JPH0534731A - カラー液晶表示素子 - Google Patents
カラー液晶表示素子Info
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- JPH0534731A JPH0534731A JP3194274A JP19427491A JPH0534731A JP H0534731 A JPH0534731 A JP H0534731A JP 3194274 A JP3194274 A JP 3194274A JP 19427491 A JP19427491 A JP 19427491A JP H0534731 A JPH0534731 A JP H0534731A
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- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のカラー液晶表示素子の背景色を無彩色
化する。 【構成】 従来のＴＮセルとカラー偏光板とを組み合わ
せたモノカラー液晶表示素子において、液晶中に前記カ
ラー偏光板の補色となるような色相の２色性色素を微量
混入することによって、従来カラー偏光板の色にかすか
に着色していた背景色を無彩色化し、明るい白色の背景
に赤、または青、緑といった表示を可能にする。また液
晶セルと偏光板を交互に複数枚積層することにより、多
色表示を行うこともできる。
化する。 【構成】 従来のＴＮセルとカラー偏光板とを組み合わ
せたモノカラー液晶表示素子において、液晶中に前記カ
ラー偏光板の補色となるような色相の２色性色素を微量
混入することによって、従来カラー偏光板の色にかすか
に着色していた背景色を無彩色化し、明るい白色の背景
に赤、または青、緑といった表示を可能にする。また液
晶セルと偏光板を交互に複数枚積層することにより、多
色表示を行うこともできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶表示素子、
特にウオッチ、電卓、ゲーム機等の反射型モノカラー液
晶表示素子に関する。
特にウオッチ、電卓、ゲーム機等の反射型モノカラー液
晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード
とカラー偏光板とを組み合わせたモノカラー液晶表示素
子は、ＳＩＤ １９７３ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＤＩＧ
ＥＳＴｐ．４０において小林駿介氏らによって報告され
ているように、従来からよく知られている液晶表示モー
ドである。
とカラー偏光板とを組み合わせたモノカラー液晶表示素
子は、ＳＩＤ １９７３ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＤＩＧ
ＥＳＴｐ．４０において小林駿介氏らによって報告され
ているように、従来からよく知られている液晶表示モー
ドである。
【０００３】このカラー液晶表示素子は、図１に示すよ
うに、カラー偏光板１、液晶セル２、ニュートラルカラ
ーの偏光板３、無指向反射板４、液晶セルの上基板５、
下基板６、透明電極７、ネマチック液晶８で構成され
る。またその各軸の関係は、図２に示すようにカラー偏
光板１の偏光軸（吸収軸）方向を１１、液晶セルの上基
板５の液晶配向方向を１２、液晶セルの下基板６の液晶
配向方向を１３、ニュートラル偏光板３の偏光軸方向を
１４、１１が１２となす角度を２１、ネマチック液晶８
のねじれ角を２２、１４が１３となす角度を２３とする
と、角度２１と角度２３はいずれもそれぞれ約０度ある
いは約９０度に、また角度２２は約９０度に設定されて
いた。
うに、カラー偏光板１、液晶セル２、ニュートラルカラ
ーの偏光板３、無指向反射板４、液晶セルの上基板５、
下基板６、透明電極７、ネマチック液晶８で構成され
る。またその各軸の関係は、図２に示すようにカラー偏
光板１の偏光軸（吸収軸）方向を１１、液晶セルの上基
板５の液晶配向方向を１２、液晶セルの下基板６の液晶
配向方向を１３、ニュートラル偏光板３の偏光軸方向を
１４、１１が１２となす角度を２１、ネマチック液晶８
のねじれ角を２２、１４が１３となす角度を２３とする
と、角度２１と角度２３はいずれもそれぞれ約０度ある
いは約９０度に、また角度２２は約９０度に設定されて
いた。
【０００４】以上のような構成の従来のカラー液晶表示
素子は、電圧無印加時あるいは非選択電圧印加時に白
色、選択電圧印加時にカラー偏光板に対応した色が表示
される。例えば赤偏光板を用いた場合には、白地に赤色
の表示となる。
素子は、電圧無印加時あるいは非選択電圧印加時に白
色、選択電圧印加時にカラー偏光板に対応した色が表示
