transmittance, and a hue change that appears to be approximately white and black can be obtained.
使用する例としては、電極をストライブ状に、X−Yに
配置するマトリクス表示がある。An example of use is a matrix display in which electrodes are arranged in stripes in an X-Y direction.
Δn−d、a、βの組み合せによって、多少色を持つ組
み合せがあり、コントラスト、色相を考慮し必要に応じ
て、光源の発光強度分布、フィルターの色補正によって
、より白と黒に近づける事も有効である。更には、単色
のカラーフィルターや赤、緑、青の三原色の微細カラー
・フィルターをセル外部またはセル内面にX−Yの電極
の交点に合せて配置し、モノカラー、マルチカラー素子
とする事もできる。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。Depending on the combination of Δn-d, a, and β, there are some combinations that have some color, and it is possible to make them closer to white and black by considering the contrast and hue and adjusting the emission intensity distribution of the light source and color correction of the filter as necessary. It is valid. Furthermore, monochrome or multicolor elements can be created by arranging a single color filter or fine color filters of the three primary colors of red, green, and blue on the outside of the cell or on the inside of the cell in line with the intersection of the X-Y electrodes. can. By forming this color filter on the inner surface of the cell.
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。This enables more precise color display without causing deviations due to viewing angle.
特に電圧印加時の黒化度を向上するために、より偏光度
の高い偏光板を用いる事は表示コントラストを向上する
うえで有効である。In particular, in order to improve the degree of blackening when voltage is applied, it is effective to use a polarizing plate with a higher degree of polarization to improve display contrast.
【作用1
本発明では、従来のスーパーツイスト素子が黄緑色と暗
青色、青紫色と淡黄色等特定の色相の組み合せでのみ良
好なコントラストを示したのに対し、液晶の屈折率異方
性(Δn)とセルギャップ(d)との積をΔn−dを小
さくし、かつ偏光板の貼付方向を変えることにより、白
地の背景に黒色の表示を可能とするものである。[Effect 1] In the present invention, the refractive index anisotropy of liquid crystal ( By reducing the product Δn-d of Δn) and cell gap (d) and changing the direction in which the polarizing plate is attached, it is possible to display black on a white background.
この理由は、電圧無印加状態ではΔn−dが小さいため
、複屈折モードであるにもかかわらず波長分散が少ない
ため白色が得られる。一方電圧印加状態では、セル中央
付近の液晶分子がほぼ垂直に立つため複屈折性が消失し
、上下の偏光板の偏光軸の貼付角度が直交ニコルに近い
ため黒い表示が得られるためである。The reason for this is that when no voltage is applied, Δn-d is small, so even though it is in a birefringence mode, there is little wavelength dispersion, so a white color can be obtained. On the other hand, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules near the center of the cell stand almost vertically, so birefringence disappears, and the angle at which the polarizing axes of the upper and lower polarizing plates are attached is close to crossed Nicols, resulting in a black display.
また、従来のスーパーツイスト素子でも背景色を白色に
近づけるためカラー偏光板やカラーフィルターと組み合
せる試みがなされているが、元来の背景色が濃いために
完全な補正ができなかったり、あるいは完全に補正する
ようなフィルターを用いると、今度は電圧印加状態がそ
のフィルターの色に影響されて黒くならない等の欠点が
あった。In addition, attempts have been made to combine conventional super twist elements with color polarizing plates and color filters to bring the background color closer to white, but due to the original background color being too dark, complete correction is not possible or complete correction is not possible. However, if a filter that corrects the color is used, there is a drawback that the voltage application state is affected by the color of the filter and the color does not become black.
しかし、本発明では元来の背景色がかなり白色に近いた
め、ごく薄い色相の補正用フィルターの挿入や光源の発
光強度分布を若干変化させることにより、容易に背景を
白くできるうえ、上下の偏光板の角度が直交ニコルに近
いため、このような補正を加えても電圧印加時に表示色
を黒色にできる利点がある。However, in the present invention, the original background color is quite close to white, so by inserting a correction filter with a very light hue or slightly changing the emission intensity distribution of the light source, the background can be easily made white, and the upper and lower polarization Since the angle of the plates is close to crossed Nicols, there is an advantage that even with such correction, the displayed color can be black when voltage is applied.
