JP2558905B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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JP2558905B2
JP2558905B2 JP2024329A JP2432990A JP2558905B2 JP 2558905 B2 JP2558905 B2 JP 2558905B2 JP 2024329 A JP2024329 A JP 2024329A JP 2432990 A JP2432990 A JP 2432990A JP 2558905 B2 JP2558905 B2 JP 2558905B2
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繁光 水嶋
利夫 藤井
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はツイストネマティック型液晶において色補償
を施した液晶表示装置に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display device in which twist nematic liquid crystal is color-compensated.

<従来の技術> 一般に液晶表示装置において、電圧を印加した場合の
液晶層への印加電圧がしきい値(スレショルド電圧)以
下または又は無印加である時に、光の透過を閉じる(黒
表示)ように偏光板等の光学条件を設定した、いわゆる
ノーマリーブラックモードのTN−FEM(ツイストネマテ
ィック電界効果)型液晶表示装置において、コントラス
トの高い良好な表示品位を得るためには、電圧無印加
(しきい値電圧以下)の状態の光透過率を十分低い値に
することが重要である。
<Prior Art> Generally, in a liquid crystal display device, when the voltage applied to the liquid crystal layer is less than or equal to a threshold value (threshold voltage) or no voltage is applied, light transmission is closed (black display). In a so-called normally black mode TN-FEM (twisted nematic field effect) type liquid crystal display device in which optical conditions such as a polarizing plate are set in order to obtain good display quality with high contrast, It is important to make the light transmittance in the state of (below threshold voltage) sufficiently low.

しかし、TN−FEM液晶表示装置において、ノーマリー
ブラックモードの電圧無印加時の光透過率は、よく知ら
れているGOOCH−TARRYの式で近似でき、横軸に液晶表示
パネルのレターデーション値d・△nを、縦軸に光の透
過率を取ると、各波長γ=450nm,550nm,650nmに対して
第10図のように示される。
However, in the TN-FEM liquid crystal display device, the light transmittance in the normally black mode when no voltage is applied can be approximated by the well-known GOOCH-TARRY formula, and the horizontal axis indicates the retardation value d of the liquid crystal display panel. When Δn is the light transmittance on the vertical axis, it is shown for each wavelength γ = 450 nm, 550 nm, 650 nm as shown in FIG.

光の透過率はd・△nの値により大きく変化し、また
光の波長により異なる。実際の液晶表示装置では、視角
特性などの各種表示特性の点や作成上の問題から、d・
△nの設定に制約があり、透過率の高い値に設定される
場合が多い。また、ある波長において最適値に設定され
たとしても、他の波長の光が高い透過率を示すため、人
間の目には明るく感じたり、着色して見えることがあ
る。
The light transmittance greatly changes depending on the value of d · Δn and also changes depending on the wavelength of light. In an actual liquid crystal display device, d.
There is a restriction on the setting of Δn, and it is often set to a value having a high transmittance. Further, even if the optimum value is set at a certain wavelength, light of other wavelengths has a high transmittance, so that it may be perceived as bright or colored by human eyes.

特に、高い色純度と高いコントラストが要求されるTV
やビデオ画像表示などの場合、この問題の影響は大き
い。TN−FEM液晶を用いたTFT−LCD(Thin Film Transis
torを用いた液晶表示装置)では、d・△nの値が0.5μ
m前後が用いられる場合が多いが、この時ノーマリーホ
ワイトモードではコントラストが100:1程度得られるの
に対し、ノーマリーブラックモードでは30:1程度の低い
値となり、これが表示品位の差となっている。この差は
視角特性が優れている、より低いd・△nの値では更に
大きな差となる。従って、今日多くのTFT−LCDのカラー
表示装置では、ノーマリーホワイトモードが採用されて
いる。しかし、ノーマリーホワイトモードでは、TFT素
子の絵素欠陥が輝点となり目立つため、歩留りなどの点
で生産上大きな問題となっている。
TVs that require high color purity and high contrast
In the case of video image display and the like, this problem has a great influence. TFT-LCD (Thin Film Transis) using TN-FEM liquid crystal
In a liquid crystal display device using a tor, the value of d · Δn is 0.5μ.
In many cases, the contrast of about 100: 1 is obtained in the normally white mode, whereas the value in the normally black mode is about 30: 1, which is the difference in display quality. ing. This difference becomes even larger at a lower value of d · Δn, which has excellent viewing angle characteristics. Therefore, in many TFT-LCD color display devices today, the normally white mode is adopted. However, in the normally white mode, the pixel defects of the TFT element are conspicuous as bright spots, which is a serious problem in production in terms of yield and the like.

