JPH024230A - 液晶表示器 - Google Patents

液晶表示器

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JPH024230A
JPH024230A JP63153128A JP15312888A JPH024230A JP H024230 A JPH024230 A JP H024230A JP 63153128 A JP63153128 A JP 63153128A JP 15312888 A JP15312888 A JP 15312888A JP H024230 A JPH024230 A JP H024230A
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Kenichi Narita
建一 成田
Takeshi Suzaki
剛 須崎
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Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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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】 イ)産業上の利用分野 本発明は、高時分割駆動に適し1表示の見易い液晶表示
器に関する。
口)従来の技術 近年液晶分子が180〜300度の捩角の螺旋構造を収
るように配向することにより艮コントラストの視野角が
広く高時分割駆動できるようにした液晶表示器が商品化
されてきたが、1ft、晶の複屈折性のために表示色が
肯または黄色に着色して見える。そこで日経マイクロデ
バイスgno、2s(1987年10月号)84頁に記
載されている如く白地に黒い表示が行える高時分割駆動
用の液晶表示器が開発されるようになった。そして、い
くつかの方法のうち、位相補償パネル&を用いる方云が
池の色4−1:lヲ最も白地に近付けるとされていたが
液晶パネルを2枚必要とするので好ましくなかった。
より詳細に説明すると、上述した液晶分子を大さく捩っ
た液晶表示器に放ては、液晶の複屈折性のために、干渉
色が観察される。これは液晶層で光線が楕円偏向するか
ら色呈が現れるのであるから、ねじられた光をねじりか
えすという目的で、駆動用の液晶パネルと同じ液晶パネ
ルを色消用としてfi!を層するものと説明されている
。ところがこのような液晶パネルは、高時分割駆動に適
しているので表示面積は大さくなり、液晶層の制御は厳
密に管理されるので歩積まりも悪く部側である。
゛また表示器全体が厚くなるので、視差による表示位置
のずれやコントラストの変化が生じて好ましくない。
一方液晶表示器での色相を調節するという点では、1/
4  i長板や位相板を用いるという考えが古くから存
在し1例えば時開11s50−72645号公報、特囲
唱55−300号公報などがある。
しかし円偏向や1/4  波長板による色消しは事実上
困雉でるり、位相&を用いる時は液晶層の特性が特定さ
れていなければ効果が得られないので、コントラストが
低くなったり、ほかの干渉色が現れるなど実用にならな
ρ)つた。
/り発明が解決しようとする課題 本発明は上述の点を考慮してなされたもので、液晶分子
が180〜300度の捩角の螺旋構造をもった液晶表示
器において、液晶を光学的一軸性の層になるように補償
する位相板を積層することで表示色が無採色でコントラ
ストも毘ぐし、視差による表示位置のずれやコントラス
トの変化が生じない液晶表示器を提供するものである。
二)課題を解決する手段 本発明は上述した液晶分子が180〜300度の捩角の
a#!構造の液晶表示器において、液晶層と偏光子の間
に挿入された位相板を具備し、液晶層の複屈折異方性Δ
nと厚み性の槓Δn−d(LCDと位相板の複屈折異方
性Δnと厚みdの槓Δn−a(PH)が 0.72Δn・d(LC)  0.66<Δn−d(P
HH)<0.72Δm−1(LC)−0,16の関係を
満たし、特には位相板は光学的一軸性を有し、その光軸
方向と偏光子の偏光軸が40度以上50度以下であり、
また偏光子の偏光軸と近接する液晶分子の配向方向とが
なす角は40度以上60度以下である液晶表示器である
又1本発明はホモジニアス配向され厚みが10μm以下
で液晶層のレターデイジョンΔn・d(LC)が0.6
〜0.9で、液晶分子が180〜300度の捩角の螺旋
