JPH0395517A - 液晶表示装置 - Google Patents

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】 〔概　要〕 垂直配向型の液晶表示装置に関し、 垂直配向型液晶表示装置の透過光量一電圧特性を、液晶
パネル自身の特性を変えることなく、外部手段により向
上させることを目的とし、対向する表面に電極を形戊し
た一対の絶縁性基板間に、垂直配向型の液晶の分子の傾
き方向を所定方向に制御して挟持し、前記一方の絶縁性
基板の外側表面に、偏光方向を上記液晶分子の傾き方向
に４５゜の角度で交差させた偏光板を配設するとともに
、他方の絶縁性基板の外側表面に、複屈折を有し且つそ
の光軸を上記液晶分子の傾き方向と直交させた物質と、
その外側に偏光方向を上記偏光板の偏光方向と互いに直
交させた偏光板を配設した構威とし、また、前記複屈折
を有する物質を複屈折を有する延伸フィルムとし、更に
、その複屈折の値を、非選択電圧を印加した時の液晶パ
ネルの実効的な複屈折の値に等しく選んだ構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、垂直配向型の液晶表示装置に関する。

近年、省電力，省スペースの観点から液晶表示装置が注
目されている。特に、パソコン等の表示装置用として、
透明電極をマトリクス状に配置し、その間に液晶を設け
た単純マトリクス型の液晶表示装置が開発されている。

〔従来の技術〕

その中でも、液晶を垂直に配向した液晶表示装置は、電
圧一透過光量特性が急峻で、かつ応答速度が速いことが
知られている。第４図により、上記液晶を垂直に配向し
た従来構造の垂直配向型液晶表示装置を説明する。

図示の液晶表示装置は、相互に直交する方向に向いた電
極５，５′を、対向する面に具備する一対の絶縁性基板
１，１゛間に液晶２を注入し、この液晶２の分子３をわ
ずかに一定方向に傾けて垂直配向している。両基板１，
１゜の電極５，５上にば、いずれも配向膜６，６゜が形
成され、両基板１，１゛の外側表面には、偏光板４，４
゛が形成されている。かくして液晶パネルが構威される
。

この偏光板４，４゜　は、光の入射側がボラライザ，出
射側がアナライザと呼ばれる。これら偏光方向Ｐ，Ａと
、上記液晶分子３の傾き方向Ｌとの関係は、第４図（ｂ
ｌに示すように、液晶分子３の傾き方向Ｌに対して、偏
光板４．４′の偏光方向ＰおよびＡは、４５°の方向に
向けてある。また、各偏光板４．４′の偏光方向ＰとＡ
は互いに直交するよう配設し、クロスニコル構戒として
ある。

３ ４ 〔発明が解決しようとする課題〕 このように構威された液晶表示装置においては、第４図
（ｄ＋に見られるように、電圧を印加していない時は液
晶分子３は立った状態であり、液晶パネルは入射光に対
して作用を及ぼさない。そのためポラライザ４とアナラ
イザ４”の偏光方向を直交させておくことにより、透過
光はアナライザ４′を透過しない。これに対し電圧を印
加すると、同ｍ（Ｃ＋に示すように液晶分子３は寝た状
態となる。

光１０はこの状態の液晶中を通過する間に複屈折の作用
を受けて楕円偏光となり、アナライザ４′を光が透過し
て来る。

垂直配向型液晶表示装置は、上記２状態を利用して表示
を行なものであって、その透過光量一電圧特性を、第３
図に実線で示す。

非選択電圧時に液晶表示装置に印加される電圧Ｖｏｆｆ
は、駆動の関係上０〔Ｖ〕ではなく、選択電圧Ｖｏｎと
所定の関係にある電圧が印加されている。

従って非選択時にも、液晶分子３は完全に立つた状態で
はなく、一定方向にわずかに傾き、液晶パネルは一定方
向に光軸を傾けて複屈折を有するようになる。この時、
直線偏光として入射した光は、この複屈折の作用を受け
て楕円偏光となってしまうので、この光をアナライザ４
゛で遮断できない。

このため、わずかに光が洩れてしまい、第３図の実線で
示すように、透過光量一電圧特性の立ち上がりも急峻で
はない。また、電圧Ｖｏｆｆでは透ｉｆ５　光ｆｆｉ　
Ｔ　Ｏ　ｒ　ｒが黒レベルとなるため、従来構造の垂直
配向型液晶表示装置は、充分なコントラストを得ること
が困難である。