また、液晶表示パネルの背面やセルの中に形成された
絵や文字、色フィルターなどの表示を、ノーマリーブラ
ックモードの液晶セルで光の透過を制御して表示するよ
うな方式が多く用いられている。例えば、自動車や飛行
機などの警告表示や、オーデイオのレベルメーターなど
がある。これらの表示では、光を閉じるシャッター状態
の透過率が十分低くないと、背面の表示パターンが浮き
出して見えるため、著しく品位が低下する。
In addition, a method is often used in which normally black mode liquid crystal cells are used to control the transmission of light to display pictures, characters, color filters, etc. formed on the back surface of the liquid crystal display panel or in the cells. ing. For example, there are warning displays for automobiles and airplanes, and audio level meters. In these displays, unless the transmittance in the shutter state for closing light is sufficiently low, the display pattern on the back surface appears to be raised, so that the quality is remarkably deteriorated.

この問題点を解決するために、2層型の液晶表示装置
が開発されている(特公昭63−53528号等)。この表示
装置は液晶分子をツイストネマティック配向させた2つ
の液晶セルを有し、一方は表示動作を行うための表示用
セルであり、もう一方は楕円偏光を直線偏光に戻すため
の補償用液晶セルである。この光学補償用として液晶セ
ルを重ね合わせた、いわゆるダブルTN構造(DTN)の液
晶表示装置では、液晶パネルが2層になるため、厚くな
ることや、重くなるなどの弊害があった。
In order to solve this problem, a two-layer liquid crystal display device has been developed (Japanese Patent Publication No. 63-53528, etc.). This display device has two liquid crystal cells in which liquid crystal molecules are twist-nematic aligned, one is a display cell for performing a display operation, and the other is a compensating liquid crystal cell for returning elliptically polarized light to linearly polarized light. Is. In a so-called double TN structure (DTN) liquid crystal display device in which liquid crystal cells are superposed for optical compensation, the liquid crystal panel has two layers, and thus there are problems such as thickening and weighting.

<発明が解決しようとする課題> そこで、光学補償用として光学位相差板(フィルム)
を用いることが検討されており、スーパーツイストモー
ド(STN)の場合を中心に種々の提案がなされている。
しかし、ツイスト角が90度前後のTNモードでは、その位
相差板の軸の設定や、リターデーション値の設定などに
対する条件がSTN−LCDの場合と大きく異なり、有効な提
案は無い。
<Problems to be Solved by the Invention> Therefore, an optical retardation film (film) for optical compensation is provided.
Has been studied, and various proposals have been made mainly for the case of super twist mode (STN).
However, in the TN mode where the twist angle is around 90 degrees, the conditions for setting the axis of the retardation plate and the retardation value are significantly different from those in the STN-LCD, and there is no effective proposal.

本発明は、上記の問題点を解決したものであり、従来
の2層型TN−LCD及びTN−TFT−LCDと比較して薄型・軽
量化が可能であり、かつ鮮明な白/黒表示が得られる液
晶表示装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, can be made thinner and lighter than conventional two-layer TN-LCDs and TN-TFT-LCDs, and provides clear white / black display. An object is to provide a liquid crystal display device obtained.

