JPH02189518A - 液晶電気光学素子 - Google Patents
液晶電気光学素子Info
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- JPH02189518A JPH02189518A JP1010405A JP1040589A JPH02189518A JP H02189518 A JPH02189518 A JP H02189518A JP 1010405 A JP1010405 A JP 1010405A JP 1040589 A JP1040589 A JP 1040589A JP H02189518 A JPH02189518 A JP H02189518A
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- Japan
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
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。
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]
本発明は液晶電気素子に関する。
[従来の技術]
従来の二二一ツィステンドネマチンクモードは、従来の
スーパーツィステッドネマチックモードに特有の表示の
色づきを解消したもので、例えば本出願人が先に特願昭
62−121701号で提案しているように、一対の変
更板の間に、表示を行う液晶セルと、それとは別に光学
的異方体を備えている。この光学的異方体として液晶セ
ルを用いるモード(以下NTNモードと呼ぶ)と、高分
子の一軸延伸フィルムを用いるモード(以下FTNモー
ドと呼ぶ)とがあるが、FTNモードはNTNモードに
比べて、軽量かつ安価である点に特徴がある。
スーパーツィステッドネマチックモードに特有の表示の
色づきを解消したもので、例えば本出願人が先に特願昭
62−121701号で提案しているように、一対の変
更板の間に、表示を行う液晶セルと、それとは別に光学
的異方体を備えている。この光学的異方体として液晶セ
ルを用いるモード(以下NTNモードと呼ぶ)と、高分
子の一軸延伸フィルムを用いるモード(以下FTNモー
ドと呼ぶ)とがあるが、FTNモードはNTNモードに
比べて、軽量かつ安価である点に特徴がある。
第7図に、従来のFTNモードを利用した液晶電気光学
素子の断面図を示すや図中、1は上側偏光板、2は液晶
セル、5は一軸延伸フィルム、4は下側偏光板である。
素子の断面図を示すや図中、1は上側偏光板、2は液晶
セル、5は一軸延伸フィルム、4は下側偏光板である。
液晶セルの液晶9には、チッソ社製の液晶5S−400
8(Δn=0.15)を用い、セルギャップdが6.0
μmのセルにねじれ配向させた。この時、リターデーシ
ョンΔndは0.90μmになる。
8(Δn=0.15)を用い、セルギャップdが6.0
μmのセルにねじれ配向させた。この時、リターデーシ
ョンΔndは0.90μmになる。
一方、−軸延伸フィルムには、住友化学工業社製のポリ
カーボネート系高分子フィルム・スミカライドを用いた
。その屈折率は、N1o=1. 518、N2o= 1
. 517、N5e=1.522である。
カーボネート系高分子フィルム・スミカライドを用いた
。その屈折率は、N1o=1. 518、N2o= 1
. 517、N5e=1.522である。
フィルム厚は90μm、リターデーションは0゜45μ
mである。ここでN3eは、フィルムの延伸方向、即ち
光軸方向のMFr−車である。このように従来の一軸延
伸フィルムは、異常光の屈折$ N eが常光の屈折率
NOよりも大きい。工業調査会発行「液晶の最新技術」
第3版21ページによれば、このような光学的異方体の
性質を光学的に正の一軸性を有していると表現する。
mである。ここでN3eは、フィルムの延伸方向、即ち
光軸方向のMFr−車である。このように従来の一軸延
伸フィルムは、異常光の屈折$ N eが常光の屈折率
NOよりも大きい。工業調査会発行「液晶の最新技術」
第3版21ページによれば、このような光学的異方体の
性質を光学的に正の一軸性を有していると表現する。
第8図には、従来の液晶電気光学素子の各軸の関係図を
示した。上側偏光板の偏光軸(吸収軸)方向10が液晶
セルの上基板のラビング方向11となす角度20を左1
17° 液晶セルのねじれ角21を左240° −軸延
伸フィルムの延伸方向15が液晶セルの下基板のラビン
グ方向12ととなす角度24を左65′ 下側偏光板の
