JP3770400B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示素子と光学的異方性を有する位相差素子とを組み合わせる
ことにより表示画面の視野角が改善された液晶表示装置に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display device in which the viewing angle of a display screen is improved by combining a liquid crystal display element and a phase difference element having optical anisotropy.
従来、ネマティック液晶を用いた液晶表示装置は時計や電卓等の数値セグメン
ト型表示装置に広く用いられていたが、最近ではワードプロセッサ、ノートブッ
ク型パーソナルコンピュータや車載用液晶テレビジョン等にも用いられるように
なっている。
Conventionally, liquid crystal display devices using nematic liquid crystals have been widely used in numerical segment type display devices such as watches and calculators, but recently they are also used in word processors, notebook personal computers, in-vehicle liquid crystal televisions and the like. It has become.
この液晶表示装置は、一般に、液晶層を間に挟んで対向配置される一対の透光
性基板を有しており、この基板上に画素をオン・オフさせるための電極配線等が
形成されている。例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、液
晶に電圧を印加するための画素電極がマトリクス状に設けられ、各画素電極に選
択的に電位を与えるためのスイッチング手段として電界効果トランジスタ等の能
動素子が上記電極配線と共に基板上に設けられている。さらに、カラー表示を行
う液晶表示装置においては、基板上に赤色、緑色、青色等のカラーフィルタ層が
設けられている。
In general, this liquid crystal display device has a pair of translucent substrates disposed opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and electrode wirings for turning pixels on and off are formed on the substrate. Yes. For example, in an active matrix liquid crystal display device, pixel electrodes for applying a voltage to liquid crystal are provided in a matrix, and active elements such as field effect transistors are used as switching means for selectively applying a potential to each pixel electrode. Is provided on the substrate together with the electrode wiring. Further, in a liquid crystal display device that performs color display, color filter layers such as red, green, and blue are provided on a substrate.
このような液晶表示装置においては、液晶のツイスト角に応じて異なる表示方
式が適宜選択されて用いられている。その中でも、例えば、アクティブ駆動型ツ
イストネマティック液晶表示方式(以下、TN方式と称する)やマルチプレック
ス駆動型スーパーツイストネマティック液晶表示方式(以下、STN方式と称す
る)が良く知られている。
In such a liquid crystal display device, a different display method is appropriately selected and used depending on the twist angle of the liquid crystal. Among them, for example, an active drive type twisted nematic liquid crystal display system (hereinafter referred to as TN system) and a multiplex drive type super twisted nematic liquid crystal display system (hereinafter referred to as STN system) are well known.
前者のTN方式は、ネマティック液晶分子を一対の基板間で90゜捩れた状態
に配向させ、その捩れ方向に沿って光を導くことにより表示を行うものである。
後者のSTN方式は、ネマティック液晶分子のツイスト角を一対の基板間で90
゜よりも大きくすることによって液晶印加電圧の閾値付近における光透過率が急
峻に変化することを利用したものである。
In the former TN system, nematic liquid crystal molecules are aligned in a state twisted by 90 ° between a pair of substrates, and display is performed by guiding light along the twisted direction.
In the latter STN method, the twist angle of nematic liquid crystal molecules is set to 90 between a pair of substrates.
This is based on the fact that the light transmittance in the vicinity of the threshold value of the applied voltage of the liquid crystal changes abruptly when the angle is larger than °.
これらの表示方式のうち、STN方式は液晶の複屈折効果を利用したものであ
るので、色の干渉によって表示画面の背景に特有の着色が生じる。従来、このよ
うな着色を防いでSTN方式により白黒表示を行うためには、光学補償板を用い
ることが有効であると考えられている。この光学補償板を用いる表示方式として
は、ダブルスーパーツイストネマティック位相補償方式(以下、DSTN方式と
称する)と、フィルム型位相補償方式(以下、フィルム付加型方式と称する)と
に大別される。
Among these display methods, the STN method uses the birefringence effect of the liquid crystal, so that a color unique to the background of the display screen occurs due to color interference. Conventionally, it has been considered effective to use an optical compensator in order to prevent such coloring and perform monochrome display by the STN method. Display systems using this optical compensator are roughly classified into a double super twist nematic phase compensation system (hereinafter referred to as a DSTN system) and a film type phase compensation system (hereinafter referred to as a film addition type system).
上記DSTN方式は、表示用液晶セルと、この表示用液晶セルとは逆方向のツ
イスト角で捩れ配向させた液晶セルとの2層の液晶セルを有する構造であり、他
方のフィルム付加型方式は、光学的異方性を有するフィルムを配置した構造であ
る。軽量性及び低コスト性の観点からはフィルム付加型方式が有力であると考え
られている。
The DSTN system has a structure having a liquid crystal cell having two layers of a display liquid crystal cell and a liquid crystal cell twisted and oriented at a twist angle opposite to that of the display liquid crystal cell. And a structure in which a film having optical anisotropy is arranged. From the viewpoint of light weight and low cost, the film addition type is considered to be effective.
上記STN方式においては、これらの位相補償方式を採用することにより白黒
表示特性が改善されたため、カラーフィルタ層を設けてカラー表示を可能にした
カラーSTN液晶表示装置が実現されている。
In the STN method, the monochrome display characteristics are improved by adopting these phase compensation methods, and therefore, a color STN liquid crystal display device in which a color display is possible by providing a color filter layer is realized.
一方、TN方式はノーマリブラック方式とノーマリホワイト方式とに大別され
る。
On the other hand, the TN system is roughly divided into a normally black system and a normally white system.
前者のノーマリブラック方式は液晶表示素子の両側を挟んで1対の偏光板をそ
の偏光方向が相互に平行になるように配置し、液晶層にオン電圧を印加しない状
態(オフ状態)で黒を表示する方式である。後者のノーマリホワイト方式は液晶
表示素子の両側を挟んで1対の偏光板をその偏光方向が相互に直交するように配
置し、液晶層にオフ状態で白を表示する方式である。これらのうち、表示コント
ラスト、色再現性及び表示の視角依存性等の観点からはノーマリホワイト方式が
有力である。
In the former normally black method, a pair of polarizing plates are arranged so that their polarization directions are parallel to each other across both sides of the liquid crystal display element, and black is applied in the state where no on-voltage is applied to the liquid crystal layer (off state). Is a method for displaying. The latter normally white system is a system in which a pair of polarizing plates are arranged with their polarization directions orthogonal to each other across both sides of the liquid crystal display element, and white is displayed in an off state on the liquid crystal layer. Among these, the normally white method is effective from the viewpoint of display contrast, color reproducibility, display angle dependency of display, and the like.
ところで、上記TN方式の液晶表示装置においては、液晶分子に屈折率異方性
Δnが存在していること、及び液晶分子が上下基板に対して傾斜して配向してい
ることにより、観察者が表示画面を見る方向や見る角度によって表示画像のコン
トラストが変化し、視角依存性が大きくなるという問題がある。この問題につい
て以下に説明する。
By the way, in the TN liquid crystal display device, the refractive index anisotropy Δn exists in the liquid crystal molecules, and the liquid crystal molecules are inclined with respect to the upper and lower substrates. There is a problem that the contrast of the display image changes depending on the viewing direction and viewing angle of the display screen, and the viewing angle dependency increases. This problem will be described below.
図8はTN方式の液晶表示素子31の断面構造を模式的に示したものであり、
液晶層に中間調表示の電圧が印加され、液晶分子32がやや立ち上がっている状
態を示している。
FIG. 8 schematically shows a cross-sectional structure of a TN liquid
A voltage of halftone display is applied to the liquid crystal layer, and the
この液晶表示素子31において、一対の基板33、34の表面の法線方向に通
過する直線偏光35、及び法線方向に対して傾きを持って通過する直線偏光36
、37は液晶分子32と交わる角度が各々異なっている。ここで、液晶分子32
には屈折率異方性Δnが存在するため、各直線偏光35、36、37が液晶分子
32を通過すると正常光と異常光とが発生し、これらの位相差に伴って楕円偏光
に変換されるので、これが視角依存性の発生原因となる。
In this liquid
, 37 have different angles at which the
Since there is a refractive index anisotropy Δn, normal light and extraordinary light are generated when each linearly polarized
さらに、実際の液晶層の内部において、基板33と34との中間部付近と基板
33、34の近傍とでは液晶分子32のチルト角が異なっており、また、基板表
面の法線方向を軸として液晶分子32が90゜捩れている状態にあるので、これ
らも視角依存性の発生原因となる。
Furthermore, in the actual liquid crystal layer, the tilt angle of the
このように、液晶層を通過する直線偏光35、36、37はその方向や角度に
より様々な複屈折効果を受けて複雑な視角依存性を示すことになる。
As described above, the linearly polarized
例えば、画面法線方向から正視角方向(画面の下方向)に視角を傾けて行くと
、ある角度以上で表示画面が着色する現象(以下、着色現象と称する)や白黒が
反転する現象(以下、反転現象と称する)が発生する。また、画面法線方向から
反視角方向(画面の上方向)に視角を傾けて行くと、急激にコントラストが低下
する。
For example, when the viewing angle is tilted from the normal direction of the screen to the normal viewing angle direction (downward direction of the screen), a phenomenon in which the display screen is colored at a certain angle or more (hereinafter referred to as a coloring phenomenon) or a phenomenon in which black and white is reversed (hereinafter referred to as a coloring phenomenon) , Referred to as a reversal phenomenon). Further, when the viewing angle is tilted from the screen normal direction to the counter viewing angle direction (upward direction of the screen), the contrast rapidly decreases.
さらに、上述した液晶表示装置においては、表示画面が大きくなるにつれて視
角が狭くなるという問題もある。例えば、大きな液晶表示画面を近距離で正面方
向から見ると、視角依存性のために画面の上部と下部とで表示された色が異なる
場合がある。これは、表示画面が大きくなると画面全体を見る見込み角が大きく
なるため、表示画面をよ斜め方向から見たのと同じことになるからである。
Further, the above-described liquid crystal display device has a problem that the viewing angle becomes narrower as the display screen becomes larger. For example, when a large liquid crystal display screen is viewed from the front direction at a short distance, the displayed colors may be different between the upper part and the lower part of the screen due to viewing angle dependency. This is because, when the display screen is enlarged, the prospective angle for viewing the entire screen is increased, which is the same as viewing the display screen from an oblique direction.
このようなTN方式における視角依存性を改善するために、光学的異方性を有
する光学素子(位相差素子)としての位相差板(又は位相差フィルム)を液晶表
示素子と偏光板との間に配置する方法が提案されている。
In order to improve the viewing angle dependency in such a TN system, a retardation plate (or retardation film) as an optical element (retardation element) having optical anisotropy is provided between the liquid crystal display element and the polarizing plate. A method of arranging in is proposed.
この方法では、屈折率異方性を有する液晶分子を通過して直線偏光から楕円偏
光に変換された光を、屈折率異方性を有する液晶層の片側又は両側に設けた位相
差板を通過させる。これにより、視角に応じて生じる正常光と異常光との位相差
変化を補償して直線偏光に再変換することができるので、視角依存性を改善する
ことが可能となる。
In this method, light that has been converted from linearly polarized light to elliptically polarized light through liquid crystal molecules having refractive index anisotropy passes through a retardation plate provided on one or both sides of a liquid crystal layer having refractive index anisotropy. Let As a result, a change in phase difference between normal light and extraordinary light generated according to the viewing angle can be compensated and reconverted into linearly polarized light, so that viewing angle dependency can be improved.
例えば特開平5−313159号公報には、位相差板として屈折率楕円体の1
つの主屈折率方向を位相差板表面の法線方向に対して平行にしたものを用いる方
法が提案されている。しかしながら、この位相差板を用いても正視角方向の反転
現象を改善するのには限界がある。
For example, JP-A-5-313159 discloses a
A method has been proposed in which two main refractive index directions are made parallel to the normal direction of the surface of the retardation plate. However, even if this retardation plate is used, there is a limit to improving the reversal phenomenon in the normal viewing angle direction.
そこで、特開平6−75116号公報には、位相差板として屈折率楕円体の主
屈折率方向を位相差板の表面の法線方向に対して傾斜させたものを用いる方法が
提案されている。ここでは、位相差板として以下のような2種類のものが挙げら
れている。
Japanese Patent Laid-Open No. 6-75116 proposes a method using a retardation plate in which the main refractive index direction of the refractive index ellipsoid is inclined with respect to the normal direction of the surface of the retardation plate. . Here, the following two types of retardation plates are listed.
1つは、位相差板の屈折率楕円体の3つの主屈折率のうち、最小の主屈折率の
方向を位相差板の表面に対して平行にし、かつ、残りの2つの主屈折率の一方の
方向を位相差板の表面に対してθの角度で傾斜させると共に、他方の方向を位相
差板表面の法線方向に対してθの角度で傾斜させ、θの値を20゜≦θ≦70゜
としたものである。
One of the three main refractive indexes of the refractive index ellipsoid of the retardation plate is such that the direction of the minimum main refractive index is parallel to the surface of the retardation plate, and the remaining two main refractive indexes are One direction is inclined at an angle θ with respect to the surface of the phase difference plate, and the other direction is inclined at an angle θ with respect to the normal direction of the surface of the phase difference plate, so that the value of θ is 20 ° ≦ θ ≦ 70 °.