<課題を解決するための手段> 本発明は、上側偏光板−90度ツイストのネマティック
型液晶表示セル−上記上側偏光板と平行な透過軸を有す
る下側偏光板の順に積層したツイストネマチィック型の
液晶表示装置において、上記液晶表示セルの両側の少な
くとも一方に光学位相差板を設け、該位相差板の最大屈
折率を示す軸方向を、上記位相差板に近接する液晶表示
セル基板表面の液晶分子長軸方向と垂直な方向から10〜
20度の正の角度にずらして配設するとともに、上記位相
差板のリタデーションの総和(Re)を、上記液晶表示セ
ルの液晶層の厚さ(d)と液晶材料の屈折率の異方性
(Δn)の積(d・Δn)に対して、d・ΔN−0.05μ
m≦Re≦d・Δn+0.1μmとしたことを特徴とする。
<Means for Solving the Problems> The present invention relates to a twisted nematic layer in which an upper polarizing plate, a 90 ° twist nematic liquid crystal display cell, and a lower polarizing plate having a transmission axis parallel to the upper polarizing plate are laminated in this order. Type liquid crystal display device, an optical retardation plate is provided on at least one of both sides of the liquid crystal display cell, and the axial direction showing the maximum refractive index of the retardation plate is close to the retardation plate. From the direction perpendicular to the long-axis direction of liquid crystal molecules of 10 ~
The retardation plates are arranged so as to be offset by a positive angle of 20 degrees, and the sum of the retardations (Re) of the retardation plate is calculated from the anisotropy of the liquid crystal layer thickness (d) of the liquid crystal display cell and the refractive index of the liquid crystal material. For product (d · Δn) of (Δn), d · ΔN-0.05μ
It is characterized in that m ≦ Re ≦ d · Δn + 0.1 μm.

<作 用> 液晶表示装置において、下側の偏光板を通過した直線
偏光は、90度ツイストされた液晶層を通過後楕円偏光性
を有しその長軸方向は約90度旋回しているが、波長によ
りばらついている。しかし上記本発明のおける光学位相
差板の作用により、この楕円偏光性の補償と長軸方向の
補正(直線偏光で90度旋回が理想)を行い、ノーマリー
ブラックモードの電圧無印加時の光透過率を小さくしコ
ントラスト比を改善できる。
<Operation> In a liquid crystal display device, linearly polarized light that has passed through the lower polarizing plate has elliptically polarizing properties after passing through a liquid crystal layer twisted by 90 degrees, and its major axis direction is rotated by about 90 degrees. , It varies depending on the wavelength. However, due to the action of the optical retardation plate in the present invention, the elliptically polarized light is compensated and the major axis direction is corrected (90 ° rotation is ideal for linearly polarized light), and the light when no voltage is applied in the normally black mode. The transmittance can be reduced and the contrast ratio can be improved.

<実施例> 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
1図に本発明の液晶表示装置の基本構成例を示す。1は
上側偏光板、2は光学補償用に配置された位相差板であ
る。3,10はガラス基板、4,9は透明導電膜電極(ITO)、
5,8は配向膜、6は液晶組成物、7はシール材で、いわ
ゆるツイストネマチック型の液晶表示セルを構成してい
る。11は上側偏光板1と平行な透過軸を有する下側偏向
板である。上記位相差板2としては、ポリビニールアル
コールの複屈折フイルムやポリカーボネイトフィルム等
が使用できる。
<Example> An example of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a basic configuration example of the liquid crystal display device of the present invention. Reference numeral 1 is an upper polarizing plate, and 2 is a retardation plate arranged for optical compensation. 3 and 10 are glass substrates, 4 and 9 are transparent conductive film electrodes (ITO),
Reference numerals 5 and 8 are alignment films, 6 is a liquid crystal composition, and 7 is a sealant, which constitutes a so-called twisted nematic liquid crystal display cell. Reference numeral 11 is a lower deflection plate having a transmission axis parallel to the upper polarizing plate 1. As the retardation plate 2, a birefringent film of polyvinyl alcohol, a polycarbonate film, or the like can be used.

