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JPH08160383A - Color liquid crystal display - Google Patents

Color liquid crystal display

Info

Publication number
JPH08160383A
JPH08160383A JP6305872A JP30587294A JPH08160383A JP H08160383 A JPH08160383 A JP H08160383A JP 6305872 A JP6305872 A JP 6305872A JP 30587294 A JP30587294 A JP 30587294A JP H08160383 A JPH08160383 A JP H08160383A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
color
display device
crystal display
retardation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6305872A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazutaka Hanaoka
一孝 花岡
Hideshi Yoshida
秀史 吉田
Kimiaki Nakamura
公昭 中村
Hideaki Tsuda
英昭 津田
Hideo Senda
秀雄 千田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP6305872A priority Critical patent/JPH08160383A/en
Publication of JPH08160383A publication Critical patent/JPH08160383A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー液晶表示装置に関し、カラーフィルタ
を用いないで、液晶の複屈折による光の干渉を利用し
て、純度の高いカラー表示および白表示、黒表示を得る
ことができる液晶表示装置を提供する。 【構成】 初期リタデーション値が500以上で、電界
の方向に液晶分子31 ,32 ,33 ,34 ,35 をツイ
ストするP型液晶を用いた液晶セルを下側偏光板4と上
側偏光板5で挟み、液晶の複屈折による透過光または反
射光の干渉を利用して発色させるカラー液晶表示装置に
おいて、上側基板2と上側偏光板5の間に、リタデーシ
ョン値が50〜200nmの一軸性位相差フィルム6を
介挿し、この一軸性位相差フィルムによって、高電圧を
印加した状態で液晶セルの下側配向板11 と上側配向板
1 に接触していて、立ち上がらない液晶分子31 ,3
5 によって生じる残留リタデーションを補償して色純度
と白の明るさを改善する。
(57) [Abstract] [Object] A color liquid crystal display device is capable of obtaining a high-purity color display, white display, and black display by utilizing light interference due to birefringence of liquid crystal without using a color filter. Provided is a liquid crystal display device. [Structure] A liquid crystal cell having an initial retardation value of 500 or more and using a P-type liquid crystal in which liquid crystal molecules 3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4 , 3 5 are twisted in the direction of an electric field is used as a lower polarizing plate 4 and an upper side. In a color liquid crystal display device which is sandwiched between polarizing plates 5 and develops color by utilizing interference of transmitted light or reflected light due to birefringence of liquid crystal, a uniaxial retardation value of 50 to 200 nm is provided between the upper substrate 2 and the upper polarizing plate 5. Liquid crystal molecule 3 which is inserted between the lower retardation plate 1 1 and the upper orientation plate 2 1 of the liquid crystal cell in a state where a high voltage is applied by the uniaxial retardation film 6 and which does not stand up. 1 , 3
Improve the color purity and white brightness by compensating the residual retardation caused by 5 .

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶の複屈折による透
過光または反射光の干渉を利用したカラー液晶表示装置
の改良に関する。近年、軽量、薄型で低電力動作が可能
な液晶表示装置に対する期待が益々大きくなり、その期
待に応えるため、液晶表示装置の種類も様々なものが提
案され、それらの液晶表示装置を実現するための技術開
発も多様化している。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a color liquid crystal display device utilizing interference of transmitted light or reflected light due to birefringence of liquid crystal. In recent years, expectations for light-weight, thin, and low-power liquid crystal display devices have been increasing, and various types of liquid crystal display devices have been proposed in order to meet those expectations, and to realize those liquid crystal display devices. The technological development of is also diversified.

【0002】その中でも、低消費電力化、低コスト化が
特に望まれる携帯用のノート型あるいは手帳型パソコン
あるいはOA端末機器、ワードプロセッサ等に搭載する
ための液晶表示装置として、カラー表示が可能で、バッ
クライトが不必要なため低消費電力、低コストである反
射型カラー液晶表示装置の開発が望まれている。
Among them, color display is possible as a liquid crystal display device to be mounted on a portable notebook type or notebook type personal computer, an OA terminal device, a word processor, etc. for which low power consumption and cost reduction are particularly desired. Since a backlight is unnecessary, it is desired to develop a reflective color liquid crystal display device with low power consumption and low cost.

【0003】液晶表示装置の発色の方法は、大別して、
カラーフィルタによる方法と、液晶分子のチルト角に起
因して変化する複屈折効果による干渉色を利用する方法
に分かれるが、カラーフィルタを用いる液晶表示装置に
おいては光の透過量がカラーフィルタによって大幅に低
下し、また、1画素をRGBに3分割する必要があり、
製造工程が複雑で、明度、解像度の点で不利になる。
The color developing methods of liquid crystal display devices are roughly classified into
It is divided into a method using a color filter and a method using an interference color due to a birefringence effect that changes due to the tilt angle of liquid crystal molecules. However, in a liquid crystal display device using a color filter, the amount of light transmission is significantly increased by the color filter. And it is necessary to divide one pixel into RGB into three,
The manufacturing process is complicated, which is disadvantageous in terms of brightness and resolution.

【0004】本発明は、透過型あるいは反射型カラー液
晶表示装置のうち、特に、液晶の複屈折効果を利用した
発色、すなわちSBE(Super−twisted
Birefringence Effect)、ECB
(ElectricallyControlled B
irfringence)等によるカラー表示装置を改
良することを目的とする。
The present invention relates to a transmissive or reflective color liquid crystal display device, and in particular, color development utilizing the birefringence effect of liquid crystal, that is, SBE (Super-twisted).
Birefringence Effect), ECB
(Electrically Controlled B
It is an object of the present invention to improve a color display device based on irringence and the like.

【0005】[0005]

【従来の技術】前記のECB型の複屈折効果を利用した
カラー液晶表示装置においては、液晶セルに印加する電
圧を変えて、液晶分子のチルト角を制御し、液晶分子の
チルト角の変化によって液晶セル中を透過する光の複屈
折の状態を変化させ、複屈折された光の相互干渉によっ
て表示色を変えることができる。一般に、このECB型
液晶表示装置は視角特性が悪いため、液晶分子のツイス
ト角を180度以上にして、視角特性の改善を図ったも
のが多い。
2. Description of the Related Art In the color liquid crystal display device utilizing the ECB type birefringence effect, the voltage applied to the liquid crystal cell is changed to control the tilt angle of the liquid crystal molecules, and the tilt angle of the liquid crystal molecules is changed. It is possible to change the birefringence state of light passing through the liquid crystal cell and change the display color by mutual interference of the birefringent lights. Generally, since the ECB type liquid crystal display device has a poor viewing angle characteristic, many of them have been designed to improve the viewing angle characteristic by setting the twist angle of the liquid crystal molecules to 180 degrees or more.

