JP3007524B2 - 液晶表示装置及び液晶素子 - Google Patents
液晶表示装置及び液晶素子Info
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
- G02F1/1395—Optically compensated birefringence [OCB]- cells or PI- cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に、アクティブマトリックス駆動型表示装置に関す
る。さらに、本発明は、可視光または他の光を用いた表
示装置または他の応用に使用され得る液晶素子に関す
る。
特に、アクティブマトリックス駆動型表示装置に関す
る。さらに、本発明は、可視光または他の光を用いた表
示装置または他の応用に使用され得る液晶素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ツイステッドネマティック液晶表示装置
は、時計およびポケット計算機用の数字表示セグメント
型表示装置として広く使用されている。高情報量の表示
装置には、薄膜トランジスタ等のアクティブ素子が液晶
表示素子の透明基板上に形成されて、電圧を液晶に印加
する画素電極を選択的に駆動するためのスイッチング素
子として機能する。赤、緑および青のカラーフィルタ層
を用いると、カラー表示が得られる。
は、時計およびポケット計算機用の数字表示セグメント
型表示装置として広く使用されている。高情報量の表示
装置には、薄膜トランジスタ等のアクティブ素子が液晶
表示素子の透明基板上に形成されて、電圧を液晶に印加
する画素電極を選択的に駆動するためのスイッチング素
子として機能する。赤、緑および青のカラーフィルタ層
を用いると、カラー表示が得られる。
【０００３】高情報量の液晶表示システムとして、以下
のものが良く知られている。
のものが良く知られている。
【０００４】（ａ）アクティブ駆動型のツイステッドネ
マティック（以下、ＴＮと呼ぶ）液晶表示システム。こ
のシステムは、ネマティック液晶分子の９０゜ツイスト
配向を特徴とする。
マティック（以下、ＴＮと呼ぶ）液晶表示システム。こ
のシステムは、ネマティック液晶分子の９０゜ツイスト
配向を特徴とする。
【０００５】（ｂ）マルティプレックス駆動型のスーパ
ーツイステッドネマティック（以下、ＳＴＮと呼ぶ）液
晶表示システム。このシステムは、ネマティック液晶分
子のツイスト角を１８０゜以上に設定することによって
得られる電圧−透過率特性における急峻性を用いる。
ーツイステッドネマティック（以下、ＳＴＮと呼ぶ）液
晶表示システム。このシステムは、ネマティック液晶分
子のツイスト角を１８０゜以上に設定することによって
得られる電圧−透過率特性における急峻性を用いる。
【０００６】マルチプレックス駆動型ＳＴＮ液晶表示シ
ステムは特異な着色を生じるので、白黒表示を行うため
には光学的補償器が設けられる。このタイプの液晶ディ
スプレイは適用する光学的補償器のタイプにより、２つ
のサブグループ、すなわち、（ｂ−１）表示用液晶セル
および表示用液晶セル中の液晶のツイスト方向と反対方
向にツイストされた液晶セルを用いるダブルスーパーツ
イステッドネマティック液晶表示システム、および（ｂ
−２）光学的異方性フィルムを利用するフィルム補償型
液晶ディスプレイシステムに大別される。軽量化および
低コスト化のためには、（ｂ−２）フィルム補償型液晶
表示システムが好ましい。
ステムは特異な着色を生じるので、白黒表示を行うため
には光学的補償器が設けられる。このタイプの液晶ディ
スプレイは適用する光学的補償器のタイプにより、２つ
のサブグループ、すなわち、（ｂ−１）表示用液晶セル
および表示用液晶セル中の液晶のツイスト方向と反対方
向にツイストされた液晶セルを用いるダブルスーパーツ
イステッドネマティック液晶表示システム、および（ｂ
−２）光学的異方性フィルムを利用するフィルム補償型
液晶ディスプレイシステムに大別される。軽量化および
低コスト化のためには、（ｂ−２）フィルム補償型液晶
表示システムが好ましい。
【０００７】上記（ａ）に記載したアクティブ駆動型Ｔ
Ｎ液晶表示システムは、２つのグループ、すなわち、
（ａ−１）ノーマリブラックシステムと（ａ−２）ノー
マリホワイトシステムとに大別される。ノーマリブラッ
クシステムは、一対の偏光板が、それらの偏光方向が互
いに平行となるように配置され、液晶層に電圧を印加し
ない（オフ状態）で、黒表示を行う。ノーマリホワイト
システムは、偏光板がそれぞれの偏光方向が相互に直交
するように配置されており、オフ状態で白表示を行う。
ノーマリーホワイト表示システムは、表示コントラス
ト、色再現性および表示画像の視角依存性に優れている
と考えられる。
Ｎ液晶表示システムは、２つのグループ、すなわち、
（ａ−１）ノーマリブラックシステムと（ａ−２）ノー
マリホワイトシステムとに大別される。ノーマリブラッ
クシステムは、一対の偏光板が、それらの偏光方向が互
いに平行となるように配置され、液晶層に電圧を印加し
ない（オフ状態）で、黒表示を行う。ノーマリホワイト
システムは、偏光板がそれぞれの偏光方向が相互に直交
するように配置されており、オフ状態で白表示を行う。
ノーマリーホワイト表示システムは、表示コントラス
ト、色再現性および表示画像の視角依存性に優れている
と考えられる。
【０００８】現在用いられているＴＮ液晶タイプの表示
装置においては、液晶分子が屈折率異方性を有し、上下
電極基板に対してチルトをなして配向されるので、特に
印加電圧によって表示がスイッチングされると、表示画
像のコントラストがユーザーの視角に応じて変化し、表
示コントラストの視角依存性が大きい。視角が、画面に
垂直な方向からしだいに大きくなるにつれて、表示コン
トラストは向上し、ある角度を越えると、コントラスト
は反転する（以下、この現象を反転（inversion）と呼
ぶ）。
装置においては、液晶分子が屈折率異方性を有し、上下
電極基板に対してチルトをなして配向されるので、特に
印加電圧によって表示がスイッチングされると、表示画
像のコントラストがユーザーの視角に応じて変化し、表
示コントラストの視角依存性が大きい。視角が、画面に
垂直な方向からしだいに大きくなるにつれて、表示コン
トラストは向上し、ある角度を越えると、コントラスト
は反転する（以下、この現象を反転（inversion）と呼
ぶ）。
【０００９】視角依存性を小さくするため、位相差板ま
たは位相差フィルムの１つの主屈折率の方向が液晶層お
よび偏光板に垂直な面に平行となるように位相差板また
は位相差フィルムを設けることによって、常光成分と異
常光成分との間の位相差を補償する試みがなされた。そ
れにもかかわらず、このような位相差板を用いた場合で
さえも、上記のコントラスト反転がわずかに改良される
だけである。
たは位相差フィルムの１つの主屈折率の方向が液晶層お
よび偏光板に垂直な面に平行となるように位相差板また
は位相差フィルムを設けることによって、常光成分と異
常光成分との間の位相差を補償する試みがなされた。そ
れにもかかわらず、このような位相差板を用いた場合で
さえも、上記のコントラスト反転がわずかに改良される
だけである。
【００１０】本願で使用する用語「平行」とは、一定の
距離をおいて同一方向に配置されることを意味する。従
って、「平行」は、一定の距離をおいて反対方向に配置
されることを意味する「反平行（anti-parallel）」と
は異なる。
距離をおいて同一方向に配置されることを意味する。従
って、「平行」は、一定の距離をおいて反対方向に配置
されることを意味する「反平行（anti-parallel）」と
は異なる。
【００１１】米国特許第4385806号は、ネマティック液
晶が、透明導電材料をコーティングして電極が形成され
たガラス板の間に配置されている液晶表示装置を開示し
ている。
晶が、透明導電材料をコーティングして電極が形成され
たガラス板の間に配置されている液晶表示装置を開示し
ている。
【００１２】電極表面は、その表面に接触する液晶分子
の配向膜として作用するように、ラビング法により処理
される。特に、配向膜は、配向膜表面上の液晶分子のプ
レチルト角が互いに反平行となるように配向される。こ
のような表示装置の視角を広げるために、少なくとも２
つの位相差板装置が設けられる。
の配向膜として作用するように、ラビング法により処理
される。特に、配向膜は、配向膜表面上の液晶分子のプ
レチルト角が互いに反平行となるように配向される。こ
のような表示装置の視角を広げるために、少なくとも２
つの位相差板装置が設けられる。
【００１３】Boss & Koehler/Beran (Mol.Cryst.Liq.,1
13,329 (1984))は、スイッチング速度を高くするため
に、また、視角依存性を減少させるためにｐｉまたはπ
セル（以下、ｐｉセルという）を用いる液晶表示素子を
開示している。図４に示すｐｉセルでは、上下の基板上
の液晶分子プレチルト角が互いに平行になるように、基
板の表面が処理されている。このため、液晶層の上下半
分の液晶分子のチルトの方向は、印加電圧の存在下で
も、互いに反対になる。それにより、ネマティック液晶
層中での常光成分と異常光成分との間の位相差が部分的
に補償されるので、視角依存性が減少する。しかし、Bo
ssによって提案されたｐｉセルは、２０〜３０Ｖの電圧
を必要とする高電圧駆動型液晶表示素子である。従っ
て、例えばアモルファスシリコンを用いて形成される薄
膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと呼ぶ）を用いるために
駆動電圧が約５Ｖ以下に制限されている現在のアクティ
ブマトリックス駆動型液晶素子には、適用できない。
13,329 (1984))は、スイッチング速度を高くするため
