JPH04109217A - 液晶装置 - 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】 ［産業上の利用分野１ この発明は、コンピュータ一端末、画像表示装置、シャ
ッターのようなシステムに使用される液晶を用いた電気
光学装置に関する。

［発明の概要］ この発明は液晶装置に関し、詳しくは一対の透明基板間
に液晶が挟持され、その厚さ方向に１８０°以上ねしれ
た螺旋構造を持ち、かつ前記透明基板の外側に一対の偏
光板をそなえた液晶パネルを使った液晶表示装置におい
て、前記上偏光板の内側に屈折率の異方性を持った層が
各層の屈折率の最大方向が６０°から９０’の範囲で２
層積層され、なおかつ前記液晶基板にたいして逆方向の
螺旋構造を持ちリタデーション（Δｎｄ）か０６から１
２の位相補正用液晶パネルを積層することにより、コン
トラスト比、電圧印加時の光の透過率、視角依存性を向
上し画質の向上を狙ったものである。

［従来の技術） ド・ントマトリクスタイブの表示装置として、薄型、軽
量、低消費電力の特徴を生かした液晶表示装置が注目さ
れている。

従来の液晶表示装置のツイストネマチックタイプは、液
晶分子層が９０°ねしれた螺旋構造を有するものであっ
た。近年、印加電圧変化に対する液晶分子の立ち上がり
特性を急峻にするため、液晶分子層を１８０°以上ねし
った螺旋構造を持つＳＴ＼’　（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓ
ｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ　）型液晶表示装置が考案され
、大容量　高フン［・ラストの液晶表示装置として、実
用化されている。

しかしＳＴＮ型液晶表示装置は複屈折効果により表示を
行なうため、黄色や紺色の着色が避けられなかった。そ
こで液晶層を通った時の複屈折効果による楕円偏光を位
相板で位相補正して黒白表示にする方法が考案されてい
る。具体的には、液晶パネルを２層にし、２枚目の液晶
層を位相補償板として使用している。

この２層型液晶装置を第５図に示す。５１．　ａ、５１
ｂｉ′ｉ透明基板、５２ａ、５２ｂは液晶分子層、５３
ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄはシーリング材である。５
４の液晶パネルは表示用で液晶駆動電圧が印加され、５
５の液晶パネルは位相補償板の役目をする。この位相補
償板は表示パネルと面対称のねしれ構造をしている。５
６は偏光子、５７は検光子である。

第６区は２層型液晶装置の動作原理を説明する図で、６
１は光源、６２は偏光子、６３は液晶駆動電圧が印加さ
れる液晶パネル、６４は位相補償Ｆｆｉとして使用する
液晶パネル、６５は検光子である。偏光子と検光子は透
過軸が直交になるようにする、 光源からの光は６２の偏光子を通り直線偏光しさらに６
３の液晶パネル内の液晶の屈折率異方性性により楕円偏
光になる。この屈折率異方性が波長により異なるため出
てくる楕円偏光の度合いが異なるが、６４のように面対
称な液晶パネルを置くと、これが位相補償板の役割をし
各波長光とも元の直線偏光に戻る。６５の検光子を偏光
方向に直角にすればほとんど光は通さなくなり、黒色に
なる。

６３の液晶パネルに電圧が印加されると楕円偏光補償の
バランスがくずれるため補償できない光が検光子からも
れ、これにより表示を行なう。

［以上ＮＩＫＫＥＴ　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ５１９８７
，１１，２（ｎｏ、４３３１Ｐ１３２参昭１ ［発明が解決しようとする課題］ 第５図のような２層型液晶表示装置におけるコントラス
ト比、透過率の視角依存性を第４図に示す。第４図ａは
下偏光板の透過軸に対し上下方向のコントラスト比の視
角依存性、また第４図すは上下方向の光の透過率の視角
依存性を示している。この場合液晶装置は１　／　２０
０　ｄ　ｕ　ｔ　３’のマルチプレックス駆動されてい
る。第４図ａにおいてコン［・ラスト比が５以上の範囲
は、３３°、最大コントラスト１２である。この様な液
晶装置においては画質向上の為、より高く広いコントラ
スト分布が求められた。

