JPH0235416A

JPH0235416A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH0235416A
Application number: JP63184507A
Authority: JP
Inventors: Yasuisa Hirai; 平井　保功; Hitoshi Hado; 羽藤　仁; Yoshihiro Kinoshita; 木下　喜宏; Kiyoshi Shobara; 潔庄原; Shoichi Matsumoto; 正一松本; Masahito Ishikawa; 正仁石川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1990-02-06

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は液晶表示素子に係り、特に電圧無印加時に液
晶分子をほぼ垂直配向させておき、電圧印加により液晶
分子の配向状態を変化させることにより複屈折を制御し
て表示を行う、いわゆる複屈折制御形の液晶表示素子に
関する。

（従来の技術）従来１．複屈折制御形の液晶表示素子は、透明電極を形
成した基板間に誘電率異方性が負の液晶を垂直配向させ
て液晶セルとし、この液晶セルの両側にそれぞれの吸収
軸の方向が直交する一対の偏光板を配置した構造となっ
ている。

電極に電界を印加しなし状態では、液晶層の複屈折の効
果がないため、光は透過せず、暗状態である。また、電
極に電界を印加した状態では、液晶分子は水平方向に傾
き、その複屈折の効果により光が透過するようになり、
明状態となる。この時、液晶分子が傾く方向がランダム
であるより、一定の方向に揃っていた方が、画面の均一
性が良く、児易い表示が得られる。

通常、この構成をとった場合、液晶表示素子の真正面か
ら観察する場合には高いコントラスト比の表示が１ｑら
れる。しかし、正面から傾斜した方向から観察する場合
には、正面と比べ複屈折の大きさが変化するため表示に
色が付いたり、光の洩れが多くなり、コントラスト比が
低い表示となる。

そこで、例えば特開昭６０−２５６１２１号公報には、
複屈折を補償する偏光手段を設け、液晶セルに入射する
偏光を円偏光に近い偏光とすることによって、斜め方向
から観測した時のコントラスト比を改善することが提案
されている。

（発明が解決しようとする課題）特開昭６０−２５６１２１号公報に記載の液晶表示素子
でも、良好なコントラスト比が得られる視野角の範囲は
ある一定の範囲内であり、斜め方向から良好に観測でき
る範囲は狭く、視野角の範囲は実用上問題ない程度に充
分広いとはいえなかった。

また、上記公報で記載されている液晶表示素子では、暗
状態が得難く、かなりの光が透過するので、見難い表示
で問題となる。

この発明は、上記のような問題点を解決し、視野角が広
く、広い範囲で斜め方向から観測しても高いコントラス
ト比が得られる複屈折形の液晶表示素子を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）請求項１記載の発明は、透明電極を形成した第１、第２
の基板間に誘電率異方性が負の液晶が充填されてなる液
晶セルと、゛この液晶セルの両側にそれぞれ配設された
第１、第２の偏光板と、液晶セルと第１または第２の偏
光板との間に配設された複屈折媒体とを備えた複屈折制
御形の液晶表示素子において、複屈折媒体は２枚の位相
差板からなり、これらの位相差板をその光学異方軸がほ
ぼ９０度になるように重ね合せたものであることを特徴
とする液晶表示素子である。

また請求項２記載の発明は、透明電極を形成した第１、
第２の基板間に誘電率異方性が負の液晶が充填されてな
る液晶セルと、この液晶セルの両側にそれぞれ配設され
た第１、第２の偏光板と、液晶セルと前記第１、第２の
偏光板との間にそれぞれ配設された第１、第２の複屈折
媒体とを備えた複屈折制御形の液晶表示素子において、
第１、第２の複屈折媒体はそれぞれ複数の位相差板から
なり、これらの位相差板はその光学異方軸は互いにずれ
て配設され、第１の複屈折媒体と第２の複屈折媒体とは
、法線方向からの偏光が入射した場合に位相差が概ね生
じず、法線方向から斜め方向にずれて入射する偏光に対
しては位相差を生じることを特徴とする液晶表示素子で
おる。

（作　用）請求項１記戎の発明では、光学異方軸が互いにほぼ９０
度になるように重ね合せてなる２枚の位相差板から構成
された複屈折媒体は、法線方向から入射する偏光に対し
ては実質的に位相差を生じず、法線方向から斜め方向に
ずれて入射する偏光に対しては入射方向に依存した位相
差を生じる。

