JP2000516728A - 電気光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は請求の範囲１の上位概念部に従う電気光学系に関し、これは偏光手段が入射側でその第１の基材の表面上の液晶分子のディレクターとなす角度ψが高いコントラスト値、及び／又は高い輝度値、及び／又はコントラスト及び／又は色度値の高い視角非依存性を達成するために最適化されているものである。

Description

【発明の詳細な説明】 電気光学系 本発明は請求の範囲１の上位概念部に定義されている通りの電気光学系に関す る。 電気光学系の光学的性質を評価するための重要な基準は下記 −コントラスト −輝度 −コントラストの視角依存性 −色度値の視角依存性 について到達するそれぞれの値である。 ＴＮディスプレー（ツイストネマチック）は最初、例えばIEEE会報及び”Elec tron Devices”，25，1125-1137(1978)に示されているように、いわゆるMauguin 領域（ｄ・Δｎ λ）において作動させていた。この領域では可視光線範囲の入 射光の偏光ベクトルはセルの厚さの変化に関係なくそのアドレスされていないセ ルの螺旋状構造に従う。しかしながらこの型のディスプレーはコントラストの視 角依存性が極端に大きく、従って観察角度範囲が大きく制限される。 ドイツ特許第30 22 818号公報に示されているように、この系の複屈折値Δｎ とその液晶の層厚さｄと の積が0.150μｍ≦d・Δｎ≦0.600μｍの範囲内の値であるときにコントラストの 視角依存性に極めて大きな改善が見られる。”Electronics Letters”，10，2-4 （1974）によればこの系は、その亜Mauguin領域においてセル厚さ及び波長に依 存する或るバリヤー挙動が形成され、これが無電圧の状態において或る光輝をも たらすことがあるという欠点を有する。 米国特許第4,443,065号は一方のセルが電気的にアドレスされて情報ディスプ レーのために用いられ、もう一方のセルがそのスイッチされたセルの光学的行路 差ｄ・Δｎを補償するのに用いられるような二重セル構造を提案している。けれ どもこの型の構造のものはしばしばその追加的液晶層の結果としてコントラスト と輝度とが不適当な値を有する。 ＥＣＢ（電気的に制御される複屈折）の効果又はＤＡＰ（配向層のゆがみ）の 効果に基づく電気光学系において、液晶分子は例えば”Displays”，7，3（1986 ）に記述されているように、負の誘電異方性Δε、ホメオトロピックなエッジ配 向及びツイストされていない構造を有する。観察角度範囲をポリマーフィルムに 基づくいくつかの補償層の使用により（ヨーロッパ特許第0 239 433号及び同第0 240 379号）、又は負の光学異方性を有するいくつかの液晶層を用いることによ り（ドイツ特許第39 11 620号）拡大できこと が提案されている。このような補償されたＥＣＢ系の電気光学的性質はしばしば コントラスト及び輝度の不適当な値によって損なわれる。 従って本発明の目的はＴＮ効果又はＥＣＢ効果に基づき、そして１層以上の補 償層を含む、改善された電気光学的性質によって、中でもコントラスト及び／又 は輝度の高い値、及び／又はコントラスト及び／又は色度値の高い値によって際 立っている電気光学系を提供することである。 本発明に従う電気光学系を提供することによって上記の目的を達成できること が見出された。 従って本発明は ○それぞれ内側に電極層及びその上に配向層の設けられた２枚の基材の間の、平 行なエッジ配向及び0°≦β≦100°特に0≦β≦90°のツイスト角又はホメオト ロピックな エッジ配向を有するツイストネマチック液晶層、 ○その液晶層の光学的行路差ｄ・Δｎを補償するための１つ以上の層、及び ○光がその液晶層に入射する前及びこれから射出した後でいずれの場合にも少な くとも１回或る偏光手段を通過するような構造の、その光を直線偏光させるため の少なくとも１つの手段 を含む電気光学系において、 高いコントラスト値、及び／又は高い輝度値、及び／又はコントラスト及び／又 は色度値の高い視角非依存性を達成するために、 もし偏光手段が入射側及び射出側の両方にそれぞれ存在し、その際射出側の偏光 子が入射側の偏光子に対して90°±10°だけ旋回されている（その際入射側及び 射出側の各偏光子の配向方向は交代してもよい）場合には、 その偏光手段がその入射側において第１の基材の表面上の液晶分子の優先方向と の間でなす角度ψが下記の条件（1）又は（2） ψ＝(β＋90°)/2±10° （1） ψ＝β/2±10° （2） を満足すること、又は もし偏光手段が入射側にのみ存在する場合には 下記の条件（3）又は（4） 0≦β≦45°に対して 30°≦ψ≦70° （3） 45≦β≦100°に対して 35°≦ψ≦90° （4） を満足することを特徴とするような系に関する。 上記式（1）及び（2）の構成は下記式 ψ＝（β＋90°）／２ ψ＝β／２ で与えられる角度ψからの±10°までの偏差が可能であることを示すものである 。しかしながら最適角度ψ＝（β＋90°）／２又はψ＝β／２からのそのような 偏差は好ましくは±7.5°よりも大きくなく、そして中でも±５°よりも小さい のがよい。 入射側及び射出側の両方に偏光手段を有する装置においては射出側の偏光子は 入射側の偏光子に対して90°±10°だけ旋回されているが、この式も最適角度90 °から±10°までの偏差が可能であることを示している。しかしながら背後側偏 光子の最適旋回角度からの偏差は好ましくは±7.5°よりも大きくなく、そして 中でも±５°よりも小さいのがよい。 前面側及び背後側の偏光子の配向方向も交代していることができ、すなわち入 射側の偏光子の配向方向をψとし、そして射出側の偏光子の配向をψ’としたと きに、別な構成において入射側偏光子の配向がψ’であたえられ、そして射出側 の偏光子の配向がψで与えられていることができる。式（1）及び（2）によって 記述されるような構成、及び偏光子の配向方向を交代させることによって与えら れるような構成が好ましい。 本発明に従う電気光学系は、それぞれ内側に電極層とその上の配向層とを備え た面平行な各透明基材の間に設けられたアドレス可能な液晶層を含む。各電極は 例えば透明で薄い平板状のインジウム−酸化錫（ＩＴＯ）又は酸化インジウムの 皮膜よりなる。液晶のエッジ配向を作り出すためには一般に、例えば所望の場合 に同時に圧力を加えながら擦ることによって均一な配向が与えられているような ポリイミド又はポリビニルアルコールの層のような、何枚かのポリマー層が用い られる。また、配向層は例えば酸化珪素又は弗化マグネシウムのような無機物質 を蒸着させることによって得ることもできる。種々の配向技術の評論が、例えば G.W．Grey編集の”Thermotropic Liquid Crystals”の75-77頁にあげられている 。 液晶層がＴＮ原理によって作動されるときはこの液晶層は通常、例えば１°か ら10°までのオーダーの僅かなプレチルト角とともに平行なエッジ配向を有して いる。対照として、もし液晶層がＥＣＢ原理に基づくものであるときはその液晶 分子はホメオトロピックなエッジ配向を有し、そして通常、例えば0.5-5°の僅 かなプレチルト角でその垂線に対して傾けられている。 ＴＮ型液晶層においてはその０°と100°との間、そして中でも０°と90°と の間のツイスト角は一般にそれら配向層の配向によって定められる。しかしなが らツイスト角βがその液晶のコレステリックピッチによって与えられることも可 能である。ツイスト角が その液晶のピッチによって設定されない場合でも、例えばドイツ特許第25 07 52 4号公報に記述されているように、逆ツイスト及び逆チルトを防ぐために一般に キラル性ドープ剤が低濃度で加えられる。 従来のＥＣＢ液晶層においてはその液晶分子は本質的にツイストされていない 。対照として、本発明に従う電気光学系におけるＥＣＢ液晶層は０°≦β≦90° のツイスト角を有することができ、またこのツイスト角βは配向層の配向により 、及び／又はその液晶のコレステリックピッチにより定められてもよい。