される。例えば赤偏光板を用いた場合には、白地に赤色
の表示となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところがこうした従来
のカラー液晶表示素子は、背景色が本当の白色とはなら
ずに、カラー偏光板の色にかすかに色付くという課題が
あった。特に反射型ディスプレイの場合に、背景色の色
付きが顕著であった。例えば赤色偏光板を用いた場合の
表示色を図５に示す。４１は電圧無印加時すなわち背景
の分光特性、４２は電圧印加時すなわち表示の分光特性
である。背景色４１がかすかに赤く色づいている。この
色付きのために、カラー偏光板を用いたカラー液晶表示
素子は表示に高級感がなく、未だに市場に受け入れられ
ていない。
のカラー液晶表示素子は、背景色が本当の白色とはなら
ずに、カラー偏光板の色にかすかに色付くという課題が
あった。特に反射型ディスプレイの場合に、背景色の色
付きが顕著であった。例えば赤色偏光板を用いた場合の
表示色を図５に示す。４１は電圧無印加時すなわち背景
の分光特性、４２は電圧印加時すなわち表示の分光特性
である。背景色４１がかすかに赤く色づいている。この
色付きのために、カラー偏光板を用いたカラー液晶表示
素子は表示に高級感がなく、未だに市場に受け入れられ
ていない。
【０００６】本発明はこのような課題を解決するもの
で、その目的とするところは、液晶中にカラー偏光板の
補色となるような色相の２色性色素を混入することによ
って、明るい白色の背景にカラー表示が可能なカラー液
晶表示素子を提供するところにある。
で、その目的とするところは、液晶中にカラー偏光板の
補色となるような色相の２色性色素を混入することによ
って、明るい白色の背景にカラー表示が可能なカラー液
晶表示素子を提供するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、一対の基板間にネマチック液晶を挟持してなる液晶
セルと、少なくとも一枚のカラー偏光板とを備えたカラ
ー液晶表示素子において、前記ネマチック液晶中に前記
カラー偏光板の補色となるような色相の２色性色素を混
入したことを特徴とする。
は、一対の基板間にネマチック液晶を挟持してなる液晶
セルと、少なくとも一枚のカラー偏光板とを備えたカラ
ー液晶表示素子において、前記ネマチック液晶中に前記
カラー偏光板の補色となるような色相の２色性色素を混
入したことを特徴とする。
【０００８】また、前記２色性色素の分量が、液晶の分
量の１重量％以下であることを特徴とする。
量の１重量％以下であることを特徴とする。
【０００９】また、前記液晶セルを偏光板を介して２層
以上積層し、多色表示を行うことを特徴とする。
以上積層し、多色表示を行うことを特徴とする。
【００１０】
【作用】赤色のカラー偏光板単体の分光特性を、図６の
４３に模式的に示す。この偏光板は青色と緑色では通常
の偏光板と同様の働きをするが、赤色では偏光能を持た
ない。これをニュートラル偏光板と偏光軸を平行に積み
重ねると、本来ならばフラットな分光特性が期待される
ところであるが、実際には４４に示すような少し赤みが
かった色となる。これはカラー偏光板が、その偏光要素
として二色性が悪い染料を用いていて、青色と緑色であ
る水準の偏光度を得ようとすると、この２色の光量が減
るのが原因である。
４３に模式的に示す。この偏光板は青色と緑色では通常
の偏光板と同様の働きをするが、赤色では偏光能を持た
ない。これをニュートラル偏光板と偏光軸を平行に積み
重ねると、本来ならばフラットな分光特性が期待される
ところであるが、実際には４４に示すような少し赤みが
かった色となる。これはカラー偏光板が、その偏光要素
として二色性が悪い染料を用いていて、青色と緑色であ
る水準の偏光度を得ようとすると、この２色の光量が減
るのが原因である。
【００１１】これを避けるためには、青色と緑色の偏光
度を落として透過光量を上げる方法と、赤色の補色であ
るシアン系の色フィルタにより赤色の光量を落とす方法
とが考えられるが、いずれも選択電圧印加時の赤色表示
を悪化させる。本発明では、シアン色の２色性色素を液
晶に添加することによって、背景色を中和するととも
に、選択電圧印加時には色素も液晶とともに基板法線方
向に整列してシアン色を呈さなくなるので、赤色表示も
損なわないところに特徴がある。
度を落として透過光量を上げる方法と、赤色の補色であ
るシアン系の色フィルタにより赤色の光量を落とす方法
とが考えられるが、いずれも選択電圧印加時の赤色表示
を悪化させる。本発明では、シアン色の２色性色素を液
晶に添加することによって、背景色を中和するととも
に、選択電圧印加時には色素も液晶とともに基板法線方
向に整列してシアン色を呈さなくなるので、赤色表示も
損なわないところに特徴がある。