更に、液晶表示装置は近年に至ってますます大画面化し
、表示容量の大きいものが要求されている。

このように表示容量が増大すると、より急峻な透過光量
一電圧特性が要求される。

例えば、走査線が２，００本の表示装置では、オン時と
オフ時の実効電圧比は１．０７３であるのに対し、４０
０本の場合には１．０５１Ｌかとれ５ ６ ず、オン電圧Ｖｏｎとオフ電圧Ｖｏｆｆとの差が狭まる
。良奸な表示を行なうには、充分なコン１・ラス１・を
保つことが必要であるが、−ヒ述した如く、大画面化す
るほどＶｏｎとＶｏｆｆとが接近するので、液晶パネル
の透過光量一電圧特性の立ち上がりをより急峻にしなけ
ればならない。

しか実際には、液晶パネルの透過光量一電圧特性の立ち
七がりを急峻化するのは、限界がある。

このような理由から、垂直配向型液晶表示装置は、大容
量表示は向かないとされていた。

本発明は、乗直配向型液晶表示装置の透過光量電圧特性
を、液晶パネル自身の特性を変えることなく、外部手段
により向七させることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の構戒を第１図により説明する。

本発明は第１図ｆａ＋．　（ｂｌに示すように、液晶パ
ネルを、対向する表面に電極５，５゛を形成した一対の
絶縁性基板１，ｌ’間に、分子３の傾き方向を所定方向
Ｌに制御した垂直配向型の液晶２を挟持し、一方の絶縁
性基板ｌの外側表面に、偏光方向Ｐを上記液晶分子３の
傾き方向Ｌに４５゜の角度で交差させた偏光板４を配設
するとともに、他方の絶縁性基板１”の外側表面に、複
屈折を有する延伸フィルム７を配設し、その延伸方向Ｆ
を上記液晶分子３の傾き方向Ｌと直交させ、更にその外
側に、偏光方向Ｐを上記偏光板４の偏光方向八と互いに
直交させた偏光板４゛を配設した構造とする。

なお、上記説明では複屈折を有する延伸フィルム７を配
設した構或としたが、これは延伸フィルムに限定される
ものではなく、複屈折を有する物質であればよく、その
光軸を上記延伸方向Ｆの方向とする。

〔作　用〕

第２図により本発明の作用を説明する。

第２図＋ａ）は延伸フィルム７を設ける前の状態を示す
。液晶パネルに対して非選択電圧（Ｖｏｆｆ　）７ ８ が印加すると、液晶分子３は上記Ｌの方向にわずかに傾
く。そのため、液晶パネルは一定方向に光軸を傾けて複
屈折を有するようになる。

この状態の時、直線偏光として入射した光１０は、この
複屈折の作用を受けて楕円偏光となるため、クロスニコ
ル構或となるよう、光の出射側に偏光板（アナライザ）
４゛　を配設しても、光を遮断できない。

このままでは、前述したようにわずかに光が洩れてしま
い、第３図に実線で示したように、電圧Ｖｏｆｆの時の
透過光量が黒レヘルと汽るため、コントラストが悪く、
透過光量一電圧特性の立ち上がりも急峻ではない。

ここで、第２図（ｂｌに示すように、非選択電圧の印加
された液晶パネルの持つ実効的な複屈折と同一の複屈折
（α）を有する延伸フィルム７を、光軸の方向，即ち延
伸方向Ｆが液晶の傾き方向Ｌと垂直となるように配置す
る。このように構威すると、人則光に対する液晶パネル
の作用は、延伸フィルム７により補償・相殺され、延伸
フィルム７を通過した光１１は、入射光と同一となる。

従って、入射光１０が直線偏光の場合には、延伸フィル
ム７を通過した光■１も直線偏光となり、偏光板（アナ
ライザ）４゜により完全に遮断することが可能となる。

以上のように、延伸フィルム７の複屈折の値を、非選択
電圧Ｖｏｆｆ印加時の液晶パネルの実効的な複屈折の値
に等しく選ぶことにより、本発明の液晶表示装置の透過
光量一電圧特性は、第３図に一点鎖線で示す如く、非選
択電圧Ｖｏｆｆを印加した時に透過光量はほぼ０となり
、コントラストが非常に高くなる。しかも透過光量一電
圧特性の立ち上がりも急峻になり、大画面化が可能とな
る。

