JP3452371B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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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
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば投写型表示装置等
に使用するのに適した液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ホームシアターや大画面ディスプ
レイとして液晶を使用した投写型表示装置が開発されて
いる。このような投写型表示装置では、例えば図２に示
されるように、光源１から集光レンズ２を介して液晶パ
ネル３に光を入射し、液晶パネル３を透過した画像光を
投写レンズ４でスクリーン５に投写するようになってい
る。集光レンズ２は液晶パネル３を透過した画像光を投
写レンズ４内の一点で収束するために挿入される。この
ため、液晶パネル３には角度αの角度をもった光が入射
することになる。
【０００３】液晶表示装置は、一対の対向する透明な基
板の間に液晶を挿入してなる液晶パネルからなり、これ
らの基板の外側に偏光板を設けたものである。これらの
基板には透明電極が設けられており、それによって液晶
を駆動する。液晶としてツイストネマチック型の液晶が
よく使用される。一対の基板は互いに垂直な方向にラビ
ングされ、液晶分子は基板の近傍では基板のラビング方
向に配向し、一方の基板から液晶層の中間部を通って他
方の基板に向かうにつれて螺旋状にツイストしていく。
液晶に電圧を印加しないときに、液晶分子は上記した状
態にあり、入射光は液晶のツイストに沿って旋回しなが
ら進み、白表示が得られる。電圧を印加すると、液晶分
子が立ち上がり、液晶の複屈折作用が生じて、黒表示が
得られるようになる。このようにして、液晶への印加電
圧を制御しながら、全体で明暗のコントラストのある画
像を形成する。
【０００４】ツイストネマチック型の液晶では、観視者
の見る方向によって表示性能が変化する視角特性がある
ことが知られている。例えば、図７（Ａ）は液晶パネル
３を伏角θ、回転角φで見る場合を示している。伏角θ
及び回転角φにより、視角特性が変化する。図７（Ｂ）
は、実線の矢印が液晶パネル３を例えば伏角θが４０度
で回転角φが９０度の角度で見る場合を示し、破線の矢
印が液晶パネル３を例えば伏角θが４０度で回転角φが
２７０度の角度で見る場合を示している。図７（Ｂ）で
は、液晶パネル３内の液晶分子が電圧の印加により実線
の矢印の方向に立ち上がる配向になっている場合を示し
ている。なお、基板の近傍の液晶分子は基板の配向膜の
規制力により立ち上がり角度が小さいので、主として液
晶層の中間部の液晶分子が立ち上がる。
【０００５】図８は液晶パネル３の三方向の視角による
電圧─透過率の特性を示し、曲線Ｌが伏角θ及び回転角
φが０の場合、すなわち液晶パネル３を中心から見る場
合の特性を示している。曲線Ｍは図７（Ｂ）の実線の矢
印から見る場合に相当し、曲線Ｎは図７（Ｂ）の破線の
矢印から見る場合に相当する。曲線Ｌは比較的にスムー
ズな曲線であるが、曲線ＭにはコブＫがあり、よって曲
線Ｍでは電圧を０から上げていくと表示が次第に黒くな
り、コブＫのところで再び明るくなる、いわゆる表示の
反転現象が生じる。このため、液晶パネル３を中心から
見る場合を基準に印加電圧を定めると、中心から見る場
合には黒表示だが、図７（Ｂ）の実線の矢印から見る場
合には白表示になる。また、曲線Ｎの場合には、中心か
ら見る場合と比べて全体的に白っぽい表示になる。
【０００６】図１０は、これを簡便にまとめて示したも
のである。図１０は例えば図２の投写型表示装置のスク
リーン５に投写された表示画面６を示している。この表
示画面６において、人物の画像は画面の中心では黒い髪
と白い顔のコントラストが取れているが、画面の上方の
位置では髪と顔の黒白が反転し、画面の下方の位置では
全体に白っぽくなって見える。図２において、角度０か
らαをもった入射光が液晶パネル３に入射するので、画
面の中心には液晶パネル３を垂直に透過した光による画
像ができるが、画面の両側及び上下側では液晶パネル３
を斜めに透過した光による画像ができるので、図１０に
示すような面内分布をもった投写画像となる。
【０００７】このような表示画面の視角特性は直視型の
表示装置においても見られるが、この視角特性を改善す
るために、表示領域を２つの領域に分割し、それぞれの
領域で液晶の配向状態を異ならせる、いわゆる配向分割
を行うことが知られている。配向分割を行えば、上記し
たような問題点を緩和できると言われている。この構成
を単純に投写型として適用した場合の表示について説明
する。図６は、表示領域を２分割した配向分割の例を示