［課題を解決するための手段］ 上記問題を解決するためにこの発明は、一対の透明基板
間に液晶が挟持され、その厚さ方向に１８０”以上ねし
れた螺旋構造を持ち、かつ前記透明基板の外側に一対の
偏光板をそなえた液晶装置において、前記上偏光板の内
側に屈折率の異方性を持った層が各層の屈折率の最大方
向が６０°から９０°の範囲で２層積層され、なおかつ
前記液晶基板にたいして逆方向の螺旋構造を持ちリタデ
ーション（Ａｎｄ）が０６から１２の位相補正用液晶パ
ネルを積層することを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係る液晶装置で、図中符号１４Ａは駆
動用液晶パネルであり、リタデーション（Ａｎｄ）が０
６から１２となっている。１１ａ、ｌｌｂは液晶分子を
挟持するためのガラス、プラスチック等の透明基板で、
表面に透明電極層１２ａ、１２ｂと、さらに印刷、ディ
ッピング、蒸着等によって、ポリイミド、テフロン等の
薄膜を形成し、一方向にラビング処理したー軸性西己向
膜層１３ａ、１３ｂが設けられている。基板１１ａとｌ
ｌｂはその配向膜層とおしを対向させ、液晶分子１４が
１８０°以上ねじれた螺旋構造をとるようになっている
。透明電極層１２ａ、１、２　ｂには液晶駆動電圧が印
加される８　１５ａ、１．５ｂは位相補償板で屈折率の
異方性を有している。１６は位相補正用液晶パネルであ
り、駆動用液晶パネル１４Ａに対し、逆方向の螺旋構造
をもち、リタデーション（Δｎｄ）が０６から１２とな
っている。１７は偏光子、１８は検光子である。１９ａ
、１９ｂは液晶分子を封入するためのシーリングである
。

ここで本発明になる液晶装置の具体的実施例と測定結果
を説明する。

第２図は第１図で示した液晶装置における光学軸方向を
示した図であり、２１は上偏光板透過軸方向、２２は上
基板の配向方向、２３は下基板の配向方向、２４は下偏
光板透過軸方向、２５ａ、２５ｂは屈折率の異方性を有
する層における屈折率の最大方向である。２６は液晶分
子のねじれ螺旋角度すなわちツイスト角度（以下［Ｂ１
］と略す）、２７は下偏光板透過軸方向から下基板の液
晶分子の配向方向までの角度（以下［Ｇ１］と略す）、
２８は下偏光板透過軸方向から上偏光板透過軸方向まで
の角度（以下［Ｈ］と略す）、２９は下偏光板透過軸方
向から上基板の液晶分子の配向方向までの角度（以下［
Ｇ２］と略す）、３０は下偏光板透過軸方向から屈折率
の異方・ｒ生を有する層（第１図中の１５８）における
屈折率の最大方向までの角度（以下［Ｄ１］と略す）で
ある。

３１は下偏光板透過軸方向から屈折率の異方性を有する
層（第１図中の１５ｂ）における屈折率の最大方向まで
の角度（以下［Ｄ２１と略す）である。

測定には屈折率の異方性を有する層としてポリカーボネ
イト系の一軸延伸フィルムを使用した。

角度の方向は時計回りを「＋」とした。

（実施例１） ここでは印加電圧値が増加するに従い、表示色の黒レベ
ルが低下する（遮光性が減る）場合、すなわちネガ・モ
ードの例を示す。

ツイスト角度［Ｂ］　＝２６０”　、Δｎｄ＝０８（μ
ｍ）の液晶パネルを使用した。［Ｄｌ　コ　＝　４５　
°　、　　［Ｄ２］＝１３５　°　、　　［Ｇ１］＝１
４０°、［Ｇ２］＝４０°、［Ｈ］＝９０°である。

一軸延伸フィルムのリタデーションは、第１図中の１５
ａ、、ｂはΔｎｄ＝０．３０　（ｕｍ）である。［Ｄ１
〕と［Ｄ２］の差は９０°に設定しである。

第３図ａ、ｂは本発明による液晶装置の電圧印加時のコ
ントラスト比と光の透過率の視角依存性で、］／２００
デユーティ−のマルチプレックス駆動波形印加時である
。印加電圧は正面でコントラストが最大になる様に調整
している。第３図ａにおいてコントラスト比が５以上の
範囲は３９゜（従来品３３°）、最大コントラスト１３
（従来品１２）である。

また第４図はツイスト角度２６０’、Δｎｄ＝０．８　
（Ｌｌｍ）の液晶゛パネルを使用した従来の２層型液晶
装置の電圧印加時のコントラスト比と光の透過率の視角
依存性である。