偏光軸(吸収軸)方向I4が15となす角度25を右2
0@とした。
示した。上側偏光板の偏光軸(吸収軸)方向10が液晶
セルの上基板のラビング方向11となす角度20を左1
17° 液晶セルのねじれ角21を左240° −軸延
伸フィルムの延伸方向15が液晶セルの下基板のラビン
グ方向12ととなす角度24を左65′ 下側偏光板の
偏光軸(吸収軸)方向I4が15となす角度25を右2
0@とした。
以上の条件のもとで作製した、従来の液晶電気光学素子
は、パネル面に垂直な方向から測定すると、第3図に示
すように比較的色づきの少ない電気光学特性が得られる
。
は、パネル面に垂直な方向から測定すると、第3図に示
すように比較的色づきの少ない電気光学特性が得られる
。
[発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来のFTNモードを利用した液晶電気
光学素子は、N T Nモードを利用した液晶電気光学
素子に比べて、表示が良好に視認できる視角範囲(以下
、単に視角と呼ぶ)が狭いという課題がある。
光学素子は、N T Nモードを利用した液晶電気光学
素子に比べて、表示が良好に視認できる視角範囲(以下
、単に視角と呼ぶ)が狭いという課題がある。
第9図に、従来の液晶電気光学素子の視角特性を示す。
図の中心はパネル面に垂直な方向を、またその外側の円
は、内から順にそれぞれ垂直方向からの傾き角10°
20° 30° 40゜50° 60’の方向を示して
いる。また、図中の上下左右の4方向は、第8図に示し
た4方向と一致している。ここで40.41.42は、
それぞれコントラスト比1.5.10の等コントラスト
線である。また、斜線で示した部分は、コントラスト比
が1以下になって、表示が反転する領域である。
は、内から順にそれぞれ垂直方向からの傾き角10°
20° 30° 40゜50° 60’の方向を示して
いる。また、図中の上下左右の4方向は、第8図に示し
た4方向と一致している。ここで40.41.42は、
それぞれコントラスト比1.5.10の等コントラスト
線である。また、斜線で示した部分は、コントラスト比
が1以下になって、表示が反転する領域である。
このように、従来のFTNモードを利用した液晶電気光
学素子は、コントラストの高い領域が狭く、しかも表示
の反転が起こりやすい。この表示の反転は、心理的に視
角を狭く感じさせる大きな要因となっている。
学素子は、コントラストの高い領域が狭く、しかも表示
の反転が起こりやすい。この表示の反転は、心理的に視
角を狭く感じさせる大きな要因となっている。
本発明はこのような課題を解決するもので、光学的異方
体として光学的に負の一軸性を有する高分子の延伸フィ
ルムを用いることによって、視角の広い液晶電気光学素
子を提供することを目的としている。
体として光学的に負の一軸性を有する高分子の延伸フィ
ルムを用いることによって、視角の広い液晶電気光学素
子を提供することを目的としている。
本発明の液晶電気光学素子は、対向する2枚の電極基板
間にねじれ配向した液晶を挟持してなる液晶セルと、前
記液晶以外に少をくとも一層の光学的異方体と、それら
を挟んで両側に配置された一対の偏光板とを備えた液晶
電気光学素子において、前記光学的異方体が有する3つ
の主要な屈折率N1o、 N2o、 N3eの内、
ある1つの屈折率N3eが他の2つの屈折率N1o、
N2oよりも小さく、かつその屈折率N3eに対応す
る軸が、前記液晶セルの基板表面に対してほぼ水平な方
向にあることを特徴とする。
間にねじれ配向した液晶を挟持してなる液晶セルと、前
記液晶以外に少をくとも一層の光学的異方体と、それら
を挟んで両側に配置された一対の偏光板とを備えた液晶
電気光学素子において、前記光学的異方体が有する3つ
の主要な屈折率N1o、 N2o、 N3eの内、
ある1つの屈折率N3eが他の2つの屈折率N1o、
N2oよりも小さく、かつその屈折率N3eに対応す
る軸が、前記液晶セルの基板表面に対してほぼ水平な方
向にあることを特徴とする。
また、前記光学的異方体が、高分子の一軸延伸フィルム
であることを特徴とする。
であることを特徴とする。
[作用]
従来の液晶電気光学素子における色づき補償用の光学的
異方体は、パネル面に垂直な方向の補償を主眼として設
計されたものであって、それ以外の方向の補償にりいて
は考慮されていない。
異方体は、パネル面に垂直な方向の補償を主眼として設
計されたものであって、それ以外の方向の補償にりいて
は考慮されていない。
第1O図の51は、従来の光学的に正の一軸性を有する
一軸延伸フィルムの屈折率楕円体である。
一軸延伸フィルムの屈折率楕円体である。
