JPH0432818A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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Publication number
JPH0432818A
JPH0432818A JP2138305A JP13830590A JPH0432818A JP H0432818 A JPH0432818 A JP H0432818A JP 2138305 A JP2138305 A JP 2138305A JP 13830590 A JP13830590 A JP 13830590A JP H0432818 A JPH0432818 A JP H0432818A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
display device
refractive index
phase plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2138305A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Hirakata
純一 平方
Katsumi Kondo
克己 近藤
Yukio Kawabata
幸雄 川端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP2138305A priority Critical patent/JPH0432818A/en
Publication of JPH0432818A publication Critical patent/JPH0432818A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce changes in display characteristics due to a change in an observing direction by setting up the refractive index of a phase plate in the thickness direction to a value larger than that in a direction vertical to an optical axis. CONSTITUTION:In a liquid crystal display device constituted of an upper side polarizing plate 1, an upper side substrate 5, liquid crystal molecules 7, a lower side substrate 8, a lower side polarizing plate 10, a backlight 12, and a phase plate 3, the refractive indexes of the phase plate 3 consisting of an optically compensating double refraction substance is anisotropically set up and the refractive index in the thickness direction is set up to a value larger than that in the direction vertical to the optical axis. Since the phase plate consisting of the double refraction substance, coloring of the background part and display part of the twisted nematic field effective type liquid crystal display element can be suppressed, and because the refractive index in the thickness direction of the phase plate 3 is larger than that in the vertical direction to the optical axis, a visual change in the display characteristics can be suppressed and effective display characteristics can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、時分割駆動特性に優れ、白黒及びカラー表示
が可能なツィステッドネマチック電界効果型の液晶表示
装置に係り、特にラップトツブパソコンなどと呼ばれる
携帯用のコンピュータに好適な液晶表示装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a twisted nematic field effect liquid crystal display device that has excellent time-division drive characteristics and is capable of black-and-white and color display, and is particularly applicable to laptop computers, etc. The present invention relates to a liquid crystal display device suitable for a portable computer called a portable computer.

[従来の技術] 従来から、ラップトツブパソコンなどと呼ばれる携帯用
のコンピュータには、液晶表示装置が広く使用されてい
るが、しかして、近年、このような液晶表示装置につい
ても、その画質の改善と表示可能な情報量増大について
の要求が厳しくなり、要求仕様についても、白黒表示か
らカラー表示へと移行している状態にある。
[Prior Art] Liquid crystal display devices have traditionally been widely used in portable computers such as laptop computers, but in recent years, improvements have been made in the image quality of such liquid crystal display devices. The requirements for increasing the amount of information that can be displayed have become stricter, and the required specifications are also shifting from black and white display to color display.

ところで、この液晶表示装置の一種にツィステッドネマ
チック電界効果型の液晶表示装置があり、時分割駆動特
性に優れているという特徴を有することにより、広く採
用されているが、しかし、この液晶表示装置は、その背
景、又は表示部の少なくとも一方に不所望な着色を生じ
、白黒表示には適していなかった。
By the way, one type of liquid crystal display device is a twisted nematic field effect type liquid crystal display device, which has been widely adopted due to its excellent time-division drive characteristics. This caused undesirable coloring in at least one of the background or the display area, making it unsuitable for black and white display.

そこで、白黒表示用の液晶表示装置の従来技術としては
、第2図に示すように、駆動用の第1の液晶素子Aと、
光学的補償用の第2の液晶素子Bとを組み合わせたもの
が使用されていた。
Therefore, as a conventional technology for a liquid crystal display device for black and white display, as shown in FIG. 2, a first liquid crystal element A for driving,
A combination with a second liquid crystal element B for optical compensation was used.

この第2図の従来技術は、特公昭63−53528号公
報に記載されているもので、この図において、1は上側
偏光板、5a、5bは上側基板、7a、7bは液晶分子
、8a、8bは下側基板、10は下側偏光板、12はバ
ックライト、20は上側電極、21は下側電極である。
The prior art shown in FIG. 2 is described in Japanese Patent Publication No. 63-53528, and in this figure, 1 is an upper polarizing plate, 5a, 5b are upper substrates, 7a, 7b are liquid crystal molecules, 8a, 8b is a lower substrate, 10 is a lower polarizing plate, 12 is a backlight, 20 is an upper electrode, and 21 is a lower electrode.