している。（Ａ）では、中心の境界線の上側の領域Ｘに
おいて、光入射側の基板のラビング方向が矢印ｂで示さ
れる方向に行われ、光出射側の基板のラビング方向が矢
印ａで示される方向に行われる。このラビング処理によ
り、液晶分子は円弧状の矢印に従ってツイストし、液晶
層の中間部の液晶分子は図６の（Ａ）の上端側を向いて
立ち上がる配向状態になる。すなわち、図６の上側の二
重矢印の示す方向は図７の（Ｂ）の二重矢印の示す方向
と等しくなる。従って、図６の（Ａ）の上側の領域Ｘに
おいては、二重矢印の方向から来た光を見た場合に、図
７の（Ｂ）の実線の矢印方向から来た光を見た場合とし
て説明した（図８の曲線Ｍの）ように表示の反転現象が
生じることになる。また、図６の（Ａ）の中心の境界線
の下側の領域Ｙでは、光入射側の基板のラビング方向が
矢印ｄで示される方向に行われ、光出射側の基板のラビ
ング方向が矢印ｃで示される方向に行われる。これによ
り、図６の（Ａ）の下側の領域Ｙにおいては、下側から
来た光を見た場合に表示の反転現象が生じることにな
る。
【０００８】このときの投写型における表示の特徴を図
１０と同様にして示したのが図１１の（Ａ）である。図
１１の（Ａ）では、投写された表示画面６の上方の位置
と下方の位置での表示の差はなくなっているが、表示の
反転現象は解決されない。図６の（Ｂ）は、表示の反転
方向が（Ａ）とは逆になるようにした場合を示している
（二重矢印）。このときの表示の特徴が図１１の（Ｂ）
に示される。図１１の（Ｂ）では、表示画面６の上方の
位置と下方の位置での表示の差はなくなっているが、全
体的に白っぽい表示になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記したようにツイス
トネマチック型液晶を有する液晶表示装置では、表示の
視角による特性があり、配向分割だけでは表示の視角特
性を改善するのに限界があった。本発明の目的は、配向
分割と位相差板とを組み合わせることによって表示の視
角特性を改善した液晶表示装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】また、本発明による液晶
表示装置は、ツイストネマチック型液晶を有し、表示領
域が液晶の配向状態を異ならせた複数の領域に分割され
ており、かつ該複数の領域を覆って位相差フィルムが配
置され、該複数の領域を分割する境界線の近傍では２種
以上の配向方向が混合されていることを特徴とするもの
である。
【００１１】
【作用】上記した構成においては、配向分割された液晶
パネルでは本来液晶パネルのもつ片側だけの特性を引き
出す作用を有している。位相差フィルムは表示の反転現
象を抑える作用を示す。従って、配向分割により従来表
示の反転現象を示していた状態にし、そして位相差フィ
ルムによりその表示の反転現象を抑えると、全面に良好
な表示が得られることになる。
【００１２】
【実施例】図２は本発明に応用する投写型表示装置を示
す図である。上記したように、この投写型表示装置は、
光源１から集光レンズ２を介して液晶パネル３に光を入
射し、液晶パネル３を透過した画像光を投写レンズ４で
スクリーン５に投写するようになっている。集光レンズ
２は液晶パネル３を透過した画像光を投写レンズ４内の
一点で収束するために挿入される。このため、液晶パネ
ル３には角度αの角度で光が入射することになる。
【００１３】液晶パネル３は、例えば図７の（Ｂ）に示
すように、一対の対向する透明な基板１０、１１の間に
液晶１２を挿入してなる。液晶１２はツイストネマチッ
ク型の液晶である。図２は偏光子等を省略して示した図
であるが、図１は偏光子１５、１６及び位相差板１７を
説明しやすいように配列して示す図である。
【００１４】図１において、液晶パネル３は対角線方向
の境界線により領域Ｘと領域Ｙに二分割される。境界線
の上側の領域Ｘにおいて、光入射側の基板のラビング方
向が矢印ｂで示される方向に行われ、光出射側の基板の
ラビング方向が矢印ａで示される方向に行われる。この
ラビング処理により、液晶分子は円弧状の矢印に従って
ツイストし、液晶層の中間部の液晶分子は境界線の外側
に向いて立ち上がる配向状態になる。すなわち、二重矢
印の示す方向に向いて立ち上がり、二重矢印の方向と平
行に進む光を元にした表示において、従来は表示の反転
現象が生じていた。また、境界線の下側の領域Ｙでは、
光入射側の基板のラビング方向が矢印ｄで示される方向
に行われ、光出射側の基板のラビング方向が矢印ｃで示
される方向に行われる。これにより、下側の領域Ｙにお
いては、液晶分子は円弧状の矢印に従ってツイストし、
液晶層の中間部の液晶分子は境界線の外側に向いて立ち
上がる配向状態になる。すなわち、二重矢印の示す方向
に向いて立ち上がり、二重矢印の方向と平行に進む光を
元にした表示において、従来は表示の反転現象が生じて
いた。
【００１５】図１においては、光入射側の偏光子１５の
透過軸は、矢印で示されるように光入射側の基板のラビ