もう1つは、位相差板の屈折率楕円体の3つの主屈折率na、nb及びncが
na=nc>nbであり、位相差板の表面に平行な主屈折率na又はncの方向
を軸として、主屈折率nbの方向を表面の法線方向から時計回り又は反時計回り
に傾斜させると共に、主屈折率nc又はnaの方向を表面に平行な方向から時計
回り又は反時計回りに傾斜させたものであり、屈折率楕円体が傾斜した位相差板
である。
The other is that the three main refractive indexes na, nb and nc of the refractive index ellipsoid of the retardation plate are na = nc> nb, and the direction of the main refractive index na or nc parallel to the surface of the retardation plate is set. As the axis, the direction of the main refractive index nb is inclined clockwise or counterclockwise from the normal direction of the surface, and the direction of the main refractive index nc or na is inclined clockwise or counterclockwise from the direction parallel to the surface. It is a phase difference plate in which the refractive index ellipsoid is inclined.
これら2種類の位相差板のうち、前者は各々一軸性のものと二軸性のものとを
用いることができる。後者はこのような位相差板を1枚のみで用いてもよいが、
さらに、2枚の位相差板を各々の主屈折率nbの傾斜方向が互いに90゜の角度
をなすように組み合わせて用いることもできる。
Of these two types of retardation plates, the former can be uniaxial and biaxial. The latter may use only one such retardation plate,
Further, two retardation plates can be used in combination such that the inclination directions of the respective main refractive indexes nb make an angle of 90 ° with each other.
このような位相差板を液晶表示素子と偏光板との間に少なくとも1枚以上配置
することにより、表示画像の視角に依存して生じるコントラストの変化、着色現
象及び反転現象をある程度までは改善することができる。
By disposing at least one retardation plate between the liquid crystal display element and the polarizing plate, the contrast change, coloring phenomenon, and inversion phenomenon that occur depending on the viewing angle of the display image are improved to some extent. be able to.
さらに、特開平8−101381号公報には、上記2種類の位相差板のうち、
後者を用いた液晶表示装置において、位相差板の屈折率異方性の波長分散を液晶
の屈折率異方性の波長分散に比べて小さくすることにより表示色の視角特性を改
善する方法が提案されている。また、特開平5−215912号公報には、屈折
率楕円体を傾斜させない従来の位相差板を用いた液晶表示装置において、位相差
板の屈折率異方性の波長分散を液晶の屈折率異方性の波長分散に比べて小さくす
ることにより視角特性を改善する方法が提案されている。
Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-101381, among the above two types of retardation plates,
In a liquid crystal display device using the latter, a method for improving the viewing angle characteristics of the display color by reducing the wavelength dispersion of the refractive index anisotropy of the phase difference plate compared to the wavelength dispersion of the refractive index anisotropy of the liquid crystal is proposed. Has been. Japanese Patent Laid-Open No. 5-215912 discloses a liquid crystal display device using a conventional retardation plate that does not tilt the refractive index ellipsoid, and the wavelength dispersion of the refractive index anisotropy of the retardation plate is different from that of the liquid crystal. There has been proposed a method for improving the viewing angle characteristics by reducing the chromatic dispersion compared to the isotropic wavelength dispersion.
ここで、位相差板の波長分散を調節する方法としては、位相差板の材料を変更
する方法と、位相差板の厚みを調節する方法とが挙げられる。
Here, as a method of adjusting the wavelength dispersion of the retardation plate, there are a method of changing the material of the retardation plate and a method of adjusting the thickness of the retardation plate.
今日のように広視野角及び高表示品位の液晶表示装置が望まれている状況下に
おいては、さらなる視角依存性の改善が要求されており、上述の特開平6−75
116号公報に開示されている位相差板を用いただけでは必ずしも充分であると
は言えない。
Under the circumstances where a liquid crystal display device having a wide viewing angle and a high display quality is desired as in the present day, further improvement in viewing angle dependency is required.
It is not always sufficient to use only the phase difference plate disclosed in Japanese Patent No. 116.
一方、特開平8−101381号公報及び特開平5−215912号公報に開
示されている方法では、位相差板として使用可能な材料に制限があるため、適切
な波長分散を有する材料からなる位相差板は現実的ではない。また、位相差板の
厚みを厚くすると、視角を倒したときに光路長の変化と屈折率楕円体の変化とか
ら位相差が変化するため、視野角拡大の妨げとなって実用上好ましくない。さら
に、この方法では視角を倒したときの表示画面の着色現象を改善するには至って
おらず、未だ改善の余地を有している。
On the other hand, in the methods disclosed in JP-A-8-101381 and JP-A-5-215912, there is a limit to the materials that can be used as the phase difference plate. Therefore, a phase difference made of a material having an appropriate wavelength dispersion is used. The board is not realistic. Further, if the thickness of the retardation plate is increased, the phase difference changes due to the change in the optical path length and the change in the refractive index ellipsoid when the viewing angle is tilted. Furthermore, this method has not yet improved the coloring phenomenon of the display screen when the viewing angle is tilted, and there is still room for improvement.
本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、視角
に依存して生じるコントラスト変化や着色現象、反転現象等をさらに改善し、特
に、視角に依存した液晶画面の着色現象を効果的に改善することができる液晶表
示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and further improves contrast change, coloring phenomenon, inversion phenomenon, etc. that occur depending on the viewing angle. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of effectively improving the coloring phenomenon.
本発明の液晶表示装置は、各々電極層及び配向膜を有する一対の基板の間に液
晶層が挟持されてなる液晶表示素子と、該液晶表示素子の両側を挟む一対の偏光
子と、少なくとも一方の偏光子及び該液晶表示素子の間に設けられた少なくとも
1枚の位相差素子とを有する液晶表示装置において、該位相差素子の屈折率楕円
体の3つの主屈折率na、nb及びncがna=nc>nbの関係を有し、該位
相差素子の表面に概ね平行な主屈折率na及びncのうちの一方の方向を軸とし
て、主屈折率nbの方向が表面の法線方向から時計回り又は反時計回りに傾斜す
ると共に、主屈折率na及びncの他方の方向が表面に概ね平行な方向から時計
回り又は反時計回りに傾斜しており、かつ、視角に依存した画面着色が発生しな
いように、該液晶層中の液晶材料の平均アルキル鎖長と、該液晶材料の正常光屈
折率noの波長に対する変化度合と、該液晶材料の異常光屈折率neの波長に対
する変化度合との組み合わせ条件が設定されており、そのことにより上記目的が
達成される。
The liquid crystal display device of the present invention includes at least one of a liquid crystal display element in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates each having an electrode layer and an alignment film, a pair of polarizers sandwiching both sides of the liquid crystal display element Liquid crystal display device and at least one phase difference element provided between the liquid crystal display elements, the three main refractive indexes na, nb, and nc of the refractive index ellipsoid of the phase difference element are na = nc> nb, and the direction of the main refractive index nb is from the normal direction of the surface with one direction of the main refractive index na and nc approximately parallel to the surface of the retardation element as an axis. Inclining clockwise or counterclockwise, the other direction of the main refractive indexes na and nc is inclined clockwise or counterclockwise from a direction substantially parallel to the surface, and screen coloring depending on the viewing angle In the liquid crystal layer, The combination conditions of the average alkyl chain length of the liquid crystal material, the degree of change of the liquid crystal material with respect to the wavelength of the normal light refractive index no, and the degree of change of the liquid crystal material with respect to the wavelength of the extraordinary light refractive index ne are set. This achieves the above object.
前記液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmがm<3.40の範
囲に設定され、該液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(4
50)、波長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長65
0nmの光に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nm
の光に対する正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光
屈折率no(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(65
0)の変化度合とが、
1≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(6
50)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne
(650))))≦−0.422m+2.55
の範囲に設定されていてもよい。
The length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is set in a range of m <3.40, and the extraordinary refractive index ne (4) of the liquid crystal material with respect to light having a wavelength of 450 nm.
50), extraordinary refractive index ne (550) and wavelength 65 for light having a wavelength of 550 nm.
The degree of change of the extraordinary refractive index ne (650) with respect to 0 nm light and the wavelength 450 nm
Normal light refractive index no (450) for light of 550 nm, normal light refractive index no (550) for light of wavelength 550 nm, and normal light refractive index no (65) for light of wavelength 650 nm.
The degree of change of 0)
1 ≦ ((((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (6
50))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne
(650)))) ≦ −0.422 m + 2.55
It may be set in the range.
前記液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波
長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光
に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対す
る正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no
(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化
度合とが、
1≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(6
50)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne
(650))))≦−0.343m+2.26
の範囲に設定されているのが好ましい。
The degree of change of the extraordinary refractive index ne (450) for light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the extraordinary refractive index ne (550) for light with a wavelength of 550 nm, and the extraordinary refractive index ne (650) for light with a wavelength of 650 nm; Normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm, normal light refractive index no for light having a wavelength of 550 nm
(550) and the degree of change of the normal light refractive index no (650) with respect to light having a wavelength of 650 nm,
1 ≦ ((((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (6
50))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne
(650)))) ≦ −0.343m + 2.26
It is preferable that the range is set.
前記液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmが3.40≦m≦3
.90の範囲に設定され、該液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折
率ne(450)、波長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及
び波長650nmの光に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長
450nmの光に対する正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対
する正常光屈折率no(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率
no(650)の変化度合とが、
0.80≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−n
o(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)
−ne(650))))≦1.20
の範囲に設定されていてもよい。
The length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is 3.40 ≦ m ≦ 3.
. The extraordinary refractive index ne (450) for light having a wavelength of 450 nm, the extraordinary refractive index ne (550) for light having a wavelength of 550 nm, and the extraordinary refractive index ne for light having a wavelength of 650 nm. 650), normal light refractive index no (450) for light with a wavelength of 450 nm, normal light refractive index no (550) for light with a wavelength of 550 nm, and changes in normal light refractive index no (650) for light with a wavelength of 650 nm. The degree is
0.80 ≦ (((no (450) −no (550)) / (no (550) −n
o (650))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550)
-Ne (650))))) ≤ 1.20
It may be set in the range.
前記液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波
長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光
に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対す
る正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no
(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化
度合とが、
0.85<(((no(450)−no(550))/(no(550)−n
o(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)
−ne(650))))<1.15
の範囲に設定されているのが好ましい。
The degree of change of the extraordinary refractive index ne (450) for light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the extraordinary refractive index ne (550) for light with a wavelength of 550 nm, and the extraordinary refractive index ne (650) for light with a wavelength of 650 nm; Normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm, normal light refractive index no for light having a wavelength of 550 nm
(550) and the degree of change of the normal light refractive index no (650) with respect to light having a wavelength of 650 nm,
0.85 <((((no (450) -no (550)) / (no (550) -n
o (650))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550)
-Ne (650))))) <1.15
It is preferable that the range is set.
前記液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmがm>3.90の範
囲に設定され、該液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(4
50)、波長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長65
0nmの光に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nm
の光に対する正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光
屈折率no(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(65
0)の変化度合とが、
−0.422m+2.55≦(((no(450)−no(550))/(n
o(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/
(ne(550)−ne(650))))≦1
の範囲に設定されていてもよい。
The length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is set in a range of m> 3.90, and the extraordinary refractive index ne (4) of the liquid crystal material with respect to light having a wavelength of 450 nm.
50), extraordinary refractive index ne (550) and wavelength 65 for light having a wavelength of 550 nm.
The degree of change of the extraordinary refractive index ne (650) with respect to 0 nm light and the wavelength 450 nm
Normal light refractive index no (450) for light of 550 nm, normal light refractive index no (550) for light of wavelength 550 nm, and normal light refractive index no (65) for light of wavelength 650 nm.
The degree of change of 0)
−0.422 m + 2.55 ≦ (((no (450) −no (550)) / (n
o (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550)) /
(Ne (550) -ne (650)))) ≦ 1
It may be set in the range.
前記液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波
長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光
に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対す
る正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no
(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化
度合とが、
−0.343m+2.26≦(((no(450)−no(550))/(n
o(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/
(ne(550)−ne(650))))≦1
の範囲に設定されているのが好ましい。
The degree of change of the extraordinary refractive index ne (450) for light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the extraordinary refractive index ne (550) for light with a wavelength of 550 nm, and the extraordinary refractive index ne (650) for light with a wavelength of 650 nm; Normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm, normal light refractive index no for light having a wavelength of 550 nm
(550) and the degree of change of the normal light refractive index no (650) with respect to light having a wavelength of 650 nm,
−0.343m + 2.26 ≦ (((no (450) −no (550)) / (n
o (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550)) /
(Ne (550) -ne (650)))) ≦ 1
It is preferable that the range is set.