これにより、視角方向に依存する液晶セルの複屈折の変
化、つまり位相差を複屈折媒体の視角方向に依存する位
相差で補償し、良好なコントラスト比が得られる視野角
の範囲を拡大する。即ち、液晶表示素子の真正面から観
察した場合には複屈折媒体では位相差は生じず、斜め方
向から観察した場合のみ液晶セルで生じた位相差を複屈
折媒体で生じる位相差により補償する。これにより、斜
め方向から観察した場合にも正面から観察した場合と同
様に高いコントラスト比が１ｑられる。

請求項２記載の発明では、液晶セルの両側に２つの複屈
折媒体を配置し、これらの複屈折媒体が相補的に作用す
るように配設することによって、真正面から観察した場
合には複屈折媒体では位相差は生じず、斜め方向から観
察した場合のみ液晶セルで生じた位相差を複屈折媒体で
生じる位相差により補償する。そして、第１、第２の複
屈折媒体は、液晶セルで生じた位相差を補償するに必要
な最適な位相差が得られるように、それぞれ位相差板を
少なくとも２枚用い、その位相差板の光学異方軸のなす
角度を調整して所定の位相差が得られるようにしてなる
。この場合、各位相差板のリタデーションの大きさを広
範囲に選ぶことができる。従って、液晶表示素子を斜め
方向から観察した場合にも正面から観察した場合と同様
に高いコントラスト比が得られる。

（実施例）（実施例１）この実施例の液晶表示素子は、第１図に断面を、また第
２図に各部材の配置構成を示すように構成され、液晶セ
ル１０とこの液晶セル１０の外側に配設された第１、第
２の偏光板５２．５４と、第２の偏光板５４と液晶セル
１０との間に配置された位相差板２２゜２４から構成さ
れる複屈折媒体２０とからなっている。

液晶セル１０は、対向配置された第１．第２の基板１，
２と、これら第１．第２の基板１，２間に充填された誘
電率異方性が負の液晶３より構成されている。第１の基
板１の液晶３と接する面には透明な走査電極４とその上
の微少プレチルト角αを有する垂直配向膜５を有してい
る。また、第２の基板２の液晶３と接する面には透明な
信号電極６とその上の微少プレチルト角βを有する垂直
配向膜７を有している。垂直配向膜５，７は、−塩基性
金属錯体により形成した。また液晶３にはＥＮ−１８（
チッソ社製）を用い、液晶３層厚は１０μｍである。な
お、８はシール材を示す。

また、複屈折媒体２０を構成する位相差板２２．２４は
、リタデーションが１４０ｎｍの延伸ポリマーフィルム
からなる、いわゆる１７４位相差板が用いられ、それぞ
れ光学異方軸（延伸軸）２３．２５がほぼ９０度になる
ように重ね合されている。これにより、複屈折媒体２０
は、実質的に複屈折媒体２０の法線方向から入射する偏
光に対しては位相差を生じず、法線から斜め方向にずれ
て入射する偏光に対しては位相差を生じるように作用す
る。位相差板２２゜２４の光学異方軸２３．２５と第１
の偏光板５２の吸収軸５３とのなす角度はそれぞれほぼ
４５度で、また位相差板２４．２４の光学異方軸２３．
２５と第２の偏光板５４の吸収軸５５とのなす角度はそ
れぞれほぼ４５度であり、かつ第１の偏光板５２の吸収
軸５３と、第２の偏光板５４の吸収軸５５とのなす角度
がほぼ９０度に配設されている。

この実施例の液晶表示素子は、走査電極４と信号電極６
に電圧が印加されない時には、液晶分子は第１、第２の
基板１，２に対して垂直となっている。一方、走査電極
４と信号電極６に電圧を印加すると垂直配向された液晶
３分子は基板１，２に対して水平方向に傾むく。この時
、真正面から見たときと同じ高いコントラスト比の表示
が斜め方向から見たときにも得ら・れる。即ら、斜め方
向から液晶表示素子を見た場合に生じる液晶セル１０で
の位相差が、光学異方軸を直交させた２枚の位相差板２
２．２４からなる複屈折媒体２０にも同様に生じ、液晶
セル１０での位相差を複屈折媒体２０での位相差で補償
させる。当然のことながら真正面から見た場合には、複
屈折媒体２０では位相差が生じない。この結果、視野角
の広い範囲において良好なコントラスト比を有する液晶
表示素子が得られた。

この実施例では、位相差板２２．２４にリタデーション
が１４０ｎｍのものを用いたが、他の実用的なリタデー
ションの位相差板、例えばリタデーションが１００〜２
８０ｎｍの位相差板を用いても同様の効果が得られる。