【００１２】なおこの２色性色素は、背景のかすかな色
付きを中和することが目的であり、ゲストホスト（Ｇ
Ｈ）モードのように２色性色素自体で表示を行うことを
意図していないので、通常のＧＨモードのように液晶の
３〜５ｗｔ％も添加する必要はない。通常で０．５ｗｔ
％、セルギャップが５μｍと薄いときでも１．０％以下
の分量で十分であり、これ以上添加するとかえって背景
色を悪くする。
付きを中和することが目的であり、ゲストホスト（Ｇ
Ｈ）モードのように２色性色素自体で表示を行うことを
意図していないので、通常のＧＨモードのように液晶の
３〜５ｗｔ％も添加する必要はない。通常で０．５ｗｔ
％、セルギャップが５μｍと薄いときでも１．０％以下
の分量で十分であり、これ以上添加するとかえって背景
色を悪くする。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）本発明のカラー液晶表示素子は、図１に示
すように、カラー偏光板１、液晶セル２、ニュートラル
偏光板３、無指向反射板４、液晶セルの上基板５、下基
板６、透明電極７、ネマチック液晶８で構成される。カ
ラー偏光板としては日東電工社製の赤色偏光板ＮＰＦ−
Ｑ−１０Ｒ（偏光度５７．０％）を、またニュートラル
偏光板と無指向反射板としては同じく日東電工社製の反
射板一体型偏光板ＮＰＦ−Ｇ−３２２８Ｍ（偏光度９
５．０％）を用いた。一方ネマチック液晶８としては、
メルク社製のＴＮ用液晶ＺＬＩ−２３０９（Δｎ＝０．
１１８８）に、三菱化成工業社製のシアン色の２色性色
素ＬＳＢ−３３５を０．５０ｗｔ％と、メルク社製のカ
イラルドーパントＳ−８１１を０．０５ｗｔ％添加し
て、ギャップ１０．９μｍのセルに注入して用いた。
すように、カラー偏光板１、液晶セル２、ニュートラル
偏光板３、無指向反射板４、液晶セルの上基板５、下基
板６、透明電極７、ネマチック液晶８で構成される。カ
ラー偏光板としては日東電工社製の赤色偏光板ＮＰＦ−
Ｑ−１０Ｒ（偏光度５７．０％）を、またニュートラル
偏光板と無指向反射板としては同じく日東電工社製の反
射板一体型偏光板ＮＰＦ−Ｇ−３２２８Ｍ（偏光度９
５．０％）を用いた。一方ネマチック液晶８としては、
メルク社製のＴＮ用液晶ＺＬＩ−２３０９（Δｎ＝０．
１１８８）に、三菱化成工業社製のシアン色の２色性色
素ＬＳＢ−３３５を０．５０ｗｔ％と、メルク社製のカ
イラルドーパントＳ−８１１を０．０５ｗｔ％添加し
て、ギャップ１０．９μｍのセルに注入して用いた。
【００１４】またその各軸の関係は、図２に示すように
カラー偏光板１の偏光軸（吸収軸）方向を１１、液晶セ
ルの上基板５の液晶配向方向を１２、液晶セルの下基板
６の液晶配向方向を１３、ニュートラル偏光板３の偏光
軸方向を１４、１１が１２となす角度を２１、ネマチッ
ク液晶８のねじれ角を２２、１４が１３となす角度を２
３とすると、角度２１と角度２３はいずれもそれぞれ約
０度あるいは約９０度に、また角度２２は約９０度に設
定する。
カラー偏光板１の偏光軸（吸収軸）方向を１１、液晶セ
ルの上基板５の液晶配向方向を１２、液晶セルの下基板
６の液晶配向方向を１３、ニュートラル偏光板３の偏光
軸方向を１４、１１が１２となす角度を２１、ネマチッ
ク液晶８のねじれ角を２２、１４が１３となす角度を２
３とすると、角度２１と角度２３はいずれもそれぞれ約
０度あるいは約９０度に、また角度２２は約９０度に設
定する。
【００１５】以上のような構成の本発明の実施例１にお
けるカラー液晶表示素子の表示色を図４に示す。ここで
４１は電圧無印加時すなわち背景の分光特性、４２は電
圧印加時すなわち表示の分光特性である。背景色４１の
色づきは従来のカラー液晶表示素子の表示色を示した図
６に比べて著しく減少している。また明るさも、測定で
は色素の分だけ低下しているものの、実際に目で見る限
りは色付きが無いためか、むしろ明るくなったように感
じられる。一方表示色４２についても、２色性色素の効
果で、充分な電圧さえ印加されれば、従来と全く変わら
ない優れた色純度、明るさを示す。
けるカラー液晶表示素子の表示色を図４に示す。ここで
４１は電圧無印加時すなわち背景の分光特性、４２は電
圧印加時すなわち表示の分光特性である。背景色４１の
色づきは従来のカラー液晶表示素子の表示色を示した図
６に比べて著しく減少している。また明るさも、測定で
は色素の分だけ低下しているものの、実際に目で見る限
りは色付きが無いためか、むしろ明るくなったように感
じられる。一方表示色４２についても、２色性色素の効
果で、充分な電圧さえ印加されれば、従来と全く変わら
ない優れた色純度、明るさを示す。
【００１６】（実施例２）本発明のカラー液晶表示素子
は、液晶セルと偏光板を交互に積層することによって、
多色表示を行うこともできる。
は、液晶セルと偏光板を交互に積層することによって、