波長550nmの光に対する前記液晶材料の屈折率異方性Δn(550)が0
.060より大きく0.120より小さい範囲に設定されているのが好ましい。
The refractive index anisotropy Δn (550) of the liquid crystal material with respect to light having a wavelength of 550 nm is 0.
. It is preferably set in a range larger than 060 and smaller than 0.120.
波長550nmの光に対する前記液晶材料の屈折率異方性Δn(550)が0
.070以上0.095以下の範囲に設定されているのが好ましい。
The refractive index anisotropy Δn (550) of the liquid crystal material with respect to light having a wavelength of 550 nm is 0.
. It is preferably set in the range of 070 or more and 0.095 or less.
前記位相差素子における屈折率楕円体の傾斜角が15゜以上75゜以下の範囲
に設定されているのが好ましい。
The inclination angle of the refractive index ellipsoid in the retardation element is preferably set in the range of 15 ° to 75 °.
前記位相差素子の主屈折率na及びnbの差と、該位相差素子の厚さdとの積
(na−nb)×dが80nm以上250nm以下の範囲に設定されているのが
好ましい。
The product (na−nb) × d of the difference between the main refractive indexes na and nb of the retardation element and the thickness d of the retardation element is preferably set in the range of 80 nm to 250 nm.
以下、本発明を完成するに至った経緯及び本発明の作用について説明する。 Hereinafter, the background to the completion of the present invention and the operation of the present invention will be described.
本発明にあっては、位相差素子の屈折率楕円体の3つの主屈折率na、nb及
びncがna=nc>nbの関係を有し、位相差素子の表面に概ね平行な主屈折
率na及びncのうちの一方の方向を軸として、主屈折率nbの方向が表面の法
線方向から時計回り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率na及びncの
他方の方向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回りに傾斜している
ことにより位相差素子の屈折率楕円体が傾斜している。直線偏光が複屈折性を有
する液晶層を通過して正常光と異常光とが発生すると、これらの位相差に伴って
通過光が楕円偏光に変化されるが、上記位相差板により正常光と異常光との位相
差が補償される。
In the present invention, the three main refractive indexes na, nb, and nc of the refractive index ellipsoid of the retardation element have a relationship of na = nc> nb, and the main refractive index is substantially parallel to the surface of the retardation element. The direction of the main refractive index nb is inclined clockwise or counterclockwise from the normal direction of the surface with one direction of na and nc as an axis, and the other direction of the main refractive indexes na and nc is on the surface. The refractive index ellipsoid of the phase difference element is tilted by tilting clockwise or counterclockwise from a substantially parallel direction. When linearly polarized light passes through a liquid crystal layer having birefringence and normal light and extraordinary light are generated, the passing light is changed to elliptically polarized light with the phase difference. The phase difference from the extraordinary light is compensated.
しかしながら、このような位相差板の補償機能のみでは、さらなる視角依存性
の改善要求を充分満たすことができない。
However, only the compensation function of such a retardation plate cannot sufficiently satisfy the demand for further improvement in viewing angle dependency.
そこで、本願発明者らは研究を重ねた結果、液晶表示素子に封入された液晶層
において、液晶材料の平均アルキル鎖長と、液晶材料の正常光屈折率noの波長
に対する変化度合と、液晶材料の異常光屈折率neの波長に対する変化度合との
組み合わせ条件が、特に液晶表示画面の着色に影響を与えることを見い出し、本
発明を完成させるに至った。
Therefore, as a result of repeated research, the inventors of the present application have found that in the liquid crystal layer sealed in the liquid crystal display element, the average alkyl chain length of the liquid crystal material, the degree of change of the normal light refractive index no of the liquid crystal material with respect to the wavelength, and the liquid crystal material It was found that the combination condition of the extraordinary refractive index ne with the degree of change with respect to the wavelength particularly affects the coloring of the liquid crystal display screen, and the present invention has been completed.
本発明の液晶表示装置にあっては、液晶材料の平均アルキル鎖長と、液晶材料
の正常光屈折率noの波長に対する変化度合と、液晶材料の異常光屈折率neの
波長に対する変化度合との組み合わせ条件を、視角に依存した画面着色が発生し
ない範囲に設定している。これにより画面の着色をより一層防止することが可能
となり、さらに、後述する実施形態に示すように、コントラスト変化や反転現象
についても、位相差板の補償機能のみの場合よりもさらに改善することができた
。
In the liquid crystal display device of the present invention, the average alkyl chain length of the liquid crystal material, the degree of change of the liquid crystal material with respect to the wavelength of the normal light refractive index no, and the degree of change of the liquid crystal material with respect to the wavelength of the extraordinary light refractive index ne. The combination condition is set in a range where screen coloring depending on the viewing angle does not occur. As a result, it becomes possible to further prevent coloring of the screen, and as shown in the embodiments described later, contrast change and inversion phenomenon can be further improved compared to the case of only the compensation function of the retardation plate. did it.
液晶材料の平均アルキル鎖長と、液晶材料の正常光屈折率noの波長に対する
変化度合と、液晶材料の異常光屈折率neの波長に対する変化度合との関係は、
具体的には以下の範囲に設定する。
The relationship between the average alkyl chain length of the liquid crystal material, the degree of change of the normal light refractive index no of the liquid crystal material with respect to the wavelength, and the degree of change of the abnormal light refractive index ne of the liquid crystal material with respect to the wavelength is
Specifically, the following range is set.
(1)液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmがm<3.40の
場合、液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波
長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光
に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対す
る正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no
(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化
度合とを、
1≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(6
50)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne
(650))))≦−0.422m+2.55
の範囲に設定する。
(1) When the length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is m <3.40, the extraordinary refractive index ne (450) for the light of the wavelength 450 nm of the liquid crystal material, the wavelength of 550 nm Change degree of extraordinary refractive index ne (550) for light of 650 nm and extraordinary refractive index ne (650) for light of wavelength 650 nm, normal refractive index no (450) for light of wavelength 450 nm, normal for light of wavelength 550 nm Photorefractive index no
(550) and the degree of change of the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm,
1 ≦ ((((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (6
50))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne
(650)))) ≦ −0.422 m + 2.55
Set to the range.
この場合、後述する実施形態1において示すように、通常の液晶表示装置に対
して要求される視角50゜において、若干の色付きは生じるものの、どの方向か
ら見ても充分使用に耐え得る表示が得られる。
In this case, as shown in
さらに好ましくは、
1≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(6
50)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne
(650))))≦−0.343m+2.26
の範囲に設定する。
More preferably,
1 ≦ ((((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (6
50))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne
(650)))) ≦ −0.343m + 2.26
Set to the range.
この場合、後述する実施形態1において示すように、視角70゜というさらに
広視野角の液晶表示装置において、どの方向から見ても全く着色現象が無い表示
が得られる。
In this case, as shown in
(2)液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmが3.40≦m≦
3.90の場合、液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(4
50)、波長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長65
0nmの光に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nm
の光に対する正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光
屈折率no(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(65
0)の変化度合とを、
0.80≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−n
o(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)
−ne(650))))≦1.20
の範囲に設定する。
(2) The length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is 3.40 ≦ m ≦
In the case of 3.90, the extraordinary refractive index ne (4 for the light of wavelength 450 nm of the liquid crystal material.
50), extraordinary refractive index ne (550) and wavelength 65 for light having a wavelength of 550 nm.
The degree of change of the extraordinary refractive index ne (650) with respect to 0 nm light and the wavelength 450 nm
Normal light refractive index no (450) for light of 550 nm, normal light refractive index no (550) for light of wavelength 550 nm, and normal light refractive index no (65) for light of wavelength 650 nm.
0)
0.80 ≦ (((no (450) −no (550)) / (no (550) −n
o (650))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550)
-Ne (650))))) ≤ 1.20
Set to the range.
この場合、後述する実施形態2に示すように、通常の液晶表示装置に対して要
求される視角50゜において、若干の色付きは生じるものの、どの方向から見て
も充分使用に耐え得る表示が得られる。
In this case, as shown in
さらに好ましくは、
0.85<(((no(450)−no(550))/(no(550)−n
o(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)
−ne(650))))<1.15
の範囲に設定する。
More preferably,
0.85 <((((no (450) -no (550)) / (no (550) -n
o (650))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550)
-Ne (650))))) <1.15
Set to the range.
この場合、後述する実施形態2に示すように、視角70゜というさらに広視野
角の液晶表示装置において、どの方向から見ても全く着色現象が無い表示が得ら
れる。
In this case, as shown in
(3)液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmがm>3.90の
場合、液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波
長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光
に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対す
る正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no
(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化
度合とを、
−0.422m+2.55≦(((no(450)−no(550))/(n
o(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/
(ne(550)−ne(650))))≦1
の範囲に設定する。
(3) When the length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is m> 3.90, the extraordinary refractive index ne (450) for the light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the wavelength of 550 nm Change degree of extraordinary refractive index ne (550) for light of 650 nm and extraordinary refractive index ne (650) for light of wavelength 650 nm, normal refractive index no (450) for light of wavelength 450 nm, normal for light of wavelength 550 nm Photorefractive index no
(550) and the degree of change of the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm,
−0.422 m + 2.55 ≦ (((no (450) −no (550)) / (n
o (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550)) /
(Ne (550) -ne (650)))) ≦ 1
Set to the range.
この場合、後述する実施形態3に示すように、通常の液晶表示装置に対して要
求される視角50゜において、若干の色付きは生じるものの、どの方向から見て
も充分使用に耐え得る表示が得られる。
In this case, as shown in
さらに好ましくは、
−0.343m+2.26≦(((no(450)−no(550))/(n
o(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/
(ne(550)−ne(650))))≦1
の範囲に設定する。
More preferably,
−0.343m + 2.26 ≦ (((no (450) −no (550)) / (n
o (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550)) /
(Ne (550) -ne (650)))) ≦ 1
Set to the range.
この場合、後述する実施形態3に示すように、視角70゜というさらに広視野
角の液晶表示装置において、どの方向から見ても全く着色現象が無い表示が得ら
れる。
In this case, as shown in
本発明の液晶表示装置にあっては、波長550nmの光に対する液晶材料の屈
折率異方性Δn(550)を0.060より大きく0.120より小さい範囲に
設定するのが好ましい。可視光領域である波長550nmの光に対する液晶材料
の屈折率異方性Δn(550)が0.060以下又は0.120以上である場合
、後述する実施形態4に示すように、視角方向によって反転現象やコントラスト
比の低下が発生することが確認されているからである。波長550nmの光に対
する液晶材料の屈折率異方性Δn(550)を0.060より大きく0.120
より小さい範囲に設定することにより視角に応じた位相差を解消することができ
るので、液晶表示画面において視角に依存して生じる着色現象は当然ながら、コ
ントラスト変化や左右方向の反転現象等もさらに改善することができる。
In the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the refractive index anisotropy Δn (550) of the liquid crystal material with respect to light having a wavelength of 550 nm is set in a range larger than 0.060 and smaller than 0.120. When the refractive index anisotropy Δn (550) of the liquid crystal material with respect to light having a wavelength of 550 nm, which is in the visible light region, is 0.060 or less or 0.120 or more, it is inverted depending on the viewing angle direction as shown in a fourth embodiment described later. This is because it has been confirmed that a phenomenon and a decrease in contrast ratio occur. The refractive index anisotropy Δn (550) of the liquid crystal material with respect to light having a wavelength of 550 nm is greater than 0.060 and 0.120.
By setting a smaller range, the phase difference corresponding to the viewing angle can be eliminated, so the coloring phenomenon that occurs depending on the viewing angle on the liquid crystal display screen is naturally improved, as is the contrast change and the horizontal reversal phenomenon. can do.
ここで、波長550nmの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δn(550)
を0.070以上0.095以下の範囲に設定することにより、後述する実施形
態4に示すように、視角に応じた位相差をより効果的に解消することができる。
従って、液晶表示画面において視角に依存して生じる着色現象、コントラスト変
化や左右方向の反転現象等を確実に改善することができる。
Here, the refractive index anisotropy Δn (550) of the liquid crystal material with respect to light having a wavelength of 550 nm.
Is set in the range of 0.070 or more and 0.095 or less, the phase difference corresponding to the viewing angle can be more effectively eliminated as shown in the fourth embodiment described later.
Therefore, it is possible to reliably improve the coloring phenomenon depending on the viewing angle on the liquid crystal display screen, the contrast change, the horizontal reversal phenomenon, and the like.