〔実　施　例〕

以下本発明の一実施例を、第１図〜第３図により説明す
る。

第１図（ａｌは前述したように、本発明に係る垂直配向
型液晶表示パネルの一実施例を、模式的に示す要部斜視
図である。

９ １０ １．１′は対向配置された一方および他方の絶縁性基板
、２は液晶、３はその液晶の分子、４は光の入射側に配
設した偏光板（ポラライザ）、４は出射側に配設した偏
光板（アナライザ）、５５゛は電極、６は配向膜、７は
延伸フィルムである。また、同図ｆｂｌに示すように、
上記液晶分子３の傾き方向Ｌに対し、偏光板４，４゜の
偏光方向Ａ，Ｐは４５°の方向に向き、且つＡとＰは互
いに直交する。更に、延伸フィルム７の延伸方向Ｆは、
上記Ｌに直交する。

延伸フィルム７は、光が出射する側の絶縁性基板ｌ”と
偏光板４”　との間に介在させる。

このように液晶分子３を配向するには、垂直配曲材から
なる配向膜６を、一方及び他方の絶縁性基板の対向する
面上に形成し、この配向膜６に液晶分子３の傾き方向に
ラビングを施す。

上記液晶表示パネルのセル厚は４μｍ，液晶２の屈折率
異方性Δｎは０．１４７．フイルムの複屈折値Δｎ−ｄ
は０．１０μｍとした。

このように形成した本実施例の透過光量一電圧特性を、
第３図に一点鎖線で示す。

図に見られるように、本実施例では、ある電圧において
、透過光量が略０となり、しかも立ち上がりは急峻とな
る。従って、上記透過光量が略０となる電圧をオフ時の
非選択電圧Ｖｏｆｆとずることにより、良好なコントラ
ストを得ることができ、且つ、大画面化した時のオン時
とオフ時の実効電圧比の低下に、充分に対応できること
となる。

因みに、従来は１０程度であったコンｉ・ラス１〜が、
本実施例では約２０へと向上した。

液晶の実効的な複屈折の値Δｎ−ｄは、印加電圧によっ
て変化する。そこで、実際の動作時に透過光量を略０に
したい電圧を選び、その電圧を印加した場合の実効的な
Δｎ−ｄと、延伸フィルム７のΔｎ−ｄを略等しくして
、上記構或とすることにより、上記電圧印加時の透過光
量を略０とすることができる。

このように本発明では、垂直配向型液晶表示装置の透過
光量一電圧特性を、液晶パネル自身の特性を変えるので
はなく、複屈折を有する物質の複１１ １２ 屈折の値を選択するという、外部手段により向上させる
ことができる。

ム、Ｌは液晶分子の傾き方向、Ａ，Ｐは偏光板の偏光方
向、Ｆは延伸フィルムの延伸方向を示す。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、非選択電圧印加時の
透過光景が略Ｏとなり、良好な黒表示を実現することが
でき、コントラストが向上する。

また、本発明では、延伸フィルムまたは複屈折を有する
物質を、光の出射側の絶縁性基板と偏光板（アナライザ
）との間に介在させるのみで、透過光量一電圧特性を改
着することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構戒説明図、 第２図は本発明の原理説明図、 第３図は本発明の実施例の効果を説明する図、第４図は
従来の問題点説明図である。 図において、１，１”は絶縁性基板、２は液晶、３は液
晶分子、４．４゛　は偏光板、５，５゛　は電極、６は
配向膜、７は複屈折を有する延伸フィル１３ １４

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向する表面に電極（５、５’）を形成した一対
   の絶縁性基板（１、１’）間に、垂直配向型の液晶の分
   子（３）の傾き方向を所定方向（Ｌ）に制御して挟持し
   、 前記一方の絶縁性基板（１）の外側表面に、偏光方向（
   Ｐ）を上記液晶分子（３）の傾き方向Ｌに４５゜の角度
   で交差させた偏光板（４）を配設するとともに、 他方の絶縁性基板（１’）の外側表面に、複屈折を有し
   且つその光軸Ｆを上記液晶分子（３）の傾き方向（Ｌ）
   と直交させた物質（７）と、その外側に偏光方向（Ｐ）
   を上記偏光板（４）の偏光方向（Ａ）と互いに直交させ
   た偏光板（４’）を配設したことを特徴とする液晶表示
   装置。
2. （２）前記複屈折を有する物質（７）として延伸フィル
   ムを用いたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
   置。
3. （３）前記延伸フィルム（７）の複屈折の値を、非選択
   電圧を印加した時の液晶パネルの実効的な複屈折の値に
   等しく選んだことを特徴とする請求項１記載の液晶表示
   装置。