ツイス ト構造を有するＥＣＢ液晶層及びこの型のＥＣＢ液晶層を含む電気光学系は新規 であって好ましいものであり、そして本発明の主題をなすものである。 この液晶層に加えて、本発明に従う電気光学系は１層以上、好ましくは２層を 越えない、そして中でも１層の補償層を含むことができる。これらの補償層は低 分子量液晶、液晶ポリマー又は熱可塑性ポリマーに基づくものであることができ 、これらは例えば２次元的に延伸され、また従って光学的にユニアキシャルにな っている。 補償層の使用は、例えばバビネ−ソレイユ補償板においても達成されているよ うによく知られた物理的原理に基づくものである。例えば本質的に同一の光学的 行路差ｄ・Δｎを有する２つの光学的にユニアキシャ ルの媒質が結合されているが、但しそれら２つの媒質の各光軸は互いに垂直であ る。偏光方向が光軸の方向でないような直線偏光は第１の媒質内で常光と異常光 とに分割される。この２つの媒質の各光軸が互いに垂直であるために、第１媒質 の常光は第２媒質を異常光として通過し、そしてその逆も同様である。第１媒質 中の行路差はｄ・（ｎ_e−ｎ_o）で表わされ、これに対して第２媒質のそれはｄ・ （ｎ_o−ｎ_e）であり、従って総合行路差は零であって、この２つの光学的にユニ アキシャルな媒質よりなる系は複屈折をもたらさない。このことはいくつかの結 合層、又は例えば光学的にバイアキシャルな他の媒質を含む種々の系にも同様に 適用され得る。 ＴＮ液晶層を含む本発明の電気光学系は例えば１層以上、但し中でも１層の、 低分子量ネマチック液晶層に基づく補償層を含むことができる。ネマチック液晶 分子のインディカトリックスは分子の長手軸に属する屈折率が他の２つの屈折率 よりも大きい３軸楕円体である。 ネマチック液晶に基づく補償層は既にＴＮセル及び特にＳＴＮセルについて提 案されており、そのより詳細な記述は例えば米国特許第4,435,065号、ヨーロッ パ特許第0 139 351号、K．Katoh等：日本応用物理学会誌26，L1784（19，87）、 及び”SID Digest”， Vol．20，1989,ペーパー22.3-22.6等にあげられている。 情報ディスプレーに用いられる液晶補償層及び液晶層は配向層の設けられた面 平行な基材の間に配置される。補償層は一般にアドレスされないので電極層は一 般に存在しないけれども、電極層を備えた変形態様のものも可能である。透過性 を上昇させるためにその液晶層と液晶補償層との両方に共通な中央基材を用いる のが好ましい。しかしながら２枚の個別の中央基材を使用することも可能である 。補償層中の液晶は好ましくはツイスト構造のものであり、その配向層の配向に より、及び／又はその液晶のコレステリックピッチにより与えられるツイスト角 は中でもその液晶層のツイスト角βに対して反対向きの方向での角度である。ツ イスト角の絶対値は好ましくは本質的に同一に選ばれるが、比較的大きな差のも のも可能である。 液晶補償層と液晶層との両方に共通な中央基材の両側、又は上側層の下側基材 の上及び下側層の上側基材層の上の液晶分子の配向層のそれぞれの配向の間の角 度は30°と150°との間であるが、但し好ましくは50°と130°との間であり、中 でも本質的に90°であるのがよ。 ＴＮ液晶層を含む本発明の電気光学系は１層以上、但し好ましくは１層の、液 晶ポリマーに基づく補償層 を含むことができる。この型の補償層はドイツ特許第39 19 397号公報に詳細に 記述されている。 ＴＮ液晶層を含む本発明に従う電気光学系は更に、好ましくは１層以上、但し 中でも１層の、３つの光学的屈折率を有する光学的に負の媒質に基づく補償層を 含むこともできる。 最も低い屈折率に対応する光軸は本発明の系の好ましい具体例において、電極 表面に対して本質的に平行に向いていることができ、その際その最も低い屈折率 に対応する光軸と電極表面との間の角度は０°≦γ≦２°である。本発明に従う 系のもう一つの好ましい具体例において、その最も低い屈折率に対応する電気光 学軸は、そのアドレス可能な液晶層及びその補償層の各光軸の間の角度がそのア ドレス可能な液晶層に電圧を印加し、そしてこれが高まる間に最低値を通過する ようにその電極表面と２°≦γ≦60°の角度をなしている。γについての特に好 ましい範囲は５°≦γ≦45°であり、そして特に極めて好ましい範囲は５°≦γ ≦25°である。補償媒質の他の２つの屈折率によって構成される面は、補償層と ＴＮ液晶層とに共通な中央基材層の両側の上、又はその上側層の下側基材層の上 及び下側層の上側基材層の上のＴＮ層の液晶分子のディレクターと、基材面内に おいて、30°と150°との間、但し好ましくは50°と130°との間、そし て中でも本質的に90°の角度をなしている。 特に好ましい具体例の１つにおいて、光学的に負のユニアキシャルな補償媒質 が用いられ、このものは上に述べたように、その異常軸に対して本質的に平行に 向いていて、基材板と０°≦γ≦60°の角度をなすような対称軸を有し、その際 γは、２°≦γ≦60°の範囲である。 この型の補償層は新規であって好ましく、そして本発明の主題をなす。それら 光学的に負のバイアキシャル又はユニアキシャルな補償層は好ましくは低分子量 のディスコチック分子及び／又はコレステリック分子にもとづくものであり、こ れらは本質的にホメオトロピックな配向を有するか、又はチルトされた態様で配 置されていることができる。２次元的な、若干とも平板状の、例えば円盤状の形 を有するこれら分子を配向させるために、基材表面には例えばレシチン、例えば ＨＴＡＢ（米国特許第3,694,053号）のような第４級アンモニウム化合物、シラ ン化合物[”Appl．Phys．Lett.”，22，368(1973)]、クロム錯塩〔”Appl．Phys ．Lett.”，27，268(1975)]或いは他の種々の物質よりなる配向層が設けられて いてもよい。本質的にホメオトロピックな配向とは、その２つの大きい方の屈折 率によって設定される面の法線がその電極表面に対して本質的に平行であるか、 又は例えば後者と２° よりも小さな角度をなしている（「直立円盤」）が、一方その分子のチルトされ た配置においてはこの法線が電極表面と２°−60°の角度をなしており（「チル ト円盤」）、その際この角度の向きは、補償層（最も低い屈折率に対応する軸に 対応するか、又は上述の法線に対応する）及びそのアドレス可能な液晶層の各光 軸間の角度が、このアドレス可能な液晶層に電圧を印加してこれが上昇するとき に最初低下し、或る最低値（零転位）を通過し、次いで再び上昇するようになる ことを意味する。あげることのできる例は下記の多くの円盤状（ディスコチック ）液晶化合物であるが、この例示は本発明に限定を加えることなく単に説明する だけのものである： １）ヘキサ置換されたベンゼン類 ２）2,3,6,7,10,11-ヘキサ置換トリフェニル化合物 ３）2,3,7,8,12,13-ヘキサ置換トルキセン化合物又はそれらの酸化された同族体 ４）1,2,3,5,6,7-ヘキサ置換アントラキノン化合物 ５）置換された銅錯塩６）テトラアリールビピラニリドゥム ７）ポルフィリン誘導体 但しこれらの式においてＲは、互いに独立に30個までの炭素原子を有し、そして 更に１つ以上のCH₂基が-O-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-C≡C-、-CH=H-、 置き換えられていてもよいが、２個の酸素原子が直接互いに結合されていないよ うなアルキル基を表わす。 上記式１）、２）、３）及び４）の化合物、中でも１）、２）及び３）の化合 物が好ましい。また特に、全ての基Ｒにおいて少なくとも１個の-CH₂-基が1,4- フェニレン基で置き換えられているようなディスコチック液晶化合物も好ましい 。 ネマチックなディスコチック相Ｎ₀を有するディスコチック液晶が好ましい。 分子が一緒に充填されて多柱状をなすような柱状ディスコチック相と異なり、ネ マチックなディスコチック相の分子配列はあまり剛的ではない。