に、また、視角依存性を減少させるためにｐｉまたはπ
セル（以下、ｐｉセルという）を用いる液晶表示素子を
開示している。図４に示すｐｉセルでは、上下の基板上
の液晶分子プレチルト角が互いに平行になるように、基
板の表面が処理されている。このため、液晶層の上下半
分の液晶分子のチルトの方向は、印加電圧の存在下で
も、互いに反対になる。それにより、ネマティック液晶
層中での常光成分と異常光成分との間の位相差が部分的
に補償されるので、視角依存性が減少する。しかし、Bo
ssによって提案されたｐｉセルは、２０〜３０Ｖの電圧
を必要とする高電圧駆動型液晶表示素子である。従っ
て、例えばアモルファスシリコンを用いて形成される薄
膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと呼ぶ）を用いるために
駆動電圧が約５Ｖ以下に制限されている現在のアクティ
ブマトリックス駆動型液晶素子には、適用できない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
艦がみてなされたものであり、その目的とするところ
は、約５Ｖ以下の駆動電圧でアクティブマトリックス駆
動が可能で、広い視角特性を有するとともに、コントラ
スト変化、着色、反転の視角依存性を減少または除去で
きる液晶表示装置を提供することにある。
艦がみてなされたものであり、その目的とするところ
は、約５Ｖ以下の駆動電圧でアクティブマトリックス駆
動が可能で、広い視角特性を有するとともに、コントラ
スト変化、着色、反転の視角依存性を減少または除去で
きる液晶表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの局面によ
ると、複数のスイッチング素子及び表示画素電極が上面
に形成された第１の基板と、該表示画素電極に対向する
少なくとも１つの対向電極が上面に形成された第２の基
板と、該第１及び第２の基板の対向する面の上にそれぞ
れ設けられた第１及び第２の配向膜と、該第１及び第２
の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を有するネ
マティック液晶層とを備え、該第１及び第２の配向膜の
各表面での液晶分子プレチルト角が互いに実質的に平行
となるように該第１及び第２の配向膜が配置されている
アクティブマトリクス液晶表示装置が提供される。
ると、複数のスイッチング素子及び表示画素電極が上面
に形成された第１の基板と、該表示画素電極に対向する
少なくとも１つの対向電極が上面に形成された第２の基
板と、該第１及び第２の基板の対向する面の上にそれぞ
れ設けられた第１及び第２の配向膜と、該第１及び第２
の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を有するネ
マティック液晶層とを備え、該第１及び第２の配向膜の
各表面での液晶分子プレチルト角が互いに実質的に平行
となるように該第１及び第２の配向膜が配置されている
アクティブマトリクス液晶表示装置が提供される。
【００１６】本発明の１つの実施態様によると、Ｍをゼ
ロよりも大きいか又はマイナス１よりも小さい整数、λ
を可視光の波長とすると、前記液晶層が、前記表示装置
の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／２に実質的に等し
く、該表示装置の第２の動作電圧ではＭλ／２に実質的
に等しい位相差を有する。
ロよりも大きいか又はマイナス１よりも小さい整数、λ
を可視光の波長とすると、前記液晶層が、前記表示装置
の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／２に実質的に等し
く、該表示装置の第２の動作電圧ではＭλ／２に実質的
に等しい位相差を有する。
【００１７】本発明の他の実施態様によると、前記表示
装置は、前記液晶層を通過した光を、該液晶層を通して
反射する反射部材をさらに備えている。
装置は、前記液晶層を通過した光を、該液晶層を通して
反射する反射部材をさらに備えている。
【００１８】本発明のさらに他の実施態様によると、Ｍ
を整数、λを可視光の波長とすると、前記液晶層が、前
記表示装置の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／４に実
質的に等しく、該表示装置の第２の動作電圧ではＭλ／
４に実質的に等しい位相差を有する。
を整数、λを可視光の波長とすると、前記液晶層が、前
記表示装置の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／４に実
質的に等しく、該表示装置の第２の動作電圧ではＭλ／
４に実質的に等しい位相差を有する。
【００１９】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記Ｍがゼロよりも大きいか又はマイナス１よりも小さい
整数である。
記Ｍがゼロよりも大きいか又はマイナス１よりも小さい
整数である。
【００２０】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記液晶層が厚さｄを有し、前記ネマティック液晶が屈折
率異方性Δｎを有し、それらの積ｄ×Δｎが実質的に
１．１μｍと実質的に２．７５μｍとの間である。
記液晶層が厚さｄを有し、前記ネマティック液晶が屈折
率異方性Δｎを有し、それらの積ｄ×Δｎが実質的に
１．１μｍと実質的に２．７５μｍとの間である。
【００２１】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記表示装置が、少なくとも１つの位相差板をさらに有す
る。
記表示装置が、少なくとも１つの位相差板をさらに有す
る。
【００２２】本発明のさらに他の実施態様によると、Ｍ
を整数、λを可視光の波長とすると、前記少なくとも１
つの位相差板の全てと前記液晶層とを合わせた位相差
が、前記表示装置の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／
２に実質的に等しく、該表示装置の第２の動作電圧では
Ｍλ／２に実質的に等しい。
を整数、λを可視光の波長とすると、前記少なくとも１
つの位相差板の全てと前記液晶層とを合わせた位相差
が、前記表示装置の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／
２に実質的に等しく、該表示装置の第２の動作電圧では
Ｍλ／２に実質的に等しい。
【００２３】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記表示装置が、前記少なくとも１つの位相差板と前記液
晶層とを通過した光を、該少なくとも１つの位相差板と
該液晶層とを通して反射する反射部材をさらに備えてい
る。
記表示装置が、前記少なくとも１つの位相差板と前記液
晶層とを通過した光を、該少なくとも１つの位相差板と
該液晶層とを通して反射する反射部材をさらに備えてい
る。
【００２４】本発明のさらに他の実施態様によると、Ｍ
を整数、λを可視光の波長とすると、前記少なくとも１
つの位相差板の全てと前記液晶層とを合わせた位相差
が、前記表示装置の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／
４に実質的に等しく、該表示装置の第２の動作電圧では
Ｍλ／４に実質的に等しい。
を整数、λを可視光の波長とすると、前記少なくとも１
つの位相差板の全てと前記液晶層とを合わせた位相差
が、前記表示装置の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／
４に実質的に等しく、該表示装置の第２の動作電圧では
Ｍλ／４に実質的に等しい。
【００２５】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記Ｍがゼロに等しく、前記第２の動作電圧が前記第１の
動作電圧よりも大きい。
記Ｍがゼロに等しく、前記第２の動作電圧が前記第１の
動作電圧よりも大きい。
【００２６】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記表示装置が、光の通過方向に負の位相差を有する負の
位相差の位相差板をさらに備えている。
記表示装置が、光の通過方向に負の位相差を有する負の
位相差の位相差板をさらに備えている。
【００２７】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記負の位相差の位相差板の負の位相差が、前記光の通過
方向の前記表示装置の残りの部分の正の位相差の大きさ
に実質的に等しい大きさを有している。
記負の位相差の位相差板の負の位相差が、前記光の通過
方向の前記表示装置の残りの部分の正の位相差の大きさ
に実質的に等しい大きさを有している。
【００２８】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記表示装置が、前記液晶分子プレチルト角に対して実質
的に４５°に配向された偏光方向を有する少なくとも１
つの偏光板をさらに備えている。
記表示装置が、前記液晶分子プレチルト角に対して実質
的に４５°に配向された偏光方向を有する少なくとも１
つの偏光板をさらに備えている。
【００２９】本発明の他の局面によると、第１及び第２
の配向膜と、該第１及び第２の配向膜の間に設けられた
正の誘電率異方性を有するネマティック液晶層とを備
え、該第１及び第２の配向膜の各表面で互いに実質的に
平行な第１及び第２の液晶分子プレチルト角をそれぞれ
提供するように該第１及び第２の配向膜が配置され、少
なくとも１つの位相差板をさらに備えている液晶素子が