一方、第6図の50は、本発明の光学的に負の一軸性を
有する一軸延伸フィルムの屈折率楕円体である。この両
者はパネル面に垂直な方向からffJi察する限りは、
全く同等の複屈折を有している。しかしながら、パネル
面に垂直な方向に対応する屈折率Nloの値が異なって
いるため、斜め方向から観察した場合には従来とは異な
る複屈折を有することになる。従って、二〇NIGの値
を最適化することによって、パネル正面方向の表示特性
を損なうことなく、視角を拡大することが可能である。
有する一軸延伸フィルムの屈折率楕円体である。この両
者はパネル面に垂直な方向からffJi察する限りは、
全く同等の複屈折を有している。しかしながら、パネル
面に垂直な方向に対応する屈折率Nloの値が異なって
いるため、斜め方向から観察した場合には従来とは異な
る複屈折を有することになる。従って、二〇NIGの値
を最適化することによって、パネル正面方向の表示特性
を損なうことなく、視角を拡大することが可能である。
[実施例]
以丁、実施例により本発明の詳細を示す。
(実施例1)
第1図に、本発明の実施例1における液晶電気光字素f
の断面図を示す。図中、1は上側偏光板、2は液晶セル
、3は一軸延伸フィルム、4は下側偏光板である。液晶
セルには、チッソ社製の液晶83−4008を用い、セ
ルギャップdが6.0μmのセルにねじれ配向させた。
の断面図を示す。図中、1は上側偏光板、2は液晶セル
、3は一軸延伸フィルム、4は下側偏光板である。液晶
セルには、チッソ社製の液晶83−4008を用い、セ
ルギャップdが6.0μmのセルにねじれ配向させた。
一方、−軸延伸フィルムには、ポリメタクリル酸メチル
(PMMA)を、シリコンオイル中10000で延伸し
て用いた。通常の高分子フィルムは、延伸を行うと延伸
方向の屈折率が増加し、光学的に正の一軸性を持つ性質
があるが、PMMAやポリα−フルオロアクリル酸メチ
ル(PMFA)等は、逆に延伸方向の屈折率が減少し、
負の一軸性を持つ性質がある。この−軸延伸フィルムの
屈折率は、 N1o=1. 516、 N2o=1.5
18、 N5e=1.509である。フィルム厚は50
μm5リターデーシヨンは0.45μmである。
(PMMA)を、シリコンオイル中10000で延伸し
て用いた。通常の高分子フィルムは、延伸を行うと延伸
方向の屈折率が増加し、光学的に正の一軸性を持つ性質
があるが、PMMAやポリα−フルオロアクリル酸メチ
ル(PMFA)等は、逆に延伸方向の屈折率が減少し、
負の一軸性を持つ性質がある。この−軸延伸フィルムの
屈折率は、 N1o=1. 516、 N2o=1.5
18、 N5e=1.509である。フィルム厚は50
μm5リターデーシヨンは0.45μmである。
第2図には、各軸の関係図を示した。上側偏光板の偏光
軸(吸収軸)方向10が液晶セルの丘基板のラビング方
向11となす角度20を左117、液晶セルのねじれ角
21を左240° −軸延伸フィルムの延伸方向13が
液晶セルの下基板のラビング方向12となす角度22を
右259ド側偏光板の偏光軸(吸収軸)方向14がJ3
となす角度23を左70°とした。
軸(吸収軸)方向10が液晶セルの丘基板のラビング方
向11となす角度20を左117、液晶セルのねじれ角
21を左240° −軸延伸フィルムの延伸方向13が
液晶セルの下基板のラビング方向12となす角度22を
右259ド側偏光板の偏光軸(吸収軸)方向14がJ3
となす角度23を左70°とした。
本発明の液晶電気光学素子は、パネル面に垂直な方向か
ら見る限り、第3図に示した従来の液晶電気光学素子と
ほぼ同様の特性を示す。
ら見る限り、第3図に示した従来の液晶電気光学素子と
ほぼ同様の特性を示す。
第4図に、実施例1における液晶電気光字素fの視角特
性を示した。本発明は、従来よりも非選択時の光量変化
が少ないために、表示の反転が起こりにくく、コントラ
ストの高い領域も広がっている。
性を示した。本発明は、従来よりも非選択時の光量変化
が少ないために、表示の反転が起こりにくく、コントラ
ストの高い領域も広がっている。
(実施例2)
一軸延伸フィルムで、液晶セルのりターデーシコンを補
償するためのセル条件は、実施例1で示した条件以外に
も多数存在する。実施例2では、実施例1以外の条件に
ついて1つ紹介する。
償するためのセル条件は、実施例1で示した条件以外に
も多数存在する。実施例2では、実施例1以外の条件に
ついて1つ紹介する。
第1図に、本発明の実施例1における液晶電気光学素子
の断面図を示す。図中、1は上側偏光板、2は液晶セル
、3は一軸延伸フィルム、4は下側偏光板である。液晶
