JPH01277215A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、文字や記号、あるいは画像の表示を行なう液
晶表示装置に関するものである。

従来の技術 近年、液晶表示装置は薄型・軽量という特長により、パ
ーソナル・コンピュータ、ワードプロセッサなどの端末
表示や、薄型テレビなどの映像表示に用いられている。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の液晶表示装
置の一例について説明する。

第４図は、二枚の直線偏光板の間に二層の重畳された液
晶層をはさんだ構成で白黒表示を行なう方式の液晶表示
装置の構成を示すものであり、４１は第１の液晶層、４
２は第２の液晶層、４３・４４は偏光板、４５は表示の
ための給電手段、４６は光源である。第１の液晶層４１
と第２の液晶層４２は、互いに逆向きでほぼ等しいねじ
れ角のねじれ構造を有しており、その液晶の屈折率異方
性Δｎと液晶層の厚みｄの積（以下、ΔｎＸｄと略記）
もほぼ等しいものとなっている。第５図は、第４図にお
ける偏光板４３・４４の偏光軸Ｐ１　・Ｐ２、および液
晶Ｎ４１・４２の液晶分子長軸Ｍ１　・Ｍ２・Ｍ３　・
Ｍ４の配置を示す斜視図である。液晶Ｎ４１と液晶層４
２の界面でそれぞれの分子長軸Ｍ２　・Ｍ３のなす角度
αはほぼ９０度となるように、また、偏光軸Ｐ１　・Ｐ
２のなす角度、即ちβとγの差もほぼ９０度となるよう
に各液晶層と各偏光板は配置されている。通常、液晶Ｉ
Ｊ４１・４２には時分割特性にすぐれたスーパーツイス
ト型の液晶が用いられるが、本図は、第１の液晶１１４
１が左ねじれ１８０度で、第２の液晶層４２が右ねじれ
１８０度の例である。

この液晶表示装置の原理・動作について、以下説明を行
なう。

光源４６より発せられた光は、偏光板４３を通って直線
偏光となり、第１の液晶Ｎ４１に入射する。入射直線偏
光は、給電手段４５からの印加信号電圧に応じてその偏
光状態が変換され、第２の液晶層４２に入射する。この
とき、光の波長により第１の液晶層４１の光伝播特性が
異なるため、第１の液晶層４１を通過した後の光の偏光
状態には波長依存性が存在している。第２の液晶層４２
は、この波長依存性の解消のため付加されるもので、上
記のように構成・配置された第２の液晶層４２は、電圧
無印加時あるいは非選択状態にある時の第１の液晶層４
１とほぼ逆の光伝播特性を各波長ごとに有しており、こ
の場合筒２の液晶層４２を通過した光の偏光状態は、す
べての波長にわたり第１の液晶層４１に入射した時とほ
ぼ同じ状態に戻される。従って、上記のように２枚の偏
光板４３・４４をその偏光軸が互いにほぼ直交するよう
に配置すれば、第１の液晶層４１に電圧を印加しない場
合、あるいはこれを非選択状態とした場合に良好な黒表
示を行なうことができる。−方、偏光板４３・４４の偏
光軸と液晶分子軸のなす角度は第１の液晶層４１が選択
状態とされた時に最も良好な表示が得られるように定め
られている。

以上に説明した原理を用いることにより、２層式の液晶
表示装置は１／２００程度のデユーティ−比で４００本
程度の走査線を有する、大表示容量・高コントラスト・
白黒表示の液晶表示装置を与えている。また、この液晶
表示装置にはスイッチング素子が用いられていないため
比較的安価であるという特長もある。（例えば、日経マ
イクロデバイス　昭和６２年１０月１日号　８４〜８８
ページ） 発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成は、正面方向から見た表
示は良好であるが、上下左右方向から見た場合、表示の
色変化が生じるという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、表示容量が大きく、コント
ラストが高く、視角による色変化の少ない液晶表示装置
を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は
、白黒表示を行なう２層の液晶層のほかに、さらに２層
の液晶層の組を備えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、互いに逆の視角特性を
有する液晶層の組が、視角による色変化を補償すること
により、視角による色変化の少ない白黒表示を行なうも
のである。

実施例 以下本発明の一実施例の液晶表示装置について、図面を
参照しながら説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の第１の実施例における液晶表示装置の
構成斜視図を示すものである。第１図において、１・２
・３・４は、それぞれ第１・第２・第３・第４の液晶層
、５・６・７・８は偏光板、９は表示のための給電手段
、１０は視角特性補償のための給電手段、１１は光源で
ある。第１の液晶層１と第２の液晶１１２とは、はぼ等
しいねじれ角で互いに逆向きのねじれ構造と、はぼ等し
いΔｎＸｄを有する液晶層の１つの組をなしている。

また、第３の液晶１ｉ３と第４の液晶層４とは同様な液
晶層の別の紐をなしている。なお、本図においては、液
晶層のパネル基板や電極層などは省略されている。

以上のように構成された液晶表示装置について、以下図
面を用いてその動作を説明する。

まず、光源１１から第２の偏光板６までの部分について
考える。これは、第４図に示した２層方式の液晶表示装
置と同様の構成となっており、給電手段９からの信号に
より表示がなされるが、その視角依存性、特に白色表示
部の色変化については、例えば、ある偏光板配置で右側
から見た場合に白色表示部が黄色味がかり、左側から見
た場合には同じ部分が青味がかるという現象が観察され
る。

ところが、この場合に上下の偏光板５・６をそれぞれ９
０度回転させると、視角による色変化は上下左右が逆転
する。また、逆転前後の色付きは補色に近い関係がある
（黄色と青）ので、このような２！ｍの液晶パネルを重
ね合せれば、互いの視角依存性が補償されて、視角によ
る色変化の少ない液晶表示装置が構成されることになる
。第１図において、第３の偏光板７から第４の偏光板８
までの部分はこの原理にもとすいて視角依存性の補償の
ために付加された部分である。第３の液晶層３には、第
１の液晶層と同じ構成のものを用いて、同じ表示パター
ンの信号電圧を印加することが特性上は望ましいが、ド
ツトマトリクス方式の液晶表示装置においては、ドツト
ピッチの細かさのため両液高層間の視差が問題になるの
で、第３の液晶層には表示部分の全域にわたり第１の液
晶ｊｉｌの選択状態にある部分とほぼ同程度の電圧が印
加されるような電極構成と給電手段１０を設けた。

この場合、第３の偏光板７から第４の偏光板８までの部
分は、表示の白部分の視角補償のみを行なうことになる
が、表示の点部分は第２の偏光板６までの部分を通過す
る光量が少ないため実用上は問題がない。

第１と第３の液晶Ｎ１・３にねじれ角２４０度の右ねじ
れ構造を有し、ΔｎＸｄが約０．８５ミクロンのスーパ
ーツイスト型の液晶層を、第２と第３の液晶層２・４に
同じねじれ角で左ねじれのスーパーツイスト型の液晶層
を用いたところ、１／２００デユーティ−駆動時に正面
からのコントラストが２５で視角による色変化が少なく
、非常に良好な表示特性の液晶表示装置を得ることがで
きた。

（実施例２） 以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第２図は、本発明の第２の実施例における液晶表示装置
の構成斜視図を示すものである。第３図において、２１
・２２・２３・２４は、それぞれ第１・第２・第３・第
４の液晶層、２５・２６・２７は偏光板、２８は表示の
ための給電手段、２９は視角特性補償のための給電手段
、３０は光源である６本実施例においても、第１の液晶
層２１と第２の液晶層２２の組、および第３の液晶層２
３と第４の液晶層２４の組は、第１の実施例と同様の構
成を有している。以上は第１図の構成と同様なものであ
るが、第１図の構成と異なるのは、第１図における２枚
の偏光板７・８を１枚にまとめた点である。

上記のように構成された液晶表示装置について、以下そ
の動作を説明する。

本実施例は、偏光板の枚数減による表示輝度の向上と製
品価格の低下をはかったものである。

第１図において、第１と第２の偏光板５と６の偏光軸は
ほぼ直交しており、また、第３の偏光板７の偏光軸は第
１の偏光板５を９０度回転させた位置にある。したがっ
て、第２・第３の偏光板の偏光軸はほぼ平行となってお
り、これらを１枚にまとめても本発明の効果は十分に達
成される。他方、偏光板の枚数を減らすことにより表示
輝度は上がり、製品価格が安くなるという効果が得るこ
ともできる。

３枚の偏光板と、第１の実施例に示した４つの液晶層を
用いて、第２図に示す液晶表示装置を構成し作動させた
ところ、正面からのコントラストは２０とやや低いもの
の、第１の実施例にくらべて１５％高い明るさと、第１
の実施例に遜色のない視角特性を持つ液晶表示装置を得
ることができた。

（実施例３） 以下本発明の第３の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第３図は、本発明の第３の実施例における液晶表示装置
の構成斜視図を示すものである。第３図において、３１
・３２・３３・３４は、それぞれ第１・第２・第３・第
４の液晶層、３５・３６・３７は偏光板、３日は表示の
ための給電手段、３９は光源である。本実施例において
も、第１の液晶７１３１と第２の液晶層３２、および第
３の液晶Ｎ３３と第４の液晶層３４とはそれぞれ逆向き
のねじれ構造をもっている０以上は第２図の構成と同様
なものであるが、第２図の構成と異なるのは、第２図に
おける視角特性補償のための給電手段２９を省いた点に
ある。本実施例においては、このために、第３の液晶層
３３と第４の液晶層３４のねじれ角の大きさとΔｎＸｄ
のいずれかあるいは双方が、互いに大きく異なったもの
となっている。

本実施例は、視角特性補償用の給電装置を省くことによ
る製品価格の低下をはかったものである。

駆動時における、第１の液晶層３１への印加信号電圧が
常にほぼ一定の場合には、第１と第２の液晶層３１・３
２での光学特性もある定まったものとなり、第３と第４
の液晶層３３・３４からなる組はこの場合の視角特性の
み補償すればよいことになる。これは、第２の実施例に
おいて、第３の液晶層２３に一定電圧を印加し続けるこ
とに相当するが、電圧無印加時にこれとほぼ等価な光学
特性を有する液晶層を用いれば１、電圧印加の必要はな
（なる。

本実施例は、上記の考えにもとづいて行なわれたもので
ある。第１表に示す４層の液晶層を用いた液晶表示装置
は、正面からのコントラストが２０であり、視角特性面
は上記の実施例にはやや劣っているが、従来例よりはは
るかに良好であった。なお、本実施例に於ける第３の液
晶層３３の構成については、ΔｎＸｄを第１の液晶層３
１より小さくしたものが良好な特性を示したが、ねじれ
角や液晶分子長軸の配置については、他の液晶層や印加
電圧レベルなどの条件により最適値を見出す必要がある
。

以上のように、本発明になる液晶表示装置によれば、表
示容量が大きく、コントラストが高く、視角による色変
化の少ない液晶表示装置を得ることができる。

なお、上記の実施例において、液晶層のねじれ角は２４
０度としたが、これは２４０度に限定されるものではな
くねじれ構造を有する液晶層すべてに本発明は適用でき
る。なかでも、１８０度以上のねじれ角を持ついわゆる
ＳＴＮ　（スーパーツイストネマティック）型液晶に本
発明は有効である。

また、上記実施例の中での右ねじれと左ねじれの指定、
ある組の中での２つの液晶層の積層順、表示用の液晶層
の組と視角補償用の液晶層の組の積層順も上記実施例に
限定されるものではな（、たとえば第１と第２の液晶層
を視角補償用に第３と第４の液晶層を表示用に用いたと
しても、発明の効果にはなんら変わりはない。

発明の効果 以上のように本発明は、互いに逆向きのねじれ構造を持
つ液晶層の組を２つ用いることにより、視角による色変
化の少ない液晶表示装置を与えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における液晶表示装置の構成
斜視図、第２図は本発明の他の実施例における液晶表示
装置の構成斜視図、第３図は本発明の他の実施例におけ
る液晶表示装置の構成斜視図、第４図は従来の液晶表示
装置の構成斜視図、第５図は偏光板の偏光軸と液晶層の
液晶分子長軸の配置を示す斜視図である。 １・２・３・４・２１・２２・２３・２４・３１・３２
・３３・３４・４１・４２・・・・・・液晶層、５・６
・７・８・２５・２６・２７・３５・３６・３７・４３
・４４・・・・・・偏光板、９・１０・２８・２９・３
８・４５・・・・・・給電手段、１１・３０・３９・４
６・・・・・・光源。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第２図 軸へ３０ 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）偏光板、互いに逆方向のねじれ構造を持つ液晶層
   の組、少なくとも１枚の偏光板、互いに逆方向のねじれ
   構造を持つ液晶層の組、偏光板の順の積層構造を有し、
   少なくとも１つの液晶層に給電手段を設けたことを特徴
   とする液晶表示装置。
2. （２）液晶層の組のいずれもが、給電手段の設けられた
   液晶層を有する請求項（１）記載の液晶表示装置。
3. （３）液晶層のねじれ角が１８０度以上である請求項（
   １）記載の液晶表示装置。