それらの分子は 自由回転することができ、そして多かれ少なかれ自由に配向することができるけ れども、それらの面は平均として互いに平行に並んでいる。コレステリックネマ チックなディスコチック相Ｎ₀ ^* を使用することも可能である。 光学的に負の補償層はまた、配向が層から層へと変化するような一連の光学的 に正の層によって近似させることも可能である。その例の１つとして、均質配向 （α＝１°）及びツイスト角β＝０°を有するネマチック液晶に基づくアドレス 可能な液晶層が８枚の光学的に正の一連の補償層と組み合わされている本発明に 従う構成のものの図式図を第１７図に示す。これらの補償層は平行に交互に（す なわち均質、又は面状）並んだ（α＝１°）ネマチック液晶層（β＝０°）及び ホメオトロピックに配向した液晶層（β＝０°）よリなり、その際そのアドレス 可能な層の下側基材のところ又は対応する共通基材のところのその液晶分子のデ ィレクターが隣り合った補償層Ｉ又はII（第１７図参照）の上側基材のところ（ 又は対応する共通基材のところ）の液晶分子のディレクターとほぼ90°の角度を なしている。第１７図に示したアドレス可能な液晶層の厚さはｄ＝８μｍである 。補償層とそのアドレスされる層の中及び補償層の中で用いられるネマチック液 晶との合計厚さはその補償層の２ｄ×Δｎの光学的厚さがそのアドレスされる液 晶層のそれ、すなわちｄ×Δｎの２倍となるように選ばれる。例えば、もし 同じ液晶をそのアドレスされる液晶層と補償層とに用いる場合、その補償層の合 計厚さは２ｄ＝16μｍとなるように選ばれるけれども、但しこの層の厚さとその 補償層の複屈折とのいかなる他の組み合わせも可能である。同じ液晶を使用する ことはそのアドレスされる液晶層及び補償層が同一の分散性、及び複屈折と分散 との等しい温度依存性を有するという利点を示す。第１７図に示す構成のものは ２枚の偏光子の間に配置され、そしてその前面側偏光子と、その一番上の基材板 の上のネマチック液晶分子のディレクターの配向方向とのなす角度ψは45°であ る。背後側偏光子は前面側偏光子に対して相対的に90°旋回されている。第１８ 図に本発明に従うこの系についての透過率を、この系がアドレスされていないと きにその面内で測定したφ＝135°の角度（方位角）におけるそのアドレスされ る液晶層の複屈折値Δｎの関数として示す。約30°の観察角度θまではこの系は 、示されているΔｎの範囲内で理想的なバリヤー挙動を示すことが見られるけれ ども、一方透過は約0.0735よりも大きな比較的高いΔｎ値において45°よりも大 きな観察角度θについて見出される。アドレスされていない状態における可視光 線範囲の透過率が実際に光の波長に無関係であることが見出されている。 この透過挙動は、例えば最も低い屈折率に対応する 軸が電極表面に対して本質的に平行であるか、又はこの後者と上に定義した通り の角度γをなすような態様で配向されているディスコチック分子よりなる、光学 的に負の補償層を有する本発明に従う系のそれに相当する。 第１７図に示した補償層は２μｍの厚さを有してそのアドレス可能な液晶層と 同一の液晶で満たされた８つのセルよりなる。しかしながらこの型の構成のもの は基材層及び実際に必要な配向層の数が多いために一般にあまり好ましくはなく 、そしてこれは一方においてその系の製造経費が高額であること、及びもう一方 においてそのガラス製の基材の数及び配向層の数が多いために総合透過率が著し く低下しているという欠点を示す。 しかしながら第１７図の目的はこの型の補償層の原理を示すことだけであり、 そして多くの変形態様のものが可能である。すなわち、例えばモノマー性ネマチ ック液晶の層をメゾ相発現性基が対応的に配向されている種々の液晶ポリマーよ りなる何層かのフィルム及び／又は対応的に軸方向へ延伸されている等方性ポリ マー物質よりなる何枚かのフィルムで置き換え、又はこれらと組み合わせること ができる。熱可塑性ポリマー類を延伸することによって得られる補償層及び液晶 ポリマー性補償フィルムを以下に簡単に説明する。 光学的に負の補償層を近似する際にこの補償層が光学的に正の一連の層よりな り、その際その２つの相前後する層の光学軸が60°と120°との間、中でも80° と100°との間の或る角度をなし、そして特に互いに本質的に垂直であることが 重要である。補償層は好ましくは少なくとも２層、中でも４層よりも少なくない 数の層よりなり、そして特に非常に好ましくはそれら補償層は少なくとも一つ続 きの８層よりなるのがよい。それら補償層は好ましくは偶数の一連の層を有する のがよい。 補償層の個々の層の中に存在する液晶分子、又はその液晶ポリマー中のメゾ相 発現性基はツイストされていてもいなくてもよく、その際そのツイストは好まし くはそのアデレス可能な液晶層のそれに従って選ばれるのがよい。 補償層の光学的厚さは好ましくはそのアドレス可能な液晶層の光学的厚さの少 なくとも1.5倍、中でも少なくとも1.8倍であるのがよい。 そのアドレス可能な液晶層に続く第１の補償層の配向は特に重要ではない。す なわち第１７図に示した構造のものの代わりに、例えば第１の補償層がホメオト ロピックに、又は本質的にホメオトロピックに配向している補償層を使用するこ とも可能である。そのアドレス可能な液晶層の液晶分子と、第１７図と同様に配 置された補償層の隣り合った層の液晶分子との、その基材面においてなす角度は 好ましくは30°と150°との間、中でも50°と130°との間、そして極めて好まし くは本質的に90°であるが（第１７図）、当業者は他の種々の構成においてその アドレス可能な液晶層内及び補償層内の平行に配向したネマチック分子の適当な 向きを容易に示すことができる。 光学的に負の補償層を、種々の配向方向の光学軸を有するこの型の一連の光学 的に正の層によってよく近似できることが見出された。光学的に負の補償層の種 々の性質が、少なくとも８層の光学的に正の一連の層において実際に達成され、 そしてもし、より多くの層を用いるときは、しばしば光学的に負の補償層に比し て改善を達成することさえ可能である。光学的に正の一群の層よりなるが全体と して光学的に負であるこの型の補償層は新規であり、本発明の主題をなす。 更に特に好ましい光学的に負の補償層は、メゾ相発現性基として、例えば上述 のディスコチック化合物から導かれることのできる、但し他のコレステリック化 合物又はディスコチック化合物から導かれることもできるような種々のコレステ リック及び／又はディスコチック基を含む（例えばドイツ特許第34 30 482号お も参照）液晶側鎖ポリマーである。同様に好ましいものは板状のメゾ相発現性基 を含む液晶側鎖ポリマー である。それらメゾ相発現性基の本質的にホメオトロピックな配向は通常、その ポリマーをガラス転移温度の上方の温度において電場及び／又は磁場及び／又は 機械的応力にさらすことによって得られる。このようにしてもたらされた配向は そのポリマーをそれら電磁場がスイッチオンされている状態で、又は機械的応力 を維持しながらガラス転移温度の温度まで冷却することによって凍結することが できる。この型の液晶ポリマー、及びそれらを配向させる方法は、ドイツ特許第 39 19 397号公報に詳細に記述されている。 第１ａ及び１ｂ図は本発明に従う２つの電気光学系についての透過率Ｉをディ スプレーの面内で測定した角度Φの関数として示し、そしてパラメータとしてデ ィスプレー面の法線方向から測定した観察角度θにつき比較したものである。こ の場合に第１ａ図の系の補償層はネマチック液晶層に基づくものであって、一方 第１ｂ図の系にはホメオトロピック配向を有する光学的に負の補償層が用いられ ており、その際その最低屈折率ｎ_minは1.5000であり、そして他の２つの屈折率 は等しくて1.5356の値を有する。両方の構成のものにおいてその液晶層は22.5° のツイスト角β及び８μｍの層厚さを有し、そしてそのプレチルト角は１°であ る。この構成のものの入射側及び射出側の両方にそれぞれ１個の直線偏光子が用 いられており、そ の際角度ψは56.25°であって、背後側の偏光子は前面側偏光子に対して90°旋 回されている。