また、単なる白黒表示であれば従来のTN素子でも可能
であるが、TN素子は時分割特性が劣るため高々l/1
000が限度である。Furthermore, if it is a simple black and white display, it is possible to use a conventional TN element, but since the TN element has inferior time division characteristics, it is possible to display only l/1 at most.
000 is the limit.
一方5本発明では、時分割特性がスーパーツイスト素子
と同程度であるうえ、前述したように白黒表示が可能な
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
素子とすることも可能である。On the other hand, in the present invention, the time division characteristics are on the same level as the super twist element, and as mentioned above, black and white display is possible. Accordingly, it is also possible to create a high-density multicolor element.
【実施例1 次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。[Example 1 Next, embodiments of the present invention will be described in detail using the drawings.
第1図のような構成を有する液晶表示素子を作成した。A liquid crystal display element having a configuration as shown in FIG. 1 was produced.
l、2は液晶セルの上下基板におけるラビング方向、3
.4はラビングにより配列した上下基板近傍における液
晶分子の配列方向、5.6は液晶セルの上下に貼付ける
偏光板の偏光軸方向とし、液晶分子の上下基板間でのね
じれ角ψは230°である。l, 2 is the rubbing direction on the upper and lower substrates of the liquid crystal cell, 3
.. 4 is the alignment direction of liquid crystal molecules in the vicinity of the upper and lower substrates arranged by rubbing, 5.6 is the polarization axis direction of the polarizing plates attached above and below the liquid crystal cell, and the twist angle ψ of the liquid crystal molecules between the upper and lower substrates is 230°. be.
このような構成のセルにメルク社の液晶ZLI2978
−000および旋光性物質としてS−811を添加した
液晶をセルギャップの異なるセルに封入しその光学測定
を行った。なお、この液晶の室温におけるΔnは0.0
117であり、d/p=0.54になるように3−81
1の添加量をセルギャップごとにコントロールした。ま
た偏光板の貼付角度はa=60°、β=30°として実
験を行った。Merck's liquid crystal ZLI2978 is used in a cell with such a configuration.
-000 and liquid crystals to which S-811 was added as an optically active substance were sealed in cells with different cell gaps, and optical measurements were performed. Note that Δn of this liquid crystal at room temperature is 0.0
117 and 3-81 so that d/p=0.54
The amount of addition of 1 was controlled for each cell gap. Further, the experiment was conducted with the polarizing plates attached at angles a=60° and β=30°.
この液晶分子のねじれ角ψとねじれ方向は、上下基板で
のラビング方向、1.2とセルに注入されるネマチック
液晶に添加される旋光性物質の種類と濃度により規定さ
れる。この時、旋光性物質の添加により誘起された液晶
のピッチをp、液晶のセルギャップをdとすると、ψ=
230°のツイスト角が実現されるためには、(230
−901/360 <d/p < (230+
90)/360の関係がある。The twist angle ψ and twist direction of the liquid crystal molecules are determined by the rubbing direction between the upper and lower substrates, 1.2, and the type and concentration of the optically active substance added to the nematic liquid crystal injected into the cell. At this time, if the pitch of the liquid crystal induced by the addition of the optically active substance is p, and the cell gap of the liquid crystal is d, then ψ=
In order to achieve a twist angle of 230°, (230
-901/360 <d/p < (230+
There is a relationship of 90)/360.
一方、この範囲のd/pでも、d/pの大きな領域では
、電圧印加時にストライブ状のドメインが発生し、この
ドメインは光を散乱するため良好な表示が得られない、
このドメインの発生のため、本発明で使用できるd/p
の上限値が決定されるが、この上限値はプレチルト角(
液晶分子の基板表面での立ち上り角)と密接な関係があ
り、ψ=230°の場合プレチルト角は5°以上あるこ
とが好ましい。On the other hand, even with d/p in this range, in regions where d/p is large, striped domains occur when voltage is applied, and these domains scatter light, making it difficult to obtain a good display.
Due to the occurrence of this domain, d/p can be used in the present invention.
The upper limit value of the pretilt angle (
This is closely related to the rising angle of liquid crystal molecules on the substrate surface, and when ψ=230°, the pretilt angle is preferably 5° or more.
