JP2819602B2

JP2819602B2 - 液晶表示素子

Info

Publication number: JP2819602B2
Application number: JP1098763A
Authority: JP
Inventors: 祐二早田; 實赤塚; 雅雄大河原; 和利沢田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1998-10-30
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JPH02278228A

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.Scheffer and J.Nehring,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
複屈折板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60-10720
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.Schadt et al,Appl.Phys.Lett.50（５）,198
7,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く、青み
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
ほか、テレビジョン学会技術報告、11（27）,p,79,（19
87））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、液晶セルの薄く軽いという特長を犠
牲にしている欠点があった。

［発明が解決しようとする課題］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、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］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d₁との積Δn₁・d₁が0.4〜1.5μｍとされ、液晶層と
偏光板との間の一方にほぼ同一のΔn₂・d₂を有し、合計
のΔn₂・d₂が、0.7×Δn₁・d₁＜Δn₂・d₂＜1.1×Δn₁・
d₁となる２枚の一軸性の複屈折板を配置し、液晶層の上
側の液晶分子の長軸方向からみた上側（偏光板側）の複
屈折板の光軸方向を時計回りに計ったものをθ₂₁、液晶
層の上側の液晶分子の長軸方向からみた下側（液晶層
側）の複屈折板の光軸方向を時計回りに計ったものをθ
₂₂とすると、40°≦θ₂₁≦200°、かつ、40°≦θ₂₂≦1
40°、かつθ₂₂≦θ₂₁を満足する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、液晶層の片側であって、液晶層と偏光板
との間に２枚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の液晶層を設けなくても、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
160〜300°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300°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（Δn₁）とその液
晶層の厚み（d₁）との積Δn₁・d₁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
となりにくいためである。

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Δn₁・d₁は0.5〜1.0μｍとされることが好
ましい。

なお、このΔn₁・d₁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
他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（In₂O₃-SnO
₂）、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、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160〜300°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
プ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本のストライプ状の電極が形成され、640×400
ドットのような表示がなされる。さらにこの640本のス
トライプ状の電極を夫々３本一組として1920本のストラ
イプ状の電極とし、RGBのカラーフィルターを配置して
フルカラーで640×400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TiO₂、SiO₂、Al₂O₃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、上記液晶層の片面に隣接して２枚の複屈
折板を積層する。この複屈折板は液晶層の片側に液晶層
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、偏光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、一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Δn₂・d₂を調整して使用する。

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、一軸性の複屈折板
のΔn₂・d₂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。

片面に配置される複屈折板の合計のΔn₂・d₂の大きさ
は、概略液晶層のΔn₁・d₁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、２枚の複屈折板の合計のΔn₂・d₂が、0.7×
Δn₁・d₁＜Δn₂・d₂＜1.1×Δn₁・d₁となるようにされ
る。

この複屈折板の合計のΔn₂・d₂は、0.7×Δn₁・d₁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×Δn₁・d₁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。

具体的に、２枚の複屈折板を積層して用いる際、その
Δn₂・d₂の大きさは、ほぼ等しくされるため、概略液晶
層のΔn₁・d₁の大きさの半分にほぼ等しいか、その半分
よりも少し小さめに設定される。

とされる。

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、２枚の複屈折板
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Δn₁・d₁が0.4〜1.5μｍ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は液晶層の上に積層された２枚の複屈
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の長軸方向、８は
液晶層の下側の液晶分子の長軸方向、9Aは積層された上
側の複屈折板の光軸方向、9Bは積層された下側の複屈折
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の長軸方向
７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_１、液晶層の上側の液晶分子の長軸方向
７からみた上側（偏光板側）の複屈折板4Aの光軸方向9A
を時計回りに計ったものをθ₂₁、液晶層の上側の液晶分
子の長軸方向７からみた下側（液晶層側）の複屈折板4B
の光軸方向9Bを時計回りに計ったものをθ₂₂、液晶層の
下側の液晶分子の長軸方向８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_３とする。

本発明では、このθ_１、θ₂₁、θ₂₂、θ_３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
Δn₁・d₁を0.8μｍ程度とし、その片面に配置した２枚
の一軸性の複屈折板の夫々のΔn₂・d₂を0.4μｍ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、60°≦θ₂₁≦18
0°、50°≦θ₂₂≦130°であって、θ₂₂≦θ₂₁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。