ング方向ｂ、ｄと垂直になるように配置される。光出射
側の偏光子１６の透過軸は、光入射側の偏光子１５の透
過軸と垂直である。本発明においては、液晶パネル３と
光出射側の偏光子１６との間に位相差板１７が配置され
ている。この位相差板１７は矢印方向の光軸を有し、こ
の光軸は光出射側の偏光子１６の透過軸と平行に配置さ
れる。位相差板１７は、偏光が光軸とある角度をなして
透過する間の常光と異常光との速度差による位相差を生
じさせるものである。
【００１６】従って、電圧無印加時には、所定の偏光が
光入射側の偏光子１５を透過して液晶パネル３に入射
し、液晶パネル３内で９０度ツイストして液晶パネル３
から出射する。このときの偏光の振動面は位相差板１７
の光軸及び光出射側の偏光子１６の透過軸と平行である
ので、これらを透過して投写レンズ４でスクリーン５に
投写される。
【００１７】電圧印加時には、所定の偏光が光入射側の
偏光子１５を透過して液晶パネル３に入射し、液晶パネ
ル３内で複屈折作用を受け、９０度ツイストできないで
液晶パネル３から出射する。このときに、位相差板１７
がないと、光出射側の偏光子１６を透過する偏光の量は
図８に示した通りである。すなわち、二重矢印の方向に
進む偏光は曲線Ｍで示したように表示の反転を示し、逆
の傾きで進む偏光は曲線Ｎで示したように白っぽくな
る。
【００１８】図９は、位相差板１７を設けた場合の光出
射側の偏光子１６の透過特性を示しており、記号Ｌ、
Ｍ、Ｎは図８に対応させてある。図９の曲線Ｍでは、従
来表示の反転の原因となっていたコブＫがなくなり、曲
線Ｍは曲線Ｌの特性に近づいている。図８の曲線Ｍのコ
ブＫの原因を考えると、例えば図７の（Ｂ）において斜
めに立ち上がった液晶分子と実線の矢印で示された光の
透過方向とが一致したときに複屈折の作用が小さく、位
相差板１７がないと液晶パネル３の出射偏光が光出射側
の偏光子１６を透過できる量が最も少ない。液晶分子は
電圧の上昇とともにこの状態からさらに立ち上がり、す
ると複屈折の作用が大きくなって光出射側の偏光子１６
を透過する量が多くなってコブＫとなる。
【００１９】位相差板１７は、液晶パネル３から出射す
る偏光の種々の振動面の方向を変化させる。従って、上
記光出射側の偏光子１６を透過できなかった液晶パネル
３の出射偏光の振動面を変化させ、いくらか光出射側の
偏光子１６を透過できるようにする。このように、位相
差板１７を配置することによって液晶パネル３の出射偏
光の振動面を変化させ、光出射側の偏光子１６を透過す
る量が全体的にいくらか多くなる。
【００２０】図５は、図１１（Ａ）と同様に、表示画面
６の特徴を示す図である。図１の液晶パネル３の配向分
割は、各領域Ｘ、Ｙの液晶分子が境界線に対して外側に
立ち上がるように配向してあるので、位相差板１７がな
いと図１１（Ａ）と同様に、人物の画像は中心で黒い髪
と白い顔のコントラストが取れているが、上方の位置及
び下方の位置では髪と顔の黒白が反転することになる。
しかし、本発明では位相差板１７があるので黒白の反転
はなくなり、図５に示すように、どこにおいても黒い髪
と白い顔のコントラストが取れた画像が得られる。
【００２１】図３は本発明の他の基本例を示す図であ
る。この投写型表示装置は、図１の例と同様に、光源１
と、集光レンズ２と、光入射側の偏光子１５と、液晶パ
ネル３と、位相差板１７と、光出射側の偏光子１６と、
投写レンズ４と、スクリーン５とからなる。液晶パネル
３はパネル中心を水平に延びる境界線によって分割され
ているほかはほぼ図１の液晶パネル３と同様に配向分割
されている。光入射側の偏光子１５の透過軸は、光入射
側の基板のラビング方向ｂ、ｄと平行になるように配置
される。光出射側の偏光子１６の透過軸は、光入射側の
偏光子１５の透過軸と垂直である。位相差板１７の光軸
は光出射側の偏光子１６の透過軸と垂直に配置される。
なお、作用は図１の基本例と同様である。
【００２２】図４は本発明の実施例を示す図である。こ
の実施例では、液晶パネル３は境界線によって２つの領
域Ｘ、Ｙに配向分割される。配向分割のやり方は前の基
本例と同様である。ただし、画面を単純に２分割する
と、境界線が画像として見える可能性がある。そこで、
図４では、境界線の近傍２０では画素毎あるいは小さな
領域で２種以上の配向方向が混合されるようにする。
【００２３】なお、以上の実施例においては、合成樹脂
製フィルムの延伸方向にとった遅相軸を位相差板１７の
光軸とし、これを偏光子１５、１６の透過軸と組み合わ
せて説明した。本発明は、位相差板１７の進相軸（遅相
軸と垂直な関係にある）、及び偏光子１５、１６の吸収
軸を基準としても同様に利用可能である。
【００２４】例えば、図１の位相差板１７の矢印を進相
軸、図３の位相差板１７の矢印を進相軸とした構成であ
る。さらに、図１の偏光子１５、１６の矢印を吸収軸と
し、かつ位相差板１７の矢印を遅相軸とした構成、ある
いは図１の偏光子１５、１６の矢印を吸収軸とし、かつ