本発明の液晶表示装置にあっては、位相差素子における屈折率楕円体の傾斜角
を15゜以上75゜以下の範囲に設定するのが好ましい。このように位相差素子
の屈折率楕円体の傾斜角を設定することにより、後述する実施形態4に示すよう
に、上述した視角に応じて生じる正常光と異常光との位相差変化を、位相差素子
によって確実に補償することができる。
In the liquid crystal display device of the present invention, the inclination angle of the refractive index ellipsoid in the retardation element is preferably set in the range of 15 ° to 75 °. By setting the inclination angle of the refractive index ellipsoid of the phase difference element in this way, as shown in
本発明の液晶表示装置にあっては、位相差素子の主屈折率na及びnbの差と
、位相差素子の厚さdとの積(na−nb)×dを80nm以上250nm以下
の範囲に設定するのが好ましい。このように位相差素子の主屈折率na及びnb
の差と位相差素子の厚さdとの積を設定することにより、後述する実施形態4に
示すように、上述した視角に応じて生じる正常光と異常光との位相差変化を、位
相差素子によって確実に補償することができる。
In the liquid crystal display device of the present invention, the product (na−nb) × d of the difference between the main refractive indexes na and nb of the retardation element and the thickness d of the retardation element is in the range of 80 nm to 250 nm. It is preferable to set. Thus, the main refractive indexes na and nb of the phase difference element
By setting the product of the difference between the above and the thickness d of the phase difference element, the change in the phase difference between the normal light and the abnormal light generated according to the above-described viewing angle can be expressed as the phase difference as shown in the fourth embodiment described later. Compensation can be ensured by the element.
以上詳述したように本発明による場合には、屈折率楕円体の3つの主屈折率n
a、nb及びncがna=nc>nbの関係を有し、表面に概ね平行な主屈折率
na及びncのうちの一方の方向を軸として、主屈折率nbの方向が表面の法線
方向から時計回り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率na及びncの他
方の方向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回りに傾斜している位
相差板を用いることにより、液晶表示素子の位相差変化を補償することができる
。それに加えて、液晶層の液晶材料の平均アルキル鎖長と、液晶材料の正常光屈
折率noの波長に対する変化度合と、液晶材料の異常光屈折率neの波長に対す
る変化度合との組み合わせ条件を視角に依存した画面着色が発生しない範囲に設
定することにより、視角に依存した液晶表示画面の着色をより一層防止すること
が可能となり、さらに、反転現象や反視角方向のコントラスト比の低下について
も、位相差板の補償機能のみの場合よりもさらに改善することができる。
As described in detail above, in the case of the present invention, the three main refractive indexes n of the refractive index ellipsoid are shown.
a, nb, and nc have a relationship of na = nc> nb, and the direction of the main refractive index nb is the normal direction of the surface with the direction of one of the main refractive indexes na and nc approximately parallel to the surface as an axis By using a phase difference plate that is inclined clockwise or counterclockwise from the other and whose other direction of the main refractive indexes na and nc is inclined clockwise or counterclockwise from a direction substantially parallel to the surface. A change in phase difference of the display element can be compensated. In addition, the viewing angle of the combination condition of the average alkyl chain length of the liquid crystal material of the liquid crystal layer, the degree of change of the normal light refractive index no of the liquid crystal material with respect to the wavelength, and the degree of change of the abnormal light refractive index ne of the liquid crystal material with respect to the wavelength It is possible to further prevent the coloration of the liquid crystal display screen depending on the viewing angle by setting it in a range in which the screen coloring depending on the display does not occur. This can be further improved as compared with the case of only the compensation function of the retardation plate.
特に、通常の液晶表示装置に対して要求される視角50゜において、あらゆる方向から見て充分使用に耐え得る程度まで液晶表示画面の着色を抑えることが可能となる。 In particular, at a viewing angle of 50 ° required for a normal liquid crystal display device, it is possible to suppress coloration of the liquid crystal display screen to such an extent that it can be sufficiently used when viewed from all directions.
さらに、本発明による場合には、視角70゜というさらに広視野角の液晶表示装置において、どの方向から見ても液晶表示画面に全く着色現象が無い状態を実現することができる。 Furthermore, according to the present invention , in a liquid crystal display device having a wider viewing angle of 70 °, it is possible to realize a state where the liquid crystal display screen has no coloring phenomenon when viewed from any direction.
従って、本発明によれば、白黒表示におけるコントラスト比が観察者の視角方
向によって影響されないため、液晶表示装置の表示画像の品質を格段に向上させ
ることができる。
Therefore, according to the present invention, since the contrast ratio in black and white display is not influenced by the viewing angle direction of the observer, the quality of the display image of the liquid crystal display device can be significantly improved.
また、本発明による場合には、波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)を0.060より大きく0.120より小さい範囲に設定することにより、液晶表示素子に視角に応じて生じる位相差を解消することができる。よって、液晶表示画面において視角に依存して生じる着色現象は当然ながら、コントラスト変化や左右方向の反転現象等もさらに改善することができる。 Further, in the case of the present invention , the refractive index anisotropy Δn (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm is set in a range larger than 0.060 and smaller than 0.120, so that the liquid crystal display element is generated according to the viewing angle. The phase difference can be eliminated. Therefore, the coloring phenomenon that occurs depending on the viewing angle on the liquid crystal display screen can naturally be further improved with respect to contrast change, left-right inversion phenomenon, and the like.
さらに、本発明による場合には、波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)を0.070以上0.095以下の範囲に設定することにより、より一層、視角に応じて生じる位相差を効果的に解消することができる。よって、液晶表示画面において視角に依存して生じる着色現象、コントラスト変化や左右方向の反転現象等をさらに確実に改善することができる。 Furthermore, in the case of the present invention, by setting the refractive index anisotropy Δn with a wavelength of 550nm to light a (550) in the range of 0.070 or more 0.095 or less, even more, the phase difference caused depending on the viewing angle Can be effectively eliminated. Therefore, it is possible to more reliably improve the coloring phenomenon that occurs depending on the viewing angle on the liquid crystal display screen, the contrast change, the horizontal reversal phenomenon, and the like.
また、本発明による場合には、屈折率楕円体の傾斜角を15゜以上75゜以下の範囲に設定することにより、位相差素子による位相差の補償機能を確実に得ることができるので、視認性を確実に向上することができる。 Further, in the case of the present invention, by setting the inclination angle of the refractive index ellipsoid within the range of 15 ° or more and 75 ° or less, the phase difference compensation function by the phase difference element can be surely obtained. Can be improved with certainty.
また、本発明による場合には、位相差素子の主屈折率na及びnbの差と、位相差素子の厚さdとの積(na−nb)×dを80nm以上250nm以下の範囲に設定することにより、位相差素子による位相差の補償機能を確実に得ることができるので、視認性を確実に向上することができる。 Further, according to the present invention, the product (na−nb) × d of the difference between the main refractive indexes na and nb of the phase difference element and the thickness d of the phase difference element is set in the range of 80 nm to 250 nm. As a result, the compensation function of the phase difference by the phase difference element can be obtained with certainty, and the visibility can be improved with certainty.
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態である液晶表示装置の構造を示す断面図である。
この液晶表示装置は、液晶表示素子1と一対の位相差板2、3と一対の偏光板4
、5とからなる液晶セル16と駆動回路17とを備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
The liquid crystal display device includes a liquid
5 and a driving
液晶表示素子1は、対向配置された一対の電極基板6、7の間に液晶層8が挟
持されている。一方の電極基板6は、ベースとなるガラス基板(透光性基板)9
の液晶層8側の表面にITO(インジウム錫酸化物)からなる透明電極10が形
成され、その上に配向膜11が形成されている。他方の電極基板7は、ベースと
なるガラス基板(透光性基板)12の液晶層8側の表面にITOからなる透明電
極13が形成され、その上に配向膜14が形成されている。
In the liquid
A
両透明電極10、11は駆動回路17に接続されている。なお、この図1にお
いては簡略化のために2画素分の構成を示しているが、液晶表示素子1の表示部
のほぼ全体において所定幅の帯状の透明電極10、13がガラス基板9、12上
に形成され、一方のガラス基板9上の透明電極10と他方のガラス基板10上の
透明電極13とは基板面に垂直な方向から見て相互に交差(ここでは直交)する
ように形成されている。
Both
配向膜11、14は、液晶層8中の液晶分子が約90゜捩れ配向するように予
めラビング処理が施されている。配向膜11のラビング方向R1と配向膜14の
ラビング方向R2とは、図2に示すように、互いに直交する方向に設定されてい
る。
The alignment films 11 and 14 are rubbed in advance so that the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 8 are twisted by about 90 °. The rubbing direction R1 of the alignment film 11 and the rubbing direction R2 of the alignment film 14 are set in directions orthogonal to each other as shown in FIG.
両電極基板6、7はシール樹脂15により貼り合わせられており、電極基板6
、7とシール樹脂15とで囲まれる空間内に液晶層8が封入されている。なお、
この液晶層8の詳細については後述するが、位相差板2、3による位相差補償機
能と組み合わせて最良な特性が得られるように、液晶層8中の液晶材料のアルキ
ル鎖、正常光屈折率noの波長に対する変化度合及び異常光屈折率neの波長に
対する変化度合との関係が所定の範囲に設定してある。
Both
, 7 and the sealing
Although details of the liquid crystal layer 8 will be described later, an alkyl chain of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8 and a normal light refractive index so that the best characteristics can be obtained in combination with the retardation compensation function by the
位相差板2、3は、液晶表示素子1とその両側の偏光板4、5との間に各々1
枚ずつ配置されている。この位相差板2、3は、透明な有機高分子からなる支持
体にディスコティック液晶が傾斜配向又はハイブリッド配向されて架橋されたも
のである。これにより、後述するように、屈折率楕円体が傾斜した位相差板2、
3が得られる。
The
It is arranged one by one. The
3 is obtained.
位相差板2、3の支持体材料としては、一般に偏光板に用いられるトリアセチ
ルセルロース(TAC)が適しており、信頼性が高い位相差板が得られる。それ
以外の材料としては、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート
(PET)等の耐環境性や耐薬品性に優れた無色透明の有機高分子フィルムが適
している。
As a support material for the
位相差板2、3は、図3に示すように、異なる3方向の主屈折率na、nb、
ncを有している。
As shown in FIG. 3, the
nc.
3つの主屈折率na、nb及びncはna=nc>nbの関係を有している。
この場合、光学軸が1つのみ存在するので位相差板2、3は一軸性を備えたもの
となり、屈折率異方性が負となる。
The three main refractive indexes na, nb, and nc have a relationship of na = nc> nb.
In this case, since there is only one optical axis, the
主屈折率naの方向は、直交座標軸xyzのうち、位相差板2、3の表面に平
行(画面に平行)なy軸の方向と一致している。主屈折率nbの方向は、主屈折
率naの方向を軸として、位相差板2、3の表面に垂直(表面の法線方向、画面
に垂直)なz軸の方向から矢印Aの方向にθ傾いている。主屈折率ncの方向は
、主屈折率naの方向を軸として、位相差板2、3の表面に平行(画面に平行)
なx軸の方向から矢印Bの方向にθ傾いている。この屈折率楕円体の傾斜角度θ
は15゜≦θ≦75゜とするのが好ましい。この範囲に設定することにより屈折
率楕円体の傾斜方向が時計回り及び反時計回りに関わらず、位相差板2、3によ
る位相差補償機能を確実に得ることができる。ここで、位相差板2、3に異方性
を与える方向に傾斜する主屈折率nbの方向を位相差板2、3の表面に投影した
方向をDとする。
The direction of the main refractive index na coincides with the y-axis direction parallel to the surfaces of the
Inclined θ from the x-axis direction to the arrow B direction. The tilt angle θ of this refractive index ellipsoid
Is preferably 15 ° ≦ θ ≦ 75 °. By setting within this range, the phase difference compensation function by the
位相差板2、3の第1のリターデーション値は主屈折率na及びncの差(屈
折率異方性Δn)と位相差素子の厚さdとの積(nc−na)×dで表されるが
、na=ncであるためほぼ0nmになる。第2のリターデーション値は主屈折
率na及びnbの差(屈折率異方性Δn)と位相差素子の厚さdとの積(na−
nb)×dで表されるが、80nm以上250nm以下の範囲に設定するのが好
ましい。この範囲に設定することにより、位相差板2、3による位相差補償機能
を確実に得ることができる。
The first retardation value of the
nb) × d, but is preferably set in the range of 80 nm to 250 nm. By setting within this range, the phase difference compensation function by the
なお、液晶や位相差板(位相差フィルム)といった光学異方体においては、3
次元方向の主屈折率na、nb、ncの異方性が屈折率楕円体で表される。その
屈折率異方性Δnは、屈折率異方体をどの方向から観察するかによって異なる値
になる。
In an optical anisotropic body such as a liquid crystal or a retardation plate (retardation film), 3
The anisotropy of the main refractive indexes na, nb, and nc in the dimensional direction is represented by a refractive index ellipsoid. The refractive index anisotropy Δn varies depending on the direction from which the refractive index anisotropic body is observed.
本実施形態の液晶表示装置において、液晶表示素子1、位相差板2、3及び偏
光板4、5は図4に示すように配置されている。
In the liquid crystal display device of this embodiment, the liquid
偏光板4は、その吸収軸AX1が上述の配向膜11のラビング方向R1と平行
になるように配置され、偏光板5は、その吸収軸AX2が上述の配向膜14のラ
ビング方向R2と平行になるように配置される。この液晶表示装置においては、
ラビング方向R1、R2を互いに直交させているため、吸収軸AX1、AX2も
互いに直交している。
The
Since the rubbing directions R1 and R2 are orthogonal to each other, the absorption axes AX1 and AX2 are also orthogonal to each other.