（実施例２） ツイスト角度［Ｂ］　＝２６０°、Δｎｄ＝０．８　（
ｕｍ）の液晶パネルを使用した。［Ｄｌ　コ　＝　０　
°　、　　［Ｄ２　　コ　−　９０　°　、　　［Ｇ１
．］＝１４０　°　　、　　［Ｇ２　　コ　　＝　４０
６　　、　　［Ｈコ　−　９０’　　で　ある。　−軸
延伸フィルムのリタデーションは、第１区中の１５ａ、
ｂはΔｎｄ＝０．３０　（ｕｍｌｌである。［ＤＩ］　
と［Ｄ２］の差は９０°に設定しである。

第３図ｃ、ｄは本発明による液晶装置の電圧印加時のコ
ントラスト比、光の透過率の視角依存性で、ｌ／２００
デユーティ−のマルチプレックス駆動波形印加時である
。第３図Ｃにおいてコントラス１−比が５以上の節回は
３７°　（従来品３３°）、最大コントラスト１６（従
来品１２）である。

（実施例１）と同様の効果があった。

実施例では液晶装置の背面に光源を配置した状態で測定
しているが、光源の代わりに反射板を使用すれば、反射
型の液晶表示装置として使用することができる。

（実施例１）、（実施例２）では液晶パネル、位相補償
板のΔｎｄを固定した場合の結果を示したが、Δｎｄを
０６から１２の範囲でずらしてもΔｎｄ、角度の最適化
により同様の効果が得られる。

実施例では２６０°ツイストの場合だが、他のツイスト
角度でも液晶パネルと位相補償板のΔｎｄを最適の値に
なるよう変化させれば同様の効果が得られる。

（実施例３） 前記実施例と同じ液晶装置の構成で、材質の異なる屈折
率異方性を有する層について効果を調べた９、その結果
、セロハン、サクサンセルロース、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リスチレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレ
フタレートナイロン、塩酸ゴム、゛ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリイミドのフィルムにおいてもフィルムの
Δｎｄが前記実施例と同一であれば同様の効果が得られ
た。

［発明の効果１ 以上説明したように本発明によれば、一対の透明基板間
に液晶が挟持され、その厚さ方向に１８０°以上ねしれ
た螺旋構造を持ち、かつ透明基板の外側に一対の偏光板
をそなえた液晶装置においで、前記上偏光様の内側に屈
折率の異方性を持った層が各層の屈折率の最大方向が６
０°から９０°の範囲で２層積層され、なおかつ前記液
晶基板にたいして逆方向の螺旋構造を持ちリタデーショ
ン（Δｎｄ）が０６から１２の位相補正用液晶パネルを
積層することにより、液晶パネルのコントラスト比、電
圧印加時の光の透過率、視角依存性が向上し高画質の液
晶装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶装置の構成図、第２図は本発明の
液晶装置にお（づる光学軸方向を示す図、第３図は本発
明の液晶装置におけるコン［・ラスト比、光の透過率の
視角依存性、第４図は従来の液晶装置のコントラスト比
、光の透過率の視角依存性、第５図は従来の位相補正用
の液晶パネルを有する液晶装置の構成図、第６図は液晶
補正板を有する液晶装置の動作原理を説明する図である
。 １、　１．　　ａ　、　］、１ｂ １、　２　　ａ、　１２ｂ １３ａ、１．３ｂ １４　・　・ １、　４　　Ａ　　・　　　・　・ １、　５　　ａ　、　１５ｂ １６　・ １８　　　・ １９ａ、　１９ｂ ・透明基板 ・透明電極層 ・・配向膜 液晶分子 ・駆動用液晶パネル ・・屈折率の異方性を有する 層 位相補正用液晶パネル ・偏光子 検光子 ・液晶分子を封入するため のシーリング 以上 第　２　ビ コ〉トラス）１−Ｌ コン１ラスト上し 透過率（％） コン１ラスト上し 班通「ヤ（％） 弔 図 （ｉｉｌｉｌ−６１ ２層型康晶表１Ｏｎ作原裡１詑ｅ％寸シ図第　６　ツ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の透明基板間に液晶が挟持され、その厚さ方向に１
   ８０°以上ねじれた螺旋構造を持ち、リタデーション（
   Δｎｄ）が０．６から１．２で、かつ前記透明基板の外
   側に一対の偏光板をそなえた駆動用液晶パネルからなる
   液晶装置において、前記上偏光板の内側に屈折率の異方
   性を持った層が各層の屈折率の最大方向が６０°から９
   ０°の範囲で２層積層され、なおかつ前記駆動用液晶パ
   ネルにたいして逆方向の螺旋構造を持ちリタデーション
   （Δｎｄ）が０．６から１．２の位相補正用液晶パネル
   を積層することを特徴とする液晶装置。