第2図は本発明の一実施例の各光学軸を説明する図で
ある。第1図の構成の場合、P1は上基板(位相差板に最
近接する基板3)近傍の液晶分子の長軸配向方向(ダイ
レクタの方向)、P2は液晶層中央部の液晶分子の長軸配
向方向(ダイレクタの方向)、P3はP1と直交する方向で
あり、90度ツイストの場合は下基板(位相差板に最遠接
する基板10)近傍の液晶分子の長軸配向方向となる。P4
は位相差板2の最大屈折率軸(位相差板軸)の設定方向
を示している。本構造はノーマリーブラックモードであ
るので、ここでは下側偏光板11の透過軸はP3方向と一致
し、上側偏光板1の透過軸は下側偏光板2の透過軸と平
行、すなわちP1の軸と直交する軸にその透過軸を一致さ
せて配設している。
FIG. 2 is a diagram for explaining each optical axis of one embodiment of the present invention. In the case of the structure shown in FIG. 1 , P 1 is the major axis alignment direction (direction of the director) of the liquid crystal molecules near the upper substrate (the substrate 3 closest to the retardation plate), and P 2 is the length of the liquid crystal molecules in the central part of the liquid crystal layer. The axial alignment direction (direction of the director), P 3 is the direction orthogonal to P 1, and in the case of 90 ° twist, the long axis alignment direction of the liquid crystal molecules near the lower substrate (the substrate 10 that is the farthest in contact with the retardation plate). Become. P 4
Indicates the setting direction of the maximum refractive index axis (phase difference plate axis) of the phase difference plate 2. Since this structure is a normally black mode, the transmission axis of the lower polarizing plate 11 coincides with the P 3 direction, and the transmission axis of the upper polarizing plate 1 is parallel to the transmission axis of the lower polarizing plate 2, that is, P 1 The transmission axis is arranged to coincide with the axis orthogonal to the axis.

実施例1 TN−FEM液晶表示装置において、位相差板2の配置は
上側偏光板1と液晶セルの間とし、回転させることで軸
方向を変化させた。以後、位相差板2の軸設定は、第2
図のP3方向を0度とし、P4方向に向かって正方向の角度
(θ)として表現する。
Example 1 In the TN-FEM liquid crystal display device, the retardation plate 2 was arranged between the upper polarizing plate 1 and the liquid crystal cell, and the axial direction was changed by rotating. After that, the axis of the retardation plate 2 is set to the second
In the figure, the P 3 direction is 0 degree, and is expressed as an angle (θ) in the positive direction toward the P 4 direction.

上記において次のセルパラメーターをもつTN−FEM液
晶表示装置を作成した。
In the above, a TN-FEM liquid crystal display device having the following cell parameters was created.

1)セルギャップ(液晶層の厚み)d: 4.5μmと5.5μm 2)液晶組成材料: △n(左旋性);0.09と0.12 組成;フェニルシクロヘキサン系混合液晶 3)セル構造 :第1図参照。1) Cell gap (thickness of liquid crystal layer) d: 4.5 μm and 5.5 μm 2) Liquid crystal composition material: Δn (levorotatory); 0.09 and 0.12 composition; phenylcyclohexane-based mixed liquid crystal 3) Cell structure: See FIG.

この液晶セルにPVA(ポリビニールアルコール)系位
相差板2(例えば株式会社カヤポーラ製の製品)を用
い、リタデーションの総和Reの値を320nmから700nmまで
の間で、約10〜20nm間隔でを変化させて、試作を行っ
た。
Using a PVA (polyvinyl alcohol) -based retarder 2 (for example, a product manufactured by Kayapora Co., Ltd.) in this liquid crystal cell, the total Re value of retardation changes from 320 nm to 700 nm at intervals of about 10 to 20 nm. Then, I made a prototype.

(最適設定軸角度) 第3図に上記液晶表示装置の評価結果を示す。横軸に
P3からの角度の変化を示し、縦軸に位相差板2を用いな
い場合の光透過度を100%とした透過率を取ると、図に
明示されるように、その角度は位相差板2のリタデーシ
ョン値(Re)の大きさや液晶層のd・△nにより多少異
なるが、位相差板2の設定軸との角度の間において、位
相差板2を用いない場合よりも低い透過率を持つ角度が
あり、また最小値が存在することがわかった。
(Optimal setting axis angle) FIG. 3 shows the evaluation result of the liquid crystal display device. On the horizontal axis
The change in angle from P 3 is shown, and the transmittance is taken as 100% on the vertical axis when the phase difference plate 2 is not used. The retardation value (Re) of 2 and d · Δn of the liquid crystal layer are slightly different, but a lower transmittance is obtained between the angle with the set axis of the retardation plate 2 than when the retardation plate 2 is not used. It was found that there is an angle to hold and there is a minimum value.