ここで、駆動用の第1の液晶素子Aは、ねじれ角(ツイ
スト角)と屈折率の異方性との差をΔnz液晶層の厚さ
をdとした場合、これらの積である△n−dによって定
まる位相差のため、干渉色を生じて着色してしまう。
Here, the first liquid crystal element A for driving has the difference between the twist angle and the anisotropy of the refractive index as Δnz, and when the thickness of the liquid crystal layer is d, the product of these is Δn Due to the phase difference determined by -d, interference colors occur and coloring occurs.

しかして、光学的補償用の第2の液晶素子Bにより、第
1の液晶素子Aと反対方向に回転するねじれを与え、同
じ量の△n−dを持つように構成することによ番ハ位相
差を打消し、着色の無い白黒表示を得ることができる。
Therefore, the second liquid crystal element B for optical compensation gives a twist that rotates in the opposite direction to the first liquid crystal element A, and by configuring it to have the same amount of Δn-d, the number is increased. It is possible to cancel the phase difference and obtain a black and white display without coloring.

なお、この種の装置として関連するものには、例えば特
開平]−147433号、特開平179912号、特開
平1−217316号、それに特開平1−257918
号等が挙げられる。
Incidentally, related devices of this type include, for example, JP-A-147433, JP-A 179912, JP-A 1-217316, and JP-A 1-257918.
For example, the number etc.

[発明が解決しようとする課頌] 上記従来技術は、液晶表示面の観察方向(角度)が変る
と表示特性も変化してしまう点について配慮がされてお
らず、斜め方向から見たときに明るさが変化する上、表
示に着色が現われてしまうという問題があった。
[Ode to be solved by the invention] The above prior art does not take into consideration the fact that the display characteristics change when the viewing direction (angle) of the liquid crystal display surface changes, and when viewed from an oblique direction, There were problems in that the brightness changed and coloring appeared on the display.

本発明の目的は、観察方向の変化による表示特性の変化
が少なく、常に良好な表示特性を得ることができる液晶
表示装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that exhibits little change in display characteristics due to changes in viewing direction and that can always provide good display characteristics.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、光学補償用の複屈折性物質からなる位相板
の屈折率に異方性をもたせ、厚さ方向の屈折率をその光
軸に垂直な方向の屈折率より大きくすることにより達成
される。
The above objective is achieved by making the refractive index of a phase plate made of a birefringent material for optical compensation anisotropic and making the refractive index in the thickness direction larger than the refractive index in the direction perpendicular to the optical axis. Ru.

[作用] 複屈折性物質からなる位相板を設けることにより、ツィ
ステッドネマチック電界効果型の液晶表示素子の背景部
及び表示部の着色が抑えられるが、このとき、位相板の
厚さ方向の屈折率を、その光軸に垂直な方向の屈折率よ
り大きくすることにより、視角による表示特性の変化も
抑えられ、良好な表示特性を与えることができる。
[Function] By providing a phase plate made of a birefringent material, coloring of the background and display areas of a twisted nematic field effect type liquid crystal display element can be suppressed, but at this time, refraction in the thickness direction of the phase plate is suppressed. By making the refractive index larger than the refractive index in the direction perpendicular to the optical axis, changes in display characteristics due to viewing angle can be suppressed, and good display characteristics can be provided.

[実施例] 以下、本発明による液晶表示装置について、図示の実施
例により詳細に説明する。
[Example] Hereinafter, a liquid crystal display device according to the present invention will be explained in detail with reference to the illustrated example.

まず、第1図は本発明の一実施例で、上側偏光板1、上
側基板5、液晶分子7、下側基板8、下側偏光板10.
それにバックライト12などは上記した従来例と同じで
ある。
First, FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which an upper polarizing plate 1, an upper substrate 5, a liquid crystal molecule 7, a lower substrate 8, a lower polarizing plate 10.
In addition, the backlight 12 and the like are the same as in the conventional example described above.

第1図において、3は位相板で、この実施例では、複屈
折性プラスチックフィルムで、ポリジアセチレン膜にヨ
ウ素をドープしたもので作られ、4はその延伸軸を表わ
す。
In FIG. 1, numeral 3 denotes a phase plate, which in this embodiment is made of a birefringent plastic film, which is a polydiacetylene membrane doped with iodine, and 4 denotes its stretching axis.