上下に貼りつける偏光板の偏光方向5.6と上下基板近
傍における液晶分子の方向3.4とのなず角a、βはコ
ントラスト、明るさ、白色度等を考慮すると、この例で
は液晶分子のねじれ方向が反時計方向であるので、aは
上側のラビング方向lから時計方向に50〜70゛の範
囲、βは下側のラビング方向2から時計方向に20〜4
0°の範囲に設定し、特にa=55〜65°、β=25
〜35°にすることが好ましい。Considering contrast, brightness, whiteness, etc., the angles a and β between the polarization direction 5.6 of the polarizing plates pasted on the upper and lower substrates and the direction 3.4 of the liquid crystal molecules near the upper and lower substrates are the liquid crystal molecules in this example. Since the twist direction of is counterclockwise, a ranges from 50 to 70° clockwise from the upper rubbing direction l, and β ranges from 20 to 4° clockwise from the lower rubbing direction 2.
Set in the range of 0°, especially a = 55 to 65°, β = 25
It is preferable to set the angle to 35°.
a、βをこの範囲とすることにより、高コントラスト比
で、かつかなり白黒に近い色調の表示が得られた。By setting a and β within this range, a display with a high contrast ratio and a color tone fairly close to black and white was obtained.
aをこの範囲より大きくすると背景色は黄緑色となり、
小さくすると青色となった。If a is larger than this range, the background color becomes yellow-green,
When it is made smaller, it becomes blue.
一方、βをこの範囲より大きくすると背景色は青色とな
り、小さくすると黄緑色となり、いずれも好ましくない
。On the other hand, if β is larger than this range, the background color becomes blue, and if it is smaller, the background color becomes yellow-green, both of which are undesirable.
また、上記の例において、偏光板の偏光軸を吸収軸と置
き変えた液晶表示素子を作成してもほぼ同等な効果が得
られた。Furthermore, in the above example, substantially the same effect was obtained even when a liquid crystal display element was created in which the polarization axis of the polarizing plate was replaced with the absorption axis.
セルギャップを変えた実験の結果を表1および第2図に
示す。Table 1 and FIG. 2 show the results of experiments in which the cell gap was varied.
Δn−dが大きい程、背景が明るくなるが、1/+00
0でのコントラスト比はΔn−d = 0.55〜0.
60付近に最大値が存在した。また、背景の色相は白色
点に近い程好ましいが、Δn−d=0.65付近が最も
白に近い色相となった。以上より、背景の明るさ、白色
度、コントラスト等を考慮すると、本発明におけるΔn
−dの範囲としては0.5〜0.7であり、特に0.5
5〜0.65の範囲にあることが望ましいことがわかっ
た。The larger Δn-d, the brighter the background, but 1/+00
The contrast ratio at 0 is Δn-d = 0.55 to 0.
The maximum value was around 60. Further, it is preferable that the background hue is closer to the white point, but the hue closest to white was around Δn-d=0.65. From the above, considering the brightness, whiteness, contrast, etc. of the background, Δn in the present invention
-d ranges from 0.5 to 0.7, especially 0.5
It has been found that a range of 5 to 0.65 is desirable.
上記の実験では光源は白色光源を用い、偏光板もニュー
トラル系のものを使用したため、背景の色相がまだ完全
な白色にはならず若干青色側にシフトしていたが、本発
明の液晶表示素子と光源との間もしくは液晶表示素子の
前面に色相を補正するようなフィルターを入れると、さ
らに白色度が増し、より完全な白黒表示ができた。In the above experiment, a white light source was used and a neutral polarizing plate was used, so the background hue was not yet completely white and shifted slightly to the blue side. However, the liquid crystal display element of the present invention By inserting a filter to correct the hue between the image and the light source or in front of the liquid crystal display element, the degree of whiteness was further increased and a more complete black and white display was possible.
第3図(a)はΔn−d=6.0における本発明の液晶
表示素子の分光透過率を示したものである。短波長側の
透過率が大きいため、若干青色の色相となっている。第
3図(b)は、この青色を補正するためのフィルターの
分光透過率で、短波長側に吸収をもつ、ごくうすい橙色
のフィルターである。FIG. 3(a) shows the spectral transmittance of the liquid crystal display element of the present invention at Δn-d=6.0. Since the transmittance on the short wavelength side is high, the color has a slightly blue hue. FIG. 3(b) shows the spectral transmittance of a filter for correcting this blue color, which is a very faint orange filter with absorption on the short wavelength side.