【0006】図6は、従来の液晶表示装置の印加電圧と
発色および輝度の関係説明図であり、(A)は印加電圧
と輝度と発色の関係図、(B)は色度図である。これら
の図によると、極めて低い電圧を印加した状態(電圧無
印加状態と称する)の屈折率異方性Δnと液晶層の厚さ
dの積Δn・dである初期リタデーション値が1400
nmのP型液晶表示装置においては、印加電圧を上げて
いくと輝度が変化するとともに発色が緑、赤、青、黒、
灰と変化している。そして、印加電圧が、通常の液晶表
示装置のTFT駆動電圧として用いられる6V以内で輝
度50%の灰が得られている。
6A and 6B are explanatory views of the relationship between applied voltage, color development and brightness of a conventional liquid crystal display device, FIG. 6A is a relationship diagram of applied voltage, brightness and color development, and FIG. 6B is a chromaticity diagram. According to these figures, the initial retardation value, which is the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn and the thickness d of the liquid crystal layer when an extremely low voltage is applied (referred to as no voltage applied state), is 1400.
In a P-type liquid crystal display device of nm, the brightness changes as the applied voltage is increased, and the colors are green, red, blue, black,
It has changed to ashes. Then, ash with a luminance of 50% is obtained when the applied voltage is within 6 V which is used as a TFT driving voltage of a normal liquid crystal display device.

【0007】なお、この図における100%は、2枚の
偏光板を平行に置き、その下に反射板を置いた系の入射
光に対する反射光の割合であり、偏光板を用いるモード
ではこの輝度が上限である。この場合、リタデーション
値は電圧を上げると減少するから、電圧無印加状態の初
期リタデーション値がある程度大きい液晶を選択しなけ
れば、発色数が限られてしまうため、基本的な赤、青、
緑を得るには、1200nm程度、好ましくは1450
nm程度の初期リタデーション値が必要である。しかし
ながら、パソコンあるいはワードプロセッサ等のよう
に、最小限度の色による識別を行う場合は、青が発色す
る500nm程度の初期リタデーション値でも一応の目
的を達成することができる。
Note that 100% in this figure is the ratio of the reflected light to the incident light of a system in which two polarizing plates are placed in parallel and a reflecting plate is placed below the polarizing plate. Is the upper limit. In this case, the retardation value decreases with increasing voltage, so unless the liquid crystal with a large initial retardation value in the no voltage applied state is selected, the number of colors is limited, so that the basic red, blue,
To obtain green, about 1200 nm, preferably 1450
An initial retardation value of about nm is necessary. However, in the case of performing identification by the minimum number of colors such as a personal computer or a word processor, an initial retardation value of about 500 nm at which blue is developed can achieve the intended purpose.

【0008】また、ECB型の液晶表示装置において
は、前述のように、印加電圧によって発色させるため、
単純マトリクス型等のパッシィブ駆動に適用すると、特
定の画素に印加される電圧が時間とともに減衰するため
に色が変化し、高い色純度が得られないため、蓄積電極
を用いる等の手段によって特定の画素に印加される電圧
の減衰を少なくすることができるTFT駆動型に適用す
ることが望ましい。
Further, in the ECB type liquid crystal display device, as described above, since the color is developed by the applied voltage,
When applied to passive driving of a simple matrix type, the voltage applied to a specific pixel is attenuated with time, the color changes, and high color purity cannot be obtained. It is desirable to apply to a TFT drive type capable of reducing the attenuation of the voltage applied to the pixel.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前述の説明で明らかな
ように、液晶セルを挟む偏光板の偏光軸が平行なパラニ
コルの場合を考えると、全ての液晶分子が一様に印加電
圧に対応する角度だけ立ち上がった状態を実現できれ
ば、高い純度の発色が得られ、全ての液晶分子が完全に
立ち上がった状態では白表示が得られる筈である。しか
し、実際の液晶表示装置においては、配向膜に接触して
いる液晶分子が、強い配向膜アンカリングによって、配
向膜から離れた位置の液晶分子のチルト角と同じ角度ま
で立ち上がらないで残り、いわゆる液晶の残留リターデ
ーションを生じるため、良好な色純度、および完全な白
表示を得ることができなかった。これとは逆に、液晶セ
ルを挟む配向板の偏光軸が交差するクロスニコルの場合
は、完全な黒表示を得ることができない。
As is apparent from the above description, considering the case of para-Nicol in which the polarization axes of the polarizing plates sandwiching the liquid crystal cell are parallel, all the liquid crystal molecules uniformly respond to the applied voltage. If a state that rises by an angle can be realized, high-purity color development should be obtained, and white display should be obtained when all liquid crystal molecules are completely raised. However, in an actual liquid crystal display device, the liquid crystal molecules in contact with the alignment film do not rise to the same angle as the tilt angle of the liquid crystal molecules at a position apart from the alignment film due to the strong alignment film anchoring, and the so-called Due to residual retardation of the liquid crystal, good color purity and perfect white display could not be obtained. On the contrary, in the case of crossed Nicols in which the polarization axes of the alignment plates that sandwich the liquid crystal cell intersect, perfect black display cannot be obtained.

【0010】図7は、従来の液晶表示装置の概略構成説
明図であり、(A)は斜視図であり、(B)は平面図で
ある。この図の41は下側基板、411 は下側配向膜、
42は上側基板、421 は上側配向膜、431 ,4
2 ,433 ,434 ,435 は液晶分子、44は下側
偏光板、441 ,451 は偏光軸、45は上側偏光板で
ある。
7A and 7B are schematic structural explanatory views of a conventional liquid crystal display device. FIG. 7A is a perspective view and FIG. 7B is a plan view. In this figure, 41 is a lower substrate, 41 1 is a lower alignment film,
42 is an upper substrate, 42 1 is an upper alignment film, 43 1 , 4
3 2 , 43 3 , 43 4 , and 43 5 are liquid crystal molecules, 44 is a lower polarizing plate, 44 1 and 45 1 are polarizing axes, and 45 is an upper polarizing plate.

【0011】この従来の複屈折による透過光または反射
光の干渉を利用したECB型液晶表示装置は、下側配向
膜411 と透明電極を有する下側基板41と上側配向膜
42 1 と透明電極を有する上側基板42の間隙に、液晶
分子431 ,432 ,433,434 ,435 として表
現されているP型液晶を充填し、その外側に下側偏光板
44と上側偏光板45を、それらの偏光軸441 と偏光
軸451 を平行にして対向配置した(パラニコル)構造
を有している。
Transmission light or reflection due to this conventional birefringence
The ECB type liquid crystal display device utilizing the interference of light has a lower alignment.
Membrane 411Lower substrate 41 having a transparent electrode and an upper alignment film
42 1Liquid crystal in the gap between the upper substrate 42 having a transparent electrode and
Numerator 431, 432, 433, 43Four, 43FiveAs a table
Filled with the P-type liquid crystal that has been exposed, and the lower polarizing plate on the outside of it.
44 and the upper polarizing plate 45 with their polarization axes 441And polarization
Axis 451(Paranicol) structure with the parallel to each other
have.

【0012】この液晶表示装置の透明電極間に電圧を印
加すると、下側配向膜411 と上側配向膜421 の間の
液晶分子432 ,433 ,434 は、印加電圧に応答し
て立ち上がるが、下側配向膜411 と上側配向膜421
に接触している液晶分子43 1 と435 は強い配向膜ア
ンカリングによって立ち上がらないで残る。
A voltage is applied between the transparent electrodes of this liquid crystal display device.
When added, the lower alignment film 411And the upper alignment film 421Between
Liquid crystal molecule 432, 433, 43FourResponds to the applied voltage
Rises, but the lower alignment film 411And the upper alignment film 421
Liquid crystal molecules 43 in contact with 1And 43FiveIs a strong alignment film
It remains without standing up due to the muffler ring.