位相差板１７の矢印を進相軸とした構成が可能である。
また、図３の偏光子１５、１６の矢印を吸収軸とし、か
つ位相差板１７の矢印を遅相軸とした構成、あるいは図
３の偏光子１５、１６の矢印を吸収軸とし、かつ位相差
板１７の矢印を進相軸とした構成が可能である。
【００２５】例えば、図１２は図１と同様の構成を示
し、図１３は図３と同様の構成を示しているが、図１２
及び図１３では、偏光子１５、１６の矢印は透過軸を示
し、位相差板１７の矢印は光軸を示している。この光軸
を、遅相軸とする構成、あるいは進相軸とする構成が可
能である。
【００２６】図１２においては、光入射側の偏光子１５
の透過軸は液晶パネル３の光入射側の基板のラビング方
向ｂ、ｄと平行になっており、光出射側の偏光子１６の
透過軸は光入射側の偏光子１５の透過軸と垂直である。
そして、位相差板１７の遅相軸又は進相軸は光出射側の
偏光子１６の透過軸と平行である。
【００２７】図１３においては、光入射側の偏光子１５
の透過軸は液晶パネル３の光入射側の基板のラビング方
向ｂ、ｄと垂直になっており、光出射側の偏光子１６の
透過軸は光入射側の偏光子１５の透過軸と垂直である。
そして、位相差板１７の遅相軸又は進相軸は光出射側の
偏光子１６の透過軸と垂直である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の視角により現れる表示の反転及び白っぽさをなく
し、画面全体にコントラストの高い表示を得ることがで
きる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device suitable for use in, for example, a projection display device. 2. Description of the Related Art In recent years, projection display devices using liquid crystal have been developed as home theaters and large-screen displays. In such a projection display device, for example, as shown in FIG. 2, light is incident on a liquid crystal panel 3 from a light source 1 via a condensing lens 2, and image light transmitted through the liquid crystal panel 3 is projected by a projection lens 4. The image is projected on the screen 5. The condenser lens 2 is inserted to converge the image light transmitted through the liquid crystal panel 3 at one point in the projection lens 4. Therefore, light having an angle α is incident on the liquid crystal panel 3. [0003] The liquid crystal display device is composed of a liquid crystal panel in which liquid crystal is inserted between a pair of opposed transparent substrates, and a polarizing plate is provided outside these substrates. These substrates are provided with transparent electrodes, which drive the liquid crystal. Twisted nematic liquid crystals are often used as liquid crystals. The pair of substrates are rubbed in directions perpendicular to each other, and the liquid crystal molecules are oriented in the rubbing direction of the substrate in the vicinity of the substrate, and twist spirally from one substrate to the other substrate through the middle part of the liquid crystal layer. To go.