このフィルターと本発明の液晶表示素子を重ねて分光透
過率を測定したものが第3図(c)である。(a)と比
べてかなり平担な分光透過率となり、白色度が増したこ
とがわかる。実験では補正用のカラーフィルターを別置
タイプとしたが、必ずしもその必要はなく、偏光板の支
持層や、液晶表示素子の保護板等を直接染色しても良い
し、光源のギャップ等にフィルターをかぶせたり染色し
ても良い。FIG. 3(c) shows the spectral transmittance measured by stacking this filter and the liquid crystal display element of the present invention. It can be seen that the spectral transmittance is considerably flat compared to (a), and the whiteness is increased. In the experiment, a color filter for correction was installed separately, but it is not necessarily necessary.You can directly dye the support layer of the polarizing plate, the protection plate of the liquid crystal display element, etc., or place the filter in the gap of the light source. It may be covered with or dyed.
背景色を白色化するもう1つの方法として、光源の発光
スペクトルを変えて補正する方法がある。第4図はこの
ための三波長光源の発光スペクトル(実線)と従来の三
波長光源のそれ(破線)を同時に示したものである。こ
の新しい三波長光源は、長波長側程発光強度が強くなる
よう設計されており、具体的には、青色よりも緑色を、
緑色よりも赤色を強くしたものであり、本発明の液晶表
示素子と組み合せると、白色度の良い背景色が実現でき
たゆまた、三波長光源のかわりに、三波長光源でも同様
な操作を行うことにより、同等な効果が実現できる。ま
た、前述のフィルターによる補正と、光源による補正を
同時に行うことにより、さらに白色度の良い色相が得ら
れた。Another method for whitening the background color is to correct it by changing the emission spectrum of the light source. FIG. 4 simultaneously shows the emission spectrum of a three-wavelength light source for this purpose (solid line) and that of a conventional three-wavelength light source (broken line). This new three-wavelength light source is designed so that the longer the wavelength, the stronger the emission intensity.
The red color is stronger than the green color, and when combined with the liquid crystal display element of the present invention, a background color with good whiteness can be achieved.Similar operations can also be performed with a three-wavelength light source instead of a three-wavelength light source. By doing so, the same effect can be achieved. Further, by simultaneously performing the above-described correction using the filter and correction using the light source, a hue with even better whiteness was obtained.
これらの色相補正を行うと、はとんど白黒の表示が可能
となるうえ、第2図に示したように電圧に対する透過率
変化が急峻なため時分割特性がすぐれているので、赤、
緑、青の微細なカラーフィルターを各電極に対応して形
成することにより、高密度なマルチカラー表示を行うこ
とができた。By performing these hue corrections, it is possible to display almost black and white, and as shown in Figure 2, the transmittance change with respect to voltage is steep, so the time division characteristics are excellent, so red,
By forming fine green and blue color filters corresponding to each electrode, it was possible to perform high-density multicolor display.
なお以上の例では、液晶分子のらせん構造のねじれ方向
を反時計回りとして説明したが、時計回りの場合でも、
a、βの方向を逆回りとすれば全く同等な作用効果が得
られるのは言うまでもない。In the above example, the twist direction of the helical structure of the liquid crystal molecules was explained as being counterclockwise, but even if it is clockwise,
It goes without saying that if the directions of a and β are reversed, exactly the same effect can be obtained.
表 1
[発明の効果]
以上説明したように本発明は、従来のスーパーツイスト
素子と比べて、背景色を白くできるため、表示として最
も自然でかつ見やすい白黒表示が可能であるうえ1時分
割表示特性や視野角の広さも従来のスーパーツイスト素
子と遜色ない等の優れた効果を有し、特に色補正用のカ
ラーフィルターを使用したり、光源の発光スペクトルを
補正することにより、かなり完全な白黒表示ができる。Table 1 [Effects of the Invention] As explained above, the present invention allows the background color to be made whiter than the conventional super twist element, so it is possible to display the most natural and easy-to-read black and white display, and it also allows for one-time division display. It has excellent effects such as characteristics and wide viewing angle comparable to conventional super twist elements, and in particular, by using color filters for color correction and correcting the emission spectrum of the light source, it can produce a fairly complete black and white image. Can be displayed.
また、゛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る。In addition, by arranging red, green, and blue color filters for each pixel, it is also possible to realize multi-color or full-color display.