【0013】その結果、残留リタデーション(2枚の配
向膜に液晶分子431 と435 の2つが残るため)2R
を生じ、これが原因して印加電圧を上昇しても完全な白
表示を得ることができず、また他の色についても、純度
の高いカラー表示を行うことができない。下側偏光板4
4の偏光軸441 と上側偏光板45の偏光軸451 が交
差するクロスニコルの場合は、これとは逆に、純度の高
いカラー表示と完全な黒表示を得ることができない。
As a result, residual retardation (because two liquid crystal molecules 43 1 and 43 5 remain on the two alignment films) 2R
As a result, a perfect white display cannot be obtained even if the applied voltage is increased, and a high-purity color display cannot be performed for other colors. Lower polarizing plate 4
On the contrary, in the case of crossed Nicols in which the polarization axis 44 1 of No. 4 and the polarization axis 45 1 of the upper polarization plate 45 intersect, on the contrary, it is impossible to obtain a color display with high purity and a perfect black display.

【0014】この説明は、残留リタデーションの補償に
関する限り、液晶分子432 ,43 3 ,434 がツイス
トしないホモジニアスカラー液晶表示装置においても、
液晶分子がツイストするカラー液晶表示装置においても
同様に当てはまる。
This explanation is for compensation of residual retardation.
As far as it is concerned, liquid crystal molecules 432, 43 3, 43FourIs a twist
Even in homogeneous color liquid crystal display devices that do not
Even in color liquid crystal display devices where liquid crystal molecules are twisted
The same applies.

【0015】すなわち、パラニコルの場合もクロスニコ
ルの場合も、純度の高いカラー表示と完全な白表示と黒
表示の両方を得ることができなかった。もちろん、極め
て高い電圧を印加することによって、配向膜アンカリン
グに打ち勝って液晶分子を立ち上がらせて完全な白表示
あるいは黒表示を得ることは理論上可能であるが、この
ようにすると大消費電力化するため不利になり、また、
そのような高電圧では耐圧が低いTFTを用いて液晶を
駆動することができなくなる。
That is, in both the case of para-Nicol and the case of cross-Nicol, it was not possible to obtain a highly pure color display and complete white display and black display. Of course, by applying an extremely high voltage, it is theoretically possible to overcome the alignment film anchoring and raise the liquid crystal molecules to obtain a complete white display or black display. It is disadvantageous because
With such a high voltage, it becomes impossible to drive the liquid crystal using a TFT having a low breakdown voltage.

【0016】また先に説明した図6に示されているよう
に、通常、TFT駆動を行うために6V以下に制限され
ている印加電圧の範囲内では灰表示しか得られず、その
輝度も50%程度に過ぎない。一方、N型液晶表示装置
において電圧を印加しない状態で垂直配向する液晶分子
にECBを適用して、白と黒を両立させる方法も考えら
れるが、電圧を印加した場合の視覚特性が極めて悪いた
め実用化することができない。
Further, as shown in FIG. 6 described above, only gray display is obtained within the range of applied voltage which is normally limited to 6 V or less for driving the TFT, and the brightness thereof is 50. Only about%. On the other hand, in an N-type liquid crystal display device, a method may be considered in which ECB is applied to liquid crystal molecules that are vertically aligned without applying a voltage to achieve both black and white, but the visual characteristics when a voltage is applied are extremely poor. It cannot be put to practical use.

【0017】本発明は、カラーフィルタを用いることな
く、液晶の複屈折による光の干渉を利用して、純度の高
いカラー表示および白表示、黒表示を得ることができる
カラー液晶表示装置を提供することを目的とする。
The present invention provides a color liquid crystal display device which can obtain a high-purity color display, white display and black display by utilizing light interference due to birefringence of liquid crystal without using a color filter. The purpose is to

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる、低電圧
を印加した状態(電圧無印加状態)での初期リタデーシ
ョン値が500nm以上で、電界の方向に液晶分子をツ
イストするP型液晶を用いた液晶セルを2枚の偏光板で
挟んだ構造を有し、液晶の複屈折による光の干渉を利用
したカラー液晶表示装置においては、該液晶セルと少な
くとも一方の偏光板の間に、リターデーション値が50
〜200nmの一軸性位相差フィルムを介挿し、該一軸
性位相差フィルムによって該液晶セルの配向膜に接する
液晶分子によって生じる残留リターデーションを打ち消
す構成を採用した。
A P-type liquid crystal according to the present invention is used which twists liquid crystal molecules in the direction of an electric field with an initial retardation value of 500 nm or more when a low voltage is applied (no voltage applied). In a color liquid crystal display device having a structure in which a liquid crystal cell is sandwiched between two polarizing plates and utilizing light interference due to birefringence of liquid crystal, a retardation value is provided between the liquid crystal cell and at least one polarizing plate. Fifty
A uniaxial retardation film having a thickness of up to 200 nm was inserted, and the residual retardation generated by the liquid crystal molecules in contact with the alignment film of the liquid crystal cell was canceled by the uniaxial retardation film.

【0019】この場合、液晶層を180〜360度ツイ
ストさせて、視角特性を改善することができ、液晶セル
を挟む2枚の偏光板をパラニコルまたはクロスニコルと
し、各偏光板の偏光軸の平均的な方向が、液晶層の深さ
方向の中央の液晶分子の長軸方向と45度の角度をなす
ようにして、液晶分子の複屈折特性を向上させることが
できる。
In this case, the liquid crystal layer can be twisted by 180 to 360 degrees to improve the viewing angle characteristics, and the two polarizing plates sandwiching the liquid crystal cell are para-Nicol or cross-Nicol, and the average of the polarization axes of each polarizing plate is The birefringence characteristic of the liquid crystal molecules can be improved by making the optical axis form an angle of 45 degrees with the long axis direction of the liquid crystal molecules at the center in the depth direction of the liquid crystal layer.

【0020】また、液晶層をTFTによって駆動して、
液晶セルの各画素にかかる電圧の変動を抑制して色純度
を向上することができる。また、一方の偏光板の外側に
反射板を配設して反射型液晶表示装置として、バックラ
イトを点灯する電力を節約し、また、入射光を液晶層中
を2回透過させることによって、発色効果を高めること
ができる。
Further, the liquid crystal layer is driven by the TFT,
The color purity can be improved by suppressing the fluctuation of the voltage applied to each pixel of the liquid crystal cell. In addition, a reflection plate is provided outside one of the polarizing plates to serve as a reflection type liquid crystal display device to save power for lighting a backlight and to transmit incident light twice in a liquid crystal layer to thereby generate a color. The effect can be enhanced.