第4図は、TN−TFT−LCDにおいて一般的な液晶である
d・△n値=0.5μmの場合で、位相差板2のリタデー
ション値(Re)を同じく0.5μmとした場合を示すもの
で、P3からの角度θが0度から30度の範囲で位相差板2
を用いない場合よりも低い透過率となり、また約15度近
接において透過率は最小値を得た。
FIG. 4 shows the case where d · Δn value = 0.5 μm, which is a general liquid crystal in TN-TFT-LCD, and the retardation value (Re) of the retardation plate 2 is also 0.5 μm. , The angle θ from P 3 is in the range of 0 to 30 degrees
The transmittance was lower than that without, and the minimum transmittance was obtained at about 15 degrees.

(最適リタデーション) 第5図は、位相差板2の軸の設定角度10度の場合の位
相差板2のリタデーション値(Re)と透過率の実測値で
ある。横軸に位相差板2のレターデーション値(Re)
を、縦軸に位相差板2を用いない時の光の透過率を100
%とする透過率を取っている。第5図は、液晶層のd・
△n値を0.4μm,偏光板1,11の設定角度を平行とした場
合で、位相差板2のリタデーション値(Re)が0.35μm
〜0.5μmにおいて、位相差板2を用いない場合より低
い透過率を示し、リターデーション値(Re)が約0.45μ
m付近において透過率の最小値を取った。
(Optimal Retardation) FIG. 5 shows retardation values (Re) of the retardation plate 2 and measured values of transmittance when the axis of the retardation plate 2 is set at 10 degrees. Retardation value (Re) of retarder 2 on the horizontal axis
Is the light transmittance when the retardation plate 2 is not used on the vertical axis.
The transmittance is taken as%. FIG. 5 shows d.
The retardation value (Re) of the retardation plate 2 is 0.35 μm when the Δn value is 0.4 μm and the setting angles of the polarizing plates 1 and 11 are parallel.
At ~ 0.5μm, it shows lower transmittance than the case where the retardation plate 2 is not used, and the retardation value (Re) is about 0.45μ.
The minimum value of the transmittance was taken near m.

また液晶層のd・Δn値を0.5μmに設定し、偏光板
1,11の設定角度を平行とすると、第6図に示されるよう
に、位相差板2のリタデーション値(Re)が0.45μm〜
0.6μmにおいて低い透過率を示し、位相差板2のリタ
デーション値(Re)が約0.55μm付近において透過率が
最小値となった。
In addition, the d · Δn value of the liquid crystal layer is set to 0.5 μm, and the polarizing plate
When the set angles of 1 and 11 are parallel, as shown in FIG. 6, the retardation value (Re) of the retardation plate 2 is 0.45 μm
The transmittance was low at 0.6 μm, and the transmittance became the minimum value when the retardation value (Re) of the retardation plate 2 was about 0.55 μm.

またその他のセルギャップdと液晶材料の△nの組み
合わせを実施した。第7図は横軸に液晶層のリタデーシ
ョンd・△n、縦軸に位相差板2のリタデーション値
(Re)を取り、位相差板2を用いない場合に比べ電圧無
印加の透過率が低くなる範囲を図示するもので、●印は
上限のとる範囲、○印は下限のとる範囲を示している。
なお、位相差板2の軸角度θの設定は10度,15度,20度の
3種としている。
Other combinations of cell gap d and Δn of liquid crystal material were carried out. FIG. 7 shows the retardation d · Δn of the liquid crystal layer on the horizontal axis and the retardation value (Re) of the retardation plate 2 on the vertical axis. The transmittance without voltage application is lower than that when the retardation plate 2 is not used. In the figure, the circles show the upper limit, and the circles show the lower limit.
The axial angle θ of the phase difference plate 2 is set to three types of 10 degrees, 15 degrees, and 20 degrees.