第1図は、本発明による液晶表示素子における構成要素
の配置図。
l、2二上下基板におけるラビング方向3.4:上下基
板近傍における液晶分子の配列方向
5.6:セル上下に配置する偏光板の偏光軸方向もしく
は吸収軸方向
第2fl!!lは本発明の液晶表示素子の電圧対透過率
曲線を示すグラフ。
第3図(a)は本発明の液晶表示素子の分光透過率、(
b)は補正フィルターの分光透過率1、ic)は両者を
組み合せた場合の分光透過率を示すグラフ。
第4図は色補正用の三波長光源と従来の三波長光源の発
光スペクトルの比較を示すグラフ。
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第 3 図
(α);&7a表足桑七の9千
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昭和62年 5月14日FIG. 1 is a layout diagram of constituent elements in a liquid crystal display element according to the present invention. 1, 2 Rubbing direction on the upper and lower substrates 3.4: Arrangement direction of liquid crystal molecules near the upper and lower substrates 5.6: Polarization axis direction or absorption axis direction of polarizing plates placed above and below the cell 2nd fl! ! 1 is a graph showing a voltage versus transmittance curve of the liquid crystal display element of the present invention. FIG. 3(a) shows the spectral transmittance of the liquid crystal display element of the present invention, (
b) is a graph showing the spectral transmittance of the correction filter of 1, and ic) is a graph showing the spectral transmittance of a combination of both. FIG. 4 is a graph showing a comparison of the emission spectra of a three-wavelength light source for color correction and a conventional three-wavelength light source. 1 item ♀ @ Hat/Change 3 Figure (α); cn-) Heijo Gohada 11th Book May 14, 1986
Claims (8)
液晶分子長軸が傾きを持って一定方向に配列する様に処
理された一対の透明電極基板間に光学活性物質を含有し
た誘電異方性が正のネマチック液晶を封入し、両電極基
板をほぼ平行に接着するとともに、液晶を封入するため
の周辺シール材、および両電極基板の外側に夫々少なく
とも1枚以上の偏光板を設置した液晶表示素子において
電圧無印加時における両電極間での液晶分子のツイスト
角が230度であり、かつ液晶の屈折率の異方性(Δn
)と液晶層の厚み(d)の積が、室温を含む使用温度範
囲において、0.5〜0.7μmの間にあり、更に観察
者に対して手前側の電極表面上における液晶分子長軸の
配列方向と、隣接する偏光板の偏光軸もしくは吸収軸と
のなす角が、電極平面と平行な面を投影面とした場合に
、偏光軸もしくは吸収軸が液晶分子の配列方向から液晶
分子のねじれ方向とは逆の方向に50度から70度の角
度をなし、観察者に対して、向う側にある電極表面上に
おける液晶分子長軸と、隣接する偏光板の偏光軸もしく
は吸収軸とのなす角が、同様に液晶分子のねじれ方向と
は逆の方向に20度から40度の角度をなしている事を
特徴とする液晶表示素子。(1) A dielectric material containing an optically active substance is formed between a pair of transparent electrode substrates on which a transparent electrode is formed into a predetermined shape and whose surface is treated so that the long axes of liquid crystal molecules are aligned in a certain direction with an inclination. A nematic liquid crystal with positive anisotropy is encapsulated, and both electrode substrates are adhered almost parallel to each other, and a peripheral sealing material for encapsulating the liquid crystal and at least one polarizing plate are installed on the outside of both electrode substrates. In this liquid crystal display element, the twist angle of the liquid crystal molecules between both electrodes when no voltage is applied is 230 degrees, and the anisotropy of the refractive index of the liquid crystal (Δn
) and the thickness (d) of the liquid crystal layer is between 0.5 and 0.7 μm in the operating temperature range including room temperature, and the long axis of the liquid crystal molecule on the electrode surface on the near side to the observer The angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules and the polarization axis or absorption axis of the adjacent polarizing plate is such that when the projection plane is a plane parallel to the electrode plane, the polarization axis or absorption axis is from the alignment direction of the liquid crystal molecules. An angle of 50 to 70 degrees in the opposite direction to the twist direction, and the relationship between the long axis of the liquid crystal molecules on the electrode surface on the opposite side to the observer and the polarization axis or absorption axis of the adjacent polarizing plate. A liquid crystal display element characterized in that the angle similarly forms an angle of 20 degrees to 40 degrees in a direction opposite to the twist direction of liquid crystal molecules.