【0021】[0021]

【作用】図1は、本発明のカラー液晶表示装置の概略構
成説明図であり、(A)は斜視図であり、(B)は平面
図である。この図の1は下側基板、11 は下側配向膜、
2は上側基板、21 は上側配向膜、31 ,32 ,33
4 ,35 は液晶分子、4は下側偏光板、41 ,51
偏光軸、5は上側偏光板、6は一軸性位相差フィルムで
ある。
1A and 1B are schematic structural explanatory views of a color liquid crystal display device of the present invention. FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a plan view. In this figure, 1 is the lower substrate, 11 is the lower alignment film,
2 is an upper substrate, 2 1 is an upper alignment film, 3 1 , 3 2 , 3 3 ,
3 4 and 3 5 are liquid crystal molecules, 4 is a lower polarizing plate, 4 1 and 5 1 are polarization axes, 5 is an upper polarizing plate, and 6 is a uniaxial retardation film.

【0022】この本発明の複屈折による透過光または反
射光の干渉を利用したECB型液晶表示装置は、下側配
向膜11 と透明電極を有する下側基板1と、上側配向膜
1と透明電極を有する上側基板2を対向して配置し、
その間隙に液晶分子31 ,3 2 ,33 ,34 ,35 とし
て示されているP型液晶を充填し、その外側に、下側偏
光板4と上側偏光板5を、それらの偏光軸41 と偏光軸
1 を平行にして配置し(パラニコル)、上側基板2と
上側偏光板5の間に、一軸延伸等によって光学的異方性
を与えた高分子材料等からなる一軸性位相差フィルム6
を介挿した構造を有している。
The transmitted light or the reflected light due to the birefringence of the present invention
The ECB type liquid crystal display device that utilizes the interference of the emitted light is
Membrane 11A lower substrate 1 having a transparent electrode and an upper alignment film
21And the upper substrate 2 having a transparent electrode are arranged to face each other,
Liquid crystal molecules 3 in the gap1, 3 2, 33, 3Four, 3Fiveage
The P-type liquid crystal shown in Fig.
The light plate 4 and the upper polarizing plate 5 are arranged with their polarization axes 41And the polarization axis
51Are arranged in parallel (paranicols), and
Optical anisotropy between the upper polarizing plates 5 due to uniaxial stretching or the like.
A uniaxial retardation film 6 made of a polymer material etc.
It has a structure in which is inserted.

【0023】この液晶表示装置の透明電極間に電圧を印
加すると、下側配向膜11 と上側配向膜21 の間の液晶
分子32 ,33 ,34 は、印加電圧に応答して立ち上が
るが、下側配向膜11 と上側配向膜21 に接触している
液晶分子31 と35 は強い配向膜アンカリングによって
立ち上がらないで残る。
When a voltage is applied between the transparent electrodes of this liquid crystal display device, the liquid crystal molecules 3 2 , 3 3 , 3 4 between the lower alignment film 1 1 and the upper alignment film 2 1 respond to the applied voltage. Although rising, the liquid crystal molecules 3 1 and 3 5 in contact with the lower alignment film 1 1 and the upper alignment film 2 1 remain without rising due to strong alignment film anchoring.

【0024】この液晶表示装置において、上側基板2と
上側偏光板5の間に一軸性位相差フィルム6が介挿され
ていない場合は、前に従来技術において説明したよう
に、下側配向膜11 と上側配向膜21 に接触して立ち上
がらないで残っている液晶分子31 ,35 によって残留
リタデーション2Rが生じるため、色純度の高いカラー
表示と完全な白表示、黒表示が得られない。
In this liquid crystal display device, when the uniaxial retardation film 6 is not interposed between the upper substrate 2 and the upper polarizing plate 5, as described in the prior art, the lower alignment film 1 is used. Since the liquid crystal molecules 3 1 , 3 5 that remain in contact with 1 and the upper alignment film 2 1 and do not stand up cause residual retardation 2R, color display with high color purity and perfect white display and black display cannot be obtained. .

【0025】本発明においては、前記のように、上側基
板2と上側偏光板5の間に、下側配向膜11 と上側配向
膜21 に接触して立ち上がらないで残っている液晶分子
1,35 に起因する残留リタデーション2Rと同程度
のリターデーション値を有する一軸性位相差フィルム6
を、その遅相軸を残留リタデーション2Rと直交させて
介挿することによって、液晶分子31 ,35 による残留
リターデーション2Rを打ち消して高純度のカラー表示
と白表示を得ることができる。
In the present invention, as described above, the liquid crystal molecules 3 remaining between the upper substrate 2 and the upper polarizing plate 5 in contact with the lower alignment film 1 1 and the upper alignment film 2 1 and not standing up. Uniaxial retardation film 6 having a retardation value similar to that of residual retardation 2R due to 1 , 3 5
And by its slow phase axis are perpendicular with residual retardation 2R interposing, it is possible to obtain a liquid crystal molecule 3 1, 3 5 due to the residual retardation 2R pure color display and white display by canceling the.

【0026】この説明は、残留リタデーションの補償に
関する限り、液晶分子32 ,33 ,34 がツイストしな
いホモジニアスカラー液晶表示装置においても、ツイス
トするカラー液晶表示装置においても同様に当てはま
る。
As far as the compensation of the residual retardation is concerned, this explanation is similarly applied to the homogeneous color liquid crystal display device in which the liquid crystal molecules 3 2 , 3 3 and 3 4 are not twisted and the twisted color liquid crystal display device.

【0027】液晶表示装置自体は本質的に色彩を伴わな
い光シャッタであり、従来、STN液晶表示装置におい
ては、色彩を生じる原因となる液晶分子の残留リターデ
ーションを低減することに注意が向けられ、電圧無印加
状態の初期リターデーションが600nm程度より小さ
い液晶が採用されていたため、この程度の初期リターデ
ーションを600nm程度のリターデーションを有する
一軸性位相差フィルムによって補償することは必ずしも
困難ではなかった。
The liquid crystal display device itself is an optical shutter that is essentially free of color, and attention has heretofore been focused on reducing the residual retardation of liquid crystal molecules that causes color in the STN liquid crystal display device. Since a liquid crystal having an initial retardation in the absence of applied voltage of less than about 600 nm was used, it was not always difficult to compensate for this initial retardation with a uniaxial retardation film having a retardation of about 600 nm. .

【0028】しかし、本発明によると、液晶分子のチル
トによるカラー表示を得ることを目的とするため、前記
のように低電圧を印加したときの残留リターデーション
の最低を青表示が得られる500nmとし、青、緑、赤
が得られる1200nm程度を経て、高い輝度が得られ
る2000nm程度までの液晶を採用しているため、こ
の電圧無印加状態の初期リターデーションを補償するこ
とを目的とすると、極端に厚い一軸性位相差フィルムを
用いることが必要になり、仮にそのように厚い一軸性位
相差フィルムを用いると、応答特性が悪化し、液晶表示
装置の視角特性が著しく劣化することになる。
However, according to the present invention, in order to obtain a color display by tilting the liquid crystal molecules, the minimum residual retardation when a low voltage is applied as described above is set to 500 nm, which is a blue display. , A blue liquid crystal, a green liquid, and a red liquid crystal are obtained at about 1200 nm, and a high-brightness liquid crystal up to about 2000 nm is used. Therefore, it is necessary to use a thick uniaxial retardation film, and if such a thick uniaxial retardation film is used, the response characteristics deteriorate and the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device deteriorate significantly.