提供される。
の配向膜と、該第１及び第２の配向膜の間に設けられた
正の誘電率異方性を有するネマティック液晶層とを備
え、該第１及び第２の配向膜の各表面で互いに実質的に
平行な第１及び第２の液晶分子プレチルト角をそれぞれ
提供するように該第１及び第２の配向膜が配置され、少
なくとも１つの位相差板をさらに備えている液晶素子が
提供される。
【００３０】本発明の１つの実施態様によると、Ｍを整
数、λを光線の波長とすると、前記少なくとも１つの位
相差板全てと前記液晶層とを合わせた位相差が、前記素
子の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／２に実質的に等
しく、該素子の第２の動作電圧ではＭλ／２に実質的に
等しい。
数、λを光線の波長とすると、前記少なくとも１つの位
相差板全てと前記液晶層とを合わせた位相差が、前記素
子の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／２に実質的に等
しく、該素子の第２の動作電圧ではＭλ／２に実質的に
等しい。
【００３１】本発明の他の実施態様によると、前記素子
が、前記少なくとも１つの位相差板及び前記液晶層を通
過した光線を、該少なくとも１つの位相差板及び該液晶
層を通して反射する反射部材をさらに備えている。
が、前記少なくとも１つの位相差板及び前記液晶層を通
過した光線を、該少なくとも１つの位相差板及び該液晶
層を通して反射する反射部材をさらに備えている。
【００３２】本発明のさらに他の実施態様によると、Ｍ
を整数、λを光線の波長とすると、前記少なくとも１つ
の位相差板全てと前記液晶層とを合わせた位相差が、前
記素子の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／４に実質的
に等しく、該素子の第２の動作電圧ではＭλ／４に実質
的に等しい。
を整数、λを光線の波長とすると、前記少なくとも１つ
の位相差板全てと前記液晶層とを合わせた位相差が、前
記素子の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／４に実質的
に等しく、該素子の第２の動作電圧ではＭλ／４に実質
的に等しい。
【００３３】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記Ｍがゼロに等しく、前記第２の動作電圧が前記第１の
動作電圧よりも大きい。
記Ｍがゼロに等しく、前記第２の動作電圧が前記第１の
動作電圧よりも大きい。
【００３４】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記液晶層が厚さｄを有し、前記ネマティック液晶が屈折
率異方性Δｎを有し、それらの積ｄ×Δｎが実質的に
０．４μｍと実質的に２．４μｍとの間である。
記液晶層が厚さｄを有し、前記ネマティック液晶が屈折
率異方性Δｎを有し、それらの積ｄ×Δｎが実質的に
０．４μｍと実質的に２．４μｍとの間である。
【００３５】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記積ｄ×Δｎが実質的に０．８μｍと実質的に１．６μ
ｍとの間である。
記積ｄ×Δｎが実質的に０．８μｍと実質的に１．６μ
ｍとの間である。
【００３６】本発明の他の局面によると、第１及び第２
の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を有するネ
マティック液晶層を備え、該第１及び第２の配向膜の各
表面で互いに実質的に平行な第１及び第２の液晶分子プ
レチルト角をそれぞれ提供するように該第１及び第２の
配向膜が配置された液晶素子であって、Ｍをゼロよりも
大きいか又はマイナス１よりも小さい整数、λを光線の
波長とすると、該液晶層が、該素子の第１の動作電圧で
は（Ｍ＋１）λ／２に実質的に等しく、該素子の第２の
動作電圧ではＭλ／２に実質的に等しい位相差を有する
液晶素子が提供される。
の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を有するネ
マティック液晶層を備え、該第１及び第２の配向膜の各
表面で互いに実質的に平行な第１及び第２の液晶分子プ
レチルト角をそれぞれ提供するように該第１及び第２の
配向膜が配置された液晶素子であって、Ｍをゼロよりも
大きいか又はマイナス１よりも小さい整数、λを光線の
波長とすると、該液晶層が、該素子の第１の動作電圧で
は（Ｍ＋１）λ／２に実質的に等しく、該素子の第２の
動作電圧ではＭλ／２に実質的に等しい位相差を有する
液晶素子が提供される。
【００３７】本発明の１つの実施態様によると、前記液
晶層が厚さｄ及び屈折率異方性Δｎを有し、それらの積
ｄ×Δｎが実質的に１．１μｍと実質的に２．７５μｍ
との間である。
晶層が厚さｄ及び屈折率異方性Δｎを有し、それらの積
ｄ×Δｎが実質的に１．１μｍと実質的に２．７５μｍ
との間である。
【００３８】本発明の他の局面によると、第１及び第２
の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を有するネ
マティック液晶層を備え、該第１及び第２の配向膜の各
表面で互いに実質的に平行な第１及び第２の液晶分子プ
レチルト角をそれぞれ提供するように該第１及び第２の
配向膜が配置された液晶素子であって、Ｍを整数、λを
光線の波長とすると、該液晶層が、該素子の第１の動作
電圧では（Ｍ＋１）λ／４に実質的に等しく、該素子の
第２の動作電圧ではＭλ／４に実質的に等しい位相差を
有する液晶素子が提供される。
の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を有するネ
マティック液晶層を備え、該第１及び第２の配向膜の各
表面で互いに実質的に平行な第１及び第２の液晶分子プ
レチルト角をそれぞれ提供するように該第１及び第２の
配向膜が配置された液晶素子であって、Ｍを整数、λを
光線の波長とすると、該液晶層が、該素子の第１の動作
電圧では（Ｍ＋１）λ／４に実質的に等しく、該素子の
第２の動作電圧ではＭλ／４に実質的に等しい位相差を
有する液晶素子が提供される。
【００３９】本発明の１つの実施態様によると、前記Ｍ
がゼロよりも大きいか又はマイナス１よりも小さい。
がゼロよりも大きいか又はマイナス１よりも小さい。
【００４０】本発明の他の実施態様によると、前記液晶
層が実質的に一定の厚さを有する。
層が実質的に一定の厚さを有する。
【００４１】本発明のさらに他の実施態様によると、前
記素子が、前記液晶分子プレチルト角に対して実質的に
４５°に配向された偏光方向を有する少なくとも１つの
偏光板をさらに備えている。
記素子が、前記液晶分子プレチルト角に対して実質的に
４５°に配向された偏光方向を有する少なくとも１つの
偏光板をさらに備えている。
【００４２】
【作用】本発明の液晶素子では、上下の基板上の液晶分
子プレチルト角は実質的に平行である。従って、液晶層
の上下半分の液晶分子のチルト方向（傾斜方向）は、相
互に反対になっている。この結果、液晶層に入射する光
の常光成分と異常光成分との間の位相差は、液晶層の上
半分と下半分とで補償される。従って、従来のＴＮ型表
示素子に比べて本発明の液晶素子の表示特性の視角依存
性は低減される。また、適切な屈折率異方性を有する液
晶を用いて、適切な厚さの液晶層を形成し、駆動電圧に
対する位相差の変化を最適化することによって、低電圧
駆動が可能な液晶素子を提供できる。さらに、位相差板
を用いることにより、液晶層の厚さを薄くできるので、
液晶素子のスイッチング速度を高くすることができる。
また、反射型素子を構成すると、液晶層の厚さを薄くで
きるので、スイッチング速度を高くすることができる。
子プレチルト角は実質的に平行である。従って、液晶層
の上下半分の液晶分子のチルト方向（傾斜方向）は、相
互に反対になっている。この結果、液晶層に入射する光
の常光成分と異常光成分との間の位相差は、液晶層の上
半分と下半分とで補償される。従って、従来のＴＮ型表
示素子に比べて本発明の液晶素子の表示特性の視角依存
性は低減される。また、適切な屈折率異方性を有する液
晶を用いて、適切な厚さの液晶層を形成し、駆動電圧に
対する位相差の変化を最適化することによって、低電圧
駆動が可能な液晶素子を提供できる。さらに、位相差板
を用いることにより、液晶層の厚さを薄くできるので、
液晶素子のスイッチング速度を高くすることができる。
また、反射型素子を構成すると、液晶層の厚さを薄くで
きるので、スイッチング速度を高くすることができる。
【００４３】
【実施例】次に、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。
説明する。
【００４４】図１に示す液晶表示装置２は、偏光板１、
４間に配置された液晶表示素子５を有する。液晶表示素
子５はガラス基板６を有し、その上には透明電極８がお
よび配向膜１０が形成されている。配向膜１０は、スペ
ーサ１３および液晶層１２によって他の配向膜１１との
間に空間を設けている。他のガラス基板７の上には、透
明電極９および配向膜１１が形成されている。電極８、
９は駆動回路３に接続されている。液晶分子が液晶層１
２内の短線によって示されるように配列して図４および
図５に示すような動作を行うｐｉセルを形成するよう
に、配向膜１０、１１が設けられる。特に、配向膜１
０、１１の表面上の液晶分子のプレチルト角は互いに平
行である。
４間に配置された液晶表示素子５を有する。液晶表示素
子５はガラス基板６を有し、その上には透明電極８がお
よび配向膜１０が形成されている。配向膜１０は、スペ
ーサ１３および液晶層１２によって他の配向膜１１との
間に空間を設けている。他のガラス基板７の上には、透
明電極９および配向膜１１が形成されている。電極８、
