JP2002541527A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

(57)【要約】 通常黒色の二重セルにおいて、光軸が検光子の光軸に対して平行なリターデイション箔を追加することにより、（特にＤＳＴＮに対する）視角を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、２つの透明基板間に設けられたねじれ構造のねじれ液晶材料の第１
層と、２つの透明基板間に設けられたねじれ構造のねじれ液晶材料の第２層とを
偏光子と検光子との間に有する液晶表示装置であって、前記第２層の液晶材料の
ねじれ方向が前記第１層の液晶材料のねじれ方向と逆で、これら双方の液晶材料
のねじれ角がほぼ同じである当該液晶表示装置に関するものである。
【０００２】 このような二重セルはしばしば、例えば、自動車のディスプレイに用いられて
いる。これら２つのセルは、例えば、ガラス又は合成材料のような材料より成る
共通基板を有することができる。使用される液晶効果は殆ど（超）ねじれネマチ
ック効果（Ｓ）ＴＮであるが、ディスコチック材料のような他の液晶材料をも適
用しうる。
【０００３】 このような二重セルの一例は例えば、米国特許第 5,287,207号明細書に開示さ
れている。特にＳ‐ＴＮの二重セルの場合、通常第２セルが色補償器として機能
する。光が垂直に通過する場合や、例えば、橙色光では斜めに通過する場合も、
満足なコントラストが得られるも、例えば、自動車分野のディスプレイで要求が
大きな緑色光又は白色光が斜めに通過する場合に満足なコントラストを有する二
重セルを簡単に（例えば、層の厚さ及び複屈折の双方又はいずれか一方を調整す
ることにより）製造するのは困難である。コントラストはある角度での緑色光に
対しかなり低く、アドレスされない画素を通る光の漏洩が生じる。
【０００４】 本発明の目的は、特に、上述した問題の１つ以上を回避することにある。この
目的のために、本発明による液晶表示装置では、前記検光子と前記偏光子との間
に少なくとも１つのリターデイション箔が存在し、このリターデイション箔の主
光軸が検光子の光軸の１つ（透過軸又は吸収軸）にほぼ平行であることを特徴と
する。
【０００５】 リターデイション箔とは、複屈折材料の自己支持型（self-supporting ）又は
非自己支持型層或いは光学的補償効果又は位相遅れ効果を有する層（光学的異方
性層）を意味するものとする。複屈折時には、屈折率は光線と関連する電界のベ
クトルの方向に依存して変化する。複屈折材料は、１つのみの軸であって、この
軸に沿う電界のベクトルを有する光線が異常屈折率ｎe で回折する軸を有する。
この軸が材料の主光軸と称される。この軸に対し垂直な電界ベクトルを有する光
線の場合、屈折率はあらゆる方向に対し同じ（常光線屈折率ｎo ）にできる。屈
折率がこの軸に対し垂直方向で変化する場合には、二軸性材料に関するものであ
る。この場合には、１つの軸、好ましくは最大屈折率を有する軸を検光子の（透
過）軸に対し平行とする。
【０００６】 前記リターデイション箔は、一個所に（例えば、二重セルと検光子との間に）
一緒に存在する複数のリターデイション層を有しうるも、これらの（副）層は別
々の位置に存在させることもできる。
【０００７】 特に、箔（又は一緒の（副）層）のリターデイションＲの値を１００ｎｍ及び
４００ｎｍ間の範囲内に選択した場合に、リターデイション箔の主軸を、検光子
の透過軸に対しほぼ平行（そのずれが多くとも±５％）に選択することにより、
コントラストがかなり高まることを確かめた。本発明は特に、正の光学的異方性
（Δｎ＝（ｎe −ｎo ）＞０）を有するＳＴＮ二重セルに適用しうる。しかし、
本発明は、（補償セルと称される）第２セルが負の光学的異方性を有するねじれ
液晶材料、例えば、ディスコチック材料を有する二重セルにも適用しうる。この
場合のねじれ角は４５度と３１５度との間の範囲内とするのが好ましい。
【０００８】 本発明の上述した観点及びその他の観点は以下の実施例に関する説明から明ら
かとなるであろう。 図面は線図的なもので実際のものに正比例して描いていない。対応する部分に
は一般に同じ符号を付してある。
【０００９】 図１の表示装置１は、正の誘電異方性及び正の光学的異方性を有する液晶材料
の層１１が２つの透明な支持プレート２及び３間に設けられて成る第１表示セル
１０を具えている。これら支持プレート２及び３には、液晶材料の側で電極１２
及び１３がそれぞれ設けられており、これら電極は例えば、画素のマトリックス
を規定する。これら画素は、スイッチング素子及び駆動電極を介して駆動（アク
ティブ駆動）できる。本例では、これら画素は、選択信号及びデータ信号が供給
される細条状の電極の重なり部分により規定（パッシブ駆動）される。駆動電圧
は例えば、到来情報８を前記駆動電圧に変換する駆動回路７により得られ、これ
ら駆動電圧が接続ライン１５を経て電極１２及び１３に供給される。これら電極
