JPH02189518A - 液晶電気光学素子 - Google Patents

液晶電気光学素子

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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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治 奥村
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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] 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
[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。
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。
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。
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。
〔課題を解決するための手段〕
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。
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。
[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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
[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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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。
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EP90300373A EP0379315B1 (en) 1989-01-19 1990-01-12 Electro-optical liquid crystal device
DE69008875T DE69008875T2 (de) 1989-01-19 1990-01-12 Elektrooptische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
US07/466,232 US5142393A (en) 1989-01-19 1990-01-19 Electro-optical liquid crystal device with compensator having negative optical anisotropy

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