JP2777592B2 - 積層構造を有する位相板およびそれを用いた液晶表示素子 - Google Patents
積層構造を有する位相板およびそれを用いた液晶表示素子Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は積層構造を有する位相板（retardation plat
e）およびそれを用いた液晶表示素子に関するものであ
る。
e）およびそれを用いた液晶表示素子に関するものであ
る。
この種の位相板は、直線偏光を円偏光や楕円偏光に変
換したり、その逆に円偏光や楕円偏光を直線偏光に変換
したり、あるいは偏光面を回転させたりする機能を有す
る。そこで液晶表示素子においては、上記原理を応用し
て位相板が色補償あるいは視角補償のために利用され
る。この位相板は、STN（supertwisted nematic）モー
ドやECB（electrically controlled birefringence eff
ect）モードなどの複屈折モードに主に用いられ、複屈
折による干渉色を補償して表示を白黒化するが、TN（tw
isted nematic）モードに用いてもわずかな着色を解消
させることができる（実開昭62−94316号公報）。
換したり、その逆に円偏光や楕円偏光を直線偏光に変換
したり、あるいは偏光面を回転させたりする機能を有す
る。そこで液晶表示素子においては、上記原理を応用し
て位相板が色補償あるいは視角補償のために利用され
る。この位相板は、STN（supertwisted nematic）モー
ドやECB（electrically controlled birefringence eff
ect）モードなどの複屈折モードに主に用いられ、複屈
折による干渉色を補償して表示を白黒化するが、TN（tw
isted nematic）モードに用いてもわずかな着色を解消
させることができる（実開昭62−94316号公報）。
第２図は色補償のために位相板を用いた液晶表示素子
の構成を示す断面図である。同図において、11は透光性
の第１基板、21は透光性の第２基板であり、それぞれの
基板11、21は配向処理が施された配向膜12,22と透明電
極13,23を有し、両基板11,21は離間、対向して配設さ
れ、その間に液晶が封入されて液晶層14をなし、液晶セ
ルＡが形成されている。15は外周シール剤を示す。この
液晶セルＡを第１の偏光子16および第２の偏光子26に挾
みこむとともに、第２基板21と第２の偏光子26との間に
位相板17を配設して液晶表示素子が構成されている。
の構成を示す断面図である。同図において、11は透光性
の第１基板、21は透光性の第２基板であり、それぞれの
基板11、21は配向処理が施された配向膜12,22と透明電
極13,23を有し、両基板11,21は離間、対向して配設さ
れ、その間に液晶が封入されて液晶層14をなし、液晶セ
ルＡが形成されている。15は外周シール剤を示す。この
液晶セルＡを第１の偏光子16および第２の偏光子26に挾
みこむとともに、第２基板21と第２の偏光子26との間に
位相板17を配設して液晶表示素子が構成されている。
上記構成において、第１の偏光子16を通過して直線偏
光で液晶セルＡに入射した光は、液晶層14で液晶の光学
異方性のために楕円偏光となる。位相板17はこの楕円偏
光を再度直線偏光にもどすように作用する。そしてこの
直線偏光の偏光方向に平行または直交するように置かれ
た第２の偏光子26によって、それぞれ白色または黒色の
背景を得るようになっている。
光で液晶セルＡに入射した光は、液晶層14で液晶の光学
異方性のために楕円偏光となる。位相板17はこの楕円偏
光を再度直線偏光にもどすように作用する。そしてこの
直線偏光の偏光方向に平行または直交するように置かれ
た第２の偏光子26によって、それぞれ白色または黒色の
背景を得るようになっている。
位相板17として従来用いられているものは、ポリビニ
ルアルコールやトリアセチルセルロースなどの高分子フ
ィルムを延伸配向されることにより、フィルム面内に光
学異方性を持たせ、さらに必要に応じてガラス、等方性
プラスチックなどでサンドイッチした構造となってい
る。そして、位相板17は、該位相板17の光学的主軸のう
ちその方向の屈折率が面内で最大のもの（Ｘ）が、第２
の偏光板26の透過軸（P2）または吸収軸と平行以外また
は垂直以外の角度関係となるように配置される（第３図
でα≠0,90゜）。
ルアルコールやトリアセチルセルロースなどの高分子フ
ィルムを延伸配向されることにより、フィルム面内に光
学異方性を持たせ、さらに必要に応じてガラス、等方性
プラスチックなどでサンドイッチした構造となってい
る。そして、位相板17は、該位相板17の光学的主軸のう
ちその方向の屈折率が面内で最大のもの（Ｘ）が、第２
の偏光板26の透過軸（P2）または吸収軸と平行以外また
は垂直以外の角度関係となるように配置される（第３図
でα≠0,90゜）。
次に、位相板を視角補償のために利用する場合につき
述べる。
述べる。
液晶表示素子は一般に視角によって色変化を生ずる。
これは光路が斜めになるために液晶の実効的な屈折率異
方性が変化するためと、光路長が変化するためである。