そのＴＮ液晶層に印加される電圧は両方の構成のものに対してＵ ＝1.15Vに選ばれ、それによって垂直方向からの観察の場合（θ＝０°）におい て全ての視角に対して透過率0.23が観測される。第１ａ及び１ｂ図はそれら両方 の系についてθ＝10°、20°、30°、45°、60°及び80°の観察角においてΦの 関数として求めた透過率を示す。この図において原点の周りに半径0.23の円で表 わされるθ＝０°について求めた透過率において差異が観測され、その際これら の偏差の限度はコントラストの視角依存性の尺度である。 第１ａ図と第２ｂ図とを比較した場合に、本発明に従う新規な補償層を含む系 はコントラストの良好な視角依存性を有するのを見ることができる。透過率のプ ロフィルは第１ａ図におけるよりも若干より楕円形状に変形しているけれども、 他方においてその程度はしばしば第１ａ図におけるよりも僅かである。 第１ｂ図に示した構成のものの場合に最低屈折率に対応する軸は電極面に本質 的に平行に配向している。この補償方法においては第１ｂ図に示す透過率の良好 な視角依存性に加えて、そのアドレスされていない状態における最適のバリヤー 挙動が得られる。 驚くべきことに、その光学的に負の補償層がチルト された配向を有する場合、すなわちその最低屈折率に対応する軸が電極表面と成 る角度γをなす場合にそのコントラストの視角依存性を改善できることが見出さ れた。この角度γは好ましくは２°と60°との間、中でも５°と45°との間、極 めて好ましくは５°と25°との間であり、そしてこれは好ましくはそのアドレス 可能な液晶層の液晶分子のネマチックディレクター、すなわちそのアドレス可能 な液晶層の光軸と、その最低屈折率に対応する軸との間の角度が、最初電圧の上 昇とともに減少し、次いで最低値（零転位）を通過し、そして再び上昇するよう な態様で配向されているのがよい。 このような補償層の構成において無電圧状態においては最適バリヤー挙動は観 測されないけれども、その代わりにそのアドレス可能な液晶層と補償層との各光 軸の間の角度が最低である場合（零転位）にはその電圧を閾値電圧以下において 上昇させたときに観測される。しかしながらこれはそのような系の電気光学的な 諸性質をほとんど損なわない。第１９図はチルトされた光学的に負の補償層を有 する本発明に従う系について、パラメータとしてそのディスプレー面の法線方向 から測った観察角とともに、波長λ＝550nm及び閾値電圧の1.1倍に相当する電圧 （Ｕ／Ｕ₀＝1.1）においてそのディスプレー面において測った視角の関 数としての透過率Ｉを示す。この系のアドレス可能な液晶層は０°のツイスト角 β及び１°のプレチルト角αを有し、そしてその層厚さは８μｍである。最低屈 折率が1.500であって他の２つの屈折率が1.5557である補償層はそれぞれ１μｍ の厚さの光学的に正の８層よりなり、それらは交互に均質配向（α＝１°）及び ホメオトロピック配向（α＝89°）を有する。最低屈折率に対応する光軸は電極 面と約15°の角度をなし、それによってそのネマチックディレクターの優先方向 と最低屈折率に対応する光軸との間の角度が電圧の上昇とともに最初低下し、次 いで最低値（零透過）を通過し、そして再び上昇するようになる。 第１９図、及びこの第１９図に相当するＵ／Ｕ₀＝1.3についてのグラフを示す 第２０図において、約30°までの観察角についての透過率がこの図に原点の周り の半径約0.68の円として示してあるθ＝０°における透過率とほんの僅かしか異 ならないのを見ることができる。第１ｂ図と比較したときにコントラストの視角 依存性が光学的に負の補償層のチルトされた配向によって大きく改善されること がわかる。第２１図は第１９図に示した系についての電気光学的特性線を示すも のであるが、この電気光学的特性線はその最適バリヤー状態が無電圧状態と一致 しないことによっては実際上障害を受けないことを見ることができる。 ０°≦β≦100°、そして中でも０°≦β≦90°であるアドレス可能なネマチ ック液晶層及び光学的に負のチルトされた補償層を含む電気光学的系は新規であ る。好ましい系は偏光子の向きが更に式（1）又は（2）及び（3）又は（4）によ って与えられるようなものである。 これらの系は優れた特性によって特徴付けられ、そしてそれらは本発明の主題 をなす。第１９図に特に示した系は本発明を説明するためだけのものであって、 制限を与えるものではない。ツイストされたアドレス可能なネマチック液晶層を 含む系についても対応的な結果が得られた。補償層は例えばディスコチック分子 又は他のバイアキシャル又はユニアキシャルな光学的に負の補償層のような円盤 状分子に基づくものであることができる。中でも補償層は上に記述した一連の異 なった配向を有する光学的に正の層の群の１つによって近似させることも可能で ある。 更に又、ＴＮ液晶層を含む本発明に従う電気光学系は１層以上、但し中でも１ 層の、例えばポリカーボネート、ポリビニルアルコール又はポリエチレンテレフ タレートのような熱可塑性ポリマー物質に基づき、そして所望の配向とともに軸 方向へ配向した補償層をも含むことができるが、この型のフィルムは例えばヨー ロッパ特許第0 315 484号公報に示されている。 ＴＮ液晶層のツイスト角が小さくて、中でもβ≦60°であるときは、その補償 層は本発明に従う電気光学系において省略してもよい。そのＴＮ液晶層のツイス ト角がβ≦45°、中でも15°≦β≦30°、そして特に好ましくはβ＝22.5°であ る場合に補償層を含まない電気光学的系によって特に好ましい電気光学的性質が もたらされる。補償されていないＬＴＮ（低ツイストネマチック）系として知ら れるこの型の系は新規で好ましく、そして本発明の主題の一つをなすものである 。 ＥＣＢ液晶層を含む本発明に従う電気光学系は１層以上、但し好ましくは１層 の、熱可塑性ポリマー、低分子量液晶及び／又は液晶ポリマーに基づく補償層を 含む。この型の補償層は文献に詳細に詳細に記述されている（例えばドイツ特許 第39 11 620号、同第39 19 397号、ヨーロッパ特許第0 240 379号及び同第0 239 433号の各公報）。 本発明に従う電気光学系は更に、光がその液晶層に入射する前及びそれから射 出した後で或る直線偏光子を少なくとも１回通過するような構成において光の直 線偏光のための少なくとも１つの手段を含む。しばしばそのディスプレーのそれ ぞれの側に１個の直線偏光子が配置され、これらの偏光子は通常基材の板に接着 されたフィルムよりなる。この型の構成のものは透過 的に、又はかわりに反射的に又は透過反射的に作動させることができるが、反射 的又は透過反射的系において、光源から最も遠いところの偏光子の背後に１個の 反射器又は１個の反射器及び追加的な照明手段が配置される（例えば東京のKTK 科学出版社1987年刊行のE．Kaneko著「液晶テレビディスプレー」の第25及び30 頁参照）。これに対して、本発明に従う電気光学系の他の好ましい具体例におい ては光の直線偏光のためにただ１個の手段しか用いていない。１つの例は第２図 に示す反射手段であるが、この場合、セルの中に入射し、又はこれから射出する 光は一方に対して90°旋回させた２枚の偏光子の組合わせとしての偏光子として 用いられているMcNeilプリズムが示されている。この型の反射手段は例えば投影 ディスプレーとして特に興味あるものである。 上に記述した本発明に従う電気光学系の構造は本質的にこの型の系についての 通常の設計に基づくものである。ここで言う通常の設計の語は広く解釈されるべ きもので、ここで明瞭な言及のない全ての変形及び修飾を含むものである。本発 明に従う電気光学系の、上に記述した構造において新規でかつ発明性のある要素 又は本質的な設計の差をあげる場合、これらは明らかに本発明の主題に属するも のとして特徴付けられる。 しかしながら本発明に従う電気光学系の非常に本質 的な差異は高いコントラスト値、及び／又は高い輝度値、及び／又はコントラス ト及び／又は色度値の高い視角非依存性を達成するために、その偏光手段がその 入射側において第１の基材の表面上の液晶分子の優先方向との間でなす角度ψが 最適化かされていることである。