液晶層のリターデーション値d・△nが0.66μm、0.
54μmの場合などを含む上記結果より、位相差板2を用
いない場合に比べ、良いコントラスト特性(オフ時の低
い透過率)を得るためには、 d・△n−0.05μm≦Re ≦d・△n+0.1μm を満たすリターデーション値Reに設定するのが好まし
い。
The retardation value d · Δn of the liquid crystal layer is 0.66 μm,
From the above results including the case of 54 μm, etc., in order to obtain good contrast characteristics (low transmittance at the time of OFF), as compared with the case where the retardation plate 2 is not used, d · Δn−0.05 μm ≦ Re ≦ d · It is preferable to set the retardation value Re that satisfies Δn + 0.1 μm.

実施例2 上記実施例の条件をみたすTN−TFT−LCDの場合wo確認
するため、TFT−LCDカラー液晶表示装置を作成した。TF
T構造は、従来よりよく知られた第8図の構造(逆スタ
ガー型)とし、カラーフィルターはゼラチン染色法によ
り作成したものを用いた。
Example 2 In the case of TN-TFT-LCD which satisfies the conditions of the above-mentioned example, a TFT-LCD color liquid crystal display device was prepared for confirmation. TF
The T structure was the well-known structure shown in FIG. 8 (inverted stagger type), and the color filter was prepared by the gelatin dyeing method.

第8図はTN−TFT−LCDのカラー液晶表示装置の構成
図、第9図は同逆スタガー型TFT−LCDの平面図である。
液晶表示セル部分が異なるだけで他の構成は第1図及び
第2図と同様である。この場合も、前述した「(最適設
定角度)」及び「(最適レタデーション)」の関係は同
様であることが確かめられた。
FIG. 8 is a configuration diagram of a color liquid crystal display device of TN-TFT-LCD, and FIG. 9 is a plan view of the inverse stagger type TFT-LCD.
The other structure is the same as in FIGS. 1 and 2 except for the liquid crystal display cell portion. Also in this case, it was confirmed that the above-mentioned relationship between "(optimum set angle)" and "(optimum retardation)" was the same.

第8図,第9図を参照して以下さらに詳しく説明す
る。
This will be described in more detail below with reference to FIGS. 8 and 9.

透明性基板22上にゲートバス配線11が形成され、ゲー
トバス配線11の一部がTFTのゲート電極として機能して
いる。ゲートバス配線11上には陽極酸化膜12が形成さ
れ、陽極酸化膜12上の全面にゲート絶縁膜13が堆積され
ている。ゲートバス配線11のゲート電極として機能する
部分の上には上述の陽極酸化膜12及びゲート絶縁膜13を
介して半導体層14が形成されている。半導体層14上には
半導体層14を保護するため半導体層保護膜15が形成され
ている。
The gate bus line 11 is formed on the transparent substrate 22, and a part of the gate bus line 11 functions as the gate electrode of the TFT. An anodized film 12 is formed on the gate bus line 11, and a gate insulating film 13 is deposited on the entire surface of the anodized film 12. A semiconductor layer 14 is formed on the portion of the gate bus wiring 11 that functions as a gate electrode, with the above-described anodic oxide film 12 and gate insulating film 13 interposed therebetween. A semiconductor layer protective film 15 is formed on the semiconductor layer 14 to protect the semiconductor layer 14.

また、半導体層14上に2つのコンタクト層16,16が設
けられ、それぞれのコンタクト層16,16上にソース電極1
7及びドレイン電極18が形成されている。ソース電極17
はソースバス配線17′に接続され、ドレイン電極18は絵
素電極20に接続されている。このように形成されたTFT
上に保護膜19が形成され、保護膜19上の全面に配向膜21
が形成されている。
Further, two contact layers 16 and 16 are provided on the semiconductor layer 14, and the source electrode 1 is provided on each of the contact layers 16 and 16.
7 and the drain electrode 18 are formed. Source electrode 17
Is connected to the source bus line 17 ', and the drain electrode 18 is connected to the pixel electrode 20. TFT formed in this way
The protective film 19 is formed on the protective film 19, and the alignment film 21 is formed on the entire surface of the protective film 19.
Are formed.