位相差板2は、図3に示した方向D(D1)が配向膜11のラビング方向R1
と平行になるように配置され、位相差板3は、図3に示した方向D(D2)が配
向膜14のラビング方向R2と平行になるように配置される。
The
The
このような液晶表示素子1、位相差板2、3及び偏光板4、5の配置により、
液晶層8にオン電圧を印加しないオフ時に光を透過して白色表示を行う所謂ノー
マリホワイトモードの液晶表示装置が得られる。
With the arrangement of the liquid
A so-called normally white mode liquid crystal display device that transmits white light and displays white when the on voltage is not applied to the liquid crystal layer 8 is obtained.
なお、位相差板2、3の配置については、位相差板2、3のうちのいずれか一
方のみを液晶表示素子1の片側に配置してもよく、又は位相差板2、3の両方を
液晶表示素子2の片側に重ねて配置してもよい。さらに、3枚以上の位相差板を
用いることも可能である。
In addition, about arrangement | positioning of the
次に、液晶層8について、詳細に説明する。 Next, the liquid crystal layer 8 will be described in detail.
上述したように、位相差板2、3による位相差補償機能と組み合わせて最良な
特性が得られるように、液晶層8中の液晶材料のアルキル鎖、正常光屈折率no
の波長に対する変化度合及び異常光屈折率neの波長に対する変化度合との関係
は、表示画面に視角に依存した着色が発生しない範囲に設定してある。
As described above, the alkyl chain of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8 and the normal light refractive index no so that the best characteristics can be obtained in combination with the retardation compensation function by the
The relationship between the degree of change with respect to the wavelength and the degree of change with respect to the wavelength of the extraordinary light refractive index ne is set in a range where coloring depending on the viewing angle does not occur on the display screen.
具体的には、液晶材料の平均アルキル鎖長と、液晶材料の正常光屈折率noの
波長に対する変化度合と、液晶材料の異常光屈折率neの波長に対する変化度合
との関係は、以下の(1)〜(3)の少なくともいずれかの設定範囲の条件を満
たすように設定する。
Specifically, the relationship between the average alkyl chain length of the liquid crystal material, the degree of change of the liquid crystal material with respect to the wavelength of the normal light refractive index no, and the degree of change of the liquid crystal material with respect to the wavelength of the extraordinary light refractive index ne is as follows: It sets so that the conditions of the setting range of at least any one of 1)-(3) may be satisfy | filled.
(1)液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmがm<3.40の
場合、液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波
長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光
に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対す
る正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no
(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化
度合とを、
1≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(6
50)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne
(650))))≦−0.422m+2.55
の範囲に設定する。
(1) When the length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is m <3.40, the extraordinary refractive index ne (450) for the light of the wavelength 450 nm of the liquid crystal material, the wavelength of 550 nm Change degree of extraordinary refractive index ne (550) for light of 650 nm and extraordinary refractive index ne (650) for light of wavelength 650 nm, normal refractive index no (450) for light of wavelength 450 nm, normal for light of wavelength 550 nm Photorefractive index no
(550) and the degree of change of the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm,
1 ≦ ((((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (6
50))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne
(650)))) ≦ −0.422 m + 2.55
Set to the range.
より好ましくは、
1≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(6
50)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne
(650))))≦−0.343m+2.26
の範囲に設定する。
More preferably,
1 ≦ ((((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (6
50))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne
(650)))) ≦ −0.343m + 2.26
Set to the range.
(2)液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmが3.40≦m≦
3.90の場合、液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(4
50)、波長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長65
0nmの光に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nm
の光に対する正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光
屈折率no(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(65
0)の変化度合とを、
0.80≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−n
o(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)
−ne(650))))≦1.20
の範囲に設定する。
(2) The length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is 3.40 ≦ m ≦
In the case of 3.90, the extraordinary refractive index ne (4 for the light of wavelength 450 nm of the liquid crystal material.
50), extraordinary refractive index ne (550) and wavelength 65 for light having a wavelength of 550 nm.
The degree of change of the extraordinary refractive index ne (650) with respect to 0 nm light and the wavelength 450 nm
Normal light refractive index no (450) for light of 550 nm, normal light refractive index no (550) for light of wavelength 550 nm, and normal light refractive index no (65) for light of wavelength 650 nm.
0)
0.80 ≦ (((no (450) −no (550)) / (no (550) −n
o (650))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550)
-Ne (650))))) ≤ 1.20
Set to the range.
より好ましくは、
0.85<(((no(450)−no(550))/(no(550)−n
o(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)
−ne(650))))<1.15
の範囲に設定する。
More preferably,
0.85 <((((no (450) -no (550)) / (no (550) -n
o (650))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550)
-Ne (650))))) <1.15
Set to the range.
(3)液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmがm>3.90の
場合、液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波
長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光
に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対す
る正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no
(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化
度合とを、
−0.422m+2.55≦(((no(450)−no(550))/(n
o(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/
(ne(550)−ne(650))))≦1
の範囲に設定する。
(3) When the length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is m> 3.90, the extraordinary refractive index ne (450) for the light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the wavelength of 550 nm Change degree of extraordinary refractive index ne (550) for light of 650 nm and extraordinary refractive index ne (650) for light of wavelength 650 nm, normal refractive index no (450) for light of wavelength 450 nm, normal for light of wavelength 550 nm Photorefractive index no
(550) and the degree of change of the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm,
−0.422 m + 2.55 ≦ (((no (450) −no (550)) / (n
o (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550)) /
(Ne (550) -ne (650)))) ≦ 1
Set to the range.
より好ましくは、
−0.343m+2.26≦(((no(450)−no(550))/(n
o(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/
(ne(550)−ne(650))))≦1
の範囲に設定する。
More preferably,
−0.343m + 2.26 ≦ (((no (450) −no (550)) / (n
o (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550)) /
(Ne (550) -ne (650)))) ≦ 1
Set to the range.
この構成により、本実施形態の液晶表示装置は、液晶表示素子1に視角に応じ
て生じる正常光と異常光との位相差変化を位相差板2、3で補償すると共に、液
晶表示画面に生じる視角に依存した着色を液晶層8の液晶材料により特に効果的
に補償することができる。従って、視角に依存した表示画面の着色が効果的に改
善され、同時にコントラスト変化や反転現象も改善されて、高画質の画像を得る
ことができる。
With this configuration, the liquid crystal display device according to the present embodiment compensates for a phase difference change between normal light and abnormal light generated in the liquid
以下に本発明の液晶表示装置について、さらに具体的な実施形態を挙げて説明
する。
The liquid crystal display device of the present invention will be described below with further specific embodiments.
(実施形態1)
本実施形態1では、図1に示した液晶表示装置において、液晶層8の液晶材料
として下記構造式で示される材料系をブレンドして、1モルに対する平均アルキ
ル鎖(CmH2m+1−)の長さmをm<3.40とし、液晶材料の波長450nm
の光に対する異常光屈折率ne(450)、波長550nmの光に対する異常光
屈折率ne(550)及び波長650nmの光に対する異常光屈折率ne(65
0)の変化度合と、波長450nmの光に対する正常光屈折率no(450)、
波長550nmの光に対する正常光屈折率no(550)及び波長650nmの
光に対する正常光屈折率no(650)の変化度合とを
1≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(6
50)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne
(650))))≦−0.422m+2.55
の範囲に設定したものを用いた。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, in the liquid crystal display device shown in FIG. 1, a material system represented by the following structural formula is blended as the liquid crystal material of the liquid crystal layer 8, and an average alkyl chain (C m H 2m + 1 − ) Where m <3.40 and the wavelength of the liquid crystal material is 450 nm.
Extraordinary refractive index ne (450) for light of 550 nm, extraordinary refractive index ne (550) for light of wavelength 550 nm, and extraordinary refractive index ne (65 of light of wavelength 650 nm).
0) and normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm,
The degree of change of the normal light refractive index no (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm and the degree of change of the normal light refractive index no (650) with respect to light having a wavelength of 650 nm is expressed as 1 ≦ ((((no (450) −no (550))) / (no (550) -no (6
50))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne
(650)))) ≦ −0.422 m + 2.55
The one set in the range was used.
液晶セル16のセル厚(液晶層8の厚み)は5μmとし、下記表1に示す5つ
の液晶表示装置(サンプル#11〜#15)を作製した。
The cell thickness of the liquid crystal cell 16 (thickness of the liquid crystal layer 8) was 5 μm, and five liquid crystal display devices (samples # 11 to # 15) shown in Table 1 below were produced.
位相差板2、3としては、透明な支持体(例えばトリアセチルセルロース(T
AC)等)にディスコティック液晶を塗布し、ディスコティック液晶を傾斜配向
させて架橋させて、第1のリターデーション値(nc−na)×dが0nm、第
2のリターデーション値(na−nb)×dが100nmであり、図3に示した
主屈折率nbの方向がxyz座標軸におけるz軸方向から矢印Aの方向に約20
゜傾き、主屈折率ncの方向がx軸方向から矢印Bの方向に約20゜傾いた屈折
率楕円体の傾斜角度θ=20゜のものを作製した。
As the
AC) etc.) is applied with a discotic liquid crystal, the discotic liquid crystal is tilted and cross-linked, and the first retardation value (nc-na) × d is 0 nm, and the second retardation value (na-nb). ) × d is 100 nm, and the direction of the main refractive index nb shown in FIG. 3 is about 20 from the z-axis direction in the xyz coordinate axis to the direction of the arrow A.
A refractive index ellipsoid having an inclination angle θ of 20 ° and a main refractive index nc of about 20 ° from the x-axis direction in the direction of arrow B was produced.
さらに、比較のために、図1の液晶表示装置に示した液晶表示装置において、
液晶層8の液晶材料として
1>(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(6
50)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne
(650))))
又は
(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(650
)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne(6
50))))>−0.422m+2.55
の範囲に設定したものを用いた以外は本実施形態と同様にして下記表1に示した
2つの液晶表示装置(比較サンプル#100及び#101)を作製した。
Further, for comparison, in the liquid crystal display device shown in the liquid crystal display device of FIG.
1> ((((no (450) -no (550))) / (no (550) -no (6
50))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne
(650))))
Or (((no (450) -no (550)) / (no (550) -no (650
))) / ((Ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne (6
50))))>-0.422m + 2.55
Two liquid crystal display devices (
上記サンプル#11〜#15及び比較サンプル#100、#101について、
白色光の下、目視試験を行った結果を下記表1に示す。尚、下記表1及び後述す
る実施形態2、3の表2、3において、
F(no(λ),ne(λ)=(((no(450)−no(550))/(
no(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))
/(ne(550)−ne(650))))であり、
○は着色無し、△は使用に耐え得る程度の着色あり、×は使用に耐えない程度
の着色ありを示す。
For the above samples # 11 to # 15 and comparative samples # 100 and # 101,
The results of a visual test under white light are shown in Table 1 below. In Table 1 below and Tables 2 and 3 in
F (no (λ), ne (λ) = (((no (450) −no (550)) / (
no (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550))
/ (Ne (550) -ne (650)))),
○ indicates no coloration, Δ indicates coloration that can withstand use, and x indicates coloration that does not withstand use.
上記表1に示すように、本実施形態のサンプル#13〜#15については、視
角70゜においてどの方向から見ても着色は確認されず、良好な画質が得られた
。従って、
1≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(6
50)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne
(650))))≦−0.343m+2.26
の範囲では、特に優れた特性が得られることがわかる。
As shown in Table 1, the
1 ≦ ((((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (6
50))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne
(650)))) ≦ −0.343m + 2.26
It can be seen that particularly excellent characteristics can be obtained in the range of.
また、本実施形態のサンプル#11及び#12については、視角50゜までは
どの方向から見ても着色は確認されず、良好な画質が得られた。視角60゜では
左右方向から見た場合に若干の着色が確認されたが、使用に耐え得る程度の着色
であった。
In addition, with respect to Samples # 11 and # 12 of this embodiment, coloring was not confirmed from any direction up to a viewing angle of 50 °, and good image quality was obtained. At a viewing angle of 60 °, slight coloration was observed when viewed from the left and right directions, but the coloration was such that it could be used.
これに対して、比較サンプル#100及び#101については、視角50゜に
おいてさえ左右方向から見た場合に使用に耐え得ない程の黄色から橙色の着色が
確認された。
On the other hand, the comparative samples # 100 and # 101 were confirmed to have a yellow to orange color that could not be used when viewed from the left-right direction even at a viewing angle of 50 °.