もし偏光手段が入射側及び射出側の両方にそれ ぞれ存在し、その際射出側の偏光子が入射側の偏光子に対して 90°±10°だけ 旋回されている（その際入射側及び射出側の各偏光子の配向方向は交代してもよ い）場合には、ψは下記の条件(1)又は（2） ψ＝(β+-90°)/2±10° （1） ψ＝β/2±10° （2） を満足するか、又は もし偏光手段が入射側にのみ存在する場合には 下記の条件（3）又は（4） 0≦β≦45°に対して 30°≦ψ≦70° （3） 45≦β≦100°に対して 35°≦ψ≦90° （4） を満足する。 第３図は22.5°のツイスト角β及び８μｍの層厚さを有するＴＮ液晶層の含ま れた補償されていない電気光学系について550nmの波長λ及びθ＝０°並びにΦ ＝０°に対するアドレスされていない状態におけ る透過率又は輝度を、パラメータとしてのψとともに負の液晶層の複屈折値Δｎ の関数として示す。このセルは交差した偏光子を含む補償層の含まれたＴＮセル の透過率がアドレスされていない状態においてその光学異方性Δｎに無関係に極 めて低いので、補償されていないＴＮセルの一つであり、そして補償された系の 透過率は本質的にこのアドレスされてない補償層の透過率に依存する。 この系は２つの偏光手段を含んでおり、その際背後側の偏光子は前面側の偏光 子に対して90°旋回されている。透過率又は輝度は偏光子の取り付け状態に強く 依存し、そして ψ_opt＝(β+90°)/2=(22.5+90°)/2=56.25° に対して最適になっている。この最適値からの、実際に設定される角度ψの僅か な偏差は許容することができる。すなわち、例えばψ＝52.5°について最適値ψ_opt に対して約２％の透過率の低下が観測される。対照として、ψ＝45°につい ては最適値から13％以上低い低下率が観測される。上記式で与えられる最適値か らの、実際に設定される角度ψの偏差は一般に±10°を越えるべきではなく、好 ましくは10％、そして中でも＜7.5％であり、また極めて好ましくは＜５％であ るのがよい。 一つの偏光手段しか存在しなし場合には、最適の偏 光状態は条件（3）及び（4）によって与えられる。これらの電気光学系は好まし くは0.035≦Δｎ≦0.010の複屈折値を有しかつその補償層の液晶層厚さが好まし くは３μｍ≦ｄ≦７μｍであるような液晶を含む。下記のパラメータの組合わせ を含む本発明に従う電気光学系が非常に好ましい： 液晶層と補償層とは好ましくはその複屈折と層厚さとについて本質的に同じ値 を有するのがよい。特に極めて好ましい電気光学系はｄ＝４μｍで0.045≦Δn≦ 0.055であり、そしてβ＝22.5°で45°≦ψ≦ 60°であるか、又はβ＝45°で50°≦ψ≦60°であるか、更にはまたβ＝85°で 60°≦ψ≦85°であるようなそれである。 ψが式（1）及び（2）で表わされるような２つの偏光手段を含む本発明に従う 系を以下に詳細に記述する。 第４ａ図は従来型のＴＮディスプレーのための、パラメータとしてそのディス プレー面の法線方向から測った観察角θとともにこのディスプレー面内で測った 視角Φの関数としての550nmの波長λについての透過率を光学的に正の補償層を 含む本発明に従う電気光学系の一つと比較して示す。その従来型のＴＮ系は90° のツイスト角を有し、そして第１最小透過率のところで作動し、このＴＮ液晶層 の層厚さは８μｍであってプレチルト角は１°である。 そのディスプレーがアドレスされていない状態において透明であるような態様 で２枚の平行な偏光フィルムが用いられている。本発明に従うこの電気光学系の 形状を第５図に示す。情報ディスプレー用に用いたそのＴＮ液晶層のツイスト角 はβ＝22.5°である。用いた補償層はツイスト角β’＝-22.5°を有するもう一 つのＴＮ層である。前面側偏光子が一番上の基材板の上の液晶分子のディレクタ ーの配向方向（＝Ｙ軸）となす角度ψは56.25°である。前面側偏光子に対して 背後側偏光子は90°旋回されている。情報ディスプレー用に用いるこのＴＮ層の 厚さは８μｍであり、そしてそのプレチルト角は１°である。 従来型ＴＮセル及び本発明に従う系に印加される電圧はそれぞれ、Ｕ／Ｕ₀＝1 .1及びＵ／Ｕ₀＝1.15に選ばれ、それによって全ての視角Φについて法線方向観 察（θ＝０°）について0.23の透過率が観測される。 第４ａ図は観察角θが10°及び45°のときの両方のセルで求めた透過率をΦの 関数として示す。この図において原点の周りの半径0.23の円で示してあるθ＝０ °について求めた透過率からの偏差が認められる。これらの偏差の限度はコント ラストの視角依存性の尺度であるので、第４ａ図から、本発明に従う電気光学系 が従来型のＴＮセルと比較してコントラストの改善された視角依存性を有するこ とを見ることができる。 第４ｂ図はパラメータとしての、θ＝10°及び45°の２つの異なった観察角に 対しての第４ａ図に示した各セルについての視角Φに対する透過率の依存性を示 すが、その際その従来型のＴＮセル及び本発明に従う電気光学系に印加される電 圧はそれぞれＵ／Ｕ₀＝1.8及び1.3に選ばれ、それによって全ての視角Φに対し て垂直観察（θ＝０°）について透過率 0.45が与えられる。ここでも本発明に従う電気光学系は従来型のＴＮセルよりも コントラストの低い視角依存性を有することが明らかである。 第６及び７図は２つの異なった波長λ＝450nm及びλ＝650nmに対する、パラメ ータとしてのθを用いた視角Φの関数としての第４ａ図に示した各セルについて の透過率を示すが、その際それら２つのセルに印加される電圧はそれぞれ、Ｕ／ Ｕ₀＝1.18及び1.3に選ばれ、それによってλ＝550nmの光に対する全ての視角Φ についての垂直観察（θ＝０°）に対して透過率0.45が得られる。これら２つの セルについて得られた透過率曲線を比較した場合に、本発明に従う構成のものは λ＝650nmについてのコントラストの極めて低い視角依存性を有するけれども、 λ＝450nmに対してはθ＝10°のときに劣った透過率曲線が観測され、そしてθ ＝45°のときにより良好なものが得られることを示している。このように本発明 に従う電気光学系は全体として色度値の良好な視角依存性によっても特徴付けら れる。 透過率Ｉ及び／又はコントラストの視角依存性の光の波長への依存性はその系 を適当なスペクトル分布の光源で照明することによって低下させることができる か、又は実質的に相殺することも可能である。光源から放射される光のスペクト ル分布はその発光体を適当 に選ぶことにより修飾することができ、その際その光源の光強度は例えばその系 が高い透過率を有する波長範囲において低下させ、またその逆にするようにして その透過率の波長依存性に適合させることができる。その光源が透過率及び／又 はコントラストの視角依存性の上記依存性ができるだけ低いようなスペクトル分 布を有する本発明に従う電気光学系が好ましく、そしてこれらは本発明の主題の 一つをなすものである。 第８ａ及び第８ｂ図は本質的に第４ａ図に相当する２つの異なったセルについ てのλ＝550nmのところの透過率の視角依存性を示すものであるが、従来型のセ ルは追加的にネマチック液晶に基づくβ’＝-90°の補償層を備えている。 第８ａ図においては従来のセル及び本発明に従うセルに印加される電圧がそれ ぞれＵ／Ｕ₀＝1.1及び1.15に選ばれており、それによって全てのΦについてθ＝ ０°に対して透過率0.23が得られ、また第８ｂ図においてはそれらの電圧はそれ ぞれＵ／Ｕ₀＝1.2及び1.3に選ばれていてそれによってθ＝０°に対して透過率0 .45が与えられる。第８ａ及び８ｂ図の透過率曲線を比較するならば、本発明に 従う系が従来型の補償された系に比して著しく良好なコントラストの視角依存性 をも有することが見られる。 第９図はＥＣＢ液晶層を含む本発明に従う電気光学 系についてのλ＝589nmの波長における透過率の偏光子取り付け状態に対する依 存性を示す。