９は駆動回路３に接続されている。液晶分子が液晶層１
２内の短線によって示されるように配列して図４および
図５に示すような動作を行うｐｉセルを形成するよう
に、配向膜１０、１１が設けられる。特に、配向膜１
０、１１の表面上の液晶分子のプレチルト角は互いに平
行である。
【００４５】この液晶表示装置には、他の材料を用いて
もよい。例えば、基板６、７は、透明プラスチックから
形成され得る。他の実施態様において、基板の１つは、
反射性であり、シリコンで形成してもよい。
もよい。例えば、基板６、７は、透明プラスチックから
形成され得る。他の実施態様において、基板の１つは、
反射性であり、シリコンで形成してもよい。
【００４６】偏光板１、４は、その偏光方向が配向膜１
０、１１での液晶分子のプレチルト角に対して実質的に
４５゜となるように配置される。偏光板１、４の偏光方
向は、互いに平行または垂直である。
０、１１での液晶分子のプレチルト角に対して実質的に
４５゜となるように配置される。偏光板１、４の偏光方
向は、互いに平行または垂直である。
【００４７】図１に示すタイプの液晶表示装置の第１の
実施例において、液晶層１２の液晶材料はMerck社製の
Ｅ７（屈折率異方性Δｎ＝０．２２）である。
実施例において、液晶層１２の液晶材料はMerck社製の
Ｅ７（屈折率異方性Δｎ＝０．２２）である。
【００４８】液晶セルの積ｄ×Δｎの値は、液晶層１２
の厚さｄを１０μｍとすることによって２．２μｍとな
る。配向膜１０、１１については、日本合成ゴム社製の
ポリイミド樹脂が用いられる。配向処理としては、ポイ
ミド樹脂をナイロン布でラビングする。このラビング処
理により、上部および下部配向膜１０、１１の表面上の
液晶分子のプレチルト角が、例えば１０゜となり、上部
および下部の配向膜１０、１１の表面上の液晶分子のプ
レチルト角が互いに平行となるように液晶セルを作製し
た。
の厚さｄを１０μｍとすることによって２．２μｍとな
る。配向膜１０、１１については、日本合成ゴム社製の
ポリイミド樹脂が用いられる。配向処理としては、ポイ
ミド樹脂をナイロン布でラビングする。このラビング処
理により、上部および下部配向膜１０、１１の表面上の
液晶分子のプレチルト角が、例えば１０゜となり、上部
および下部の配向膜１０、１１の表面上の液晶分子のプ
レチルト角が互いに平行となるように液晶セルを作製し
た。
【００４９】図３は、このようにして作製された液晶セ
ルに対して垂直な方向に沿って、電圧−光透過率特性を
測定した結果を示す。このデータから明かなように、オ
フ電圧を１．５Ｖ（第１の極大値）に、オン電圧を３．
１Ｖ（第１の極小値）になるように、駆動回路を調節す
ることによって、高コントラストな表示が可能となる。
したがって、このようなセルは、実質的に５Ｖ以下の電
圧によって駆動できるので、アクティブマトリックス駆
動を適用できる。
ルに対して垂直な方向に沿って、電圧−光透過率特性を
測定した結果を示す。このデータから明かなように、オ
フ電圧を１．５Ｖ（第１の極大値）に、オン電圧を３．
１Ｖ（第１の極小値）になるように、駆動回路を調節す
ることによって、高コントラストな表示が可能となる。
したがって、このようなセルは、実質的に５Ｖ以下の電
圧によって駆動できるので、アクティブマトリックス駆
動を適用できる。
【００５０】目視観察によると、このようなｐｉセル
は、電圧印加時のコントラスト反転が低下しているとと
もに、広い視角特性を有する。
は、電圧印加時のコントラスト反転が低下しているとと
もに、広い視角特性を有する。
【００５１】図１に示すタイプの液晶表示装置の第１の
実施例と異なる第２および第３の実施例では、液晶層厚
さｄがそれぞれ５μｍおよび１２．５μｍであり、積ｄ
×Δｎがそれぞれ１．１μｍおよび２．７５μｍであ
る。これらの液晶セルを評価した結果、１．１μｍまた
は２．７５μｍのｄ×Δｎを有する液晶セルが、第１の
実施例で得られた結果とほとんど同じ結果を与えること
が分かった。特に、コントラスト反転が低下し、視角特
性が著しく広くなる。
実施例と異なる第２および第３の実施例では、液晶層厚
さｄがそれぞれ５μｍおよび１２．５μｍであり、積ｄ
×Δｎがそれぞれ１．１μｍおよび２．７５μｍであ
る。これらの液晶セルを評価した結果、１．１μｍまた
は２．７５μｍのｄ×Δｎを有する液晶セルが、第１の
実施例で得られた結果とほとんど同じ結果を与えること
が分かった。特に、コントラスト反転が低下し、視角特
性が著しく広くなる。
【００５２】図１に示す液晶表示装置について、駆動電
圧の低下、応答特性および視角特性を評価した。この評
価から、実用においては、ｐｉセルの最適値ｄ×Δｎを
約１．１〜２．７５μｍの範囲に設定することが望まし
いことが判明した。ｄ×Δｎの値が１．１μｍより小さ
いと、必要な駆動電圧が５Ｖを越える。ｄ×Δｎの値が
２．７５μｍより大きいと、視角特性が損なわれる。
圧の低下、応答特性および視角特性を評価した。この評
価から、実用においては、ｐｉセルの最適値ｄ×Δｎを
約１．１〜２．７５μｍの範囲に設定することが望まし
いことが判明した。ｄ×Δｎの値が１．１μｍより小さ
いと、必要な駆動電圧が５Ｖを越える。ｄ×Δｎの値が
２．７５μｍより大きいと、視角特性が損なわれる。
【００５３】図２は、図１に示すタイプのｐｉセルを用
いたアクティブマトリックス駆動液晶パネルを示す。こ
の液晶パネルは第１の基板２０を有し、その上には、信
号電極２３および走査電極２４の各交点付近にスイッチ
ングトランジスタ２１および表示画素電極２２が形成さ
れている。第２の基板２６上には対向電極２５が形成さ
れている。第１の基板２０と第２の基板２６との間に
は、ｐｉセルモードの液晶層２７が設けられている。ス
イッチングトランジスタ２１としては、ａ−Ｓｉまたは
ｐ−Ｓｉ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成した。
いたアクティブマトリックス駆動液晶パネルを示す。こ
の液晶パネルは第１の基板２０を有し、その上には、信
号電極２３および走査電極２４の各交点付近にスイッチ
ングトランジスタ２１および表示画素電極２２が形成さ
れている。第２の基板２６上には対向電極２５が形成さ
れている。第１の基板２０と第２の基板２６との間に
は、ｐｉセルモードの液晶層２７が設けられている。ス
イッチングトランジスタ２１としては、ａ−Ｓｉまたは
ｐ−Ｓｉ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成した。
【００５４】図１に示す液晶表示装置の第１の実施例と
同じ液晶材料および同じ液晶層厚さｄを用いて、図２に
示すタイプのアクティブマトリックス駆動液晶パネルの
１つの実施例を作製した。この液晶パネルによっても、
実質的に視角特性が改良され、コントラスト反転が低減
された。
同じ液晶材料および同じ液晶層厚さｄを用いて、図２に
示すタイプのアクティブマトリックス駆動液晶パネルの
１つの実施例を作製した。この液晶パネルによっても、
実質的に視角特性が改良され、コントラスト反転が低減
された。
【００５５】図６は図１に示すものと同様の液晶表示装
置を示す。同じ符号は対応する部品を意味するものであ
り、ここでは説明を省略する。図６に示す液晶表示装置
は、液晶層１２の厚さが減少し、かつ、液晶表示素子と
偏光板１、４との間で液晶表示素子５の反対側に位相差
板または位相差フィルム３０、３１を設けた点で図１の
液晶表示装置と異なる。
置を示す。同じ符号は対応する部品を意味するものであ
り、ここでは説明を省略する。図６に示す液晶表示装置
は、液晶層１２の厚さが減少し、かつ、液晶表示素子と
偏光板１、４との間で液晶表示素子５の反対側に位相差
板または位相差フィルム３０、３１を設けた点で図１の
液晶表示装置と異なる。
【００５６】図６に示すタイプの液晶装置装置は、液晶
層１２の厚さｄが６．５μｍで、ｄ×Δｎの値が１．４
μｍである点で図１に示す液晶表示装置と異なる。リタ
ーデーションが０．１４μｍの１つの位相差板が設けら
れている。このような液晶表示装置は、図１に示す液晶
表示装置の第１の実施例と実質的に同じ特性を有する。
特に、視角が実質的に広がり、コントラスト反転が実質
的に低減する。
層１２の厚さｄが６．５μｍで、ｄ×Δｎの値が１．４
μｍである点で図１に示す液晶表示装置と異なる。リタ
ーデーションが０．１４μｍの１つの位相差板が設けら
れている。このような液晶表示装置は、図１に示す液晶
表示装置の第１の実施例と実質的に同じ特性を有する。
特に、視角が実質的に広がり、コントラスト反転が実質
的に低減する。
【００５７】図１、図２および図６について、液晶層に
電圧を印加すると、液晶層の上下半分中の液晶分子のチ
ルト方向は図５に示すように互いに逆となる。例えば、
図５中の法線に対して視角θの方向から液晶層に光を
「軸外」に入射すると、液晶層の上下半分における常光
と異常光成分との間の位相差（以下、リターデーション
値と呼ぶ）が互いに異なる。例えば、θ＞０の図５で
は、液晶層の下半分のリターデーション値（Ｒlow＝Δ
ｎ'low ×ｄ／２）は低いが、液晶層の上半分のリター
デーション値（Ｒup＝Δｎ'up ×ｄ／２）は高い。その
結果、全液晶層のリターデーション値（Ｒlow＋Ｒup）
は視角θにあまり依存せず、図５の法線の方向（θ＝０
゜）での値（Δｎ'o ×ｄ）とほとんど同じとなるの
で、液晶表示装置のコントラストは視角にあまり依存し
ない。したがって、液晶の上下層において光位相差が補
償されるので、視角依存性が改良される。パラメータΔ
ｎ'は、光が視角θで層を通過することによって見られ
る見掛の屈折率異方性を表す。ＴＮセルにおいては、位
相差を強制的に発生させ、その結果視角が狭くなる。こ
れとは全く対照的に、Ｐｉセルにおいては、液晶層の上