セルには、メルク社製の液晶ZLI−4151−100
(Δn=0.1.8)を用い、セルギャップdが5.0
μmのセルにねじれ配向させた。この時、リターデーシ
ョンは0゜90μmになる。
の断面図を示す。図中、1は上側偏光板、2は液晶セル
、3は一軸延伸フィルム、4は下側偏光板である。液晶
セルには、メルク社製の液晶ZLI−4151−100
(Δn=0.1.8)を用い、セルギャップdが5.0
μmのセルにねじれ配向させた。この時、リターデーシ
ョンは0゜90μmになる。
一方、−軸延伸フィルムには1.PMFAを、シリコン
オイル中10000で延伸して用いた。この−軸延伸フ
ィルムの屈折率は、N1o=1. 534、N2o=1
. 538、N5e=1.502であり、光学的に負の
一軸性を有する。フィルム厚は15μm、リターデーシ
ョンは0.54μmである。
オイル中10000で延伸して用いた。この−軸延伸フ
ィルムの屈折率は、N1o=1. 534、N2o=1
. 538、N5e=1.502であり、光学的に負の
一軸性を有する。フィルム厚は15μm、リターデーシ
ョンは0.54μmである。
第5図には、各軸の関係図を示した。上側偏光板の偏光
軸(吸収軸)方向lOが液晶セルの上基板のラビング方
向11となす角度20を左45゜液晶セルのねじれ角2
1を左2101−軸延伸フィルムの延伸方向13が液晶
セルの下基板のラビング方向12となす角度22を0゛
下側偏光板の偏光軸(吸収軸)方向14が13となす
角度23を左135′″とした。
軸(吸収軸)方向lOが液晶セルの上基板のラビング方
向11となす角度20を左45゜液晶セルのねじれ角2
1を左2101−軸延伸フィルムの延伸方向13が液晶
セルの下基板のラビング方向12となす角度22を0゛
下側偏光板の偏光軸(吸収軸)方向14が13となす
角度23を左135′″とした。
本実施例においても、従来のように光学的に正の一軸性
を有する一軸延伸フィルムを使う場合と比べて、視角が
拡がっている。
を有する一軸延伸フィルムを使う場合と比べて、視角が
拡がっている。
[発明の効果]
以上述べたように、本発明によれば、光学的異方体とし
て光学的に負の一軸性を有する高分子の延伸フィルムを
用いることによって、視角を広くするという効果を有す
る。
て光学的に負の一軸性を有する高分子の延伸フィルムを
用いることによって、視角を広くするという効果を有す
る。
第1図は、本発明における液晶電気光学素子の断面図で
ある。 第2図は、本発明の実施例1における液晶電気光学素子
の各軸の関係を示す図である。 第3図は、実施例1及び従来の液晶電気光学素子の電気
光学特性を示す図である。 第4図は、本発明の実施例1における液晶電気光学素子
の視角特性を示す図である。 第5図は、本発明の実施例2における液晶電気光学素子
の各軸の関係を示す図である。 第6図は、本発明の液晶電気光学素子の光学補償のしく
みを示す図である。 第7図は、従来の液晶電気光学素子の断面図である。 第8図は、従来の液晶電気光学素子の各軸の関係を示す
図である。 第9図は、従来の液晶電気光学素子の視角特性を示す図
である。 第10図は、従来の液晶電気光学素子の光学補償のしく
みを示す図である。 1、上側偏光板 2、液晶セル 3、光学的に負の一軸性を有する一軸延伸フィルム(N
3e< N 2o−S−N 1o)4、下側偏光板 5、光学的に正の一軸性を有する一軸延伸フィルム(N
3e> N 2o −N 1o)6、液晶セルの上基
板 7、液晶セルの下基板 8、透明電極 9、ねじれ配向をしたネマチック液晶 10、 上側偏光板1の偏光軸(吸収軸)の方向11
、液晶セルの上基板6のラビング方向12、 液晶セ
ルの下基板7のラビング方向13、−軸延伸フィルム3
の延伸方向 14、下側偏光板4の偏光軸(吸収軸)の方向15、−
軸延伸フィルム5の延伸方向 20、上側偏光板の偏光軸の方向10が、液晶セルの上
基板のラビング方向11となす角度21、液晶セルのね
じれ角 22、−軸延伸フィルムの延伸方向13が、液晶セルの
下基板のラビング方向12となす角度23、下側偏光板
の偏光軸の方向14が、−軸延伸フィルムの延伸方向1
3となす角度 24、−軸延伸フィルムの延伸方向15が、液晶セルの
下基板のラビング方向12となす角度25、下(!!l
偏光板の偏光軸の方向14が、−軸延伸フィルムの延伸
方向15となす角度 30、波長450nmの光(青色光)に対する電圧透過
率曲線 31、波長550 n rnの光(緑色光)に対する電
圧透過率曲線 3?、波長650nmの光(赤色光)に対する電圧透3
1A率曲線 40、コントラスト比1の等コントラスト線41、
コントラスト比5の等コントラスト線42、コントラス