この際に、リタデーションは、種々の液晶セルに応じた
視角方向に依存した複屈折を補償し得るように選択して
用いることが、広い視野角を実現する上で好ましい。ま
た複屈折媒体２０は、第１の偏光板５２と液晶セル１０
との間に配置しても同様の効果が得られる。

（実施例２）第３図に断面を、また第４図に各部材の配置構成を示す
。

この実施例は、第１の実施例の液晶セル１０の両側に複
屈折媒体３０．４０を配置している。位相差板３２、３
４とからなる第１の複屈折媒体３０が第１の偏光板５２
と液晶セル１０との間に配置され、また位相差板４２．
４４とからなる第２の複屈折媒体４０が第２の偏光板５
４と液晶セル１０との間に配置されている。

また第１、第２の偏光板５２．５４の吸収軸５３．５５
は直交している。

さて、第１の複屈折媒体３０と第２の複屈折媒体４０と
は、第１、第２の複屈折媒体３０．４０の法線方向から
偏光が入射した場合に、位相差が概ね生じないよう互い
に相補的に作用する。そして、この実施例では、第２の
複屈折媒体４０の偏光板５４側に配設された位相差板４
４の光学異方軸４５をｙ軸より右方向にβ度回転して配
設し、液晶セル１０側の位相差板４２の光学異方軸４３
をｙ軸より左方向にγ度回転して配設した場合に、第１
の複屈折媒体３０の偏光板５２側に配設された位相差板
３２の光学異方軸３３をＸ軸より右方向にβ度回転して
配設し、液晶セル１０側の位相差板３４の光学異方軸３
５をＸ軸より左方向にγ度回転して配設する。位相差板
３２．３４゜４２、４４としては、それぞれリタデーシ
ョンが１４０ｎｍの延伸ポリマーフィルムを用いた。ま
た角度β、γをそれぞれ２０度、３０度に設定した。

この実施例では、斜め方向から見たときに生じる液晶セ
ル１０での位相差が第１および第２の複屈折媒体３０．
４０で補償され、斜め方向から見たときにも真正面から
見たときと同様に高いコントラスト比の表示が得られた
。

なお、この実施例では各位相差板に同じリタデーション
の延伸フィルムを用いたが、異なるリタデーションの延
伸フィルムを用いて角度β、γを調整することにより、
同様の効果が得られる。なお、角度β、γを調整するこ
とにより、斜め方向から入射する偏光に対する各複屈折
媒体の位相差量を調整することができ、種々の液晶セル
に応じた視角方向に依存した複屈折を補償することがで
きる。特に、この調整は広い視野角を実現する上で好ま
しい。また、各複屈折媒体を構成する位相差板の配設順
所は入れ変えても同様の効果が得られる。さらに第１お
よび第２の複屈折媒体を構成する位相差板はそれぞれ２
枚に限らず３枚以上とすることもできる。

［発明の効果］本発明によれば、広い範囲で斜め方向から観察しても高
いコントラスト比が得られる液晶表示素子が実現できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の液晶表示素子の断面図、第
２図はその構成を示す図、第３図は本発明の他の実施例
の液晶表示素子の断面図、第４図はその構成を示す図で
おる。第１図代理人　　　弁理士　則　近　憲　缶周　　　　　竹　花　喜久男第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明電極を形成した第１、第２の基板間に誘電率
異方性が負の液晶が充填されてなる液晶セルと、この液晶セルの両側にそれぞれ配設された第１、第２の
偏光板と、前記液晶セルと前記第１または第２の偏光板との間に配
設された複屈折媒体とを備えた複屈折制御形の液晶表示
素子において、前記複屈折媒体は２枚の位相差板からなり、これらの位
相差板をその光学異方軸がほぼ９０度になるように重ね
合せたものであることを特徴とする液晶表示素子。
（２）透明電極を形成した第１、第２の基板間に誘電率
異方性が負の液晶が充填されてなる液晶セルと、この液晶セルの両側にそれぞれ配設された第１、第２の
偏光板と、前記液晶セルと前記第１、第２の偏光板との間にそれぞ
れ配設された第１、第２の複屈折媒体とを備えた複屈折
制御形の液晶表示素子において、前記第１、第２の複屈
折媒体はそれぞれ複数の位相差板からなり、これらの位
相差板はその光学異方軸は互いにずれて配設され、前記第１の複屈折媒体と前記第２の複屈折媒体とは、法
線方向からの偏光が入射した場合に位相差が概ね生じず
、法線方向から斜め方向にずれて入射する偏光に対して
は位相差を生じることを特徴とする液晶表示素子。