このＥＣＢ液晶層は光源側に存在しており、そして22.5°のツイス ト角及び1.0μｍの光学的行路差ｄ・Δｎを有する。用いた補償層は、例えばヨ ーロッパ特許第0240379号公報に記述されている方法によって作り出される光学 的に負の、ユニアキシャルなポリマーフィルムである。試験した偏光子のセット は第１０図にａ１−ａ４で示したものである。ツイストされていない従来のＥＣ Ｂディスプレーは通常、ａ１又はａ３の偏光子形状を有するが−、ａ２及びａ４ の形状は式２によって与えられ、そして本発明に従う系において用いられる。第 ９図はこれらの種々の偏光子形状についての透過率を電圧の関数として示す。最 適化させた偏光子形状を有する本発明に従う電気光学系が従来の偏光子の配向を 有する系よりも極めて高い透過率を有するのを見ることができる。対照として、 検光子と偏光子との向きの交代は電気光学的特性線ａ１とａ３又はａ２とａ４の 比較によって示されるように、なんらの効果も持たない。 ツイスト角90°を有するＥＣＢ液晶層の含まれた電気光学系を一方において従 来型の偏光子を用いて駆動させ、そしてもう一方において改善された型の偏光子 を用いて駆動させた場合に透過率の本質的に大きな 差が観測される（第１１図）。用いた偏光子の構造は第１２図にｂＩ−ｂ４で示 すが、ｂ１及びｂ３は従来型の偏光子であり、そしてｂ２及びｂ４は本発明に従 い最適化された型のそれであって、その偏光子と検光子との配置はいずれの場合 にも交代されている。従来の構成のものによれば暗いディスプレーがもたらされ るけれども、最適化させた型の偏光子の場合には好ましい透過率の値が見出され る。 本発明に従うＥＣＢ系は更に、偏光子の取り付けの状態によっては一般にほん の僅かしか影響を受けないようなコントラストの視角依存性の好ましい値によっ て特徴付けられる。 しかしながらコントラストの視角依存性は、情報ディスプレーのために用いら れる液晶層及びその補償層の光学的行路差がｄ・Δｎ≦0.4μｍ、そして中でも ｄ・Δｎ≦0.3μｍに選ばれるならば、本発明に従うＥＣＢ系についても従来の ＥＣＢ系についても大きく改善することができる。この型の光学的行路差を有す る従来型のＥＣＢ系及び本発明に従うＥＣＢ系は好ましく、そしてそれらは本発 明の主題の一つである。 第１３図は従来型の補償されたＥＣＢ系についての等コントラスト曲線を示す 。情報ディスプレー用として用いたその液晶層はツイストされておらず、そして その補償層と同様に、0.28μｍの光学的行路差ｄ・ Δｎを有する。情報ディスプレー用として用いたこの液晶層の層厚さは５μｍで あり、そしてその屈折率はΔｎ＝0.056である。用いる補償層は例えばヨーロッ パ特許第0 240 379号公報に記述されている方法によって作られる光学的に負の ユニアキシャルなフィルムであることができる。その入射側及び射出側の両方に それぞれ１枚の偏光子が配置されており、そのψは45°であって、その前面側偏 光子に対して背後側偏光子は90°旋回されている。コントラスト値５、10、20、 30及び40についてそれぞれの等コントラスト線が示されている。第１３図はｄ・ Δｎ＝0.28を有する記述された通常型の系について、そのコントラストの視角依 存性が優れていることを示している。その視角依存性は例えば0.6μｍ≦d・Δn≦ 1.0μｍの比較的大きな行路差を有する通常型の系よりも極めて良好である。 第１４図は、そのＥＣＢ液晶層が22.5°のツイスト角と0.28μｍの光学的行路 差ｄ・Δｎとを有するような本発明に従うＥＣＢ系についての電気光学的特性曲 線を示す。用いる補償層は例えば光学的に負のユニアキシャルなポリマーフィル ムである。第１４図にａ２で示した電気光学的特性曲線はψ＝56.25°の最適化 された偏光子設定状態において得られたが、一方ａ１の曲線は従来型の偏光子構 成に対応するものであ る。この最適化された系についての等コントラスト線が第１５図に示されている 。偏光子構造ａ２を有する第９図に示した系について第１６図に示した等コント ラスト線との比較はコントラストの視角依存性が光学的行路差ｄ・Δｎを減少さ せることによって大きく改善できることを示している。第９図及び第１４図の電 気光学的特性線から、低いｄ・Δｎの値を有する系はより急峻でない電気光学的 特性線を有するけれども、これは灰色色調を表わす能力が改善されるのでアクテ ィプマトリックスのアドレッシングにおいて特に有利であるのを見ることができ る。 例えばβ＝90°の比較的高いツイスト角を有する本発明に従うＥＣＢ系もその ＥＣＢ層の光学的行路差が小さいときはコントラストの視角依存性の著しい改善 を示す。 本発明に従う電気光学的系は従来型の系に比して改善された電気光学的諸特性 、そして中でも高いコントラスト値及び／又は高い透過率、及び／又はコントラ スト及び／又は色度値の高い視角依存性によって際立っており、従ってそれらは 経済的に著しい重要性を有する。第１図について ａ）ツイスト角β＝22.5° プレチルト角α₀＝１° いずれの場合も液晶層と補償層とは厚さ８μｍ 観察角θ ○：10° △：20° ＋：30° ×：45° ◇：60° ▽：80° ｂ）ツイスト角β＝22.5° プレチルト角α₀＝１° いずれの場合も液晶層と補償層とは厚さ８μｍ 観察角θ ○：10° △：20° ＋：30° ×：45° ◇：60° ▽：80°第２図について １・・・光源 ２・・・鏡 ３・・・McNeil プリズム ４・・・液晶セル ５・・・投影レンズ第３図について ツイスト角β＝22.5° プレチルト角α＝１° θ＝０、Φ＝０ 波長λ＝550nm 角度 ＋：15.0° ×：22.5° ◇：30.0° ◆：56.5°第４図について 透過率＝ｆ（θ，Φ） ツイスト角＝90°、λ₀＝１°、ｄ／ｐ＝0.25 ツイスト角＝22.5°、λ₀＝１°、ｄ／ｐ＝0.0625 ａ）１：従来型ＴＮディスプレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝90° 角度ψ＝０°、偏光子と検光子とは平行 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.1 補償層：Ｕ／Ｕ₀＝０ 波長λ＝550nm ２：本発明のディスブレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝22.5° 角度ψ＝56.25 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.15 補償層：Ｕ／Ｕ₀＝０ 波長λ＝550nm 観察角θ ｏ＝10° ×＝45° ｂ）１：従来型ＴＮディスプレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝90° 角度ψ＝０°、偏光子と検光子とは平行 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.18 波長λ＝550nm ２：本発明のディスプレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝22.5° 角度ψ＝56.25° 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.3 補償層：Ｕ／Ｕ₀＝０ 波長λ＝550nm 観察角θ ｏ＝10° ×＝45°第５図について １・・・ＴＮ液晶層の下側基材板のところの液晶分子の優先方向 ２・・・上側偏光手段 ３・・・ＴＮ液晶層の下側基材板に隣接する補償層の基材板のところの液晶分子 の優先方向 ４・・・下側偏光手段第６図について ａ）１：従来型ＴＮディスプレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝90° 角度ψ＝０°、偏光子と検光子とは平行 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.18 波長λ＝450nm ２：本発明のディスブレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝22.5° 角度ψ＝56.25° 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.3 補償層：Ｕ／Ｕ₀＝０ 波長λ＝450nm第７図について １：従来型ＴＮディスプレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝90° 角度ψ＝０°、偏光子と検光子とは平行 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.18 波長λ＝650nm ２：本発明のディスブレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝22.5° 角度ψ＝56.25° 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.3 補償層：Ｕ／Ｕ₀＝０ 波長λ＝650nm 観察角θ ○＝10° △＝45°第８図について ａ）１：従来型ＴＮディスプレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝90° 角度ψ＝０°、偏光子と検光子とは平行 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.1 補償層：Ｕ／Ｕ₀＝０ 波長λ＝550nm ２：本発明のディスブレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝22.5° 角度ψ＝56.25° 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.15 補償層：Ｕ／Ｕ₀＝０ 波長λ＝550nm 観察角θ ○＝10° △＝45° ｂ）１：従来型ＴＮディスプレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝90° 角度ψ＝０°、偏光子と検光子とは平行 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.2 補償層：Ｕ／Ｕ₀＝０ 波長λ＝550nm ２：本発明のディスブレー 層厚さ８μｍ ツイスト角β＝22.5° 角度ψ＝56.25° 液晶層：Ｕ／Ｕ₀＝1.3 補償層：Ｕ／Ｕ₀＝０ 波長λ＝550nm 観察角θ ○＝10° △＝45°第１０図について 最上部：ＥＣＢ層の基材板のところの液晶分子の優先方向 １：ＥＣＢ液晶層の下側基材板のところの液晶分子の優先方向 ２：ＥＣＢ液晶層の上側基材のところの液晶分子の優先方向 ａ１、ａ２、ａ３、ａ４・・・偏光子構成角度ψ第１２図について 最上部：ＥＣＢ層の基材板のところの液晶分子の優先方向 １：ＥＣＢ液晶層の下側基材板のところの液晶分子の優先方向 ２：ＥＣＢ液晶層の上側基材のところの液晶分子の優先方向 ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４・・・偏光子構成角度ψ第１３図について コントラスト （589nm） 第１５図について コントラスト （589nm） 最低（○）＝0.04690 ・ 最大（×）＝2603.25561第１６図について コントラスト （589nm） 第１７図について 異なった配向方向の光学的に正の液晶層の１群によ る光学的に負の液晶層の近似 Ｉ：アドレス可能な液晶層 ツイスト角β＝０° 均質配向（α＝１°） 厚さｄ＝８μｍ II：補償層 １、３、５、７： ツイスト角β＝０° 均質配向（ ＝１°） 厚さｄ＝２μｍ ２、４、６、８： 均質配向（α＝89°） ツイスト角β＝０° 厚さｄ＝２μｍ第１８図について 第１７図に相当する光学的に負の補償層を含む本発明に従う系についてのアド レスされる層の複屈折値ｎの関数としての透過率Ｉ アドレス可能な液晶層： ツイスト角β＝０° プレチルト角α＝１° 厚さｄ＝８μｍ 補償層：第１７図の構造 各層の厚さｄ＝１μｍ 角度ψ＝45° 角度Φ＝135° 波長λ＝550 nm観察角θ ○：０° ▲：10° ＋：20° ×：30° ◇：45° ▽：60° ■：80°第１９図について チルトされた光学的に負の補償層を含む本発明の系アドレス可能な液晶層： ツイスト角β＝０° 均質配向（α＝１°） 厚さｄ＝８μｍ Ｕ／Ｕ₀＝１．１ 補償層： 角度γ＝15° 厚さｄ＝８μｍ ツイスト角β＝１８０° ｎ_min＝1.5000 他の２つの屈折率はともに1.5527 角度ψ＝45° 波長λ＝550nm観察角θ ○：10° △：20° ＋：30° ×：45° ◇：60° ▽：80°第２０図について 第１９図の場合と同様であるが、アドレス可能な液晶層にＵ／Ｕ₀＝1.3を選ん だ。観察角θ ○：10° △：20° ＋：30° ×：45° ◇：60° ▽：80°第２１図について 第１９図に示した電気光学的系についての電気光学的特性曲線

【手続補正書】 【提出日】平成１０年４月２日（１９９８．４．２） 【補正内容】 請求の範囲 １．下記、すなわち、 ○それぞれ内側に電極層及びその上に配向層の設けられた２枚の基材の間の、ホ メオトロピックなエッジ配向、または、０°≦β≦６００°のツイスト角をも つ平行なエッジ配向を有するツイストネマチック液晶層、 ○１つ以上の補償層、及び ○光がその液晶層に入射する前及びこれから射出した後で、いずれの場合にも少 なくとも１回、ある偏光手段を通過するような構造の、その光を直線偏光させ るための少なくとも１つの手段 を含む電気光学系において、 補償層が３つの光学的屈折率を有する物質に基づくものであり、その際これら のうちの１つの屈折率が他の２つよりも小さくてこの低い屈折率に対応する軸は 電極表面と２°≦γ＜６０°の角度をなしていて、補償層及びそのアドレス可能 な液晶層のそれぞれの光軸の間の角度が電圧を印加したときに最小値を通過する ようになっていること、及び他の２つの屈折率により構成される面が互いに向き 合ったそれぞれの表面のところで液晶層の液晶分子の各ディレクターと３０°な いし１５０°の角度をなしていることを特徴とする、上記電気光学系。 ２．前記補償層が種々の配向方向を有する一連の光学的に正の層に基づくもので あることを特徴とする請求の範囲１の電気光学系。 ３．下記、すなわち、 ○それぞれ内側に電極層及びその上に配向層の設けられた２枚の基材の間の、ホ メオトロピックなエッジ配向、または、０°≦β≦６００°のツイスト角を有 する平行なエッジ配向を有するツイストネマチック液晶層、 ○１つ以上の補償層、及び ○光がその液晶層に入射する前及びこれから射出した後で、いずれの場合にも少 なくとも１回、ある偏光手段を通過するような構造の、その光を直線偏光させ るための少なくとも１つの手段 を含む電気光学系において、 この補償層は一連の光学的に正の層に基づいており、その一連の層は３つの光 学的屈折率を有する物質に基づくもので、２つの連続する層の光学軸は３０°な いし１５０°の角度をなし、小さい方の屈折率に相当する軸は、本質的に電極表 面と平行であることを特徴とする上記電気光学系。 ４．前記補償層が、少なくとも２つの、交互のホモジニアス及びホメオトロピッ ク配向の、光学的に正の一連の層に基づいていることを特徴とする請求の範囲１ ないし３の電気光学系。 ５．前記補償層が、ネマチック液晶、ディスコチック液晶及び液晶ポリマーよリ なる群から選ばれる物質に基づくものであることを特徴とする請求の範囲１ない し４の電気光学系。 ６．