When no voltage is applied to the liquid crystal, the liquid crystal molecules are in the above-described state, and the incident light travels while turning along the twist of the liquid crystal, and a white display is obtained. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules rise and the birefringence of the liquid crystal occurs, so that a black display can be obtained. In this way, an image having a bright and dark contrast as a whole is formed while controlling the voltage applied to the liquid crystal. It is known that a twisted nematic liquid crystal has a viewing angle characteristic in which display performance changes depending on a viewing direction of a viewer. For example, FIG. 7A shows a case where the liquid crystal panel 3 is viewed at a dip angle θ and a rotation angle φ. Angle of inclination θ
And the rotation angle φ, the viewing angle characteristic changes. FIG. 7 (B)
Indicates a case where the solid arrow shows the liquid crystal panel 3 at an inclination angle of, for example, 40 degrees and the rotation angle φ is 90 degrees, and the arrow of the broken line shows the liquid crystal panel 3 at an inclination angle of 40 degrees and the rotation angle φ is, for example. This shows a case where the image is viewed at an angle of 270 degrees. FIG. 7B shows a case where the liquid crystal molecules in the liquid crystal panel 3 are oriented so as to rise in the direction of the solid arrow by the application of the voltage. Since the rising angle of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate is small due to the regulating force of the alignment film of the substrate, the liquid crystal molecules mainly in the middle part of the liquid crystal layer rise. FIG. 8 shows the characteristics of the voltage / transmittance of the liquid crystal panel 3 according to the viewing angles in three directions. The curve L shows the characteristics when the inclination angle θ and the rotation angle φ are 0, that is, when the liquid crystal panel 3 is viewed from the center. Is shown. The curve M corresponds to the case when viewed from the solid arrow in FIG. 7B, and the curve N corresponds to the case when viewed from the broken arrow in FIG. 7B. The curve L is a relatively smooth curve, but the curve M has a bump K. Therefore, in the curve M, when the voltage is increased from 0, the display gradually becomes black, and at the bump K, the display becomes brighter again. Inversion occurs. For this reason, when the applied voltage is determined based on the case where the liquid crystal panel 3 is viewed from the center, the display is black when viewed from the center but is white when viewed from the solid arrow in FIG. 7B. In the case of the curve N, the display is entirely whitish as compared with the case of viewing from the center. FIG. 10 shows this simply in a simple manner. FIG. 10 shows a display screen 6 projected on the screen 5 of the projection display device of FIG. 2, for example. In this display screen 6, the image of the person has black hair and white face contrast at the center of the screen, but the black and white of the hair and face are reversed at the upper position of the screen, and the entire image is lower at the lower position of the screen. It looks whitish. In FIG. 2, since the incident light having an angle α from the angle 0 is incident on the liquid crystal panel 3, an image can be formed by light vertically transmitted through the liquid crystal panel 3 at the center of the screen. Panel 3
An image can be formed by light transmitted obliquely, so that a projected image having an in-plane distribution as shown in FIG. 10 is obtained. Although the viewing angle characteristics of such a display screen can be seen in a direct-view type display device, in order to improve the viewing angle characteristics, the display region is divided into two regions, and the alignment state of the liquid crystal is determined in each region. It is known to perform a so-called orientation division in which the orientations are different. It is said that the above problems can be alleviated by performing orientation division. A display when this configuration is simply applied as a projection type will be described. FIG. 6 shows an example of orientation division in which the display area is divided into two. In (A), in the region X above the center boundary line, the rubbing direction of the substrate on the light incident side is performed in the direction shown by the arrow b, and the rubbing direction of the substrate on the light emitting side is the direction shown by the arrow a. Done in By this rubbing treatment, the liquid crystal molecules are twisted according to the arc-shaped arrows, and the liquid crystal molecules in the middle part of the liquid crystal layer are in an alignment state rising toward the upper end side in FIG. That is, the direction indicated by the double arrow on the upper side in FIG. 6 is equal to the direction indicated by the double arrow in FIG. Accordingly, in the upper region X of FIG. 6A, when the light coming from the direction of the double arrow is seen, and when the light coming from the direction of the solid arrow in FIG. 7B is seen. (Indicated by the curve M in FIG. 8). In the area Y below the center boundary line in FIG. 6A, the rubbing direction of the substrate on the light incident side is performed in the direction indicated by the arrow d, and the rubbing direction of the substrate on the light emitting side is indicated by the arrow. This is performed in the direction indicated by c. As a result, in the area Y on the lower side of FIG. 6A, when light coming from the lower side is viewed, a display inversion phenomenon occurs. FIG. 11A shows the characteristics of the display of the projection type at this time in a manner similar to FIG. In FIG. 11A, the display difference between the upper position and the lower position of the projected display screen 6 is eliminated, but the display inversion phenomenon is not solved. FIG. 6B shows a case where the display is reversed in the reverse direction to that of FIG. 6A (double arrow). The feature of the display at this time is shown in FIG.