【0029】本発明の発明者らは、図3に示されるよう
に、電圧無印加状態の初期リターデーションが1500
〜2000nmと大きい液晶であっても、液晶表示装置
に実用される範囲で高い電圧を印加したときには残留リ
ターデーションが100nm程度に低減することに着目
して、この状態での比較的小さい残留リターデーション
を、応答性や視角特性を劣化させない程度に薄い一軸性
位相差フィルムによって補償することによって、残留リ
ターデーションに起因するカラー表示の劣化を緩和する
という発想の転換を行った。
The inventors of the present invention, as shown in FIG. 3, have an initial retardation of 1500 when no voltage is applied.
Even if the liquid crystal is as large as ˜2000 nm, the residual retardation is reduced to about 100 nm when a high voltage is applied within a practical range for a liquid crystal display device. By compensating for this with a uniaxial retardation film that is thin enough not to degrade the responsiveness and viewing angle characteristics, we changed the concept of alleviating the deterioration of color display due to residual retardation.

【0030】本発明によって電圧無印加状態の初期リタ
ーデーションを充分に補償することはできないが、元々
暗い反射型液晶表示装置においては、本発明のように、
高電圧を印加した状態での残留リターデーションを補償
することによって、比較的高い電圧を印加するときに発
色する色の純度を向上し、表示特性にとって重要な白表
示の明るさを著しく改善することができる。
Although the present invention cannot sufficiently compensate for the initial retardation in the state where no voltage is applied, in the originally dark reflection type liquid crystal display device, as in the present invention,
By compensating for the residual retardation under high voltage application, the purity of the color that develops when a relatively high voltage is applied is improved, and the brightness of white display, which is important for display characteristics, is significantly improved. You can

【0031】図2は、本発明のカラー液晶表示装置の原
理説明図であり、(A)は電圧無印加状態の断面図、
(B)はホモジニアス液晶を用いた場合の上面図、
(C)は200度ツイスト液晶を用いた場合の上面図、
(D)は電圧印加時の断面図、(E)は電圧印加時の上
面図である。
FIG. 2 is an explanatory view of the principle of the color liquid crystal display device of the present invention, in which (A) is a cross-sectional view in the state where no voltage is applied,
(B) is a top view when a homogeneous liquid crystal is used,
(C) is a top view when a 200 degree twist liquid crystal is used,
(D) is a cross-sectional view when voltage is applied, and (E) is a top view when voltage is applied.

【0032】この図の11は液晶セル、111 は残留リ
タデーション、12は液晶分子、13は下側配向膜、1
1 ,141 はラビング方向、14は上側配向膜、15
は下側偏光板、151 ,161 は偏光軸、16は上側偏
光板、17は一軸性位相差フィルム、171 は一軸性位
相フィルムの遅相軸、18は電源である。
In the figure, 11 is a liquid crystal cell, 11 1 is a residual retardation, 12 is a liquid crystal molecule, 13 is a lower alignment film, 1
3 1 and 14 1 are rubbing directions, 14 is an upper alignment film, and 15
Is a lower polarizing plate, 15 1 and 16 1 are polarizing axes, 16 is an upper polarizing plate, 17 is a uniaxial retardation film, 17 1 is a slow axis of the uniaxial phase film, and 18 is a power source.

【0033】本発明のカラー液晶表示装置においては、
透明電極を有する下側配向膜13と上側配向膜14によ
って液晶分子12で表される液晶を挟んだ液晶セル11
の下に下側偏光板15を配置し、液晶セル11の上には
一軸性位相差フィルム(リタデーションフィルム)17
を介して上側偏光板16が配置されている(電圧無印加
状態の断面図(A)参照)。
In the color liquid crystal display device of the present invention,
A liquid crystal cell 11 in which a liquid crystal represented by liquid crystal molecules 12 is sandwiched between a lower alignment film 13 having a transparent electrode and an upper alignment film 14.
A lower polarizing plate 15 is disposed underneath, and a uniaxial retardation film (retardation film) 17 is disposed on the liquid crystal cell 11.
The upper polarizing plate 16 is disposed via the (see cross-sectional view (A) in the state where no voltage is applied).

【0034】ホモジニアス液晶を用いてパラニコル偏光
を行う場合は、液晶セル11の下側配向膜13のラビン
グ方向(破線)131 と上側配向膜14のラビング方向
(実線)141 が同方向に平行であり、下側偏光板15
の偏光軸151 と上側偏光板14の偏光軸141 が平行
であり、下側配向膜13のラビング方向131 と上側配
向膜14のラビング方向141 、すなわち、液晶層の深
さ方向の中央液晶分子12の長軸方向が、下側偏光板1
5の偏光軸151 と上側偏光板16の偏光軸161 に4
5度で交差している(ホモジニアス液晶の上面図(B)
参照)。
In the case of performing para-Nicol polarization using homogeneous liquid crystal, the rubbing direction (broken line) 13 1 of the lower alignment film 13 of the liquid crystal cell 11 and the rubbing direction (solid line) 14 1 of the upper alignment film 14 are parallel to the same direction. And the lower polarizing plate 15
The polarization axis 14 1 of the polarization axis 15 1 and the upper polarizing plate 14 are parallel, the rubbing direction 14 first rubbing direction 13 1 and the upper alignment layer 14 of the lower alignment layer 13, i.e., the liquid crystal layer depth direction of The major axis direction of the central liquid crystal molecule 12 is the lower polarizing plate 1.
4 on the polarization axis 15 1 of 5 and the polarization axis 16 1 of the upper polarizing plate 16
Crosses at 5 degrees (top view of homogeneous liquid crystal (B))
reference).

【0035】また、200度ツイスト液晶を用いてパラ
ニコル偏光を行う場合は、液晶セル11の下側配向膜1
3のラビング方向(破線)131 と上側配向膜14のラ
ビング方向(実線)141 が時計方向の200度の角度
で交差し、下側偏光板15の偏光軸151 と上側偏光板
16の偏光軸161 が平行で、下側配向膜13のラビン
グ方向131 と上側配向膜14のラビング方向141
中間の方向、すなわち、液晶層の深さ方向の中央液晶分
子の長軸方向が、下側偏光板15の偏光軸15 1 と上側
偏光板16の偏光軸161 に45度で交差している(2
00度ツイスト液晶の上面図(C)参照)。
In addition, a 200 ° twist liquid crystal is used to
When performing Nicol polarization, the lower alignment film 1 of the liquid crystal cell 11
Rubbing direction 3 (broken line) 131And the upper alignment film 14
Bing direction (solid line) 141Is a clockwise angle of 200 degrees
Crosses the polarization axis 15 of the lower polarizing plate 15.1And the upper polarizer
16 polarization axes 161Are parallel, and the Rabin of the lower alignment film 13 is
Direction 131And the rubbing direction 14 of the upper alignment film 141of
The central liquid crystal part in the middle direction, that is, in the depth direction of the liquid crystal layer
The long axis direction of the child is the polarization axis 15 of the lower polarizing plate 15. 1And above
Polarization axis 16 of polarizing plate 161Cross at 45 degrees (2
The top view (C) of a 00 degree twist liquid crystal).