その他の作成した表示装置のパラメータや特性を第1
表に示す。画素数は240×384=92,160、カラーフィルタ
ーの配置方法はRGBのデルタ配列、ツイスト角度90度、
階調表示特性は16階調である。用いた液晶材料は、フェ
ニルシクロヘキサン系混合液晶であり、△nは0.09μm
のものである。セルギャップdは、4.5μmと5.5μmの
2種類のものを作成した。従って液晶層のリターデーシ
ョン値d・△nは0.4μmと0.5μmとなる。
Other parameters and characteristics of the created display device
Shown in the table. The number of pixels is 240 × 384 = 92,160, the color filter arrangement method is RGB delta arrangement, twist angle 90 degrees,
The gradation display characteristic is 16 gradations. The liquid crystal material used was phenylcyclohexane mixed liquid crystal, and Δn was 0.09 μm.
belongs to. Two types of cell gap d were prepared, 4.5 μm and 5.5 μm. Therefore, the retardation values d · Δn of the liquid crystal layer are 0.4 μm and 0.5 μm.

用いた位相差板2は、PVA系フィルム位相差板(株式
会社カヤポーラ製)のリタデーション(Re)が450nmと5
50nmのものである。
The retardation film 2 used was a PVA-based film retardation film (made by Kayapora Co., Ltd.) with a retardation (Re) of 450 nm and 5
It is 50 nm.

第1図及び第2図と同様に上側に位相差板2を配し、
位相差板2の設定角度θはP1に対し10度に設定した。
Similar to FIGS. 1 and 2, the retardation plate 2 is arranged on the upper side,
The set angle θ of the retardation plate 2 was set to 10 degrees with respect to P 1 .

このようにして作成したノーマリーブラックモードの
TN−TFT液晶表示装置を位相差板を用いないノーマリー
ブラック及びノーマリーホワイトモードのものと比較し
た。第2表にビデオ画像表示品位の比較を示す。
Of the normally black mode created in this way
The TN-TFT liquid crystal display device was compared with those of the normally black and normally white modes which do not use a retardation plate. Table 2 shows a comparison of video image display quality.

コントラスト比を見ると、従来のノーマリーブラック
モードが「20〜30」であったものが「40〜60」と約2倍
の値に改善されている。色特性は従来のノーマリーブラ
ックモードが「赤色傾向」または「やや赤色傾向」であ
ったものが良好な結果に改善されている。総合品位とし
て、「非常に劣る」または「劣る」結果であったもの
が、良好な結果となり、量産しにくいノーマリーホワイ
トモードに近い表示品位を達成することが出来た。
Looking at the contrast ratio, the conventional normally black mode was "20-30", but it was improved to "40-60", which is about twice the value. Regarding the color characteristics, those in which the conventionally normally black mode was “red tendency” or “slight red tendency” are improved to good results. The overall quality, which was "very inferior" or "inferior", was good, and it was possible to achieve a display quality close to the normally white mode, which is difficult to mass produce.

<発明の効果> 以上本発明によれば、従来の2層型TN−LCDと比較し
て薄型・軽量化が可能であり、かつノーマリーホワイト
モードに近い鮮明な白/黒表示が得られる。
<Effects of the Invention> According to the present invention as described above, it is possible to make the device thinner and lighter than the conventional two-layer TN-LCD, and to obtain a clear white / black display close to a normally white mode.