多色表示を行うこともできる。
【００１７】実施例２における液晶表示素子は、図３に
示すように、カラー偏光板３１、第一の液晶セル３２、
第一のニュートラル偏光板３３、第二の液晶セル３４、
第二のニュートラル偏光板３５、無指向反射板３６から
構成される。カラー偏光板としては日東電工社製の青色
偏光板ＮＰＦ−Ｑ−１０Ｂ（偏光度５５．０％）を、第
一のニュートラル偏光板としては同じく日東電工社製の
ＮＰＦ−Ｇ１２２５ＤＵ（偏光度９９．５％）を、第二
のニュートラル偏光板と無指向反射板としてはこれも同
じく日東電工社製の反射板一体型偏光板ＮＰＦ−Ｆ−３
２０５（偏光度９６．５％）を用いた。第一の偏光板の
偏光度を第二の偏光板の偏光度よりも高くすることが、
明るく高コントラストの表示を得る上で重要である。一
方第一の液晶セル３２に用いるネマチック液晶として
は、メルク社製のＴＮ用液晶ＺＬＩ−１８４４（Δｎ＝
０．１８１）に、三菱化成工業社製の黄色の２色性色素
ＬＳＹ−１１６を０．７５ｗｔ％と、メルク社製のカイ
ラルドーパントＳ−８１１を０．０５ｗｔ％添加して用
い、ギャップ７．２μｍのセルに左９０度のねじれ配向
させた。また第二の液晶セル３４には、メルク社製のＴ
Ｎ用液晶ＺＬＩ−１２２１（Δｎ＝０．１３）に、ＢＤ
Ｈ社製のカイラルドーパントＣＢ−１５を０．０７ｗｔ
％添加して用い、ギャップ１０．０μｍのセルに右９０
度のねじれ配向をさせた。
示すように、カラー偏光板３１、第一の液晶セル３２、
第一のニュートラル偏光板３３、第二の液晶セル３４、
第二のニュートラル偏光板３５、無指向反射板３６から
構成される。カラー偏光板としては日東電工社製の青色
偏光板ＮＰＦ−Ｑ−１０Ｂ（偏光度５５．０％）を、第
一のニュートラル偏光板としては同じく日東電工社製の
ＮＰＦ−Ｇ１２２５ＤＵ（偏光度９９．５％）を、第二
のニュートラル偏光板と無指向反射板としてはこれも同
じく日東電工社製の反射板一体型偏光板ＮＰＦ−Ｆ−３
２０５（偏光度９６．５％）を用いた。第一の偏光板の
偏光度を第二の偏光板の偏光度よりも高くすることが、
明るく高コントラストの表示を得る上で重要である。一
方第一の液晶セル３２に用いるネマチック液晶として
は、メルク社製のＴＮ用液晶ＺＬＩ−１８４４（Δｎ＝
０．１８１）に、三菱化成工業社製の黄色の２色性色素
ＬＳＹ−１１６を０．７５ｗｔ％と、メルク社製のカイ
ラルドーパントＳ−８１１を０．０５ｗｔ％添加して用
い、ギャップ７．２μｍのセルに左９０度のねじれ配向
させた。また第二の液晶セル３４には、メルク社製のＴ
Ｎ用液晶ＺＬＩ−１２２１（Δｎ＝０．１３）に、ＢＤ
Ｈ社製のカイラルドーパントＣＢ−１５を０．０７ｗｔ
％添加して用い、ギャップ１０．０μｍのセルに右９０
度のねじれ配向をさせた。
【００１８】以上のような構成の本発明の実施例２にお
けるカラー液晶表示素子は、真白の背景に、第一の液晶
セルにより青色の表示を、第二のセルにより黒色の表示
を行うことが出来る。
けるカラー液晶表示素子は、真白の背景に、第一の液晶
セルにより青色の表示を、第二のセルにより黒色の表示
を行うことが出来る。
【００１９】上記偏光板３５をカラー偏光板にし、第二
のセルにもその補色の二色性色素を添加すれば、第二の
セルで他の色の表示を行うことも可能である。また第一
のセルでシアン色を、第二のセルで黄色を表示するよう
にカラー偏光板と二色性色素を選択すると、減法混色に
より緑、黄、シアン、白の４色表示が可能になる。いず
れの場合も背景色は通常のニュートラル偏光板を用いた
ＴＮモードと同様の真白である。
のセルにもその補色の二色性色素を添加すれば、第二の
セルで他の色の表示を行うことも可能である。また第一
のセルでシアン色を、第二のセルで黄色を表示するよう
にカラー偏光板と二色性色素を選択すると、減法混色に
より緑、黄、シアン、白の４色表示が可能になる。いず
れの場合も背景色は通常のニュートラル偏光板を用いた
ＴＮモードと同様の真白である。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、液晶
中にカラー偏光板の補色となるような色相の２色性色素
を混入することによって、明るい白色の背景にカラー表
示が可能なカラー液晶表示素子を提供することができ
る。
中にカラー偏光板の補色となるような色相の２色性色素
を混入することによって、明るい白色の背景にカラー表
示が可能なカラー液晶表示素子を提供することができ
る。
【図１】本発明の実施例１および従来技術における液晶
表示素子の断面図である。
表示素子の断面図である。
【図２】本発明の実施例１および従来技術における液晶
表示素子の各軸の関係図である。
表示素子の各軸の関係図である。
【図３】本発明の実施例２における液晶表示素子の断面
図である。
図である。