【0036】このような角度関係をもたせると、上側偏
光板16をその偏光軸161 の方向に偏光されて通過し
た入射光が、印加電圧の影響を最も強く受ける液晶層の
深さ方向の中央近傍の液晶分子によってほぼ等しい光量
で複屈折され、等しい光量の透過光または反射光が干渉
して、下側偏光板15または上側偏光板16を透過する
ため、干渉による発色効果を最適化することができる。
With such an angular relationship, the incident light that has been polarized in the direction of its polarization axis 16 1 and passed through the upper polarizing plate 16 is the center of the liquid crystal layer in the depth direction, which is most affected by the applied voltage. Optimizing the coloring effect due to interference, since birefringence is performed by liquid crystal molecules in the vicinity with a substantially equal amount of light, and transmitted light or reflected light with an equal amount of light interferes and passes through the lower polarizing plate 15 or the upper polarizing plate 16. You can

【0037】この液晶セル11の透明電極間に電源18
によって電圧を印加すると、液晶セル11の中層の液晶
分子12は電圧に応じた角度だけ起立するが、下側配向
膜13と上側配向膜14に接触している液晶分子12は
強い偏光板アンカリングによって起立することができな
いまま残ることになる(電圧印加時の断面図(D)参
照)。
A power source 18 is provided between the transparent electrodes of the liquid crystal cell 11.
When a voltage is applied by the liquid crystal cell 11, the liquid crystal molecules 12 in the middle layer of the liquid crystal cell 11 stand up by an angle corresponding to the voltage, but the liquid crystal molecules 12 in contact with the lower alignment film 13 and the upper alignment film 14 have strong polarizing plate anchoring. Therefore, it cannot be erected and remains (see cross-sectional view (D) when voltage is applied).

【0038】その結果、液晶セル11の平面上に残留リ
タデーション2Rが生じ、このままの状態では前記のよ
うに、カラー表示する場合の色純度が劣化し、完全な白
表示と黒表示が得られない。
As a result, the residual retardation 2R is generated on the flat surface of the liquid crystal cell 11, and in this state as it is, the color purity in the color display deteriorates, and perfect white display and black display cannot be obtained. .

【0039】本発明のカラー液晶表示装置においては、
前述のように、上側配向膜14と上側偏光板16の間
に、下側配向膜13と上側配向膜14のアンカリングに
よって起立することができない液晶分子によって生じる
残留リタデーション(2R)と同程度の位相遅延特性
(−2R)を有する一軸性位相フィルムの遅相軸171
を残留リタデーションの方向と直交させて介挿したた
め、(2R)+(−2R)≒0の関係を満たし、残留リ
タデーションを補償することができる(電圧印加時の上
面図(E)参照)。
In the color liquid crystal display device of the present invention,
As described above, between the upper alignment film 14 and the upper polarization plate 16, the residual retardation (2R), which is almost the same as the residual retardation (2R) generated by the liquid crystal molecules that cannot be raised by the anchoring of the lower alignment film 13 and the upper alignment film 14. Slow axis 17 1 of uniaxial phase film having phase delay characteristic (-2R)
Since it is inserted so as to be orthogonal to the direction of residual retardation, the relationship of (2R) + (− 2R) ≈0 is satisfied, and residual retardation can be compensated (see top view (E) at the time of voltage application).

【0040】液晶パネル11をTFTによって駆動する
ためには、現状で印加電圧を6V以下にすることが必要
とされているが、本発明によると、この6V以内の電圧
を印加した時に色純度の良好なカラー表示と白表示を得
ることができる。
In order to drive the liquid crystal panel 11 by the TFT, it is necessary at present that the applied voltage be 6 V or less, but according to the present invention, when the voltage within 6 V is applied, the color purity of Good color display and white display can be obtained.

【0041】図3は、液晶による印加電圧と残留リタデ
ーション値の関係説明図である。この図の横軸は印加電
圧を示し、縦軸はツイスト角を180°としたときの残
留リタデーション値を示しているが、電圧を印加しない
状態では初期リタデーション値が1420nm程度であ
ったものが、印加電圧を6Vとした場合、液晶〔TL−
202〕(メルク製)では169nmとやや高いが、
〔RDP−31192E〕(ロディック製),〔FT−
5028LB〕(チッソ製)では100nm〜110n
mと低い値を示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the voltage applied by the liquid crystal and the residual retardation value. The horizontal axis of this figure shows the applied voltage, and the vertical axis shows the residual retardation value when the twist angle is 180 °, but the initial retardation value was about 1420 nm when no voltage was applied. When the applied voltage is 6 V, the liquid crystal [TL-
202] (manufactured by Merck) is slightly higher than 169 nm,
[RDP-31192E] (manufactured by Rodick), [FT-
5028LB] (manufactured by Chisso) 100 nm to 110 n
It shows a low value of m.

【0042】印加電圧をやや高くする可能性を考慮する
と、残留リタデーション値を凡そ50〜200nm程度
と見積もることができる。したがって、これを補償する
一軸性位相差フィルムのリタデーション値も50〜20
0nmにすることができる。
Considering the possibility of slightly increasing the applied voltage, the residual retardation value can be estimated to be about 50 to 200 nm. Therefore, the retardation value of the uniaxial retardation film that compensates for this is also 50 to 20.
It can be 0 nm.

【0043】本発明は、透過型液晶表示装置にも反射型
液晶表示装置にも適用することができるが、反射型液晶
表示装置に適用すると、入射光と反射光が液晶の複屈折
効果を2回受けるため、発色性が優れている。
The present invention can be applied to both a transmissive liquid crystal display device and a reflective liquid crystal display device. When applied to a reflective liquid crystal display device, incident light and reflected light have a birefringence effect of liquid crystal. Excellent color development due to repeated exposure.

【0044】[0044]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図4は、
本発明の一実施例のカラー液晶表示装置の説明図であ
り、(A)は断面図、(B)は説明用平面図である。こ
の図の21は下側ガラス板、22はTFTアレイ、23
は下側配向膜、24は液晶セル、241 は液晶分子、2
2 は残留リタデーション、25は上側配向膜、26は
ITO透明電極、27は上側ガラス板、28は一軸性位
相差フィルム、281 は一軸性位相フィルムの遅相軸、
29は下側偏光板、30は上側偏光板、31は反射板で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG.
1A and 1B are explanatory views of a color liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, FIG. In this figure, 21 is the lower glass plate, 22 is the TFT array, and 23.
Is a lower alignment film, 24 is a liquid crystal cell, 24 1 is a liquid crystal molecule, 2
4 2 is residual retardation, 25 is upper alignment film, 26 is ITO transparent electrode, 27 is upper glass plate, 28 is uniaxial retardation film, 28 1 is slow axis of uniaxial phase film,
Reference numeral 29 is a lower polarizing plate, 30 is an upper polarizing plate, and 31 is a reflecting plate.

【0045】この実施例のカラー液晶表示装置において
は、図4(A)に示されるように、まず、下側ガラス板
21の上にTFTアレイ22を形成し、その上に下側配
向膜23を形成し、次いで、上側ガラス板27の上にI
TO透明電極26を形成し、その上に上側配向膜25を
形成する。
In the color liquid crystal display device of this embodiment, as shown in FIG. 4A, first, the TFT array 22 is formed on the lower glass plate 21, and the lower alignment film 23 is formed thereon. And then I on the upper glass plate 27.
The TO transparent electrode 26 is formed, and the upper alignment film 25 is formed thereon.