に隣接する電極表面上における液晶分子長軸の配列方向
から、液晶分子のねじれ方向とは逆の方向に50度から
70度の角度をなし、観察者に対して、向う側にある偏
光板の偏光軸が、これに隣接する電極表面上における液
晶分子長軸の配列方向から、同様に液晶分子のねじれ方
向とは逆の方向に20度から40度の角度をなしている
特許請求の範囲第1項記載の液晶表示素子。(2) The polarization axis of the polarizing plate on the near side of the viewer is 50 to 70 degrees from the alignment direction of the long axes of liquid crystal molecules on the adjacent electrode surface in the opposite direction to the twist direction of the liquid crystal molecules. The polarizing axis of the polarizing plate on the opposite side of the viewer is located at an angle of The liquid crystal display element according to claim 1, which forms an angle of 20 degrees to 40 degrees in the direction.
に隣接する電極表面上における液晶分子長軸の配列方向
から、液晶分子のねじれ方向とは逆の方向に50度から
70度の角度をなし、観察者に対して、向う側にある偏
光板の吸収軸が、これに隣接する電極表面上における液
晶分子長軸の配列方向から、同様に液晶分子のねじれ方
向とは逆の方向に20度から40度の角度をなしている
特許請求の範囲第1項記載の液晶表示素子。(3) The absorption axis of the polarizing plate in front of the viewer is 50 to 70 degrees from the alignment direction of the long axes of liquid crystal molecules on the adjacent electrode surface in the opposite direction to the twist direction of the liquid crystal molecules. The absorption axis of the polarizing plate on the opposite side to the observer is located at an angle of 100° from the alignment direction of the long axes of the liquid crystal molecules on the adjacent electrode surface, which is also opposite to the twisting direction of the liquid crystal molecules. The liquid crystal display element according to claim 1, which forms an angle of 20 degrees to 40 degrees in the direction.
晶表示素子の吸収スペクトルを補正して、ほぼ白色と黒
色が得られる様に分光透過率を調節したフィルターを設
置した特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか一項記
載の液晶表示素子。(4) The scope of the patent claims that a filter is installed on one side of the polarizing plate to correct the emission spectrum of the light source and the absorption spectrum of the liquid crystal display element and adjust the spectral transmittance so as to obtain almost white and black colors. The liquid crystal display element according to any one of items 1 to 3.
色より赤色を大きくして、液晶表示素子を透過する光を
、電圧印加に対応して、より白色および黒色に近づけた
特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか一項記載の液
晶表示素子。(5) Claims in which the spectral intensity ratio of the light source is made larger for green than blue and red than green, so that the light transmitted through the liquid crystal display element becomes closer to white and black in response to voltage application. The liquid crystal display element according to any one of items 1 to 3.
加する電圧の選択によってカラー表示を可能とした特許
請求の範囲第1項〜第5項のいずれか一項記載の液晶表
示素子。(6) A liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 5, in which a color filter is formed corresponding to each electrode, and color display is possible by selecting the applied voltage.
許請求の範囲第6項記載の液晶表示素子。(7) The liquid crystal display element according to claim 6, wherein the color filter is formed inside the cell.
、マルチカラー表示をする特許請求の範囲第6項記載の
液晶表示素子。(8) The liquid crystal display element according to claim 6, in which the color filter is a red, green, and blue color layer, and provides multicolor display.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62109633A JPS63274924A (en) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | Liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62109633A JPS63274924A (en) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | Liquid crystal display element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63274924A true JPS63274924A (en) | 1988-11-11 |
Family
ID=14515224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62109633A Pending JPS63274924A (en) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | Liquid crystal display element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63274924A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01238621A (en) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
US5018839A (en) * | 1988-07-27 | 1991-05-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Liquid crystal display device |
US5048933A (en) * | 1989-04-14 | 1991-09-17 | Konica Corporation | Transmission type liquid crystal display device |
JPH04191819A (en) * | 1990-11-27 | 1992-07-10 | Fujitsu Kiden Ltd | Liquid crystal display element |
-
1987
- 1987-05-07 JP JP62109633A patent/JPS63274924A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01238621A (en) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
US5018839A (en) * | 1988-07-27 | 1991-05-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Liquid crystal display device |
US5048933A (en) * | 1989-04-14 | 1991-09-17 | Konica Corporation | Transmission type liquid crystal display device |
JPH04191819A (en) * | 1990-11-27 | 1992-07-10 | Fujitsu Kiden Ltd | Liquid crystal display element |
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