特に前述の複屈折モードでは顕著である。このような視
角依存性も第２図の如き位相板によって低減することが
できる。この場合、基本的な素子構成は第２図と同じで
あるが、位相板の軸Ｘは第２の偏光板の透過軸または吸
収軸と平行または直交するように配置される（第３図で
α＝０゜または90゜）。
これは光路が斜めになるために液晶の実効的な屈折率異
方性が変化するためと、光路長が変化するためである。
特に前述の複屈折モードでは顕著である。このような視
角依存性も第２図の如き位相板によって低減することが
できる。この場合、基本的な素子構成は第２図と同じで
あるが、位相板の軸Ｘは第２の偏光板の透過軸または吸
収軸と平行または直交するように配置される（第３図で
α＝０゜または90゜）。
液晶表示素子用位相板に要求される特性としては次の
ようなものがあげられる。
ようなものがあげられる。
大面積化が容易であること。
低コストであること。
屈折率異方性が大面積にわたって均一であること。
適当な屈折率異方性が得られること。
上記の，は延伸プラスチックフィルムを用いるこ
とにより比較的容易に達成できる。は屈折率異方性が
小さい場合（レターデションにして0.3μｍ以下）には
比較的容易であるが、それ以上では大面積にわたって均
一に延伸することが難しく、10cm2〜30cm2程度の面積が
限界であり、しかもが満たされなくなる。液晶表示素
子用位相板、例えば色補償板はレターデーションが0.3
μｍ〜1.2μｍ程度の範囲のものから選ばれるので、従
来の方法では大面積化が困難である。
とにより比較的容易に達成できる。は屈折率異方性が
小さい場合（レターデションにして0.3μｍ以下）には
比較的容易であるが、それ以上では大面積にわたって均
一に延伸することが難しく、10cm2〜30cm2程度の面積が
限界であり、しかもが満たされなくなる。液晶表示素
子用位相板、例えば色補償板はレターデーションが0.3
μｍ〜1.2μｍ程度の範囲のものから選ばれるので、従
来の方法では大面積化が困難である。
本発明は、以上のような欠点のない、すなわち上記の
〜の特性を満足する位相板およびそれを用いた高品
質の液晶表示素子を提供することを目的とする。
〜の特性を満足する位相板およびそれを用いた高品
質の液晶表示素子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明によれば、フィルム
面内で屈折率異方性を有する複数枚の延伸プラスチック
フィルムを、フィルム面内の２つの光学的主軸方向のう
ち屈折率が大である方向の主軸が互いに平行となるよう
に積層した構造を有することを特徴とする位相板が提供
される。
面内で屈折率異方性を有する複数枚の延伸プラスチック
フィルムを、フィルム面内の２つの光学的主軸方向のう
ち屈折率が大である方向の主軸が互いに平行となるよう
に積層した構造を有することを特徴とする位相板が提供
される。
また、本発明によれば、対向した一対の透光性基板と
該透光性基板間に挾持された液晶層とから構成される液
晶セルと、該液晶セルを挾むように配置された一対の偏
光子と、一対の透光性基板とそれに隣接する偏光子との
間の少なくとも一方に設けられ、フィルム面内で屈折率
異方性を有する複数枚の延伸プラスチックフィルムを、
フィルム面内の２つの光学的主軸方向のうち屈折率が大
である方向の主軸が互いに平行となるように積層した構
造体を主構成要素とする位相板とから構成されることを
特徴とする液晶表示素子が提供される。
該透光性基板間に挾持された液晶層とから構成される液
晶セルと、該液晶セルを挾むように配置された一対の偏
光子と、一対の透光性基板とそれに隣接する偏光子との
間の少なくとも一方に設けられ、フィルム面内で屈折率
異方性を有する複数枚の延伸プラスチックフィルムを、
フィルム面内の２つの光学的主軸方向のうち屈折率が大
である方向の主軸が互いに平行となるように積層した構
造体を主構成要素とする位相板とから構成されることを
特徴とする液晶表示素子が提供される。
本発明では、レターデーションの小さいプラスチック
フィルムを積層して位相板のレターデーションとしてい
ることにより、大面積にわたって適当な屈折率異方性が
均一に得られるようになる。したがって、表示の大面積
化を図ることが可能となる。
フィルムを積層して位相板のレターデーションとしてい
ることにより、大面積にわたって適当な屈折率異方性が
均一に得られるようになる。したがって、表示の大面積
化を図ることが可能となる。
以下本発明を実施例により更に詳述する。
第１図は本発明の実施例の位相板１の構成を示す斜視
図である。図示の如く本実施例の位相板１はレターデー
ションの小さな延伸プラスチックフィルム1a,1b,1cを積
層して構成される。そしてこれら延伸プラスチックフィ
ルム1a、1b、1cはフィルム面内の光学的主軸Ｘ（X1,X2,
X3）、Ｙ（Y1,Y2,Y3）〔Ｘ方向の屈折率をnX,Y方向の屈
折率をnYとしたとき、nX＞nYとなる。〕のうち屈折率が
大となる方向の主軸Ｘ（X1,X2,X3）が互いに平行となる
ように積層される。
図である。図示の如く本実施例の位相板１はレターデー
ションの小さな延伸プラスチックフィルム1a,1b,1cを積