さらに、位相差板2、3として透明な支持体にディスコティック液晶を塗布し
てハイブリッド配向させた以外は本実施形態のサンプル#11〜サンプル#15
、及び比較サンプル#100、#101と同様に作製した液晶表示装置について
も同様の結果が得られた。
Further, Sample # 11 to
Similar results were obtained for the liquid crystal display devices manufactured in the same manner as
(実施形態2)
本実施形態2では、図1に示した液晶表示装置において、液晶層8の液晶材料
として下記構造式で示される材料系をブレンドして、1モルに対する平均アルキ
ル鎖(CmH2m+1−)の長さmを3.40≦m≦3.90とし、液晶材料の波長
450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波長550nmの光に対
する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光に対する異常光屈折率
ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対する正常光屈折率no(
450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no(550)及び波長6
50nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化度合とを
0.80≦(((no(450)−no(550))/(no(550)−n
o(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)
−ne(650))))≦1.20
の範囲に設定したものを用いた。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, in the liquid crystal display device shown in FIG. 1, a material system represented by the following structural formula is blended as the liquid crystal material of the liquid crystal layer 8, and an average alkyl chain (C m H 2m + 1 − ) Is 3.40 ≦ m ≦ 3.90, the extraordinary refractive index ne (450) for the light of wavelength 450 nm of the liquid crystal material, the extraordinary refractive index ne (550) for the light of wavelength 550 nm, and the wavelength 650 nm. Of the extraordinary light refractive index ne (650) for the light of the normal light and the normal light refractive index no (
450), normal light refractive index no (550) and
The degree of change in the normal light refractive index no (650) with respect to 50 nm light is 0.80 ≦ (((no (450) −no (550)) / (no (550) −n
o (650))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550)
-Ne (650))))) ≤ 1.20
The one set in the range was used.
液晶セル16のセル厚は5μmとし、下記表2に示す5つの液晶表示装置(サ
ンプル#21〜#25)を作製した。
The cell thickness of the
位相差板2、3としては、透明な支持体(例えばトリアセチルセルロース(T
AC)等)にディスコティック液晶を塗布し、ディスコティック液晶を傾斜配向
させて架橋させて、第1のリターデーション値(nc−na)×dが0nm、第
2のリターデーション値(na−nb)×dが100nmであり、図3に示した
主屈折率nbの方向がxyz座標軸におけるz軸方向から矢印Aの方向に約20
゜傾き、主屈折率ncの方向がx軸方向から矢印Bの方向に約20゜傾いた屈折
率楕円体の傾斜角度θ=20゜のものを作製した。
As the
AC) etc.) is applied with a discotic liquid crystal, the discotic liquid crystal is tilted and cross-linked, and the first retardation value (nc-na) × d is 0 nm, and the second retardation value (na-nb). ) × d is 100 nm, and the direction of the main refractive index nb shown in FIG. 3 is about 20 from the z-axis direction in the xyz coordinate axis to the direction of the arrow A.
A refractive index ellipsoid having an inclination angle θ of 20 ° and a main refractive index nc of about 20 ° from the x-axis direction in the direction of arrow B was produced.
さらに、比較のために、図1の液晶表示装置に示した液晶表示装置において、
液晶層8の液晶材料として
0.80>(((no(450)−no(550))/(no(550)−n
o(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)
−ne(650))))
又は
(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(650
)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne(6
50))))>1.20
の範囲に設定したものを用いた以外は本実施形態と同様にして下記表2に示した
2つの液晶表示装置(比較サンプル#200及び#201)を作製した。
Further, for comparison, in the liquid crystal display device shown in the liquid crystal display device of FIG.
0.80> (((no (450) -no (550)) / (no (550) -n
o (650))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550)
-Ne (650))))
Or (((no (450) -no (550)) / (no (550) -no (650
))) / ((Ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne (6
50))))> 1.20
Two liquid crystal display devices (Comparative Samples # 200 and # 201) shown in Table 2 below were produced in the same manner as in the present embodiment except that the one set in this range was used.
上記サンプル#21〜#25及び比較サンプル#200、#201について、
白色光の下、目視試験を行った結果を下記表2に示す。
For the above samples # 21 to # 25 and comparative samples # 200 and # 201,
The results of a visual test under white light are shown in Table 2 below.
上記表2に示すように、本実施形態のサンプル#22〜#24については、視
角70゜においてどの方向から見ても着色は確認されず、良好な画質が得られた
。従って、
0.85<(((no(450)−no(550))/(no(550)−n
o(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)
−ne(650))))<1.15
の範囲では、特に優れた特性が得られることがわかる。
As shown in Table 2, the
0.85 <((((no (450) -no (550)) / (no (550) -n
o (650))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550)
-Ne (650))))) <1.15
It can be seen that particularly excellent characteristics can be obtained in the range of.
また、本実施形態のサンプル#21及び#25については、視角50゜までは
どの方向から見ても着色は確認されず、良好な画質が得られた。視角60゜では
左右方向から見た場合に若干の着色が確認されたが、使用に耐え得る程度の着色
であった。
In addition, for samples # 21 and # 25 of this embodiment, no coloration was observed from any direction up to a viewing angle of 50 °, and good image quality was obtained. At a viewing angle of 60 °, slight coloration was observed when viewed from the left and right directions, but the coloration was such that it could be used.
これに対して、比較サンプル#200及び#201については、視角50゜に
おいてさえ左右方向から見た場合に使用に耐え得ない程の黄色から橙色の着色が
確認された。
On the other hand, Comparative Samples # 200 and # 201 were colored yellow to orange so that they could not be used when viewed from the left-right direction even at a viewing angle of 50 °.
さらに、位相差板2、3として透明な支持体にディスコティック液晶を塗布し
てハイブリッド配向させた以外は本実施形態のサンプル#21〜サンプル#25
、及び比較サンプル#200、#201と同様に作製した液晶表示装置について
も同様の結果が得られた。
Further,
Similar results were obtained for the liquid crystal display devices manufactured in the same manner as Comparative Samples # 200 and # 201.
(実施形態3)
本実施形態3では、図1に示した液晶表示装置において、液晶層8の液晶材料
として下記構造式で示される材料系をブレンドして、1モルに対する平均アルキ
ル鎖(CmH2m+1−)の長さmをm>3.90とし、液晶材料の波長450nm
の光に対する異常光屈折率ne(450)、波長550nmの光に対する異常光
屈折率ne(550)及び波長650nmの光に対する異常光屈折率ne(65
0)の変化度合と、波長450nmの光に対する正常光屈折率no(450)、
波長550nmの光に対する正常光屈折率no(550)及び波長650nmの
光に対する正常光屈折率no(650)の変化度合とを
−0.422m+2.55≦(((no(450)−no(550))/(n
o(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/
(ne(550)−ne(650))))≦1
の範囲に設定したものを用いた。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, in the liquid crystal display device shown in FIG. 1, a material system represented by the following structural formula is blended as the liquid crystal material of the liquid crystal layer 8, and an average alkyl chain (C m H 2m + 1 − ) M = 3.90, and the wavelength of the liquid crystal material is 450 nm.
Extraordinary refractive index ne (450) for light of 550 nm, extraordinary refractive index ne (550) for light of wavelength 550 nm, and extraordinary refractive index ne (65 of light of wavelength 650 nm).
0) and normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm,
The change rate of the normal light refractive index no (550) for light having a wavelength of 550 nm and the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm is −0.422 m + 2.55 ≦ ((((no (450) −no (550 )) / (N
o (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550)) /
(Ne (550) -ne (650)))) ≦ 1
The one set in the range was used.
液晶セル16のセル厚は5μmとし、下記表3に示す5つの液晶表示装置(サ
ンプル#31〜#35)を作製した。
The cell thickness of the
位相差板2、3としては、透明な支持体(例えばトリアセチルセルロース(T
AC)等)にディスコティック液晶を塗布し、ディスコティック液晶を傾斜配向
させて架橋させて、第1のリターデーション値(nc−na)×dが0nm、第
2のリターデーション値(na−nb)×dが100nmであり、図3に示した
主屈折率nbの方向がxyz座標軸におけるz軸方向から矢印Aの方向に約20
゜傾き、主屈折率ncの方向がx軸方向から矢印Bの方向に約20゜傾いた屈折
率楕円体の傾斜角度θ=20゜のものを作製した。
As the
AC) etc.) is applied with a discotic liquid crystal, the discotic liquid crystal is tilted and cross-linked, and the first retardation value (nc-na) × d is 0 nm, and the second retardation value (na-nb). ) × d is 100 nm, and the direction of the main refractive index nb shown in FIG. 3 is about 20 from the z-axis direction in the xyz coordinate axis to the direction of the arrow A.
A refractive index ellipsoid having an inclination angle θ of 20 ° and a main refractive index nc of about 20 ° from the x-axis direction in the direction of arrow B was produced.
さらに、比較のために、図1の液晶表示装置に示した液晶表示装置において、
液晶層8の液晶材料として
−0.422m+2.55>(((no(450)−no(550))/(n
o(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/
(ne(550)−ne(650))))
又は
(((no(450)−no(550))/(no(550)−no(650
)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne(6
50))))>1
の範囲に設定したものを用いた以外は本実施形態と同様にして下記表3に示した
2つの液晶表示装置(比較サンプル#300及び#301)を作製した。
Further, for comparison, in the liquid crystal display device shown in the liquid crystal display device of FIG.
As the liquid crystal material of the liquid crystal layer 8, −0.422 m + 2.55> (((no (450) −no (550)) / (n
o (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550)) /
(Ne (550) -ne (650)))))
Or (((no (450) -no (550)) / (no (550) -no (650
))) / ((Ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne (6
50))))> 1
Two liquid crystal display devices (Comparative Samples # 300 and # 301) shown in Table 3 below were produced in the same manner as in the present embodiment except that the one set in this range was used.
上記サンプル#31〜#35及び比較サンプル#300、#301について、
白色光の下、目視試験を行った結果を下記表3に示す。
For the above samples # 31 to # 35 and comparative samples # 300 and # 301,
The results of a visual test under white light are shown in Table 3 below.
上記表3に示すように、本実施形態のサンプル#33〜#35については、視
角70゜においてどの方向から見ても着色は確認されず、良好な画質が得られた
。従って、
−0.343m+2.26≦(((no(450)−no(550))/(n
o(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/
(ne(550)−ne(650))))≦1
の範囲では、特に優れた特性が得られることがわかる。
As shown in Table 3 above, the
−0.343m + 2.26 ≦ (((no (450) −no (550)) / (n
o (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550)) /
(Ne (550) -ne (650)))) ≦ 1
It can be seen that particularly excellent characteristics can be obtained in the range of.
また、本実施形態のサンプル#31については、視角50゜まではどの方向か
ら見ても着色は確認されず、良好な画質が得られた。視角60゜では左右方向か
ら見た場合に使用に耐え得ない程度の着色があった。
For
また、本実施形態のサンプル#32については、視角50゜まではどの方向か
ら見ても着色は確認されず、良好な画質が得られた。視角60゜では左右方向か
ら見た場合に若干の着色が確認されたが、使用に耐え得る程度の着色であった。
For
これに対して、比較サンプル#300及び#301については、視角50゜に
おいてさえ左右方向から見た場合に使用に耐え得ない程の黄色から橙色の着色が
確認された。
On the other hand, Comparative Samples # 300 and # 301 were confirmed to have a yellow to orange color that could not be used when viewed from the left and right directions even at a viewing angle of 50 °.
さらに、位相差板2、3として透明な支持体にディスコティック液晶を塗布し
てハイブリッド配向させた以外は本実施形態のサンプル#31〜サンプル#35
、及び比較サンプル#300、#301と同様に作製した液晶表示装置について
も同様の結果が得られた。
Further,
The same results were obtained for the liquid crystal display devices manufactured in the same manner as Comparative Samples # 300 and # 301.
(実施形態4)
本実施形態4では、図1に示した液晶表示装置において、液晶層8の液晶材料
として波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)を0.070、
0.080、0.095に設定した材料を用い、液晶セル16のセル厚を5μm
として3つの液晶表示装置(サンプル#41〜#43)を作製した。各サンプル
の平均アルキル鎖長さm及び正常光屈折率noの変化度合と異常光屈折率neの
変化度合F(no(λ),ne(λ)は、下記表4の通りである。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, in the liquid crystal display device shown in FIG. 1, the refractive index anisotropy Δn (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm is set to 0.070 as the liquid crystal material of the liquid crystal layer 8.
Using a material set to 0.080 and 0.095, the cell thickness of the
Three liquid crystal display devices (samples # 41 to # 43) were produced. The average alkyl chain length m and the degree of change of the normal light refractive index no and the degree of change F (no (λ), ne (λ) of the extraordinary light refractive index ne of each sample are as shown in Table 4 below.
位相差板2、3としては、ディスコティック液晶を傾斜配向させた上記実施形
態1と同様のものを用いた。
As the
さらに、比較のために、図1の液晶表示装置に示した液晶表示装置において、
液晶層8の液晶材料として波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(55
0)を0.060、0.120に設定したものを用いた以外は本実施形態と同様
にして2つの液晶表示装置(比較サンプル#401及び#402)を作製した。
Further, for comparison, in the liquid crystal display device shown in the liquid crystal display device of FIG.
Refractive index anisotropy Δn (55 for light having a wavelength of 550 nm as the liquid crystal material of the liquid crystal layer 8
Two liquid crystal display devices (Comparative Samples # 401 and # 402) were produced in the same manner as in the present embodiment, except that a device in which 0) was set to 0.060 and 0.120 was used.