１２及び１３上には、本例では、配向層としても作用する絶縁材料の層１４が存
在する。これらの層１４は、電極１２及び１３間の電圧が０ボルトの際に液晶分
子にねじれ角Φ1 を与える。このねじれ角Φ1 は１３５°と３６０°との間にあ
り、本例では１８０°である。
【００１０】 表示装置は更に、本例では正の光学的異方性を有する液晶材料の第２層２１が
２つの透明な支持プレート３及び４間に設けられて成る補償層、本例では、第２
セル２０を有する。支持プレート３は双方のセル１０及び２０に対し共通に選択
されているが、必ずしもこのようにする必要はない。しかし、このようにするこ
とにより、製造を簡単にし、しかも二重セルの全厚さが薄くなる。絶縁及び配向
のための層２４は支持プレート３及び４上に存在する。液晶材料２１と、層２４
の配向効果とは、液晶分子がΦ1 とは逆のねじれ角Φ2 を得るように選択する。
セル１０及び２０は偏光子６と検光子５との間に存在し、これら偏光子６及び検
光子５の偏光方向は、互いに直角に交差している。層１４及び２４の壁部の配向
は、（０ボルトの電圧で）セル１０の中心部の配向ベクトルがセル２０の中心部
の配向ベクトルに対し垂直になるように選択する。
【００１１】 このような二重セルは、見る方向が垂直（法線）方向である場合や、法線に対
し僅かな角度にある場合に優れたコントラストを有する。他の利点は、セル１０
及び２０の温度依存性がほぼ同じである為に、これらの二重セルを大きな温度範
囲で用いることができるということである。このことは特に、自動車（ダッシュ
ボード等）に適応する場合に重要である。
【００１２】 見る方向が法線に対して大きな角度を成す場合、光の漏洩の為にコントラスト
は悪くなる。特に、緑色光源や、色のスペクトルが広い光源（例えば、白色光源
又は青色光及び黄色光の合成色の光源）に対しては、補償セルにおけるリターデ
イションのような液晶材料の電気光学効果を調整することによってはこのコント
ラストの悪化を解決しえない。
【００１３】 本発明によれば、二重セルに光学的なリターデイション箔３０を設け、このリ
ターデイション箔の主光軸（遅軸）を検光子５の透過方向に対しほぼ平行にする
ことにより、このコントラストの悪化を殆ど解決する。２３２ｎｍのリターデイ
ションを有するこのような単軸のリターデイション箔を二重セルに加え、複合セ
ル１０及び２０の各々の厚さを５．７μｍとし、複屈折Δｎを０．１６とした。
遅軸は検光子５の平面内にあるように、すなわち、成分ｎx の矢印方向で図１の
図面の平面に対し水平にあるようにする（２つの他の成分ｎy 及びｎz はそれぞ
れ図面の平面に対し垂直及び図面の平面内で成分ｎx に対し垂直である）。成分
ｎx 、ｎy 及びｎz は、屈折率（及びリターデイション箔３０の光軸）を規定す
る。関連の場合（単軸箔又は単軸リターダ）では、ｎx ＞ｎy ＝ｎz を満足させ
る。緑色光源３５（λ＝５６０ｎｍ）を用いた場合、リターデイション箔３０の
無い二重セルに対して、以下の改善を確かめた。コントラストが方位角の関数と
して１：１０の値を有した極角（ｚ方向に対する角度）を測定した。光の漏洩も
測定した。測定した極角は、この極角よりも上で光の漏洩が方位角の関数として
２％よりも多くなったものとした。これにより以下の結果が得られた。
【表１】
【表２】 これらの表から明らかなように、大きな角度範囲に亙るコントラストのかなりの
改善及び光の漏洩の減少が得られる。リターデイションＲに関して好ましくは、
値λ／４＜Ｒ＜λ／２を選択する。このことは、実際には、Ｒは光源３５の波長
にも依存して１００及び４００ｎｍ間の値を有するということを意味する。
【００１４】 リターデイション箔は複数の副層を以て構成することができる。これらの副層
は必ずしも同じ側に存在させる必要はない。例えば、図２の装置は偏光子及び検
光子の近くにそれぞれ存在する２つの副層３０′及び３０″を有する。或いはま
た、これら副層３０′及び３０″を基板３上に存在させることもできる。図２の
装置では、第１（副）セル１０のねじれ角Φ1 が約９０度である。本例では、第
２（副）セル２０は光学的な異方性が負の液晶材料の第２層２１を有する。層２
４の配向効果は、液晶分子がΦ1 とは逆のねじれ角Φ2 を得るように選択する。
このような副セル２０は、本例では、液晶材料に対しディスコチック液晶材料を
選択することにより得る。本例では、層２１を液体としたが、この層が、重合液
晶材料を有するようにすることもできる。図３及び４は、従来技術（Φ1 ＝Φ2 ＝９０°、ｄ・Δｎ＝４３０ｎｍ、双方の副セルに対しねじれネマチックを用い
る）による二重セルに対するアイソ（等）コントラスト曲線と、リターデイショ
ンを２２０ｎｍとしたリターデイション箔を検光子の後ろに直接配置し、光軸を
検光子の方向に平行とした図２の二重セルに対するアイソコントラスト曲線とを
それぞれ示す。これら図３及び４から明らかなように、コントラスト１：１０に