層して構成される。そしてこれら延伸プラスチックフィ
ルム1a、1b、1cはフィルム面内の光学的主軸Ｘ（X1,X2,
X3）、Ｙ（Y1,Y2,Y3）〔Ｘ方向の屈折率をnX,Y方向の屈
折率をnYとしたとき、nX＞nYとなる。〕のうち屈折率が
大となる方向の主軸Ｘ（X1,X2,X3）が互いに平行となる
ように積層される。
プラスチックフィルム1a,1b,1cとしては、従来位相板
として良く用いられているポリビニルアルコール、セル
ローストリアセテートのほか、ポリカーボネート、ポリ
スチレン、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリ
スルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアク
リル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル等の熱可塑
性高分子フィルムをあげることができる。またこれらの
混合物で構成されても良い。
として良く用いられているポリビニルアルコール、セル
ローストリアセテートのほか、ポリカーボネート、ポリ
スチレン、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリ
スルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアク
リル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル等の熱可塑
性高分子フィルムをあげることができる。またこれらの
混合物で構成されても良い。
各プラスチックフィルム1a,1b,1cはただ単に積層され
ていても良いが、空気との界面を減らし、透過率を向上
させるためには粘着剤や接着剤で固着されていることが
好ましい。プラスチックフィルムの間または外側に保護
等の目的で他の等方性フィルム層を設けることもでき
る。また、本実施例では３層構造の位相板１を例示して
いるが、本発明はこれに限定されるものではなく任意の
層数の積層構造とすることができる。
ていても良いが、空気との界面を減らし、透過率を向上
させるためには粘着剤や接着剤で固着されていることが
好ましい。プラスチックフィルムの間または外側に保護
等の目的で他の等方性フィルム層を設けることもでき
る。また、本実施例では３層構造の位相板１を例示して
いるが、本発明はこれに限定されるものではなく任意の
層数の積層構造とすることができる。
本発明の位相板によれば、各プラスチックフィルムの
レターデーションR1≡（nXi−nYi）di〔ただしnXi,nYi
はｉ番目のプラスチックフィルムのＸ軸方向、Ｙ軸方向
の屈折率、diはｉ番目のプラスチックフィルムの厚さで
ある。〕を小さく設定して位相板（積層体）のレターデ
ーション を得ているので、延伸条件が緩和され、30cm×30cm程度
の大面積にわたって均一な屈折率異方性を得ることがで
きるようになる。
レターデーションR1≡（nXi−nYi）di〔ただしnXi,nYi
はｉ番目のプラスチックフィルムのＸ軸方向、Ｙ軸方向
の屈折率、diはｉ番目のプラスチックフィルムの厚さで
ある。〕を小さく設定して位相板（積層体）のレターデ
ーション を得ているので、延伸条件が緩和され、30cm×30cm程度
の大面積にわたって均一な屈折率異方性を得ることがで
きるようになる。
例えば、ポリビニルアルコールを用いた場合、R1＝R2
＝R3＝R4＝0.221μｍである各延伸フィルムを作製し積
層することにより、Ｒ＝0.884μｍであるSTNモードの白
黒化に好適な位相板を均一に作製することができる。
＝R3＝R4＝0.221μｍである各延伸フィルムを作製し積
層することにより、Ｒ＝0.884μｍであるSTNモードの白
黒化に好適な位相板を均一に作製することができる。
以上延べた位相板１を液晶表示素子に適用するには、
第２図における位相板17の代わりに位相板１を配設し、
その他の構成は同様とすればよい。該位相板を色補償板
または視角補償板として用いた液晶表示素子は、上述の
ように大面積にわって均一な色補償または視角補償がな
されているため、表示が均一で、表示品質に優れたもの
となる。
第２図における位相板17の代わりに位相板１を配設し、
その他の構成は同様とすればよい。該位相板を色補償板
または視角補償板として用いた液晶表示素子は、上述の
ように大面積にわって均一な色補償または視角補償がな
されているため、表示が均一で、表示品質に優れたもの
となる。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、フィル
ム面内で屈折率異方性を有する複数枚の延伸プラスチッ
クフィルムを、フィルム面内の２つの光学的手軸方向の
うち屈折率が大である方向の主軸が互いに平行となるよ
うに積層して位相板を構成したので、大面積にわたって
均一な屈折率異方性を得ることができるようになる。そ
して、この位相板を適用した液晶表示素子は大面積にわ
たって均一な色補償あるいは視角補償がなされ、大面積
化された表示を均一かつ高品質で提供することが可能と
なる。