下半分で位相差を補償し広視角を実現する。
電圧を印加すると、液晶層の上下半分中の液晶分子のチ
ルト方向は図５に示すように互いに逆となる。例えば、
図５中の法線に対して視角θの方向から液晶層に光を
「軸外」に入射すると、液晶層の上下半分における常光
と異常光成分との間の位相差（以下、リターデーション
値と呼ぶ）が互いに異なる。例えば、θ＞０の図５で
は、液晶層の下半分のリターデーション値（Ｒlow＝Δ
ｎ'low ×ｄ／２）は低いが、液晶層の上半分のリター
デーション値（Ｒup＝Δｎ'up ×ｄ／２）は高い。その
結果、全液晶層のリターデーション値（Ｒlow＋Ｒup）
は視角θにあまり依存せず、図５の法線の方向（θ＝０
゜）での値（Δｎ'o ×ｄ）とほとんど同じとなるの
で、液晶表示装置のコントラストは視角にあまり依存し
ない。したがって、液晶の上下層において光位相差が補
償されるので、視角依存性が改良される。パラメータΔ
ｎ'は、光が視角θで層を通過することによって見られ
る見掛の屈折率異方性を表す。ＴＮセルにおいては、位
相差を強制的に発生させ、その結果視角が狭くなる。こ
れとは全く対照的に、Ｐｉセルにおいては、液晶層の上
下半分で位相差を補償し広視角を実現する。
【００５８】オンオフ状態だけでなく、液晶表示装置の
階調に相当する中間状態においても、ｐｉセルの光透過
率の視角依存性が減少する。また、１つ以上の位相差板
またはフィルムを組み込むことにより、薄いセルの使用
が可能となり、スイッチング時間が短縮される。
階調に相当する中間状態においても、ｐｉセルの光透過
率の視角依存性が減少する。また、１つ以上の位相差板
またはフィルムを組み込むことにより、薄いセルの使用
が可能となり、スイッチング時間が短縮される。
【００５９】図１、図２および図６に示す表示装置が透
過型であるのに対し、図７に示す液晶表示装置は反射型
である。図７に示す表示装置は、図６の偏光板４および
位相差発生部材３１が省略され、鏡または他の反射部材
４０が設けられているという点で、図６の表示装置と異
なる。反射部材を設ける代わりに、基板７に、例えば、
シリコンで形成された反射性の基板を用いてもよい。し
たがって、図７の上方から表示装置に入射した光は、偏
光板１および液晶素子５を透過し、鏡４０で反射され、
表示素子５および偏光板１を透過する。このように、表
示素子５、特に、液晶層１２を薄くすることができ、表
示装置のスイッチング速度が増加する。
過型であるのに対し、図７に示す液晶表示装置は反射型
である。図７に示す表示装置は、図６の偏光板４および
位相差発生部材３１が省略され、鏡または他の反射部材
４０が設けられているという点で、図６の表示装置と異
なる。反射部材を設ける代わりに、基板７に、例えば、
シリコンで形成された反射性の基板を用いてもよい。し
たがって、図７の上方から表示装置に入射した光は、偏
光板１および液晶素子５を透過し、鏡４０で反射され、
表示素子５および偏光板１を透過する。このように、表
示素子５、特に、液晶層１２を薄くすることができ、表
示装置のスイッチング速度が増加する。
【００６０】図８は、基本的なｐｉセルの概略を示す。
特に、この図は、矢印４２で示される「ラビング方向」
が平行な配向膜１０、１１を示す。コントラストは、視
角によって変化する。これを評価するために、視角は、
互いに垂直な２つの面にあるものとする。第１（ＡＢ）
面は、配向膜１０、１１と垂直であるが、ラビング方向
４２と平行であるのに対して、第２（ＣＤ）面は、配向
膜１０、１１に対して垂直であり、ラビング方向４２に
対しても垂直である。
特に、この図は、矢印４２で示される「ラビング方向」
が平行な配向膜１０、１１を示す。コントラストは、視
角によって変化する。これを評価するために、視角は、
互いに垂直な２つの面にあるものとする。第１（ＡＢ）
面は、配向膜１０、１１と垂直であるが、ラビング方向
４２と平行であるのに対して、第２（ＣＤ）面は、配向
膜１０、１１に対して垂直であり、ラビング方向４２に
対しても垂直である。
【００６１】図９および図１０は、公知のＴＮ表示装置
について、ＣＤ面およびＡＢ面のそれぞれにおける様々
な視角に関する標準的な光透過率を示す。図９に示すよ
うに、隣接して示される各駆動電圧に対する光透過率を
表わす曲線は、ＣＤ面における視角が変化しても、比較
的変化しない。これに対して、図１０に示すように、Ａ
Ｂ面における視角が変化すると光透過率は大幅に変化す
る。このように、従来のＴＮ表示装置は、ＡＢ面におい
ては、視角が狭く、比較的非対称的であり、コントラス
ト反転を生じるという問題を有している。
について、ＣＤ面およびＡＢ面のそれぞれにおける様々
な視角に関する標準的な光透過率を示す。図９に示すよ
うに、隣接して示される各駆動電圧に対する光透過率を
表わす曲線は、ＣＤ面における視角が変化しても、比較
的変化しない。これに対して、図１０に示すように、Ａ
Ｂ面における視角が変化すると光透過率は大幅に変化す
る。このように、従来のＴＮ表示装置は、ＡＢ面におい
ては、視角が狭く、比較的非対称的であり、コントラス
ト反転を生じるという問題を有している。
【００６２】図１１および図１２は、図８に示すBossに
より開示された（上述）タイプの公知のｐｉセルに関す
るグラフであり、図１０および９にそれぞれ対応する。
このようなｐｉセルにおいて、オン状態とオフ状態との
間の十分なコントラストを成し遂げるためには、２０ボ
ルトを越える駆動電圧が必要である。ｐｉセルのイッチ
ング速度は、約２ミリセカンドであり、従来のＴＮ表示
装置のスイッチング速度よりも１桁速いが、図８に示す
タイプのｐｉセルに基づいた表示装置は、ＣＤ面におけ
る視角が制限される。図１２に示すように、このような
表示装置は、ＣＤ面における視角が±２０゜を外れる
と、コントラストの反転が起こる。
より開示された（上述）タイプの公知のｐｉセルに関す
るグラフであり、図１０および９にそれぞれ対応する。
このようなｐｉセルにおいて、オン状態とオフ状態との
間の十分なコントラストを成し遂げるためには、２０ボ
ルトを越える駆動電圧が必要である。ｐｉセルのイッチ
ング速度は、約２ミリセカンドであり、従来のＴＮ表示
装置のスイッチング速度よりも１桁速いが、図８に示す
タイプのｐｉセルに基づいた表示装置は、ＣＤ面におけ
る視角が制限される。図１２に示すように、このような
表示装置は、ＣＤ面における視角が±２０゜を外れる
と、コントラストの反転が起こる。
【００６３】図１３は、視角ゼロにおける駆動電圧に対
する、図８に示すタイプのｐｉセルの位相差を示す。駆
動電圧を上げると、位相差は漸近的にゼロに減少する
が、許容される駆動電圧ではゼロに到達しない。駆動電
圧が下がるにつれて、ｐｉセルは、不安定な状態に近づ
く。この状態では、液晶セルの中央領域の液晶分子は、
配向膜に対してもはや安定して垂直に配向しない。液晶
表示装置が光の透過を実質的に遮断するゼロ番目の極小
光透過率を成し遂げるためには、位相差は、許容駆動電
圧でゼロに等しくなる必要があるが、これは、従来のｐ
ｉセルでは不可能である。このようなセルでは、第１極
大光透過率は、約１．５ボルトの駆動電圧で成し遂げる
ことができるが、この駆動電圧は、上記の不安定を避け
るには、十分高いものである。これらの極大および極小
透過率は、互いに直交する偏光板で成し遂げられる。平
行な偏光板では、第１極大光透過率は、約１．５ボルト
の駆動電圧で成し遂げられるが、ゼロ番目の極大光透過
率は、位相差ゼロを必要とするので成し遂げられない。
する、図８に示すタイプのｐｉセルの位相差を示す。駆
動電圧を上げると、位相差は漸近的にゼロに減少する
が、許容される駆動電圧ではゼロに到達しない。駆動電
圧が下がるにつれて、ｐｉセルは、不安定な状態に近づ
く。この状態では、液晶セルの中央領域の液晶分子は、
配向膜に対してもはや安定して垂直に配向しない。液晶
表示装置が光の透過を実質的に遮断するゼロ番目の極小
光透過率を成し遂げるためには、位相差は、許容駆動電
圧でゼロに等しくなる必要があるが、これは、従来のｐ
ｉセルでは不可能である。このようなセルでは、第１極
大光透過率は、約１．５ボルトの駆動電圧で成し遂げる
ことができるが、この駆動電圧は、上記の不安定を避け
るには、十分高いものである。これらの極大および極小
透過率は、互いに直交する偏光板で成し遂げられる。平
行な偏光板では、第１極大光透過率は、約１．５ボルト
の駆動電圧で成し遂げられるが、ゼロ番目の極大光透過
率は、位相差ゼロを必要とするので成し遂げられない。
【００６４】上記のように、適切な正の誘電率異方性の
液晶を選択し、適切な厚さの液晶層を作製することによ
って、動作の不安定領域よりも高く、有限で、例えば薄
膜トランジスタによってこのような液晶表示装置を駆動
させることが可能な程十分に低い駆動電圧で、第１の極
大光透過率および第１の極小光透過率を成し遂げること
が可能となる。これは、上記のように図３に示される。
液晶を選択し、適切な厚さの液晶層を作製することによ
って、動作の不安定領域よりも高く、有限で、例えば薄
膜トランジスタによってこのような液晶表示装置を駆動
させることが可能な程十分に低い駆動電圧で、第１の極
大光透過率および第１の極小光透過率を成し遂げること
が可能となる。これは、上記のように図３に示される。
【００６５】図１４は、図６に示すｐｉセルタイプの概
略を示す。この場合、ｐｉセルは、固定位相差発生部材
または位相差板３０を有する。固定位相差発生部材３０
を用いることによって、液晶層の厚さを薄くできるの
で、この結果表示装置スイッチング速度が向上する。し
かし、位相差発生部材は、ゼロ番目の極小（または極
大）光透過率が限定された駆動電圧で成し遂げられるよ
うに、表示装置の全位相差を調整する。
略を示す。この場合、ｐｉセルは、固定位相差発生部材
または位相差板３０を有する。固定位相差発生部材３０