ト比10の等コントラスト線50、−軸延伸フィルム3
の屈折率楕円体51、−軸延伸フィルム5の屈折率楕円
体以上 壬 第4図 第3図 立 2ろ 第5図 第8図 第7図 第9図
ある。 第2図は、本発明の実施例1における液晶電気光学素子
の各軸の関係を示す図である。 第3図は、実施例1及び従来の液晶電気光学素子の電気
光学特性を示す図である。 第4図は、本発明の実施例1における液晶電気光学素子
の視角特性を示す図である。 第5図は、本発明の実施例2における液晶電気光学素子
の各軸の関係を示す図である。 第6図は、本発明の液晶電気光学素子の光学補償のしく
みを示す図である。 第7図は、従来の液晶電気光学素子の断面図である。 第8図は、従来の液晶電気光学素子の各軸の関係を示す
図である。 第9図は、従来の液晶電気光学素子の視角特性を示す図
である。 第10図は、従来の液晶電気光学素子の光学補償のしく
みを示す図である。 1、上側偏光板 2、液晶セル 3、光学的に負の一軸性を有する一軸延伸フィルム(N
3e< N 2o−S−N 1o)4、下側偏光板 5、光学的に正の一軸性を有する一軸延伸フィルム(N
3e> N 2o −N 1o)6、液晶セルの上基
板 7、液晶セルの下基板 8、透明電極 9、ねじれ配向をしたネマチック液晶 10、 上側偏光板1の偏光軸(吸収軸)の方向11
、液晶セルの上基板6のラビング方向12、 液晶セ
ルの下基板7のラビング方向13、−軸延伸フィルム3
の延伸方向 14、下側偏光板4の偏光軸(吸収軸)の方向15、−
軸延伸フィルム5の延伸方向 20、上側偏光板の偏光軸の方向10が、液晶セルの上
基板のラビング方向11となす角度21、液晶セルのね
じれ角 22、−軸延伸フィルムの延伸方向13が、液晶セルの
下基板のラビング方向12となす角度23、下側偏光板
の偏光軸の方向14が、−軸延伸フィルムの延伸方向1
3となす角度 24、−軸延伸フィルムの延伸方向15が、液晶セルの
下基板のラビング方向12となす角度25、下(!!l
偏光板の偏光軸の方向14が、−軸延伸フィルムの延伸
方向15となす角度 30、波長450nmの光(青色光)に対する電圧透過
率曲線 31、波長550 n rnの光(緑色光)に対する電
圧透過率曲線 3?、波長650nmの光(赤色光)に対する電圧透3
1A率曲線 40、コントラスト比1の等コントラスト線41、
コントラスト比5の等コントラスト線42、コントラス
ト比10の等コントラスト線50、−軸延伸フィルム3
の屈折率楕円体51、−軸延伸フィルム5の屈折率楕円
体以上 壬 第4図 第3図 立 2ろ 第5図 第8図 第7図 第9図
Claims (2)
- (1)対向する2枚の電極基板間にねじれ配向した液晶
を挟持してなる液晶セルと、前記液晶以外に少なくとも
一層の光学的異方体と、それらを挟んで両側に配置され
た一対の偏光板とを備えた液晶電気光学素子において、
前記光学的異方体が有する3つの主要な屈折率N1_o
、N2_o、N3_eの内、ある1つの屈折率N3_e
が他の2つの屈折率N1_o、N2_oよりも小さく、
かつその屈折率N3_eに対応する軸が、前記液晶セル
の基板表面に対してほぼ水平な方向にあることを特徴と
する液晶電気光学素子。 - (2)前記光学的異方体が、高分子の一軸延伸フィルム
であることを特徴とする請求項1記載の液晶電気光学素
子。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1010405A JP2779822B2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 液晶電気光学素子 |
EP90300373A EP0379315B1 (en) | 1989-01-19 | 1990-01-12 | Electro-optical liquid crystal device |
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JPH0843787A (ja) * | 1995-08-04 | 1996-02-16 | Asahi Glass Co Ltd | カラー液晶表示素子 |
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- 1989-01-19 JP JP1010405A patent/JP2779822B2/ja not_active Expired - Lifetime
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