上記サンプル#41〜#43及び比較サンプル#401、#402について、
図5に示すような受光素子21、増幅器22及び記録装置23を備えた測定系を
用いて液晶表示装置の視角依存性を測定した。
For the above samples # 41 to # 43 and comparative samples # 401 and # 402,
The viewing angle dependency of the liquid crystal display device was measured using a measurement system including the
この測定系において、液晶表示装置の液晶セル16は、ガラス基板9側の面1
6aが直交座標軸xyzの基準面x−yの位置になるように設置される。
In this measurement system, the
6a is installed so as to be at the position of the reference plane xy of the orthogonal coordinate axis xyz.
受光素子21は一定の立体受光角で受光し得る素子であり、液晶セル16の面
16aに垂直なz方向に対して角度φ(視角)をなす方向に、座標原点から所定
距離を置いた位置に配置されている。
The
測定時には、測定系に設置された液晶セル16に対して面16aの反対側の面
から波長550nmの単色光を照射する。これにより、液晶セル16を透過した
単色光の一部が受光素子21に入射される。そして、受光素子21の出力は、増
幅器22で所定のレベルに増幅された後、波形メモリやレコーダ等を備えた記録
装置23によって記録される。
At the time of measurement, the
この測定系に本実施形態のサンプル#41〜#43及び比較サンプル#401
、#402を設置して、受光素子21を一定の角度φで固定した場合の各液晶表
示装置への印加電圧と受光素子21の出力レベルとの関係を測定した。
In this measurement system, samples # 41 to # 43 and comparative sample # 401 of this embodiment are used.
, # 402, and the relationship between the voltage applied to each liquid crystal display device and the output level of the
ここでは、x方向が画面の下側であり、y方向が画面の左側であると仮定して
、角度φが50゜となるように受光素子21の配置位置を上方向、右方向及び左
方向に各々変えて測定を行った。
Here, assuming that the x direction is the lower side of the screen and the y direction is the left side of the screen, the arrangement position of the
本実施形態のサンプル#41〜#43についての測定結果を図6(a)〜(c
)に、比較サンプル#401及び#402についての測定結果を図7(a)〜(
c)に示す。図6(a)〜(c)及び図7(a)〜(c)は、各液晶表示装置に
印加される電圧に対する光の透過率(透過率−液晶印加電圧特性)を示すグラフ
であり、図6(a)及び図7(a)が図2の上方向から測定を行った結果であり
、図6(b)及び図7(b)が図2の右方向から測定を行った結果であり、図6
(c)及び図7(c)が図2の左方向から測定を行った結果である。
The measurement results for the samples # 41 to # 43 of this embodiment are shown in FIGS.
), The measurement results for the comparative samples # 401 and # 402 are shown in FIGS.
c). FIGS. 6A to 6C and FIGS. 7A to 7C are graphs showing the light transmittance (transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics) with respect to the voltage applied to each liquid crystal display device. 6 (a) and 7 (a) are the results of measurement from the top of FIG. 2, and FIGS. 6 (b) and 7 (b) are the results of measurement from the right of FIG. Yes, Fig. 6
(C) and FIG.7 (c) are the results of having measured from the left direction of FIG.
この図6(a)〜(c)において、一点鎖線で示した曲線L1、L4、L7が
液晶層8にΔn(550)=0.070の液晶材料を用いたサンプル#41を示
し、実線で示した曲線L2、L5、L8は液晶層8にΔn(550)=0.08
0の液晶材料を用いたサンプル#42を示し、点線で示した曲線L3、L6、L
9は液晶層8にΔn(550)=0.095の液晶材料を用いたサンプル#43
を示す。図7(a)〜(c)において、実線で示した曲線L10、L12、L1
4は液晶層8にΔn(550)=0.060の液晶材料を用いた比較サンプル#
401を示し、点線で示した曲線L11、L13、L15は液晶層8にΔn(5
50)=0.120の液晶材料を用いた比較サンプル#402を示す。
6A to 6C, curves L1, L4, and L7 indicated by alternate long and short dash lines indicate Sample # 41 in which the liquid crystal layer 8 uses a liquid crystal material of Δn (550) = 0.070, and is indicated by a solid line. Curves L2, L5, and L8 shown in the liquid crystal layer 8 are Δn (550) = 0.08.
Sample # 42 using a liquid crystal material of 0 is shown, and curves L3, L6, L shown by dotted lines
9 is a sample # 43 using a liquid crystal material of Δn (550) = 0.095 for the liquid crystal layer 8.
Indicates. In FIGS. 7A to 7C, curves L10, L12, and L1 indicated by solid lines
4 is a comparative sample # using a liquid crystal material of Δn (550) = 0.060 for the liquid crystal layer 8
Curves L11, L13, and L15 indicated by 401 are indicated by dotted lines in the liquid crystal layer 8 as Δn (5
50) = 0.120 Comparative sample # 402 using a liquid crystal material is shown.
上方向の透過率−液晶印加電圧特性については、本実施形態のサンプル#41
〜#43では図6(a)のL1〜L3に示すように、電圧が高くなるのに伴って
透過率が充分下がることが確認された。これに対して、比較サンプル#402で
は図7(a)のL11に示すように、電圧を高くしても充分に透過率が下がらず
、比較サンプル#401では図7(a)のL10に示すように、電圧が高くなる
のに伴って透過率が一旦低下した後で再び上昇する反転現象が見られた。
For the upward transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics, sample # 41 of this embodiment is used.
In # 43, as indicated by L1 to L3 in FIG. 6A, it was confirmed that the transmittance was sufficiently lowered as the voltage increased. On the other hand, as shown by L11 in FIG. 7A in the comparative sample # 402, even if the voltage is increased, the transmittance is not sufficiently lowered, and in the comparative sample # 401, it is indicated by L10 in FIG. 7A. Thus, a reversal phenomenon was observed in which the transmittance once decreased after the transmittance once decreased as the voltage increased.
同様に、右方向の透過率−液晶印加電圧特性については、本実施形態のサンプ
ル#41〜#43では図6(b)のL4〜L6に示すように、電圧が高くなるの
に伴って透過率がほぼ0近くまで低下することが確認された。一方、比較サンプ
ル#401では図7(b)のL12に示すように、電圧が高くなるのに伴って透
過率がほぼ0近くまで低下するが、比較サンプル#402では図7(b)のL1
3に示すように、電圧が高くなるに伴って透過率が一旦低下した後で再び上昇す
る反転現象が見られた。
Similarly, with respect to the transmittance in the right direction and the liquid crystal applied voltage characteristics, in samples # 41 to # 43 of this embodiment, as shown by L4 to L6 in FIG. It was confirmed that the rate dropped to almost zero. On the other hand, in the comparative sample # 401, as indicated by L12 in FIG. 7B, the transmittance decreases to almost 0 as the voltage increases, but in the comparative sample # 402, L1 in FIG. 7B.
As shown in FIG. 3, a reversal phenomenon was observed in which the transmittance once decreased and then increased again as the voltage increased.
同様に、左方向の透過率−液晶印加電圧特性については、本実施形態のサンプ
ル#41〜#43では図6(c)のL7〜L9に示すように、電圧が高くなるの
に伴って透過率がほぼ0近くまで低下することが確認された。一方、比較サンプ
ル#401では図7(c)のL14に示すように、電圧が高くなるのに伴って透
過率がほぼ0近くまで低下するが、比較サンプル#402では図7(c)のL1
5に示すように、電圧が高くなるに伴って透過率が一旦低下した後で再び上昇す
る反転現象が見られた。
Similarly, with respect to the transmittance in the left direction-liquid crystal applied voltage characteristics, in samples # 41 to # 43 of this embodiment, as shown by L7 to L9 in FIG. It was confirmed that the rate dropped to almost zero. On the other hand, as shown by L14 in FIG. 7C, in the comparative sample # 401, the transmittance decreases to almost 0 as the voltage increases, but in the comparative sample # 402, L1 in FIG. 7C.
As shown in FIG. 5, a reversal phenomenon was observed in which the transmittance once decreased and then increased again as the voltage increased.
さらに、上記サンプル#41〜#43及び比較サンプル#401、#402に
ついて、白色光の下、目視試験を行ったところ、本実施形態のサンプル#41〜
#43及び比較サンプル#401については、視角50゜まではどの方向から見
ても着色は確認されず、良好な画質が得られた。
Further, when a visual test was performed under white light on the samples # 41 to # 43 and the comparative samples # 401 and # 402, the samples # 41 to # 43 of the present embodiment were obtained.
For # 43 and comparative sample # 401, no coloration was observed from any direction up to a viewing angle of 50 °, and good image quality was obtained.
これに対して、比較サンプル#402については、視角50゜において左右方
向から見た場合に黄色から橙色の着色が確認された。
On the other hand, in comparison sample # 402, yellow to orange coloring was confirmed when viewed from the left and right directions at a viewing angle of 50 °.
以上の結果から、液晶層8の液晶材料として波長550nmの光に対する屈折
率異方性Δn(550)を0.070、0.080、0.095に設定した本実
施形態の液晶表示装置(サンプル#41〜#43)では、図6(a)〜図6(c
)に示したように、電圧を印加していくと透過率が充分低下して反転現象も見ら
れないため視野角が拡大しており、また、着色現象も見られないので液晶表示装
置の表示品位が格段に向上していることがわかる。
From the above results, the liquid crystal display device of this embodiment (sample) in which the refractive index anisotropy Δn (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm is set to 0.070, 0.080, and 0.095 as the liquid crystal material of the liquid crystal layer 8. In # 41 to # 43), FIG. 6 (a) to FIG. 6 (c)
As shown in Fig. 4), when the voltage is applied, the transmittance is sufficiently lowered and the inversion phenomenon is not observed, so the viewing angle is widened, and the coloring phenomenon is not seen, so the display of the liquid crystal display device It can be seen that the quality has improved dramatically.
これに対して、液晶層8の液晶材料として波長550nmの光に対する屈折率
異方性Δn(550)を0.060、0.120に設定した液晶表示装置(比較
サンプル#401及び#402)では、図7(a)〜図7(c)に示したように
、視角依存性が充分改善されていないことがわかる。
In contrast, in the liquid crystal display device (comparative samples # 401 and # 402) in which the refractive index anisotropy Δn (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm is set to 0.060 and 0.120 as the liquid crystal material of the liquid crystal layer 8. As shown in FIGS. 7A to 7C, it is understood that the viewing angle dependency is not sufficiently improved.
さらに、位相差板2、3として透明な支持体にディスコティック液晶を塗布し
てハイブリッド配向させた以外は本実施形態のサンプル#41〜サンプル#43
、及び比較サンプル#401、#402と同様に作製した液晶表示装置について
も同様の結果が得られた。
Further, Sample # 41 to Sample # 43 of the present embodiment except that the
The same results were obtained for the liquid crystal display devices manufactured in the same manner as Comparative Samples # 401 and # 402.
上記位相差板2、3の屈折率楕円体の傾斜角度θを変化させて、透過率−液晶
印加電圧特性の傾斜角度θに対する依存性を調べた結果、15゜≦θ≦75゜の
範囲であれば、位相差板2、3におけるディスコティック液晶の配向状態に関係
なく、基本的に上述したものと同様な結果が得られた。これに対して、傾斜角度
が15゜未満又は75゜を超える場合には、反視角方向における視野角が拡大さ
れないことが確認された。
As a result of investigating the dependence of the transmittance-liquid crystal applied voltage characteristic on the tilt angle θ by changing the tilt angle θ of the refractive index ellipsoid of the
上記位相差板2、3の第2のリターデーション値(na−nb)×dを変化さ
せて、透過率−液晶印加電圧特性の第2のリターデーション値に対する依存性を
調べた結果、第2のリターデーション値が80nm以上250nm以下の範囲で
あれば、位相差板2、3におけるディスコティック液晶の配向状態に関係なく、
基本的に上述したものと同様な結果が得られた。これに対して、第2のリターデ
ーション値が80nm未満又は250nmを超える場合には、横方向(左右方向
)における視野角が拡大されないことが確認された。
The second retardation value (na−nb) × d of the
Basically the same results as described above were obtained. On the other hand, when the 2nd retardation value was less than 80 nm or exceeded 250 nm, it was confirmed that the viewing angle in a horizontal direction (left-right direction) is not expanded.
さらに、上記比較サンプル#401及び#402の目視試験の結果を基にして
、図1の液晶表示装置に示した液晶表示装置において、液晶層8の液晶材料とし
て波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)を0.065、0.
100、0.115に設定したものを用いた以外は本実施形態と同様にして3つ
の液晶表示装置(サンプル#44〜#46)を作製した。
Furthermore, based on the result of the visual test of the comparative samples # 401 and # 402, in the liquid crystal display device shown in the liquid crystal display device of FIG. 1, the refractive index anisotropic with respect to light having a wavelength of 550 nm as the liquid crystal material of the liquid crystal layer 8 Property Δn (550) of 0.065, 0.
Three liquid crystal display devices (samples # 44 to # 46) were produced in the same manner as in the present embodiment except that those set to 100 and 0.115 were used.
図5に示した測定系にこれらのサンプル#44〜#46を設置して、受光素子
21を一定の角度φで固定した場合の各液晶表示装置への印加電圧と受光素子2
1の出力レベルとの関係を測定し、さらに、白色光の下、目視試験を行った。
When these samples # 44 to # 46 are installed in the measurement system shown in FIG. 5 and the
The relationship with the output level of 1 was measured, and a visual test was performed under white light.
その結果、波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)を0.1
00、0.115に設定した本実施形態のサンプル#45及び#46では、角度
φ=50゜とした場合に左右方向において電圧を高くするとわずかに透過率の上
昇が確認された。しかしながら、目視においては反転現象が生じておらず、この
程度の透過率の上昇は使用に耐え得るものであった。上方向においては、何等問
題のない結果が得られた。一方、波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn
(550)を0.065に設定した本実施形態のサンプル#44では、上述した
比較サンプル#401と同様に、上方向において電圧を高くするに伴って透過率
が一旦低下した後で再び上昇するような反転現象があったが、図7(a)に示し
た比較サンプル#401(L10)に比べて透過率の上昇度合は小さく、使用に
耐え得るものであった。左右方向においては、何等問題のない結果が得られた。
As a result, the refractive index anisotropy Δn (550) for light having a wavelength of 550 nm is 0.1.
In
In the sample # 44 of the present embodiment in which (550) is set to 0.065, as with the comparative sample # 401 described above, the transmittance once increases after the transmittance decreases once as the voltage is increased in the upward direction. Although there was such a reversal phenomenon, the degree of increase in transmittance was small compared to the comparative sample # 401 (L10) shown in FIG. In the left-right direction, no problem was obtained.
また、目視試験においては、本実施形態のサンプル#45及び#46について
黄色から橙色の若干の着色が確認されたが、問題にならない程度の着色であった
。一方、本実施形態のサンプル#44については若干の青みを呈していることが
確認されたが、問題にならない程度の青みであった。
Further, in the visual test, although slight coloring from yellow to orange was confirmed for samples # 45 and # 46 of the present embodiment, the coloring was not problematic. On the other hand, although it was confirmed that sample # 44 of the present embodiment had a slight bluish color, the bluish color was not problematic.
さらに、サンプル#44と比較サンプル#401について、1V程度の電圧を
印加して液晶セル16の表面の法線方向における白表示時の透過率を測定した。
その結果、比較サンプル#401では使用に耐え得ない程度の透過率の低下が見
られた。これに対して、本実施形態のサンプル#44では若干の透過率の低下が
確認されたが、使用に耐え得る程度のものであった。
Further, for sample # 44 and comparative sample # 401, a voltage of about 1 V was applied, and the transmittance during white display in the normal direction of the surface of the
As a result, the comparative sample # 401 showed a decrease in transmittance that could not be used. On the other hand, in Sample # 44 of this embodiment, although a slight decrease in transmittance was confirmed, it was enough to withstand use.
1 液晶表示素子
2、3 位相差板
4、5 偏光板
6、7 電極基板
8 液晶層
9、12 透光性基板
10、13 透明電極
11、14 配向膜
15 シール樹脂
16 液晶セル
17 駆動回路
DESCRIPTION OF
Claims (10)
該液晶表示素子の両側を挟む一対の偏光子と、
少なくとも一方の偏光子及び該液晶表示素子の間に設けられた少なくとも1枚の位相差素子とを有する液晶表示装置において、
該位相差素子の屈折率楕円体の3つの主屈折率na、nb及びncが、該位相差素子の表面に概ね平行な主屈折率na及びncのうちの一方の方向を軸として、主屈折率nbの方向が表面の法線方向から時計回り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率na及びncの他方の方向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回りに傾斜しており、
該位相差素子の厚さをdとして、第1のリターデーション値(nc−na)×dがほぼ0nmであり、第2のリターデーション値(nc−nb)×dは80nm〜250nmの範囲内に設定され、かつ、
該液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmがm<3.40の範囲に設定され、
該液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対する正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化度合とが、
1≦((no(450)−no(550))/(no(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne(650)))≦−0.422m+2.55
の範囲に設定されている液晶表示装置。 A liquid crystal display element in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates each having an electrode layer and an alignment film;
A pair of polarizers sandwiching both sides of the liquid crystal display element;
In a liquid crystal display device having at least one polarizer and at least one phase difference element provided between the liquid crystal display elements,
Three principal refractive index na of the refractive index ellipsoid of the retardation element, nb and nc are as one axis direction of the retardation generally parallel principal refractive index na and nc on the surface of the device, the main refraction The direction of the refractive index nb is inclined clockwise or counterclockwise from the normal direction of the surface, and the other direction of the main refractive indexes na and nc is inclined clockwise or counterclockwise from the direction substantially parallel to the surface. And
The first retardation value (nc−na) × d is approximately 0 nm, and the second retardation value (nc−nb) × d is in the range of 80 nm to 250 nm, where d is the thickness of the retardation element . And set to
The length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is set in a range of m <3.40;
The degree of change of the extraordinary refractive index ne (450) for light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the extraordinary refractive index ne (550) for light with a wavelength of 550 nm, and the extraordinary refractive index ne (650) for light with a wavelength of 650 nm; The normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm, the normal light refractive index no (550) for light having a wavelength of 550 nm, and the degree of change of the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm are:
1 ≦ ((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (650))) / ((ne (450) −ne (550)) / (ne (550) −ne (650) ))) ≦ −0.422m + 2.55
Liquid crystal display device set in the range.
1≦((no(450)−no(550))/(no(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne(650)))≦−0.343m+2.26
の範囲に設定されている請求項1に記載の液晶表示装置。 The degree of change of the extraordinary refractive index ne (450) for light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the extraordinary refractive index ne (550) for light with a wavelength of 550 nm, and the extraordinary refractive index ne (650) for light with a wavelength of 650 nm; The normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm, the normal light refractive index no (550) for light having a wavelength of 550 nm, and the degree of change of the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm are:
1 ≦ ((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (650))) / ((ne (450) −ne (550)) / (ne (550) −ne (650) ))) ≤ -0.343m + 2.26
The liquid crystal display device according to claim 1 , which is set in a range of
該液晶表示素子の両側を挟む一対の偏光子と、
少なくとも一方の偏光子及び該液晶表示素子の間に設けられた少なくとも1枚の位相差素子とを有する液晶表示装置において、
該位相差素子の屈折率楕円体の3つの主屈折率na、nb及びncが、該位相差素子の表面に概ね平行な主屈折率na及びncのうちの一方の方向を軸として、主屈折率nbの方向が表面の法線方向から時計回り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率na及びncの他方の方向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回りに傾斜しており、
該位相差素子の厚さをdとして、第1のリターデーション値(nc−na)×dがほぼ0nmであり、第2のリターデーション値(nc−nb)×dは80nm〜250nmの範囲内に設定され、かつ、
該液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmが3.40≦m≦3.90の範囲に設定され、
該液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対する正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化度合とが、
0.80≦((no(450)−no(550))/(no(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne(650)))≦1.20
の範囲に設定されている液晶表示装置。 A liquid crystal display element in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates each having an electrode layer and an alignment film;
A pair of polarizers sandwiching both sides of the liquid crystal display element;
In a liquid crystal display device having at least one polarizer and at least one phase difference element provided between the liquid crystal display elements,
Three principal refractive index na of the refractive index ellipsoid of the retardation element, nb and nc are as one axis direction of the retardation generally parallel principal refractive index na and nc on the surface of the device, the main refraction The direction of the refractive index nb is inclined clockwise or counterclockwise from the normal direction of the surface, and the other direction of the main refractive indexes na and nc is inclined clockwise or counterclockwise from the direction substantially parallel to the surface. And
The first retardation value (nc−na) × d is approximately 0 nm, and the second retardation value (nc−nb) × d is in the range of 80 nm to 250 nm, where d is the thickness of the retardation element . And set to
The length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is set in the range of 3.40 ≦ m ≦ 3.90,
The degree of change of the extraordinary refractive index ne (450) for light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the extraordinary refractive index ne (550) for light with a wavelength of 550 nm, and the extraordinary refractive index ne (650) for light with a wavelength of 650 nm; The normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm, the normal light refractive index no (550) for light having a wavelength of 550 nm, and the degree of change of the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm are:
0.80 ≦ ((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (650))) / ((ne (450) −ne (550)) / (ne (550) −ne (650))) ≦ 1.20
Liquid crystal display device set in the range.
0.85<((no(450)−no(550))/(no(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne(650)))<1.15
の範囲に設定されている請求項3に記載の液晶表示装置。 The degree of change of the extraordinary refractive index ne (450) for light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the extraordinary refractive index ne (550) for light with a wavelength of 550 nm, and the extraordinary refractive index ne (650) for light with a wavelength of 650 nm; The normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm, the normal light refractive index no (550) for light having a wavelength of 550 nm, and the degree of change of the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm are:
0.85 <(((no (450) -no (550)) / (no (550) -no (650))) / ((ne (450) -ne (550)) / (ne (550) -ne (650))) <1.15
The liquid crystal display device according to claim 3 , wherein the liquid crystal display device is set in a range of 5.
該液晶表示素子の両側を挟む一対の偏光子と、
少なくとも一方の偏光子及び該液晶表示素子の間に設けられた少なくとも1枚の位相差素子とを有する液晶表示装置において、
該位相差素子の屈折率楕円体の3つの主屈折率na、nb及びncが、該位相差素子の表面に概ね平行な主屈折率na及びncのうちの一方の方向を軸として、主屈折率nbの方向が表面の法線方向から時計回り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率na及びncの他方の方向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回りに傾斜しており、
該位相差素子の厚さをdとして、第1のリターデーション値(nc−na)×dがほぼ0nmであり、第2のリターデーション値(nc−nb)×dは80nm〜250nmの範囲内に設定され、かつ、
該液晶材料の平均アルキル鎖(CmH2m+1−)の長さmがm>3.90の範囲に設定され、
該液晶材料の波長450nmの光に対する異常光屈折率ne(450)、波長550nmの光に対する異常光屈折率ne(550)及び波長650nmの光に対する異常光屈折率ne(650)の変化度合と、波長450nmの光に対する正常光屈折率no(450)、波長550nmの光に対する正常光屈折率no(550)及び波長650nmの光に対する正常光屈折率no(650)の変化度合とが、
−0.422m+2.55≦((no(450)−no(550))/(no(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne(650)))≦1
の範囲に設定されている液晶表示装置。 A liquid crystal display element in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates each having an electrode layer and an alignment film;
A pair of polarizers sandwiching both sides of the liquid crystal display element;
In a liquid crystal display device having at least one polarizer and at least one phase difference element provided between the liquid crystal display elements,
Three principal refractive index na of the refractive index ellipsoid of the retardation element, nb and nc are as one axis direction of the retardation generally parallel principal refractive index na and nc on the surface of the device, the main refraction The direction of the refractive index nb is inclined clockwise or counterclockwise from the normal direction of the surface, and the other direction of the main refractive indexes na and nc is inclined clockwise or counterclockwise from the direction substantially parallel to the surface. And
The first retardation value (nc−na) × d is approximately 0 nm, and the second retardation value (nc−nb) × d is in the range of 80 nm to 250 nm, where d is the thickness of the retardation element . And set to
The length m of the average alkyl chain (C m H 2m + 1 −) of the liquid crystal material is set in a range of m>3.90;
The degree of change of the extraordinary refractive index ne (450) for light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the extraordinary refractive index ne (550) for light with a wavelength of 550 nm, and the extraordinary refractive index ne (650) for light with a wavelength of 650 nm; The normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm, the normal light refractive index no (550) for light having a wavelength of 550 nm, and the degree of change of the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm are:
−0.422m + 2.55 ≦ ((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (650))) / ((ne (450) −ne (550)) / (ne (550 ) -Ne (650))) ≦ 1
Liquid crystal display device set in the range.
−0.343m+2.26≦((no(450)−no(550))/(no(550)−no(650)))/((ne(450)−ne(550))/(ne(550)−ne(650)))≦1
の範囲に設定されている請求項5に記載の液晶表示装置。 The degree of change of the extraordinary refractive index ne (450) for light with a wavelength of 450 nm of the liquid crystal material, the extraordinary refractive index ne (550) for light with a wavelength of 550 nm, and the extraordinary refractive index ne (650) for light with a wavelength of 650 nm; The normal light refractive index no (450) for light having a wavelength of 450 nm, the normal light refractive index no (550) for light having a wavelength of 550 nm, and the degree of change of the normal light refractive index no (650) for light having a wavelength of 650 nm are:
−0.343m + 2.26 ≦ ((no (450) −no (550)) / (no (550) −no (650))) / ((ne (450) −ne (550)) / (ne (550 ) -Ne (650))) ≦ 1
The liquid crystal display device according to claim 5 , which is set in a range of
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