さらに、ポジ表示についても同様に、40°≦θ₂₁≦20
0°、40°≦θ₂₂≦140°であって、θ₂₂≦θ₂₁とするこ
とにより、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、即ち右らせんの場合でも、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θ_１、θ₂₁、θ₂₂、θ_３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、上記左らせんの例
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、表示したく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は
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］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・d₁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
12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、
Δn₁・d₁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、その片面に積層された２枚
の一軸性の複屈折板24A、24B、さらにその上下に配置さ
れた一対の偏光板21、22とを示している。

この例では、液晶層のねじれ角を240°、Δn₁・d₁を
0.85μｍ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。

この一軸性の複屈折板は、それ自体を偏光板の間に挟
持すると、その一軸性の複屈折板の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の片面に
複数枚重ねることにより、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、液晶層23を透過して、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24B及び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４図（Ｂ）において25、26は夫々偏
光板21、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
Δn₁・d₁、一軸性の複屈折板のΔn₂・d₂、それらと偏光
板との角度θ_１、θ₂₁、θ₂₂、θ_３等の構成要件を変え
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・d₁等のパラメータにより、複屈
折板のΔn₂・d₂、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。

［実施例］実施例１第１の基板として、ガラス基板上に設けられたITO透
明電極をストライプ状にパターニングし、蒸着法により
SiO₂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たITO透
明電極を第１の基板と直交するようにストライプ状にパ
ターニングし、SiO₂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。この液晶層ではΔn₁・d₁は0.
85μｍであった。

この液晶セルの片面にΔn₂・d₂が0.40μｍの一軸性の
複屈折板を２枚積層し、さらにその上下に一対の偏光板
を積層した。

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関係は、θ
_１＝160°、θ₂₁＝120°、θ₂₂＝85°、θ_３＝135°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。

この液晶表示素子の裏側にＣ光源のバックライトを配
置して、1/200デューティ、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。

比較例１、２実施例１の複屈折板のΔn₂・d₂を0.28μｍとしたもの
を比較例１とし、0.46μｍとしたものを比較例２とし、
実施例１と同様にその透過率変化を調べた。この結果を
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倍以上高く、コントラスト比が充分得ら
れないものであった。

実施例２〜５実施例１の液晶表示素子において、液晶層のΔn₁・d₁
及び両面に配置する複屈折板の夫々のΔn₂・d₂を第１表
のようにして液晶表示素子を作成した。

これらの液晶表示素子を、実施例１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、いずれも実
施例１とほぼ同等なネガ型の白黒表示が得られ、コント
ラスト比（画素部分のみ）も約40であった。

実施例６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_１＝70°、θ₂₁＝120°、θ₂₂＝85°、θ_３＝45
°とした。

この液晶表示素子を実施例１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、実施例１とほぼ同
等なネガ型の白黒表示が得られ、コントラスト比（画素
部分のみ）も約50であった。

実施例７実施例１の液晶表示素子において、液晶層の液晶層の
Δn₁・d₁を0.88μｍとし、複屈折板のΔn₂・d₂を0.36μ
ｍとし、液晶部分の長軸方向、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_１＝165°、θ₂₁＝1
35°、θ₂₂＝80°、θ_３＝30°とした。

この液晶表示素子を実施例１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、オフで若干黄緑色
っぽい良好な白レベルが得られ、オンで透過率が低いた
め、充分に黒く見えるようなポジ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40であった。

実施例８実施例１の液晶表示素子の電極上にストライプ状に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、単に液晶層の片面に２枚の複屈
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

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1335 510 G02F 1/133 500

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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d₁との積Δn₁・d₁が0.4〜1.5μｍとされ、液晶
層と偏光板との間の一方にほぼ同一のΔn₂・d₂を有し、
合計のΔn₂・d₂が、0.7×Δn₁・d₁＜Δn₂・d₂＜1.1×Δ
n₁・d₁となる２枚の一軸性の複屈折板を配置し、液晶層
の上側の液晶分子の長軸方向からみた上側（偏光板側）
の複屈折板の光軸方向を時計回りに計ったものをθ₂₁、
液晶層の上側の液晶分子の長軸方向からみた下側（液晶
層側）の複屈折板の光軸方向を時計回りに計ったものを
θ₂₂とすると、40°≦θ₂₁≦200°、かつ、40°≦θ₂₂
≦140°、かつθ₂₂≦θ₂₁を満足することを特徴とする
液晶表示素子。