を用いることによって、液晶層の厚さを薄くできるの
で、この結果表示装置スイッチング速度が向上する。し
かし、位相差発生部材は、ゼロ番目の極小（または極
大）光透過率が限定された駆動電圧で成し遂げられるよ
うに、表示装置の全位相差を調整する。
【００６６】この効果を図１５に示す。図１５は、図１
３に示される曲線と同一の「非補償」位相差を曲線５０
で示している。異なる位相差の固定位相差発生部材３０
の効果は、曲線５１から５３で示される。曲線５１は、
液晶層と、λ／８位相差発生部材３０との位相差の組み
合わせを示し、曲線５２および５３は、λ／４およびλ
／２位相差発生部材の効果を示す。固定位相差発生部材
３０は、負の位相差を提供する。この負の位相差は、限
定された駆動電圧で表示装置の位相差をゼロにできるよ
うに、すなわち、各曲線５１から５３が位相差ゼロの軸
とを交差するように、液晶層の位相差から減算される。
従って、これらの曲線は、位相差ゼロの軸と交差しない
で、位相差ゼロの軸に斬近的に近づく曲線５０とは異な
る。従って、曲線５１から５３では、それぞれ、約６ボ
ルト、約４ボルトおよび約２．５ボルトの駆動電圧で、
ゼロ番目の極小（または極大）光透過率が成し遂げられ
る。
３に示される曲線と同一の「非補償」位相差を曲線５０
で示している。異なる位相差の固定位相差発生部材３０
の効果は、曲線５１から５３で示される。曲線５１は、
液晶層と、λ／８位相差発生部材３０との位相差の組み
合わせを示し、曲線５２および５３は、λ／４およびλ
／２位相差発生部材の効果を示す。固定位相差発生部材
３０は、負の位相差を提供する。この負の位相差は、限
定された駆動電圧で表示装置の位相差をゼロにできるよ
うに、すなわち、各曲線５１から５３が位相差ゼロの軸
とを交差するように、液晶層の位相差から減算される。
従って、これらの曲線は、位相差ゼロの軸と交差しない
で、位相差ゼロの軸に斬近的に近づく曲線５０とは異な
る。従って、曲線５１から５３では、それぞれ、約６ボ
ルト、約４ボルトおよび約２．５ボルトの駆動電圧で、
ゼロ番目の極小（または極大）光透過率が成し遂げられ
る。
【００６７】＋λ／２および−λ／２で示される図１５
の横線は、正および負の第１極大光透過率に対応し、液
晶装置が正常に機能するためには、対応する位相差曲線
は、これらの線の１つと交差する必要がある。曲線５１
および５２は、液晶表示装置が安定となる駆動電圧で＋
λ／２線と交差するが、曲線５３は交差しない。従っ
て、固定位相差発生部材３０は、λ／８またはλ／４位
相差発生部材となり得、液晶表示装置は、許容可能な駆
動電圧で、その第１の極大光透過率およびゼロ番目の極
小光透過率で、動作し得る。実施例において、λ／２位
相差発生部材を用いると、受容可能な動作が得られな
い。
の横線は、正および負の第１極大光透過率に対応し、液
晶装置が正常に機能するためには、対応する位相差曲線
は、これらの線の１つと交差する必要がある。曲線５１
および５２は、液晶表示装置が安定となる駆動電圧で＋
λ／２線と交差するが、曲線５３は交差しない。従っ
て、固定位相差発生部材３０は、λ／８またはλ／４位
相差発生部材となり得、液晶表示装置は、許容可能な駆
動電圧で、その第１の極大光透過率およびゼロ番目の極
小光透過率で、動作し得る。実施例において、λ／２位
相差発生部材を用いると、受容可能な動作が得られな
い。
【００６８】図１６は、図１５の曲線５０から５３に対
応する表示装置における透過率の駆動電圧依存性を示
す。図１６の曲線６０は、固定位相差発生部材を有さな
いｐｉセルの光透過率を示し、図１５の曲線５０に対応
する。図１６の曲線６０から明かなように、第１の極大
光透過率は、約１．５ボルトで成し遂げられるが、ゼロ
番目の極小光透過率は、斬近的に得られる。曲線６３
は、λ／２位相差発生部材に対応し、ゼロ番目の極小光
透過性は成し遂げられるが、負の第１の極大光透過率
は、斬近的に得られることを示している。曲線６１およ
び６２は、図１５の曲線５１および５２に対応し、ゼロ
番目の極小光透過率および第１の極大光透過率は、λ／
８およびλ／４位相差発生部材３０で成し遂げられるこ
とを示している。
応する表示装置における透過率の駆動電圧依存性を示
す。図１６の曲線６０は、固定位相差発生部材を有さな
いｐｉセルの光透過率を示し、図１５の曲線５０に対応
する。図１６の曲線６０から明かなように、第１の極大
光透過率は、約１．５ボルトで成し遂げられるが、ゼロ
番目の極小光透過率は、斬近的に得られる。曲線６３
は、λ／２位相差発生部材に対応し、ゼロ番目の極小光
透過性は成し遂げられるが、負の第１の極大光透過率
は、斬近的に得られることを示している。曲線６１およ
び６２は、図１５の曲線５１および５２に対応し、ゼロ
番目の極小光透過率および第１の極大光透過率は、λ／
８およびλ／４位相差発生部材３０で成し遂げられるこ
とを示している。
【００６９】理論的には、固定位相差発生部材３０は、
λ／２の整数倍以外の任意の値をとり得るが、実際に
は、位相差発生部材３０の位相差は、使用可能なまたは
適切な駆動電圧で、極大透過率と次の極小透過率が成し
遂げられるように選ばれる。このことは、固定位相差発
生部材を用いないｐｉセルでは、液晶層の位相差が許容
駆動電圧で（Ｍ＋１）λ／２およびＭλ／２、ここで、
Ｍは、ゼロより大きいまたは−１未満の整数である、と
確実に等しくなるようにすることで成し遂げられる。固
定位相差発生部材を有するｐｉセルでは、同一の式が適
用されるが、Ｍは、ゼロまたは−１を含む任意の整数で
あり得、ここで、位相差は、位相差発生部材および液晶
層の位相差の和である。
λ／２の整数倍以外の任意の値をとり得るが、実際に
は、位相差発生部材３０の位相差は、使用可能なまたは
適切な駆動電圧で、極大透過率と次の極小透過率が成し
遂げられるように選ばれる。このことは、固定位相差発
生部材を用いないｐｉセルでは、液晶層の位相差が許容
駆動電圧で（Ｍ＋１）λ／２およびＭλ／２、ここで、
Ｍは、ゼロより大きいまたは−１未満の整数である、と
確実に等しくなるようにすることで成し遂げられる。固
定位相差発生部材を有するｐｉセルでは、同一の式が適
用されるが、Ｍは、ゼロまたは−１を含む任意の整数で
あり得、ここで、位相差は、位相差発生部材および液晶
層の位相差の和である。
【００７０】図１７および図１８は、固定位相差発生部
材を有さないｐｉセル、すなわち、第１の極大光透過率
と第１の極小光透過率との間で動作するｐｉセルの、Ａ
Ｂ面およびＣＤ面における透過率の視角依存性を示す。
特に、これらの曲線は、厚さ８．８マイクロメータで、
Ｅ７の液晶を含む液晶層に関する。図１７では、図１５
および図１６の曲線５０および６０によって性能が示さ
れるｐｉセルタイプに対応する「正常」および「反転」
領域を比較して示す。
材を有さないｐｉセル、すなわち、第１の極大光透過率
と第１の極小光透過率との間で動作するｐｉセルの、Ａ
Ｂ面およびＣＤ面における透過率の視角依存性を示す。
特に、これらの曲線は、厚さ８．８マイクロメータで、
Ｅ７の液晶を含む液晶層に関する。図１７では、図１５
および図１６の曲線５０および６０によって性能が示さ
れるｐｉセルタイプに対応する「正常」および「反転」
領域を比較して示す。
【００７１】図１９および図２０は、図１４に示される
タイプの液晶表示装置の性能を示す。このタイプの液晶
表示装置では、Ｅ７液晶材料からなる厚さ５マイクロメ
ータの層が、５２ナノメータ固定の位相差発生部材３０
と組み合わせて使用される。視角の許容範囲は、公知の
タイプのｐｉセルと比較すると実質的に広くなってい
る。特に、「反転」領域は、従来のｐｉセルがＡＢ面に
おいて±２０°で発生するのに対して、このタイプの液
晶表示装置では、±３０°の視角まで発生しない。
タイプの液晶表示装置の性能を示す。このタイプの液晶
表示装置では、Ｅ７液晶材料からなる厚さ５マイクロメ
ータの層が、５２ナノメータ固定の位相差発生部材３０
と組み合わせて使用される。視角の許容範囲は、公知の
タイプのｐｉセルと比較すると実質的に広くなってい
る。特に、「反転」領域は、従来のｐｉセルがＡＢ面に
おいて±２０°で発生するのに対して、このタイプの液
晶表示装置では、±３０°の視角まで発生しない。
【００７２】図２１および図２２は、同一の装置での図
１９および図２０にそれぞれ対応するが、視角ゼロの方
向で負の位相差を提供する４４１ナノメータ固定の負の
位相差発生部材を有している。この方向での液晶層の位
相差を部分的にでも補償することによって、コントラス
および視角に関する表示装置の性能は実質的に向上す
る。図２３および図２４は、図２１および図２２に対応
し、負の位相差発生部材が、８８２ナノメータ固定の負
の位相差を視角ゼロの方向で提供する表示装置の動作を
示す。これらの図においても、表示装置のコントラスト
および視角性能は実質的に向上している。したがって、
許容できるコントラスト性能を維持し、コントラスト反
転を発生せず、±４０°までの実質的に対称的な視角を
提供することが可能になる。
１９および図２０にそれぞれ対応するが、視角ゼロの方
向で負の位相差を提供する４４１ナノメータ固定の負の
位相差発生部材を有している。この方向での液晶層の位
相差を部分的にでも補償することによって、コントラス
および視角に関する表示装置の性能は実質的に向上す
る。図２３および図２４は、図２１および図２２に対応
し、負の位相差発生部材が、８８２ナノメータ固定の負
の位相差を視角ゼロの方向で提供する表示装置の動作を
示す。これらの図においても、表示装置のコントラスト
および視角性能は実質的に向上している。したがって、
許容できるコントラスト性能を維持し、コントラスト反
転を発生せず、±４０°までの実質的に対称的な視角を
提供することが可能になる。
【００７３】スイッチング性能を評価するために、本発