Is shown in In FIG. 11B, although there is no difference between the display at the upper position and the lower position on the display screen 6, the display is entirely whitish. As described above, a liquid crystal display device having a twisted nematic liquid crystal has characteristics depending on the viewing angle of display, and there is a limit in improving the viewing angle characteristics of display only by alignment division. there were. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device in which the viewing angle characteristics of display are improved by combining alignment division and a retardation plate. [0010] was or [SUMMARY OF], a liquid crystal display device according to the invention have a twisted nematic liquid crystal, and the display area is divided into a plurality of regions having different alignment of the liquid crystal Further, a retardation film is disposed so as to cover the plurality of regions, and two or more types of orientation directions are mixed near a boundary line dividing the plurality of regions. In the above-described configuration, the liquid crystal panel having the divided alignment has the function of extracting the characteristic of only one side of the liquid crystal panel. The retardation film has the effect of suppressing the display reversal phenomenon. Therefore, the conventional display state indicates the inversion of the orientation division and the suppress inversion of the display by the phase difference film, a good display can be obtained in the entire surface. FIG. 2 is a view showing a projection type display apparatus applied to the present invention. As described above, this projection display device
Light is incident on a liquid crystal panel 3 from a light source 1 via a condenser lens 2, and image light transmitted through the liquid crystal panel 3 is projected on a screen 5 by a projection lens 4. The condenser lens 2 is inserted to converge the image light transmitted through the liquid crystal panel 3 at one point in the projection lens 4. Therefore, light enters the liquid crystal panel 3 at the angle α. The liquid crystal panel 3 is formed by inserting a liquid crystal 12 between a pair of opposed transparent substrates 10 and 11, as shown in FIG. 7B, for example. The liquid crystal 12 is a twisted nematic liquid crystal. FIG. 2 is a view in which polarizers and the like are omitted, while FIG. 1 is a view in which polarizers 15 and 16 and a retardation plate 17 are arranged so as to be easily explained. In FIG. 1, the liquid crystal panel 3 is divided into a region X and a region Y by a diagonal boundary line. In the region X above the boundary line, the rubbing direction of the substrate on the light incident side is performed in the direction indicated by arrow b, and the rubbing direction of the substrate on the light emission side is performed in the direction indicated by arrow a. By this rubbing treatment, the liquid crystal molecules are twisted according to the arc-shaped arrows, and the liquid crystal molecules in the middle part of the liquid crystal layer are in an alignment state rising to the outside of the boundary line. That is, in a display based on light that rises in the direction indicated by the double arrow and travels in parallel with the direction of the double arrow, a display inversion phenomenon has conventionally occurred. In the area Y below the boundary line,
The rubbing direction of the substrate on the light incident side is performed in the direction indicated by arrow d, and the rubbing direction of the substrate on the light output side is performed in the direction indicated by arrow c. Thereby, in the lower region Y, the liquid crystal molecules are twisted according to the arc-shaped arrows,
The liquid crystal molecules in the middle part of the liquid crystal layer are in an alignment state rising to the outside of the boundary line. That is, in a display based on light that rises in the direction indicated by the double arrow and travels in parallel with the direction of the double arrow, a display inversion phenomenon has conventionally occurred. In FIG. 1, the transmission axis of the polarizer 15 on the light incident side is arranged so as to be perpendicular to the rubbing directions b and d of the substrate on the light incident side as indicated by arrows. The transmission axis of the light exit side polarizer 16 is perpendicular to the transmission axis of the light entrance side polarizer 15. In the present invention, a retardation plate 17 is disposed between the liquid crystal panel 3 and the light emitting side polarizer 16. This retardation plate 17 has an optical axis in the direction of the arrow, and this optical axis is arranged in parallel with the transmission axis of the polarizer 16 on the light emission side. The phase difference plate 17 causes a phase difference due to the speed difference between ordinary light and extraordinary light while the polarized light is transmitted at an angle with the optical axis. Therefore, when no voltage is applied, predetermined polarized light passes through the polarizer 15 on the light incident side and is incident on the liquid crystal panel 3, where the polarized light is twisted 90 degrees in the liquid crystal panel 3 and the liquid crystal panel 3 is rotated.