【図４】本発明の実施例１における液晶表示素子の表示
色を示す図である。
色を示す図である。
【図５】従来の液晶表示素子の表示色を示す図である。
【図６】赤色偏光板の分光特性を示す図である。
１ カラー偏光板
２ 液晶セル
３ ニュートラル偏光板
４ 無指向反射板
５ 液晶セル２の上基板
６ 液晶セル２の下基板
７ 透明電極
８ ネマチック液晶
１１ カラー偏光板１の偏光軸方向
１２ 液晶セルの上基板５の液晶配向方向
１３ 液晶セルの下基板６の液晶配向方向
１４ ニュートラル偏光板３の偏光軸方向
２１ １１が１２となす角度
２２ ネマチック液晶８のねじれ角
２３ １４が１３となす角度
３１ カラー偏光板
３２ 第一の液晶セル
３３ 第一のニュートラル偏光板
３４ 第二の液晶セル
３５ 第二のニュートラル偏光板
３６ 無指向反射板
４１ 電圧無印加時（背景）の分光特性
４２ 選択電圧印加時（表示）の分光特性
４３ 赤色偏光板単体の分光特性
４４ 赤色偏光板とニュートラル偏光板を平行に重ね合
わせたときの分光特性
わせたときの分光特性
Claims (3)
- 【請求項１】 一対の基板間にネマチック液晶を挟持し
てなる液晶セルと、少なくとも一枚のカラー偏光板とを
備えたカラー液晶表示素子において、前記ネマチック液
晶中に前記カラー偏光板の補色となるような色相の２色
性色素を混入したことを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項２】 前記２色性色素の分量が、液晶の分量の
１重量％以下であることを特徴とする請求項１記載のカ
ラー液晶表示素子。 - 【請求項３】 前記液晶セルを偏光板を介して２層以上
積層し、多色表示を行うことを特徴とする請求項１記載
のカラー液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3194274A JPH0534731A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | カラー液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3194274A JPH0534731A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | カラー液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534731A true JPH0534731A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16321892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3194274A Pending JPH0534731A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | カラー液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534731A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7687988B2 (en) | 2005-11-04 | 2010-03-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
| US7728928B2 (en) | 2006-01-31 | 2010-06-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device having stacked polarizers arranged with transmission axes that deviate from parallel nicol state and wherein extinction coefficients of absorption axes are the same |
| US7804559B2 (en) | 2005-12-28 | 2010-09-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
| US7804244B2 (en) | 2005-11-30 | 2010-09-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP3194274A patent/JPH0534731A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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