明の実施態様を構成する表示装置の３つの実施例におけ
るスイッチング速度を測定した。一つの７２ナノメータ
固定の位相差発生部材と共に、Ｅ７液晶材料からなる厚
さ５マイクロメータの液晶層を有する図６に示すタイプ
の表示装置においては、極大光透過率から極小光透過率
までのスイッチング時間は、０．３ミリセカンドであっ
たのに対して、極小光透過率から極大光透過率までのス
イッチング時間は、１．８ミリセカンドであった。１７
４ナノメータ固定の正の位相差発生部材と共に、Ｅ７液
晶材料からなる厚さ５マイクロメータの液晶層を有する
図７に示すタイプの反射モード表示装置では、極大透過
率から極小透過率までのスイッチング時間は、０．２２
ミリセカンドであるのに対して、極小透過率から極大透
過率までのスイッチング時間は、０．７７ミリセカンド
であった。１５２ナノメータ固定の正の位相差発生部材
と共に、Ｅ７液晶材料からなる厚さ２マイクロメータの
液晶層を有する反射モードの表示装置では、極大透過率
から極小透過率までのスイッチング時間は０．０７ミリ
セカンドであるのに対して、極小透過率から極大透過率
までのスイッチング時間は０．５５ミリセカンドであっ
た。
明の実施態様を構成する表示装置の３つの実施例におけ
るスイッチング速度を測定した。一つの７２ナノメータ
固定の位相差発生部材と共に、Ｅ７液晶材料からなる厚
さ５マイクロメータの液晶層を有する図６に示すタイプ
の表示装置においては、極大光透過率から極小光透過率
までのスイッチング時間は、０．３ミリセカンドであっ
たのに対して、極小光透過率から極大光透過率までのス
イッチング時間は、１．８ミリセカンドであった。１７
４ナノメータ固定の正の位相差発生部材と共に、Ｅ７液
晶材料からなる厚さ５マイクロメータの液晶層を有する
図７に示すタイプの反射モード表示装置では、極大透過
率から極小透過率までのスイッチング時間は、０．２２
ミリセカンドであるのに対して、極小透過率から極大透
過率までのスイッチング時間は、０．７７ミリセカンド
であった。１５２ナノメータ固定の正の位相差発生部材
と共に、Ｅ７液晶材料からなる厚さ２マイクロメータの
液晶層を有する反射モードの表示装置では、極大透過率
から極小透過率までのスイッチング時間は０．０７ミリ
セカンドであるのに対して、極小透過率から極大透過率
までのスイッチング時間は０．５５ミリセカンドであっ
た。
【００７４】上述したように、公知のＴＮおよびｐｉセ
ル型と比較して実質的に改良された性能を有する、表示
用および他の目的用の液晶素子を提供することが可能と
なる。スイッチング速度は、透過モードおよび反射モー
ドの両方において実質的に向上し得る。反射モードで
は、公知のｐｉセルと比較して、特にスイッチング速度
が著しく向上する。コントラスト特性は、公知のｐｉセ
ルと比較して実質的に向上する。さらに、本発明の液晶
素子は、十分に低い駆動電圧で動作させることができる
ので、例えば、薄膜トランジスタを用いて、アクティブ
マトリックス駆動を適用できる。また本発明の液晶素子
の視角の範囲は、公知のＴＮおよび公知のｐｉセル素子
と比較して、実質的に広くなる。
ル型と比較して実質的に改良された性能を有する、表示
用および他の目的用の液晶素子を提供することが可能と
なる。スイッチング速度は、透過モードおよび反射モー
ドの両方において実質的に向上し得る。反射モードで
は、公知のｐｉセルと比較して、特にスイッチング速度
が著しく向上する。コントラスト特性は、公知のｐｉセ
ルと比較して実質的に向上する。さらに、本発明の液晶
素子は、十分に低い駆動電圧で動作させることができる
ので、例えば、薄膜トランジスタを用いて、アクティブ
マトリックス駆動を適用できる。また本発明の液晶素子
の視角の範囲は、公知のＴＮおよび公知のｐｉセル素子
と比較して、実質的に広くなる。
【００７５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、約
５Ｖ以下の駆動電圧でアクティブマトリックス駆動を可
能とし、広い視角特性を有するとともに、コントラスト
変化、着色、反転などの視角依存性を減少または除去で
きる液晶表示装置が得られる。
５Ｖ以下の駆動電圧でアクティブマトリックス駆動を可
能とし、広い視角特性を有するとともに、コントラスト
変化、着色、反転などの視角依存性を減少または除去で
きる液晶表示装置が得られる。
【００７６】
【図１】本発明の１つの実施態様のｐｉセルタイプの液
晶表示装置の模式断面図である。
晶表示装置の模式断面図である。
【図２】図１に示すタイプの表示素子を用いたアクティ
ブマトリックス駆動型液晶表示装置の構造を示す図であ
る。
ブマトリックス駆動型液晶表示装置の構造を示す図であ
る。
【図３】図１のｐｉセル表示装置の印加電圧−透過率特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図４】ｐｉセル中のオンおよびオフ状態の液晶分子の
配向を示す模式断面図である。
配向を示す模式断面図である。
【図５】ｐｉセル中のオフ状態の液晶層の「軸上」およ
び「軸外」透過特性を示す図である。
び「軸外」透過特性を示す図である。
【図６】本発明の他の実施態様のｐｉセルタイプの液晶
表示装置の模式断面図である。
表示装置の模式断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施態様のｐｉセル反射モ
ード液晶表示装置の模し機断面図を示す。
ード液晶表示装置の模し機断面図を示す。
【図８】視角の定義を例示するｐｉセルの模式図であ
る。
る。
【図９】公知のＴＮ表示装置に異なる駆動電圧を印加し
た場合の、ＣＤ面の視角に対する光透過率Ｔ（％）を示
すグラフである。
た場合の、ＣＤ面の視角に対する光透過率Ｔ（％）を示
すグラフである。
【図１０】公知のＴＮ表示装置に異なる駆動電圧を印加
した場合の、ＡＢ面の視角に対する光透過率Ｔ（％）を
示すグラフである。
した場合の、ＡＢ面の視角に対する光透過率Ｔ（％）を
示すグラフである。
【図１１】公知のｐｉセル表示装置に異なる駆動電圧を
印加した場合の、ＣＤ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
印加した場合の、ＣＤ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
【図１２】公知のｐｉセル表示装置に異なる駆動電圧を
印加した場合の、ＡＢ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
印加した場合の、ＡＢ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
【図１３】公知のｐｉセル表示装置の駆動電圧に対する
リターデーション（μｍ）を示すグラフである。
リターデーション（μｍ）を示すグラフである。
【図１４】図６に示すタイプのｐｉセルの模式図であ
る。
る。
【図１５】本発明の実施態様を含むいくつかのｐｉセル
表示装置の駆動電圧に対するリターデーション（μｍ）
を示すグラフである。
表示装置の駆動電圧に対するリターデーション（μｍ）
を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施態様を含むいくつかのｐｉセル
表示装置の駆動電圧に対するリターデーションを割合と
して示すグラフである。
表示装置の駆動電圧に対するリターデーションを割合と
して示すグラフである。
【図１７】図１に示すタイプの表示装置に異なる駆動電
圧を印加した場合の、ＣＤ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
圧を印加した場合の、ＣＤ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
【図１８】図１に示すタイプの表示装置に異なる駆動電
圧を印加した場合の、ＡＢ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
圧を印加した場合の、ＡＢ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
【図１９】図６に示すタイプの表示装置に異なる駆動電
圧を印加した場合の、ＣＤ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
圧を印加した場合の、ＣＤ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
【図２０】図６に示すタイプの表示装置に異なる駆動電
圧を印加した場合の、ＡＢ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
圧を印加した場合の、ＡＢ面の視角に対する光透過率Ｔ
（％）を示すグラフである。
【図２１】負の位相差発生部材を含む図６に示すタイプ
の表示装置に異なる駆動電圧を印加した場合の、ＣＤ面
の視角に対する光透過率Ｔ（％）を示すグラフである。
の表示装置に異なる駆動電圧を印加した場合の、ＣＤ面
の視角に対する光透過率Ｔ（％）を示すグラフである。
【図２２】負の位相差発生部材を含む図６に示すタイプ
の表示装置に異なる駆動電圧を印加した場合の、ＡＢ面
の視角に対する光透過率Ｔ（％）を示すグラフである。
の表示装置に異なる駆動電圧を印加した場合の、ＡＢ面
の視角に対する光透過率Ｔ（％）を示すグラフである。
【図２３】他の負の位相差発生部材を含む図６に示すタ
イプの表示装置に異なる駆動電圧を印加した場合の、Ｃ
Ｄ面の視角に対する光透過率Ｔ（％）を示すグラフであ
る。
イプの表示装置に異なる駆動電圧を印加した場合の、Ｃ
Ｄ面の視角に対する光透過率Ｔ（％）を示すグラフであ
る。
【図２４】他の負の位相差発生部材を含む図６に示すタ
イプの表示装置に異なる駆動電圧を印加した場合の、Ａ