Emitted from At this time, the vibration plane of the polarized light is
Are parallel to the transmission axis of the polarizer 16 on the light exit side, and are transmitted therethrough and projected on the screen 5 by the projection lens 4. When a voltage is applied, predetermined polarized light passes through the polarizer 15 on the light incident side and enters the liquid crystal panel 3, undergoes a birefringence action in the liquid crystal panel 3, and cannot be twisted by 90 degrees and emitted from the liquid crystal panel 3. I do. At this time, the phase difference plate 17
If there is no, the amount of polarized light that passes through the polarizer 16 on the light emission side is as shown in FIG. That is, the polarized light traveling in the direction of the double arrow indicates the inversion of the display as shown by the curve M, and the polarized light traveling at the opposite slope becomes whitish as shown by the curve N. FIG. 9 shows transmission characteristics of the polarizer 16 on the light emission side when the phase difference plate 17 is provided.
M and N correspond to FIG. In the curve M of FIG. 9, the bump K which has conventionally caused the inversion of the display is eliminated, and the curve M approaches the characteristic of the curve L. Considering the cause of the bump K in the curve M in FIG. 8, for example, when the liquid crystal molecules rising obliquely in FIG. 7B coincide with the light transmission direction indicated by the solid arrow, the action of birefringence occurs. When the retardation plate 17 is not provided, the amount of polarized light emitted from the liquid crystal panel 3 that can pass through the polarizer 16 on the light emission side is the smallest. The liquid crystal molecules rise further from this state with an increase in the voltage, and the action of the birefringence increases, so that the polarizer 16 on the light emission side is increased.
And the amount of light passing therethrough increases, resulting in a bump K. The phase difference plate 17 changes the directions of various vibration planes of polarized light emitted from the liquid crystal panel 3. Therefore, the oscillation plane of the output polarized light of the liquid crystal panel 3 that cannot pass through the light output side polarizer 16 is changed so that the light output side polarizer 16 can be transmitted to some extent. By arranging the retardation plate 17 in this manner, the oscillation plane of the output polarized light of the liquid crystal panel 3 is changed, and the amount of light transmitted through the polarizer 16 on the light output side is somewhat increased as a whole. FIG. 5 is a diagram showing the characteristics of the display screen 6 as in FIG. In the orientation division of the liquid crystal panel 3 of FIG. 1, since the liquid crystal molecules of the respective regions X and Y are oriented so as to rise outside the boundary line, the same as FIG. In the image of the person, the black hair and the white face have a contrast at the center, but the black and white of the hair and the face are inverted at the upper position and the lower position.
However, in the present invention, since the phase difference plate 17 is provided, the inversion of black and white is eliminated, and as shown in FIG. 5, an image in which the contrast between the black hair and the white face is obtained everywhere is obtained. FIG. 3 is a diagram showing another basic example of the present invention. This projection type display device has a light source 1 as in the example of FIG.
A condenser lens 2, a light incident side polarizer 15, a liquid crystal panel 3, a retardation plate 17, and a light exit side polarizer 16,
It comprises a projection lens 4 and a screen 5. The liquid crystal panel 3 is orientation-divided substantially in the same manner as the liquid crystal panel 3 of FIG. 1 except that the liquid crystal panel 3 is divided by a boundary line extending horizontally at the panel center. The transmission axis of the polarizer 15 on the light incident side is arranged so as to be parallel to the rubbing directions b and d of the substrate on the light incident side. The transmission axis of the light exit side polarizer 16 is perpendicular to the transmission axis of the light entrance side polarizer 15. The optical axis of the phase difference plate 17 is arranged perpendicular to the transmission axis of the polarizer 16 on the light emission side.
The operation is the same as in the basic example of FIG. [0022] FIG. 4 is a diagram showing the real施例of the present invention. In this embodiment, the liquid crystal panel 3 is divided into two regions X and Y by a boundary line. The method of orientation division is based on the previous group
This is the same as in this example . However, if the screen is simply divided into two, the boundary may be seen as an image. Therefore,
In FIG. 4, two or more alignment directions are mixed in each pixel or in a small area in the vicinity 20 of the boundary line. In the above embodiment, the slow axis taken in the stretching direction of the synthetic resin film is used as the optical axis of the retardation plate 17 and this is combined with the transmission axes of the polarizers 15 and 16. . The present invention can be similarly used with reference to the fast axis (which is perpendicular to the slow axis) of the retardation plate 17 and the absorption axes of the polarizers 15 and 16. For example, the configuration is such that the arrow of the phase difference plate 17 in FIG. 1 is a fast axis and the arrow of the phase difference plate 17 in FIG. 3 is a fast axis. Further, a configuration in which the arrows of the polarizers 15 and 16 in FIG. 1 are used as absorption axes and the arrows of the phase difference plates 17 are used as slow axes, or the arrows of the polarizers 15 and 16 in FIG. A configuration in which the arrow of the phase difference plate 17 is a fast axis is possible.