下記、すなわち、 ○それぞれ内側に電極層及びその上に配向層の設けられた２枚の基材の間の、ホ メオトロピックなエッジ配向、または、０°≦β≦６００°のツイスト角をも つ平行なエッジ配向を有するツイストネマチック液晶層、 ○１つ以上の補償層、及び ○光がその液晶層に入射する前及びこれから射出した後で、いずれの場合にも少 なくとも１回、ある偏光手段を通過するような構造の、その光を直線偏光させ るための少なくとも１つの手段 を含む電気光学系の、光学的行路差を補償するための補償層であって、 この補償層が３つの光学的屈折率を有する物質に基づくものであり、その際こ れらのうちの１つの屈折率が他の２つよりも小さくてこの低い屈折率に対応する 軸は電極表面と２°≦γ＜６０°の角度をなしていて、補償層及びそのアドレス 可能な液晶層のそれぞれの光軸の間の角度が電圧を印加したときに最小値を通過 するようになっていること、及び他の２つの屈折率により構成される面が互いに 向き合ったそれぞれの表面のところで液晶層の液晶分子の各ディレクターと３０ °ないし１５０°の角度をなしていることを特徴とする、上記補償層。 ７．下記、すなわち、 ○それぞれ内側に電極層及びその上に配向層の設けられた２枚の基材の間の、ホ メオトロピックなエッジ配向、または、０°≦β≦６００°のツイスト角を有 する平行なエッジ配向を有するツイストネマチック液晶層、 ○１つ以上の補償層、及び ○光がその液晶層に入射する前及びこれから射出した後で、いずれの場合にも少 なくとも１回、ある偏光手段を通過するような構造の、その光を直線偏光させ るための少なくとも１つの手段 を含む電気光学系の、光学的行路差を補償するための補償層であって、 この補償層は一連の光学的に正の層に基づいており、その一連の層は３つの光 学的屈折率を有する物質に基づくもので、２つの連続する層の光学軸は３０°な いし１５０°の角度をなし、小さい方の屈折率に相当する軸は、本質的に電極表 面と平行であることを特徴とする上記補償層。 ８．前記電気光学系が電気光学的表示系である請求の範囲６または７の補償層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェーレンバッハ、ヴァルトラウト ドイツ連邦共和国 デー―7830 エメンデ ィンゲン クライストシュトラーセ ８ (72)発明者 ヴェーバー、バルバラ ドイツ連邦共和国 デー―7637 エッテン ハイム オイゲーン―ラクルワ―シュトラ ーセ 11

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 下記、すなわち ○それぞれ内側に電極層及びその上に配向層の設けられた２枚の基材の間の、平 行なエッジ配向及び０°≦β≦100°のツイスト角又はホメオトロピックなエッ ジ配向を有するツイストネマチック液晶層、 ○その液晶層の光学的行路差ｄ・Δｎを補償するための１つ以上の層、及び ○光がその液晶層に入射する前及びこれから射出した後でいずれの場合にも少な くとも１回或る偏光手段を通過するような構造の、その光を直線偏光させるため の少なくとも１つの手段 を含む電気光学系において、 高いコントラスト値、及び／又は高い輝度値、及び／又はコントラスト及び／又 は色度値の高い視角非依存性を達成するために、 もし偏光手段が入射側及び射出側の両方にそれぞれ存在し、その際射出側の偏光 子が入射側の偏光子に対して90°±10°だけ旋回されている（その際入射側及び 射出側の各偏光子の配向方向は交代してもよい）場合には、 その偏光手段がその入射側において第１の基材の表面上の液晶分子の優先方向と の間でなす角度ψが下記の条件（1）又は（2） ψ＝(β＋90°)/2±10° （1） ψ＝β/2±10° （2） を満足すること、又は もし偏光手段が入射側にのみ存在する場合には下記の条件（3）又は（4） ０≦β≦45°に対して 30°≦ψ≦70° （3） 45≦β≦100°に対して 35°≦ψ≦90° （4） を満足することを特徴とする、上記電気光学系。 ２． 補償層が熱可塑性プラスチックと、低分子量液晶と、及び／又は液晶ポリ マーとに基づくものであることを特徴とする、請求の範囲１の系。 ３． 補償層がツイストネマチック液晶に基づくものであって、この補償層のツ イスト角β’は絶対値がβと同じで、但し旋回方向が逆であり、そして上記液晶 層及び補償層の液晶分子の優先方向は互いに向き合ったそれぞれの表面のところ で30°と150°との間の或る角度をなしていることを特徴とする、平行エッジ配 向及び0°＜β＜100°のツイスト角を有する液晶層を含む請求の範囲１及び２の 少なくとも一方の系。 ４． 補償層が３つの光学的屈折率を有する物質に基づくものであり、その際こ れらのうちの１つの屈折率が他の２つよりも小さくてこの屈折率に対応する軸は 本質的にその電極表面に平行であるか、又は電極表面と2°≦γ＜60°の角度を なしていて、補償層及びそのアドレス可能な液晶層のそれぞれの光軸の間の角度 が電圧を印加したときに最小値を通過するようになっていること、及び他の２つ の屈折率により構成される面が互いに向き合ったそれぞれの表面のところで液晶 層の各ディレクターと30°ないし150°の角度をなしていることを特徴とする、 平行エッジ配向及び0°＜β＜100°のツイスト角を有する液晶層を含む請求の範 囲１及び２の少なくとも一方の系。 ５． 補償層が３つの光学的屈折率を有する物質に基づくものであり、その際こ れらのうちの１つの屈折率が他の２つよりも小さくてこの低い屈折率に対応する 軸は本質的にその電極表面に対して垂直であることを特徴とする、ホメオトロピ ックなエッジ配向を有する液晶層を含む請求の範囲１及び２の少なくとも一方の 系。 ６． 液晶層が0°＜β≦90°のツイスト角を有することを特徴とする、請求の 範囲５の系。 ７． ツイスト角が5°≦β≦60°であることを特徴とする、請求の範囲１−４ の少なくとも一つの系。 ８． ただ１つの偏光手段と少なくとも１つの反射器とを含んでいることを特徴 とする、請求の範囲１−７の少なくとも一つの系。 ９． 下記、すなわち ○それぞれ内側に電極層及びその上に配向層の設けられた２枚の基材の間の、ホ メオトロピックなエッジ配向を有する負の誘電異方性の液晶層、及び ○光がその液晶層に入射する前及びこれから射出した後でいずれの場合にも少な くとも１回或る偏光手段を通過するような構造の、その光を直線偏光させるため の少なくとも１つの手段 を含む電気光学系において、 その液晶が0°＜β≦90°のツイスト角を有することを特徴とする、上記電気光 学系。 １０．請求の範囲９及び請求の範囲１、２及び５−８の少なくとも１つの電気光 学系。 １１．下記、すなわち ○それぞれ内側に電極層及びその上に配向層の設けられた２枚の基材の間の、ホ メオトロピックなエッジ配向を有するツイストネマチック液晶層、 ○所望の場合の、その液晶層の光学的行路差を補償するための１つ以上の層、及 び ○光がその液晶層に入射する前及びこれから射出した後でいずれの場合にも少な くとも１回或る偏光手段を通過するような構造の、その光を直線偏光させるため の少なくとも１つの手段 を含む電気光学系において、 その液晶が0°≦β≦100°のツイスト角、及びコントラストの視覚依存性を改善 するための≦0.40μｍの光学的行路差ｄ・Δｎを有することを特徴とする、上記 電気光学系。 １２．請求の範囲１２及び請求の範囲１、２、５、６、７及び８の少なくとも１ つの電気光学系。 １３．請求の範囲１−１２の少なくとも１つの系を含む投影装置。 １４．下記、すなわち ○それぞれ内側に電極層及びその上に配向層の設けられた２枚の基材の間の、平 行なエッジ配向及び0°≦β≦600°のツイスト角を有するツイストネマチック液 晶層、及び ○光がその液晶層に入射する前及びこれから射出した後でいずれの場合にも少な くとも１回或る偏光手段を通過するような構造の、その光を直線偏光させるため の少なくとも１つの手段 を含む電気光学系の光学的行路差を補償するための補償層において、 この補償層が３つの光学的屈折率を有する物質に基づくものであり、その際これ らのうちの１つの屈折率が他の２つよりも小さくてこの屈折率に対応する軸は本 質的にその電極表面に平行であるか、又は電極表面と2°≦γ＜60°の角度をな していて、補償層及びそ のアドレス可能な液晶層のそれぞれの光軸の間の角度が電圧を印加したときに最 小値を通過するようになっていること、及び他の２つの屈折率により構成される 面が互いに向き合ったそれぞれの表面のところで液晶層の各ディレクターと30° ないし150°の角度をなしていることを特徴とする、上記補償層。