構造をなしたネマティック液晶層と、その液晶層を挟持
する偏光子と、液晶層と偏光子の間に挿入した樹脂性の
位相板からなり位相板のレターデイジョンΔn−d(P
H)が0.72Δn・d(LC)  0−66<Δn−
d(PHH)<0.72Δn−d(LC)  0.16
の関係を満た。す事により背景を無彩色とした液晶表示
器である。
ホ)作 用 これKより液晶表示器は着色されない光線と遮光された
黒色で表示を行うことができるので、紙に印刷されたよ
うな表示品位の高い表示ができ、コントラストも高い。
この表示は白黒反転できるので、ネガ表示もポジ表示も
できる。
そして液晶パネルは一枚しか用いないし、位相板は成形
によって製造できるので生産性がよく廉価となる。また
、その位相板のレターデイジョンΔn−a(PH)’に
小さくできるので、位相板の光学特性を一定に保ったま
ま大面積に構成できる。
へ)実施例 第1図は本発男夫施例の液晶表示器の断面図である。1
は透明電極と液晶分子の配向膜とを内面に有したガラス
板等からなる基板で、透明電極は例えばドツトマトリッ
クス表示を行うよう上下の基板で直交するように1!1
!画され、配向膜は液晶分子をホモジニアス配向するよ
うに配向処理がされている。これらの基板1はシール剤
により平行に張り合わされ容器を形成している。2は基
板1に挟持された正の誘電異方性をもつカイラルネマテ
ィック相液晶からなる液晶層で、液晶分子が180〜3
00度の捩角の!IK旋構造、例えば240度ツイスト
ネマティックとなっている。5は液晶層2を挟持するよ
うに基板1の外側に配置された2枚の偏光子である。4
は液晶層2と偏光子3の間に挿入された椰脂製の位相板
である。
各々の光学特性も含めより具体的に説明する。
液晶層2t−j基本的には従来の複屈折性を利用した液
晶分子の捩角の大きな表示モードと陶じ条件を具備して
いるべきであるが、より詳細に検討すると、液晶分子の
複屈折性に基ずく光学特性と、螺旋構造による旋光性と
により複雑な光学特性を示していることが分かったので
、これを光学的一軸性異方体に近似することを考えた、
一般に光学的一軸性異方体を直交ニコルで挟持すると、
その積層体ケ通して肉眼に達する光の強さ、即ち明るさ
は次の式で表される。
1−1 o 5in2(2θ) 5in2((x/λ)
Δnd)ここに I :透過光強度 lQ二人射光強度 0 :光学的一軸性異方体の光軸と一方の偏光軸のなす
角 λ :観察に便用する光の波長 Δn:n:光学内性軸性異方体折率異方性1 :光学的
一軸性異方体の厚さ である。単色光で観察する場合の明るさの変化は上式か
らθ友けに依存する。即ち光学的一軸性異方体を660
度回転させる間に、明暗を4回繰り返す。しかし白色光
又はそれに近い色の光で観察する場合5in2((π/
λ)Δni)は波長λによって変化するため、透過光強
度lは波長依存性を生ずる。そして光学的一軸性異方体
としての最大コントラストを得るには、よく知られたよ
うに偏光板の偏光軸と光学的一軸性異方体の光軸’f:
45にずらした状態となる。しかしながら液晶層の場合
には、液晶分子が511に旋構造をとっているので旋光
性が生じ、光軸かねじれに沿って回転するため上式の辿
りにならない。そこで一方の偏光子の偏光軸を近接する
液晶分子の配向方向と45度をなすように設定し、もう
一方の偏光子を回転させて、透過光の分光スペクトルを
調べたところ第2図の如くくになり、aJ視光饋戚に8
いて上式に対応する透・、!A過元強度特性を示す角度
が2つある(図中1.4の状態)ことが分かった。そし
てこの時、回転させ九個光子の偏光軸とそれに近接する
液晶分子軸とのなす角が液晶分子軸を基点として液晶分
子のねじれと同じ方向に、はぼ40〜60度及び130
〜150度となった。この状態を基に液晶表示器におい
て複屈折性を補償する方法として液晶層と位相板の積層
体が光学的一軸性異方体となるように位相板の光学特性
を調整する事を考えた。
係る原理に基すいて尋いた実験式によると液晶分子が1
80〜300度の捩角の**構造の液晶表示器において
、液晶層を透過する光りは1 = I o ooi2(
(x/λ)(0,72Δ”(LC)−a月で示される。
aij液晶層の**構造やチルト角によつ゛て質化し、
0.16<&<0.36のgiをとる。
従って表示を無彩色圧するための位相板のレターデイジ
ョン即ち複屈折異方性Δnと厚み4の積Δn1(PH)
が 0.72Δn・d(LC)  0.36<Δn−a(P
HH)<0.72Δn・d(LC)  0.16m!!