In addition, the polarizers 15 and 16 in FIG. 3 have an absorption axis and the arrow of the retardation plate 17 has a slow axis, or the arrows of the polarizers 15 and 16 in FIG. A configuration in which the arrow of the phase difference plate 17 is a fast axis is possible. For example, FIG. 12 shows a configuration similar to FIG. 1, and FIG. 13 shows a configuration similar to FIG.
Also, in FIG. 13, the arrows of the polarizers 15 and 16 indicate the transmission axis, and the arrows of the phase difference plate 17 indicate the optical axis. A configuration in which the optical axis is a slow axis or a configuration in which the optical axis is a fast axis is possible. In FIG. 12, the polarizer 15 on the light incident side is shown.
Is parallel to the rubbing directions b and d of the substrate on the light incident side of the liquid crystal panel 3, and the transmission axis of the polarizer 16 on the light output side is perpendicular to the transmission axis of the polarizer 15 on the light incident side. is there.
The slow axis or the fast axis of the phase difference plate 17 is parallel to the transmission axis of the polarizer 16 on the light emission side. In FIG. 13, the polarizer 15 on the light incident side is shown.
Is perpendicular to the rubbing directions b and d of the substrate on the light incident side of the liquid crystal panel 3, and the transmission axis of the polarizer 16 on the light emitting side is perpendicular to the transmission axis of the polarizer 15 on the light incident side. is there.
The slow axis or the fast axis of the phase difference plate 17 is perpendicular to the transmission axis of the polarizer 16 on the light emission side. As described above, according to the present invention,
A display with high contrast can be obtained over the entire screen by eliminating the reversal and whiteness of the display that appears due to the conventional viewing angle.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本例を示す図である。
【図２】投写型表示装置を示す図である。
【図３】本発明の他の基本例を示す図である。
【図４】本発明の実施例を示す図である。
【図５】図１の例で得られる表示を示す図である。
【図６】配向分割を示す図である。
【図７】液晶表示装置の視角特性を説明する図である。
【図８】液晶表示装置の視角特性を示す図である。
【図９】実施例の液晶表示装置の視角特性を示す図であ
る。
【図１０】従来の表示を示す図である。
【図１１】従来の表示を示す図である。
【図１２】本発明の他の基本例を示す図である。
【図１３】本発明の他の基本例を示す図である。
【符号の説明】
３…液晶パネル
１５、１６…偏光子
１７…位相差板BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a basic example of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a projection display device. FIG. 3 is a diagram showing another basic example of the present invention. 4 is a diagram showing the real施例of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a display obtained in the example of FIG . 1 ; FIG. 6 is a diagram illustrating orientation division. FIG. 7 is a diagram illustrating viewing angle characteristics of a liquid crystal display device. FIG. 8 is a diagram illustrating viewing angle characteristics of a liquid crystal display device. FIG. 9 is a diagram illustrating viewing angle characteristics of the liquid crystal display device of the example. FIG. 10 is a diagram showing a conventional display. FIG. 11 is a diagram showing a conventional display. FIG. 12 is a diagram showing another basic example of the present invention. FIG. 13 is a diagram showing another basic example of the present invention. [Explanation of Signs] 3: Liquid crystal panels 15, 16 ... Polarizer 17: Phase difference plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花岡 一考 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 鈴木 敏弘 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 浜田 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−88520（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−217341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−232420（ＪＰ，Ａ) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kazuo Hanaoka 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited (72) Inventor Toshihiro Suzuki 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited (72) Inventor Tetsuya Hamada 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited (56) References JP-A-64-88520 (JP, A) JP-A-60-217341 (JP, A) JP-A-61-232420 (JP, A)
Claims (1)
領域が液晶の配向状態を異ならせた複数の領域に分割さ
れており、かつ該複数の領域を覆って位相差フィルムが
配置され、該複数の領域を分割する境界線の近傍では２
種以上の配向方向が混合されていることを特徴とする液
晶表示装置。(57) [Claim 1] It has a twisted nematic liquid crystal, and a display region is divided into a plurality of regions having different alignment states of the liquid crystal, and the display region is covered with the plurality of regions. A retardation film is arranged, and 2 is provided near a boundary line dividing the plurality of regions.
A liquid crystal display device comprising a mixture of different kinds of orientation directions .
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