【0046】そして、下側ガラス板21と上側ガラス板
27を、下側配向膜23と上側配向膜25を間隙をたも
って対向させ、この間隙に、初期リタデーション値が〜
1500nmでツイスト角が180°の低電圧液晶(液
晶分子241 )(チッソ製)を充填し、周辺を封止して
液晶セル24を組み立てる。この液晶セル24の下側
に、下側偏光板29と反射板31を配設し、液晶セル2
4の上側に、リタデーション値が70nmの一軸性位相
差フィルム28と上側偏光板30を配設して完成する。
この実施例において、180〜360度ツイストさせる
と視角特性を改善することができる。
Then, the lower glass plate 21 and the upper glass plate 27 are made to face each other with the lower alignment film 23 and the upper alignment film 25 facing each other with a gap, and the initial retardation value is ~
A low voltage liquid crystal (liquid crystal molecule 24 1 ) (manufactured by Chisso) having a twist angle of 180 ° at 1500 nm is filled and the periphery is sealed to assemble the liquid crystal cell 24. Below the liquid crystal cell 24, a lower polarizing plate 29 and a reflecting plate 31 are provided, and the liquid crystal cell 2
4, a uniaxial retardation film 28 having a retardation value of 70 nm and an upper polarizing plate 30 are arranged to complete the process.
In this embodiment, twisting 180 to 360 degrees can improve the viewing angle characteristics.

【0047】この液晶表示装置は図4(B)に示されて
いるように、下側配向膜23のラビング方向(破線)2
1 と上側配向膜25のラビング方向(実線)251
逆方向に平行であり、下側偏光板29の偏光軸291
上側偏光板30の偏光軸30 1 が平行であり、下側配向
膜23のラビング方向231 と上側配向膜25のラビン
グ方向251 、すなわち、液晶層の深さ方向の中央液晶
分子241 の長軸方向が、下側偏光板29の偏光軸29
1 と上側偏光板30の偏光軸301 に45度で交差して
いる。一軸性位相フィルムの遅相軸281 は、下側配向
膜23と上側配向膜25に接触する液晶分子によって生
じる残留リタデーション242 と直交している。
This liquid crystal display device is shown in FIG.
Rubbing direction of the lower alignment film 23 (broken line) 2
Three1And the rubbing direction (solid line) 25 of the upper alignment film 251But
It is parallel to the opposite direction and the polarization axis 29 of the lower polarizing plate 29.1When
Polarization axis 30 of upper polarizing plate 30 1Are parallel, bottom orientation
Rubbing direction 23 of film 231And Rabin of the upper alignment film 25
Direction 251, That is, the central liquid crystal in the depth direction of the liquid crystal layer
Molecule 241The long axis direction of is the polarization axis 29 of the lower polarizing plate 29.
1And the polarization axis 30 of the upper polarizing plate 301Cross at 45 degrees
There is. Slow axis 28 of uniaxial phase film1Is the bottom orientation
The liquid crystal molecules in contact with the film 23 and the upper alignment film 25 generate
Residual retardation 242Is orthogonal to.

【0048】図5は、本発明のカラー液晶表示装置の印
加電圧と発色および輝度の関係説明図であり、(A)は
印加電圧と輝度と発色の関係図、(B)は色度図であ
る。これらの図によると、屈折率異方性Δnと液晶層の
厚さdの積Δn・dであるリタデーション値が1400
nmのP型液晶表示装置においては、印加電圧を上げて
いくと緑、赤、青、黒、白と輝度とともに変化している
ことがわかる。また、図6の従来技術による液晶表示装
置の特性と比較すると明らかなように、印加電圧が通常
の液晶表示装置のTFT駆動電圧として用いられる6V
以内で黒、赤、緑が得られ、輝度100%に近い白が得
られている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the relationship between applied voltage, color development and brightness of the color liquid crystal display device of the present invention, (A) is a relationship diagram of applied voltage, brightness and color development, and (B) is a chromaticity diagram. is there. According to these figures, the retardation value, which is the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn and the thickness d of the liquid crystal layer, is 1400.
In the P-type liquid crystal display device of nm, it can be seen that as the applied voltage is increased, it changes with brightness such as green, red, blue, black and white. Further, as apparent from comparison with the characteristics of the conventional liquid crystal display device of FIG. 6, the applied voltage is 6V used as a TFT drive voltage of a normal liquid crystal display device.
Within that range, black, red, and green were obtained, and white close to 100% luminance was obtained.

【0049】電圧無印加状態の初期リタデーションを補
償したノーマリホワイトの液晶表示装置では、パラニコ
ルの場合、印加電圧を上昇していくと、白、黒、カラー
と変化していく(クロスニコルの場合は黒、白、カラー
へと変化する)が、黒は閾値近傍となり、ツイスト角を
ある程度大きくとった場合は、閾値特性が急峻で、黒は
急速に過ぎてしまうため電圧調整が困難で、コントラス
トが低くなる。
In a normally white liquid crystal display device that compensates for initial retardation in the absence of applied voltage, in the case of para-nicol, white, black, and color change as the applied voltage increases (in the case of crossed nicols). Changes to black, white, and color), but black is close to the threshold value, and when the twist angle is set to be large to some extent, the threshold characteristic is steep, and black is too rapid to adjust the voltage. Will be lower.

【0050】本発明によると、最高電圧を印加したとき
に白を表示し、黒はその直前であり、電圧による色変化
が緩やかなところにあるため、電圧調整が比較的容易
で、高コントラストが得られ、表示上最も重要な白黒表
示が優れている。
According to the present invention, white is displayed when the highest voltage is applied, and black is immediately before that, and the color change due to the voltage is moderate, so that voltage adjustment is relatively easy and high contrast is achieved. The black and white display that is obtained and is the most important for display is excellent.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカラー液
晶表示装置によると、カラーフィルタを用いることな
く、6V以内のTFT駆動が可能な電圧の範囲以内で
白、黒を含むカラー表示が可能になり、また、ツイスト
角を大きくすることが可能であるため、視角特性を改善
することもできる。
As described above, according to the color liquid crystal display device of the present invention, it is possible to display a color including white and black within a voltage range capable of driving a TFT within 6 V without using a color filter. In addition, since the twist angle can be increased, the viewing angle characteristics can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のカラー液晶表示装置の概略構成説明図
であり、(A)は斜視図であり、(B)は平面図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration explanatory view of a color liquid crystal display device of the present invention, (A) is a perspective view, and (B) is a plan view.

【図2】本発明のカラー液晶表示装置の原理説明図であ
り、(A)は電圧無印加状態の断面図、(B)はホモジ
ニアス液晶を用いた場合の上面図、(C)は200度ツ
イスト液晶を用いた場合の上面図、(D)は電圧印加時
の断面図、(E)は電圧印加時の上面図である。
2A and 2B are explanatory views of the principle of the color liquid crystal display device of the present invention, in which FIG. 2A is a cross-sectional view of a state in which no voltage is applied, FIG. 2B is a top view when a homogeneous liquid crystal is used, and FIG. FIG. 6 is a top view when a twisted liquid crystal is used, (D) is a cross-sectional view when a voltage is applied, and (E) is a top view when a voltage is applied.