lの関係kUたすとき光学的一軸性異方体と液晶分子が
180〜300度の捩角の螺旋構造の液晶表示器の透過
光の光路長がほぼ等しくなる。
この様な条件に従った領域を第6図に、また代表的な実
施例を第4図及び以下に示す。
以下余白 ロット  α  β  r Δn−1(LC)Δn4(
PH)コントラスト a   45 45 45 0.98nfll    
036nm    30b   45 45 45  
oBsnm    oAonm    25Q   4
5 45 45 1M1mm    0.25mm  
  18i  45 45 45 0B5nm    
O20nm    1.Oe   45 45 70 
0B5nm    O,40im     1.3ここ
でαは位相板を設けたほうの偏光子の偏光軸(基点〕と
近接する液晶分子の配向方向が為す角、βは位相板を設
けないほうの偏光子の偏光軸(基点)と近接する成品分
子の配向方向が為す角、γは位相板の高分子の堅列方向
(光学的一軸性の光軸方向)と近接する偏光子の偏光軸
(基点)とが為す角である。またロフト4.8は比較の
ために掲げた好ましくない例である。
なおΔn−A<LC>が小さくなくなればなるほど表示
が暗く、かつ、コントラストが低くなる。
一方大さくなると複屈折率干渉色の色相波長がずれて、
ついには高次干$を生じる。コントラストがよく、液晶
層の干渉色が補償しゃすい色呈で、位相板が一軸延伸し
易い条件としては液晶層の皐みが10μm以下で、複屈
折異方性Δnと厚み迄の槓Δn−d(LC)が0.6〜
0.9の範囲にある180〜300度の捩角の螺旋構造
をなしたネマテイーツク液晶層が対象となる。
また、上述した位相板4は、ポリビニルブチロール、ポ
リビニルアルコール、ポリエステル、 酢酸セルロース
、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの高分子樹脂
板を一軸延伸してシート状として一枚若しくは*数枚を
積層して用いることが出来る。
ト)発明の効果 以上の如くにより液晶表示器は液晶パネルにより複屈折
旋光された光線を光学的一軸性異方体として補償するこ
とによって着色されない光線(これにより地の色を白色
にできる)と遮光された黒色で表示を行うことができる
ので、白紙に黒色印刷されたような表示品位の高い表示
ができ、コントラストも高い。この表示は白黒反転でき
るのでネガ表示もできる。そして液晶パネルは一枚しか
用いないし位相板は底形によって製造できるので生産性
がよく廉価となる。
また、その位相板のΔn−1(PHi()を小さくでき
るので1位相板の光学特性を一定に保ったまま大面積に
構成できる。さらに、液晶表示器全体を薄く構成できる
ので、視差による表示位置のずれやコントラストの変化
が生じない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の液晶表示器の断面図。 第2図は本発明に係る特性図、%3図は本発明の複屈折
異方性に関する特性図、第4図は代表的な本発明実施例
に俤る液晶表示器の表示特性図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・液晶層、6・・・
・・・偏光子、4・・・・・・位相板。 第1図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)基板と、正の誘電異方性を有し液晶分子が180〜
    300度の捩角の螺旋構造をするようにホモジニアス配
    向されて基板の間に挟持されたネマティック液晶層と、
    液晶層を挟持する偏光子と、液晶層と偏光子の間に挿入
    された位相板とを具備し、液晶層の複屈折異方性Δnと
    厚みdの積Δn・d(LC)と位相板の複屈折異方性Δ
    nと厚みdの積Δn・d(PH)が 0.72Δn・d(LC)−0.36<Δn・d(PH
    )<0.72Δn・d(LC)−0.16の関係を満た
    す事を特徴とする液晶表示器。 2)前記位相板は光学的一軸性を有し、その光軸方向と
    偏光子の偏光軸が40度以上50度以下である事を特徴
    とする特許請求の範囲1項記載の液晶表示器。 3)前記偏光子の偏光軸と近接する液晶分子の配向方向
    とがなす角は40度以上60度以下である事を特徴とす
    る特許請求の範囲2項記載の液晶表示器。 4)ホモジニアス配向され厚みが10μm以下で複屈折
    異方性Δnと厚みdの積Δn・d(LC)が0.6より
    大きく0.9より小さく、液晶分子が180〜300度
    の捩角の螺旋構造をなしたネマティック液晶層と、その
    液晶層を挟持する偏光子と、液晶層と偏光子の間に挿入
    された複屈折異方性Δnと厚みdの積Δn・d(PH)
    が 0.72Δn・d(LC)−0.36<Δn・d(PH
    )<0.72Δn・d(LC)−0.16の関係を満た
    す樹脂製の位相板を具備し背景が無採色の液晶表示器。
JP63153128A 1988-06-21 1988-06-21 液晶表示器 Expired - Lifetime JP2627311B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996003672A1 (en) * 1994-07-21 1996-02-08 Seiko Epson Corporation Liquid crystal display device equipped with input function and electronic appliance using the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0246842A2 (en) * 1986-05-19 1987-11-25 Seiko Epson Corporation A liquid crystal display device
JPS64519A (en) * 1986-05-19 1989-01-05 Seiko Epson Corp Liquid crystal display device

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