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

第1図は本発明の一実施例を示す液晶表示装置の構造説
明図、第2図は同実施例の各光学軸の相対関係を示す
図、第3図は位相差板の設定角度と透過率の関係を示す
図、第4図は同他のパラメーターにおける位相差板の設
定角度と透過率の関係を示す図、第5図は位相差板のリ
ターデーション値(Re)と透過率の関係を示す図、第6
図は同たのパラメーターにおける位相差板のリターデー
ション値(Re)と透過率の関係を示す図、第7図は液晶
層のリタデーションd・△nと位相差板のリタデーショ
ン値(Re)の関係を示す図、第8図はTN−TFT−LCDのカ
ラー液晶表示装置の構成図、第9図は同逆スタガー型TF
T−LCDの平面図、第10図はGOOCH−TARRYの式で近似され
たノーマリーブラックモードの電圧無印加時の光透過率
とd・△nとの関係を示す図である。 1,11:偏光板、2:位相差板、3,10:ガラス基板、4,9:透明
導電膜電極(ITO)、5,8:配向膜、6:液晶組成物、7:シ
ール材、P1:上基板(位相差板に最近接する基板)近傍
の液晶分子の長軸配向方向、P2:液晶層中央部の液晶分
子の長軸配向方向、P3:P1と直交する方向、P4:位相差板
の最大屈折率軸(位相差板軸)の設定方向。
FIG. 1 is a structural explanatory view of a liquid crystal display device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a relative relationship of each optical axis of the embodiment, and FIG. 3 is a setting angle of a retardation plate and transmission. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the transmittance, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the setting angle of the retardation plate and the transmittance in the other parameters, and FIG. 5 is a relationship between the retardation value (Re) of the retardation plate and the transmittance. Showing the sixth
The figure shows the relationship between the retardation value (Re) of the retardation film and the transmittance for the same parameters. Fig. 7 shows the relationship between the retardation d · Δn of the liquid crystal layer and the retardation value (Re) of the retardation film. Fig. 8 is a configuration diagram of a color liquid crystal display device of TN-TFT-LCD, and Fig. 9 is the same inverted stagger type TF.
FIG. 10 is a plan view of the T-LCD, and FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the light transmittance in the normally black mode when no voltage is applied and d · Δn, which is approximated by the GOOCH-TARRY equation. 1, 11: polarizing plate, 2: retardation plate, 3, 10: glass substrate, 4, 9: transparent conductive film electrode (ITO), 5, 8: alignment film, 6: liquid crystal composition, 7: sealing material, P 1 : the major axis alignment direction of the liquid crystal molecules near the upper substrate (the substrate closest to the retardation plate), P 2 : the major axis alignment direction of the liquid crystal molecules in the central part of the liquid crystal layer, P 3 : the direction orthogonal to P 1 , P 4: the set direction of the maximum refractive index axis of the retardation plate (phase difference plate axis).

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】上側偏光板−90度ツイストのネマティック
型液晶表示セル−上記上側偏光板と平行な透過軸を有す
る下側偏光板の順に積層したツイストネマティック型の
液晶表示装置において、上記液晶表示セルの両側の少な
くとも一方に光学位相差板を設け、該位相差板の最大屈
折率を示す軸方向を、上記位相差板に近接する液晶表示
セル基板表面の液晶分子長軸方向と垂直な方向から10〜
20度の正の角度にずらして配設するとともに、上記位相
差板のリタデーションの総和(Re)を、上記液晶表示セ
ルの液晶層の厚さ(d)と液晶材料の屈折率の異方性
(Δn)の積(d・Δn)に対して、 d・Δn−0.05μm≦Re≦d・Δn+0.1μm としたことを特徴とする液晶表示装置。
1. A twisted nematic liquid crystal display device in which an upper polarizing plate, a 90 ° twist nematic liquid crystal display cell, and a lower polarizing plate having a transmission axis parallel to the upper polarizing plate are laminated in this order. An optical retardation plate is provided on at least one of both sides of the cell, and the axial direction showing the maximum refractive index of the retardation plate is a direction perpendicular to the liquid crystal molecule major axis direction of the liquid crystal display cell substrate surface adjacent to the retardation plate. From 10 to
The retardation plates are arranged so as to be offset by a positive angle of 20 degrees, and the total retardation (Re) of the retardation plate is calculated from the thickness (d) of the liquid crystal layer of the liquid crystal display cell and the anisotropy of the refractive index of the liquid crystal material. A liquid crystal display device, wherein d · Δn−0.05 μm ≦ Re ≦ d · Δn + 0.1 μm with respect to the product (d · Δn) of (Δn).
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