【図3】液晶による印加電圧と残留リタデーション値の
関係説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a relationship between a voltage applied by a liquid crystal and a residual retardation value.

【図4】本発明の一実施例のカラー液晶表示装置の説明
図であり、(A)は断面図、(B)は説明用平面図であ
る。
4A and 4B are explanatory views of a color liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a sectional view and FIG. 4B is an explanatory plan view.

【図5】本発明のカラー液晶表示装置の印加電圧と発色
および輝度の関係説明図であり、(A)は印加電圧と輝
度と発色の関係図、(B)は色度図である。
5A and 5B are explanatory diagrams of the relationship between applied voltage, color development and brightness of the color liquid crystal display device of the present invention, FIG. 5A is a relationship diagram of applied voltage, brightness and color development, and FIG. 5B is a chromaticity diagram.

【図6】従来の液晶表示装置の印加電圧と発色および輝
度の関係説明図であり、(A)は印加電圧と輝度と発色
の関係図、(B)は色度図である。
6A and 6B are explanatory views showing the relationship between an applied voltage, color development and luminance of a conventional liquid crystal display device, FIG. 6A is a relationship diagram of applied voltage, luminance and color development, and FIG. 6B is a chromaticity diagram.

【図7】従来の液晶表示装置の概略構成説明図であり、
(A)は斜視図であり、(B)は平面図である。
FIG. 7 is a schematic configuration explanatory view of a conventional liquid crystal display device,
(A) is a perspective view and (B) is a plan view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 下側基板 11 下側配向膜 2 上側基板 21 上側配向膜 31 ,32 ,33 ,34 ,35 液晶分子 4 下側偏光板 41 ,51 偏光軸 5 上側偏光板 6 一軸性位相差フィルム 11 液晶セル 111 残留リタデーション 12 液晶分子 13 下側配向膜 131 ,141 ラビング方向 14 上側配向膜 15 下側偏光板 151 ,161 偏光軸 16 上側偏光板 17 一軸性位相差フィルム 171 一軸性位相フィルムの遅相軸 18 電源 21 下側ガラス板 22 TFTアレイ 23 下側配向膜 24 液晶セル 241 液晶分子 242 残留リタデーション 25 上側配向膜 26 ITO透明電極 27 上側ガラス板 28 一軸性位相差フィルム 281 一軸性位相フィルムの遅相軸 29 下側偏光板 30 上側偏光板 31 反射板 41 下側基板 411 下側配向膜 42 上側基板 421 上側配向膜 431 ,432 ,433 ,434 ,435 液晶分子 44 下側偏光板 441 ,451 偏光軸 45 上側偏光板1 Lower Substrate 1 1 Lower Alignment Film 2 Upper Substrate 2 1 Upper Alignment Film 3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4 , 3 5 Liquid Crystal Molecule 4 Lower Polarizer 4 1 , 5 1 Polarization Axis 5 Upper Polarizer 6 uniaxial retardation film 11 liquid crystal cell 11 1 residual retardation 12 liquid crystal molecules 13 lower alignment film 13 1 , 14 1 rubbing direction 14 upper alignment film 15 lower polarization plate 15 1 , 16 1 polarization axis 16 upper polarization plate 17 uniaxial Retardation film 17 1 Slow axis of uniaxial phase film 18 Power supply 21 Lower glass plate 22 TFT array 23 Lower alignment film 24 Liquid crystal cell 24 1 Liquid crystal molecule 24 2 Residual retardation 25 Upper alignment film 26 ITO transparent electrode 27 Upper side glass plate 28 uniaxial retardation film 28 1 uniaxial phase film in the slow axis 29 lower polarizing plate 30 upper polarizing plate 31 reflector plate 41 lower substrate 41 first lower alignment layer 42 on Substrate 42 first upper alignment layer 43 1, 43 2, 43 3, 43 4, 43 5 liquid crystal molecules 44 lower polarizing plate 44 1, 45 1 polarization axis 45 the upper polarizer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 公昭 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 津田 英昭 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 千田 秀雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kimiaki Nakamura 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (72) Inventor Hideaki Tsuda 1015, Kamedotachu, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited ( 72) Inventor Hideo Senda 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 初期リタデーション値が500nm以上
で電界の方向に液晶分子をツイストするP型液晶を用い
た液晶セルを2枚の偏光板で挟んだ構造を有し、液晶の
複屈折による光の干渉を利用したカラー液晶表示装置に
おいて、該液晶セルと少なくとも一方の偏光板の間に、
リターデーション値が50〜200nmの一軸性位相差
フィルムを介挿し、該一軸性位相差フィルムの遅相軸に
よって該液晶セルの配向膜に接する液晶分子によって生
じる残留リターデーションを補償することを特徴とする
カラー液晶表示装置。
1. A structure having a structure in which a liquid crystal cell using a P-type liquid crystal having an initial retardation value of 500 nm or more and twisting liquid crystal molecules in the direction of an electric field is sandwiched between two polarizing plates. In a color liquid crystal display device utilizing interference, between the liquid crystal cell and at least one polarizing plate,
A retardation value is 50 to 200 nm, and a residual retardation generated by liquid crystal molecules in contact with an alignment film of the liquid crystal cell is compensated by a slow axis of the uniaxial retardation film. Color liquid crystal display device.
【請求項2】 液晶が180〜360度ツイストしてい
ることを特徴とする請求項1に記載されたカラー液晶表
示装置。
2. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal is twisted by 180 to 360 degrees.
【請求項3】 液晶セルを挟む2枚の偏光板がパラニコ
ルまたはクロスニコルであり、各偏光板の偏光軸が、液
晶セルの深さ方向の中央の液晶分子の長軸方向と45度
の角度をなすことを特徴とする請求項1または請求項2
に記載されたカラー液晶表示装置。
3. The two polarizing plates sandwiching the liquid crystal cell are para-Nicol or cross-Nicol, and the polarization axis of each polarizing plate forms an angle of 45 degrees with the major axis direction of the liquid crystal molecule at the center in the depth direction of the liquid crystal cell. The method according to claim 1 or 2, wherein
A color liquid crystal display device described in.
【請求項4】 液晶層をTFTによって駆動することを
特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に
記載されたカラー液晶表示装置。
4. The color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is driven by a TFT.
【請求項5】 一方の偏光板の外側に反射板を設けたこ
とを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1
項に記載されたカラー液晶表示装置。
5. A reflecting plate is provided on the outside of one of the polarizing plates, and any one of claims 1 to 4 is provided.
A color liquid crystal display device described in the item.
JP6305872A 1994-12-09 1994-12-09 Color liquid crystal display Withdrawn JPH08160383A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000006507A (en) * 1998-06-30 2000-01-25 오오자와 슈지로 Color reflection type polarizer
WO2001018593A1 (en) * 1999-09-09 2001-03-15 Citizen Watch Co., Ltd. Liquid crystal shutter

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