より制限されたコントラスト範囲は、水平方向で（図３の−３８°及び＋４２°
間の代りに）−５５°及び＋６１°間の角度をカバーし、且つ垂直方向で（図３
の−３６°及び＋３８°間の代りに）−５８°及び＋４５°間の角度をカバーす
る。従って、本発明の手段によれば、斜めの角度でのコントラストのかなりの改
善をもたらす。
【００１５】 本発明は図示の例に限定されず、種々の変更を加えうること勿論である。例え
ば、緑色光源以外の光源の視角も改善された。リターデイション箔の光軸に対し
ては、必ずしもｎx ＞ｎy ＝ｎz とする必要はなく、ｎx ＞ｎy ＞ｎz としても
満足なものである。この種の二軸性の箔の光軸は検光子の透過軸及び吸収軸の双
方に沿って延在させることができる。
【００１６】 要するに、本発明は、検光子に対し平行な主光軸を有するリターデイション箔
を加えることにより、通常黒色の二重セルにおける視角を改善する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による表示装置の断面図である。
【図２】 本発明による他の表示装置の断面図である。
【図３】 従来の二重セルに対するアイソコントラスト曲線を示す線図である。
【図４】 本発明による手段を適用した図２に示す二重セルに対するアイソコン
トラスト曲線を示す線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュールト スタッリンガ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA06 BA42 BB03 BB62 BC22 2H089 HA25 KA17 QA11 QA12 RA05 RA10 RA18 SA03 SA18

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つの透明基板間に設けられたねじれ構造のねじれ液晶材料の第
    １層と、２つの透明基板間に設けられたねじれ構造のねじれ液晶材料の第２層と
    を偏光子と検光子との間に有する液晶表示装置であって、前記第２層の液晶材料
    のねじれ方向が前記第１層の液晶材料のねじれ方向と逆で、これら双方の液晶材
    料のねじれ角がほぼ同じである当該液晶表示装置において、 前記検光子と前記偏光子との間に少なくとも１つのリターデイション箔が存在
    し、このリターデイション箔の主光軸が検光子の光軸の１つにほぼ平行であるこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の液晶表示装置において、リターデイション箔が
    単軸性であることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記検光子と前記偏光
    子との間に複数のリターデイション層が存在し、これらリターデイション層の組
    合せの主光軸が前記検光子の光軸の１つにほぼ平行であることを特徴とする液晶
    表示装置。
  4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、液晶材料がネマ
    チックであり、ねじれ角が１３５°〜３６０°であることを特徴とする液晶表示
    装置。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の液晶表示装置において、リターデイション層の
    合成リターデイションが１００〜４００ｎｍであることを特徴とする液晶表示装
    置。
  6. 【請求項６】 請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、この液晶表示装
    置が、ほぼ緑色光を放出する光源を有していることを特徴とする液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、ねじれ液晶材料
    の前記第２層が負の光学的異方性を有することを特徴とする液晶表示装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の液晶表示装置において、前記ねじれ角が４５°
    〜１３５°であることを特徴とする液晶表示装置。
  9. 【請求項９】 請求項７に記載の液晶表示装置において、ねじれ液晶材料の前記
    第２層がディスコチック材料を有していることを特徴とする液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】 請求項７に記載の液晶表示装置において、ねじれ液晶材料の前
    記第２層が重合液晶材料を有していることを特徴とする液晶表示装置。
JP2000611127A 1999-04-08 2000-03-28 表示装置 Pending JP2002541527A (ja)

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