ム面内で屈折率異方性を有する複数枚の延伸プラスチッ
クフィルムを、フィルム面内の２つの光学的手軸方向の
うち屈折率が大である方向の主軸が互いに平行となるよ
うに積層して位相板を構成したので、大面積にわたって
均一な屈折率異方性を得ることができるようになる。そ
して、この位相板を適用した液晶表示素子は大面積にわ
たって均一な色補償あるいは視角補償がなされ、大面積
化された表示を均一かつ高品質で提供することが可能と
なる。
第１図は本発明による位相板の構成例を示す斜視図、第
２図は位相板を用いた液晶表示素子の構成例を示す断面
図、第３図は位相板の光学的主軸（Ｘ）と偏光子の透過
軸（P2）との角度関係の説明図である。 １……位相板、1a,1b,1c……プラスチックフィルム 11,21……基板、12,22……配向膜、13,23……透明電
極、14……液晶層、15……外周シール剤、16,26……偏
光子、17……位相板。
２図は位相板を用いた液晶表示素子の構成例を示す断面
図、第３図は位相板の光学的主軸（Ｘ）と偏光子の透過
軸（P2）との角度関係の説明図である。 １……位相板、1a,1b,1c……プラスチックフィルム 11,21……基板、12,22……配向膜、13,23……透明電
極、14……液晶層、15……外周シール剤、16,26……偏
光子、17……位相板。
Claims (2)
- 【請求項１】フィルム面内で屈折率異方性を有する複数
枚の延伸プラスチックフィルムを、フィルム面内の２つ
の光学的主軸方向のうち屈折率が大である方向の主軸が
互いに平行となるように積層した構造を有することを特
徴とする位相板。 - 【請求項２】対向した一対の透光性基板と該透光性基板
間に挾持された液晶層とから構成される液晶セルと、 該液晶セルを挾むように配置された一対の偏光子と、 一対の透光性基板とそれに隣接する偏光子との間の少な
くとも一方に設けられ、フィルム面内で屈折率異方性を
有する複数枚の延伸プラスチックフィルムを、フィルム
面内の２つの光学的主軸方向のうち屈折率が大である方
向の主軸が互いに平行となるように積層した構造体を主
構成要素とする位相板とから構成されることを特徴とす
る液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63284159A JP2777592B2 (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 積層構造を有する位相板およびそれを用いた液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63284159A JP2777592B2 (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 積層構造を有する位相板およびそれを用いた液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02130522A JPH02130522A (ja) | 1990-05-18 |
| JP2777592B2 true JP2777592B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=17674945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63284159A Expired - Fee Related JP2777592B2 (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 積層構造を有する位相板およびそれを用いた液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2777592B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2779822B2 (ja) * | 1989-01-19 | 1998-07-23 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶電気光学素子 |
| JP2565563B2 (ja) * | 1989-03-18 | 1996-12-18 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置の製法および液晶表示装置用位相板の製法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63167304A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-11 | Sumitomo Chem Co Ltd | 位相差板 |
-
1988
- 1988-11-10 JP JP63284159A patent/JP2777592B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02130522A (ja) | 1990-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |