JPH01304422A - 液晶装置 - Google Patents

液晶装置

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JPH01304422A
JPH01304422A JP63135929A JP13592988A JPH01304422A JP H01304422 A JPH01304422 A JP H01304422A JP 63135929 A JP63135929 A JP 63135929A JP 13592988 A JP13592988 A JP 13592988A JP H01304422 A JPH01304422 A JP H01304422A
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liquid crystal
layers
anisotropy
polarizing plate
refractive index
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JP63135929A
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Mitsuyoshi Hara
光義 原
Takayoshi Hanami
孝義 葉波
Koji Iwasa
浩二 岩佐
Hiroaki Odai
尾台 弘章
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
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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】 [産業上の利用分野コ この発明は、コンピュータ一端末、画像表示装置、シャ
ッターのようなシステムに使用される液晶を用いた電気
光学袋;11に関する。
[発明の概要コ この発明は液晶装置に関し、詳しくは一対の透明基板間
に液晶が挟持され、その厚さ方向に180°以上ねじれ
た螺旋構造を持ち、かつ前記透明基板の外側に一対の偏
光板をそなえた液晶パネルを使った液晶表示装置におい
て、前記液晶及び偏光板以外に、屈折率の異方性を持っ
た層がiI記一対の偏光板の内側に2層以上あることに
より、液晶表示装置の透過スペクトルを可視光域におい
てニュートラルにし、背景色を白色に、表示色を黒色に
近づけることにより画質の向上を狙ったものである。
[従来の技術] ドツトマトリクスタイプの表示装置として、M型、軽量
、低消費電力の特徴を生かした液晶表示装置が注目され
ている。
従来の液晶表示装置のツイストネマチックタイプは、液
晶分子層が90’ねじれた螺旋構造を有するものであっ
た。近年、印加電圧変化に対する液晶分子の立ち上がり
特性を急峻にするため、液晶分子層を 180°以−1
−ねじった螺旋構造を持つSTN (Super Tw
isted Nematic)型液晶表示装置が考案さ
れ、大容量・高コントラストの液晶表示装置として、実
用化されている。
しかしSTN型液晶表示装置は複屈折効果により表示を
行なうため、黄色や紺色の着色が避けられなかった。そ
こで液晶層を通った時の複屈折効果による楕円偏光を位
相板で位相補正して黒白表示にする方法が考案されてい
る。具体的には、液晶パネルを2層にし、2枚目の液晶
層を位相補償板として使用している。
この2層型液晶装置を第5図に示す。51a、51b、
51c、51dは透明基板、52a、52bは液晶分子
層、53はシーリング相である。54の液晶パネルは表
示用で液晶踵動電圧が印加され、55の液晶パネルは位
相補償板の役目をする。この位相補償板は表示パネルと
面対称のねじれ構造をしている656は偏光子、57は
検光子である。
第6図は2層型液晶装置の動作原理を説明する回で、6
1は光源、62は偏光子、63は液晶叩動電圧が印加さ
れる液晶パネル、64ば位相補償板として使用する液晶
パネル、65は検光子である。偏光子と検光子は透過軸
が直交になるようにする。
光源からの光は62の偏光子を通り直線偏光しさらに6
3の液晶パネル内の液晶の屈折率異方性により楕円偏光
になる。この屈折率異方性が波長により異なるため出て
くる楕円偏光の度合いが異なるが、64のように面対称
な液晶パネルを置くと、これが位相補償板の役割をし各
波長光とも元の直線偏光に戻る。65の検光子を偏光方
向に直角にすればほとんど光は通さなくなり、黒色にな
る。
63の液晶パネルに電圧が印加されると楕円偏光補償の
バランスがくずれるため補償できない光が検光子からも
れ、これにより表示を行なう。[以上NlにKEI E
l、ECTR0NIC51987,11,2(no、4
33) P、132参照] [発明が解決しようとする課題] このような2層型液晶表示装置では、2枚の液晶パネル
のリタデーション、つまり屈折率異方性(Δn)と液晶
層の厚み(d)の積ΔnXdを同じにしなければならな
い。近年液晶表示装置は大型化しているが液晶パネル全
面おいて均一 ・同一にΔnXdを作り込むことは製造
上内錐であった。
また液晶パネルを2枚使用するため、1枚の場合と比較
して製造コストが高くなる、重量が重くなる、厚くなる
という問題があった。
[課題を解決するための手段] 上記問題を解決するためにこの発明は、一対の清明基板
間に液晶が挟持され、その厚さ方向に180°以上ねじ
れた螺旋構造を持ち、かつ前記透明基板の外側に一対の
偏光板をそなえた液晶装置において、前記液晶及び偏光
板以外に、屈折率の異方性を持った層が前記一対の偏光
板の内側に2層重にある様に決められていることを特徴
とするものである。
[実施例] 以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明す
る。
第1図は本発明に係る液晶装置で、図中符号+1a、1
]bは液晶分子を挟持するためのガラス、プラスチック
等の透明基板で、表面に透明電極Jけ12a、12bと
、さらに印刷、ディッピング、蒸着等によって、ポリイ
ミド、テフロン等の薄膜を形成し。
一方向にラビング処理した一幀性配向膜Ji13a、1
3bが設けられている。基板11aとIlbはその配向
膜層どおしを対向させ、液晶分子14が180°以−ヒ
ねじれた螺旋構造15をとるようになっている。透明電
陽層12a、12bには液晶即動電圧が印加される。
17a 、L7bは位相補償板で屈折率の異方性を有す
る層を2 IC’j以−1:積層している。、18は光
源、19aは偏光子、19I)は検光子である。ix、
inは液晶分子を封入するためのシーリングである。
ここで本発明になる液晶装置の具体的実施例と測定結果
を説明する。
第2図は第1図で示した液晶装置における光学軸方向を
示した図であり、21は、L偏光板透過軸方向、22は
上基板の配向方向、23は下基板の配向方向、24は下
偏光板透過軸方向、25a、25bは屈折率の異方性を
有する層における屈折率の最大方向である。26は液晶
分子のねじれ螺旋角J1すなわちツイスト角度(以下[
13コと略す)、27は下偏光板透過軸方向から屈折率
の異方性を有する層(第1図中の178)における屈折
率の最大方向までの角度(以下[D1]と略す)、28
は下偏光板透過軸方向から屈折率の異方性を有する層(
第1図中の17b)における屈折率の最大方向までの角
度(以下[D2]と略す)、29は下偏光板透過軸方向
から下基板の液晶分子の配向方向までの角度(以下[G
]と略す)、30は下偏光板透過軸方向から上偏光板透
過軸方向までの角度(以下[H]と略す)である。
測定には屈折率の異方性を有する層としてポリカーボネ
イト系の一軸延伸フィルムを使用した。
角度の方向は時計回りを「+」とした。
(実施例1) ここでは印加電圧値が増加するに従い、表示色の黒レベ
ルが低下する(遮光性が減る)場合、すなわちネガ・モ
ードの例を示す。
ツイスト角度[B] = 240°、Δnd=0.66
(μm)の液晶パネルを使用した。[D1]=25°、
[D2]=90″  、 [Gコ =60° 、 [1
−(]=45’  である。
一軸延伸フィルムのリタデーションは、第1図中の17
aはΔnd=0.29(μm)、第1図中の17bはΔ
口d=0.14(μm)である。
第3図は本発明による液晶装置の電圧印加時の透過スペ
クトルで、1/200デユーティ−のマルチプレックス
駆動波形印加時である。印加電圧はコントラストが最大
になる様に調整している。31は選択電圧が印加されて
いる時、:32は非選択電圧が印加されている時のスペ
クトルである。
また第4図はツイスト角度240’ 、Δnd= 0.
65(μm)の液晶パネルを使用した従来の2層型液晶
装置の電圧印加時の透過スペクトルである。33は選択
電圧が印加されている時、34は非選択電圧が印加され
ている時のスペクトルである。
第3図、第4図の選択電圧が印加されている場合(白レ
ベル)の色度(x、y)を求めると、表1のようになる
第3図、第4図から明らかなようにスペク1−ルの形状
、表1の透過率(%、 550nm)と色度(x、y)
がほぼ同一であるので、従来の2層型液晶装置の位相補
正板用の液晶パネルを、積層した延伸フィルムに置き換
えても、同様の効果が得られることが解る。
(実施例2) ツイスト角度[B] =  240°、Δnd−0.6
3(μm)の液晶パネルを使用した。[D1] = 1
]0°。
[D2]  =  165”  、 [G ]  = 
 −30° 、  [H] =15°である。
一軸延伸フィルムのリタデーションは、第1図中の17
aはΔnd=0.34 (It m)、第1図中の17
bはΔnd−0,14(μm)である。
(実施例1)と同様の効果があった。
実施例では第1図に示したように、液晶装置の背面に光
源を配置した状態で測定しているが、光源の代わりに反
射板を使用すれば、反射型の液晶表示装置として使用す
ることができる。
(実施例1)、(実施例2)では角度を固定した場合の
結果を示したが、角度[B]、[D1]、[D2コ、[
G]、[H] を−30’〜+30°ずらしても同様の
効果が得られる。
また液晶パネル、延伸フィルムのΔndを固定した場合
の結果を示したが、Δndを−0,1〜+O,](μI
T+)変化させても、液晶パネルと延伸フィルムのΔn
dを最適の値になるよう変化させれば同様の効果が1:
)られる。
実施例では240°ツイストの場合だが、他のツイスト
角度でも液晶パネルと延伸フィルムのΔndを最適の値
になるよう変化させれば同様の効果が得られる。
(実施例3) 以上の実施例では屈折率異方性を有する層の位置は下偏
光板の」−(液晶パネルの下)であったが。
屈折率異方性を有する層の位置が上偏光板の下(液晶パ
ネルの七)の場合でも、光の進行方向を逆方向に考えれ
ば、角度[B]、[D1]、  [D2]、[G] 、
[H] 、屈折率異方性を有する層および液晶パネルの
Δndは前記実施例と同じ値の時、同様の効果が得られ
る。
(実施例4) 前記実施例と同じ液晶装置の構成で、材質の異なる屈折
率異方性を有する層について効果を調べた。その結果、 セロハン、サクサンセルロース、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
スチレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフ
タレート、ナイロン、塩酸ゴム、ポリテトラフルオロエ
チレン、ポリイミドのフィルムにおいてもフィルムのΔ
ndが前記実施例と同一であれば同様の効果が得られた
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、一対の透明基板間
に液晶が挟持され、その厚さ方向に180’以上ねじれ
た螺旋構造を持ち、かつ透明基板の外側に一対の偏光板
をそなえた液晶装置において、液晶及び偏光板以外に、
屈折率の異方性を持った層が一対の偏光板の内側に2層
以上あることにより、液晶パネルの複屈折による着色が
屈折率の異方性を持った層により補正され、透過スペク
1〜ルがフラットになり無彩色化することが可能となり
、高画質の液晶装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の液晶装置の構成図。 第2図は本発明の実施例の液晶装置における光学軸方向
を示す図、第3図は本発明の実施例の液晶装置の透過ス
ペクトル図、第4図は従来の液晶装置の透過スペクトル
図、第5図は従来の位相補正用の液晶パネルを有する液
晶装置の構成図、第6図は液晶補正板を有する液晶装置
の動作原理を説明する図である。 11a 、 Ilb ・・・・・・・・透明基板12a
 、12b ・・・・・・・・透明′lt極層13a 
、 13b・・・・・・・・配向膜14・・・・・・・
・・・・・液晶分子15・・・・・・・・・・・・螺旋
構造】6・・・・・・・・・・・・液晶駆動用パネル1
7a 、 17b ・・・・・・・・屈折率の異方性を
有する層 18・・・・・・・・・・・・光源 19a ・・・・・・・・・・・偏光子19b ・・・
・・・・・・・・検光子IA、 1[1・・・・・・・
・・・液晶分子を封入するためのシーリング Qb 不発明の歳品災]の21反図 71 図 光学方向を作1図 第 2 図 4長(nrn) 本鞄明の慣)tイ列にJ(R晶辰Iの透過スペクトル(
2)第 3 図 税釆の液晶装置の迫通スペクトル図 第  4  区 従来の2/!型液晶装置の溝床図 第5図 q     に1 2層′製液晶装置の動イ乍原理乞説明する図第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一対の透明基板間に液晶が挟持され、その厚さ方向に1
    80°以上ねじれた螺旋構造を持ち、かつ前記透明基板
    の外側に一対の偏光板をそなえた液晶装置において、前
    記液晶及び偏光板以外に、屈折率の異方性を持った層が
    前記一対の偏光板の内側に2層以上あることを特徴とす
    る液晶装置。
JP63135929A 1988-06-02 1988-06-02 液晶装置 Pending JPH01304422A (ja)

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Cited By (5)

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