Ｂ面の視角に対する光透過率Ｔ（％）を示すグラフであ
る。
イプの表示装置に異なる駆動電圧を印加した場合の、Ａ
Ｂ面の視角に対する光透過率Ｔ（％）を示すグラフであ
る。
１ 偏光板 ２ 液晶表示装置 ３ 駆動回路 ４ 偏光板 ５ 液晶表示素子 ６ ガラス基板 ７ ガラス基板 ８ 電極 ９ 電極 １０ 配向膜 １１ 配向膜 １２ 液晶層 １３ スペーサ
フロントページの続き (72)発明者 神崎 修一 奈良県奈良市右京５丁目９−29−203 (56)参考文献 特開 平５−303099（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−228622（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−121814（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−265819（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/137 G02F 1/13 505 G02F 1/133 550 G02F 1/1333 G02F 1/1337 505
Claims (11)
- 【請求項１】 複数のスイッチング素子及び表示画素電
極が上面に形成された第１の基板と、該表示画素電極に
対向する少なくとも１つの対向電極が上面に形成された
第２の基板と、該第１及び第２の基板の対向する面の上
にそれぞれ設けられた第１及び第２の配向膜と、該第１
及び第２の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を
有するネマティック液晶層とを備え、該第１及び第２の
配向膜の各表面での液晶分子プレチルト角が互いに実質
的に平行となるように該第１及び第２の配向膜が配置さ
れ、Ｍをゼロよりも大きいか又はマイナス１よりも小さ
い整数、λを可視光の波長とすると、前記液晶層が、前
記表示装置の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／２に実
質的に等しく、該表示装置の第２の動作電圧ではＭλ／
２に実質的に等しい位相差を有することを特徴とするア
クティブマトリクス液晶表示装置。 - 【請求項２】 複数のスイッチング素子及び表示画素電
極が上面に形成された第１の基板と、該表示画素電極に
対向する少なくとも１つの対向電極が上面に形成された
第２の基板と、該第１及び第２の基板の対向する面の上
にそれぞれ設けられた第１及び第２の配向膜と、該第１
及び第２の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を
有するネマティック液晶層と、前記液晶層を通過した光
を、該液晶層を通して反射する反射部材とを備え、該第
１及び第２の配向膜の各表面での液晶分子プレチルト角
が互いに実質的に平行となるように該第１及び第２の配
向膜が配置され、Ｍを整数、λを可視光の波長とする
と、前記液晶層が、前記表示装置の第１の動作電圧では
（Ｍ＋１）λ／４に実質的に等しく、該表示装置の第２
の動作電圧ではＭλ／４に実質的に等しい位相差を有す
ることを特徴とする表示装置。 - 【請求項３】 前記液晶層が厚さｄを有し、前記ネマテ
ィック液晶が屈折率異方性Δｎを有し、それらの積ｄ×
Δｎが実質的に１．１μｍと実質的に２．７５μｍとの
間である請求項１又は２に記載の表示装置。 - 【請求項４】 複数のスイッチング素子及び表示画素電
極が上面に形成された第１の基板と、該表示画素電極に
対向する少なくとも１つの対向電極が上面に形成された
第２の基板と、該第１及び第２の基板の対向する面の上
にそれぞれ 設けられた第１及び第２の配向膜と、該第１
及び第２の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を
有するネマティック液晶層と、少なくとも１つの位相差
板とを備え、該第１及び第２の配向膜の各表面での液晶
分子プレチルト角が互いに実質的に平行となるように該
第１及び第２の配向膜が配置され、Ｍを整数、λを可視
光の波長とすると、前記少なくとも１つの位相差板の全
てと前記液晶層とを合わせた位相差が、前記表示装置の
第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／２に実質的に等し
く、該表示装置の第２の動作電圧ではＭλ／２に実質的
に等しいことを特徴とするアクティブマトリクス液晶表
示装置。 - 【請求項５】 複数のスイッチング素子及び表示画素電
極が上面に形成された第１の基板と、該表示画素電極に
対向する少なくとも１つの対向電極が上面に形成された
第２の基板と、該第１及び第２の基板の対向する面の上
にそれぞれ設けられた第１及び第２の配向膜と、該第１
及び第２の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を
有するネマティック液晶層と、少なくとも１つの位相差
板と、前記液晶層とを通過した光を、該少なくとも１つ
の位相差板と該液晶層とを通して反射する反射部材とを
備え、該第１及び第２の配向膜の各表面での液晶分子プ
レチルト角が互いに実質的に平行となるように該第１及
び第２の配向膜が配置され、Ｍを整数、λを可視光の波
長とすると、前記少なくとも１つの位相差板の全てと前
記液晶層とを合わせた位相差が、前記表示装置の第１の
動作電圧では（Ｍ＋１）λ／４に実質的に等しく、該表
示装置の第２の動作電圧ではＭλ／４に実質的に等しい
ことを特徴とするアクティブマトリクス液晶表示装置。 - 【請求項６】 前記Ｍがゼロに等しく、前記第２の動作
電圧が前記第１の動作電圧よりも大きい請求項４又は５
に記載の表示装置。 - 【請求項７】 光の通過方向に負の位相差を有する負の
位相差の位相差板をさらに備え、前記負の位相差の位相
差板の負の位相差が、前記光の通過方向の前記表示装置
の残りの部分の正の位相差の大きさに実質的に等しい大
きさを有している請求項１乃至６のいずれか１つに記載
の表示装置。 - 【請求項８】 前記液晶分子プレチルト角に対して実質
的に４５゜に配向された偏光方向を有する少なくとも１
つの偏光板をさらに備えている請求項１乃至７のいずれ
か１つに記載の表示装置。 - 【請求項９】 第１及び第２の配向膜と、該第１及び第
２の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を有する
ネマティック液晶層とを備え、該第１及び第２の配向膜
の各表面で互いに実質的に平行な第１及び第２の液晶分
子プレチルト角をそれぞれ提供するように該第１及び第
２の配向膜が配置され、少なくとも１つの位相差板をさ
らに備え、Ｍを整数、λを光線の波長とすると、前記少
なくとも１つの位相差板全てと前記液晶層とを合わせた
位相差が、前記素子の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ
／２に実質的に等しく、該素子の第２の動作電圧ではＭ
λ／２に実質的に等しいことを特徴とする液晶素子。 - 【請求項１０】 第１及び第２の配向膜と、該第１及び
第２の配向膜の間に設けられた正の誘電率異方性を有す
るネマティック液晶層とを備え、該第１及び第２の配向
膜の各表面で互いに実質的に平行な第１及び第２の液晶
分子プレチルト角をそれぞれ提供するように該第１及び
第２の配向膜が配置され、少なくとも１つの位相差板及
び前記液晶層を通過した光線を、該少なくとも１つの位
相差板及び該液晶層を通して反射する反射部材をさらに
備え、Ｍを整数、λを光線の波長とすると、前記少なく
とも１つの位相差板全てと前記液晶層とを合わせた位相
差が、前記素子の第１の動作電圧では（Ｍ＋１）λ／４
に実質的に等しく、該素子の第２の動作電圧ではＭλ／
４に実質的に等しいことを特徴とする液晶素子。 - 【請求項１１】 前記液晶分子プレチルト角に対して実
質的に４５°に配向された偏光方向を有する少なくとも
１つの偏光板をさらに備えている請求項９又は１０に記
載の素子。
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| GB9305277A GB2276730A (en) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | Liquid crystal display |
| US9305277.7 | 1994-03-10 | ||
| US08/208986 | 1994-03-10 | ||
| US08/208,986 US5541753A (en) | 1993-03-15 | 1994-03-10 | Liquid crystal display and device having a total retardance of (M+1) λ/2 and (Mλ/2) at first and second operating voltages |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=26302593
Family Applications (1)
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|---|---|
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-
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|---|---|
| JPH0749509A (ja) | 1995-02-21 |
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