このような液晶素子では、液晶分子7のねじれ方向とね
じれ角(ツイスト角)αは、上側(電極)基板5のラビ
ング方向6と下側(電極)基板8のラビング方向9、そ
れにネマチック液晶に添加される旋光性物質の種類と量
によって規定される。そして、このねじれ角αは、しき
い値近傍の点灯状態が光を散乱する配向になることから
、その最大値が制限されるため、360度が上限となり
、他方、その下限はコントラストによって制限され、1
80度が限界となる。
In such a liquid crystal element, the twist direction and twist angle (twist angle) α of the liquid crystal molecules 7 are determined by the rubbing direction 6 of the upper (electrode) substrate 5, the rubbing direction 9 of the lower (electrode) substrate 8, and the nematic liquid crystal. It is defined by the type and amount of the optically active substance added. The maximum value of this twist angle α is limited to 360 degrees because the lighting state near the threshold is oriented to scatter light, and the lower limit is limited by the contrast. ,1
80 degrees is the limit.

この実施例では、走査線数が200本以上でも充分なコ
ントラストの白黒表示が可能な表示装置を仕様として、
このねじれ角αは260度に設定しである。
In this embodiment, a display device that can display black and white with sufficient contrast even when the number of scanning lines is 200 or more is specified.
This twist angle α is set to 260 degrees.

次に、この実施例では、偏光板として、例えば日東電工
型G1229DUとして市場に知られているものを用い
、上側偏光板lの偏光軸(或いは吸収軸)2と下側偏光
板10の偏光軸(或いは吸収軸)11とがなす角度β1
 は、概略90度、或いは0度になるようにする。
Next, in this embodiment, a polarizing plate known in the market, for example, Nitto Denko type G1229DU, is used, and the polarizing axis (or absorption axis) 2 of the upper polarizing plate l and the polarizing axis of the lower polarizing plate 10 are (or absorption axis) 11 and the angle β1
should be approximately 90 degrees or 0 degrees.

また、下側偏光板10の偏光軸(或いは吸収軸)11と
下側(電極)基板8のラビング方向9とがなす角度β、
は、コントラスト、明るさ、それに色などを考慮すると
、30度から60度(或いは120度から150度)の
範囲にするのが望ましく、従って、この実施例では、β
、=135度、β1=45度に定めである。
Furthermore, the angle β between the polarization axis (or absorption axis) 11 of the lower polarizing plate 10 and the rubbing direction 9 of the lower (electrode) substrate 8,
Considering contrast, brightness, color, etc., it is desirable that β be in the range of 30 degrees to 60 degrees (or 120 degrees to 150 degrees). Therefore, in this example, β
, = 135 degrees, and β1 = 45 degrees.

ところで、この実施例による液晶表示素子では、その特
性が、上記した積値Δn−dに対して顕著な依存性を持
ち、コントラスト、明るさ、色などの点から、 0.4μm≦Δn −d≦1.5μm という条件を満足させたとき、最良の特性を示すが、 0.4μm≧Δn−d という条件では、透過率が低下して明るさが不足し、 1.5μm≦Δn−d にすると、コントラストが低下し、いずれにしても表示
特性の低下となる。
By the way, the characteristics of the liquid crystal display element according to this example have a remarkable dependence on the above-mentioned product value Δn-d, and from the viewpoint of contrast, brightness, color, etc., 0.4 μm≦Δn-d. When the condition of ≦1.5 μm is satisfied, the best characteristics are exhibited, but when the condition of 0.4 μm≧Δn-d, the transmittance decreases and the brightness is insufficient; This results in a decrease in contrast and, in any case, a decrease in display characteristics.

また、ここで、Δnの値については、使用する光の波長
に対して依存性があり、短波長側で増加し、長波長側で
減少する。
Further, here, the value of Δn has a dependence on the wavelength of the light used, increasing on the short wavelength side and decreasing on the long wavelength side.

そこで、この実施例では、He−Neレーザ光(波長6
328人)を使用し、温度25℃での測定値を△nの値
としている。
Therefore, in this embodiment, He-Ne laser light (wavelength 6
328 people), and the measured value at a temperature of 25° C. is taken as the value of Δn.

そして、この実施例では、液晶として、ビフェニール系
の液晶と、エステルシクロヘキサン系の液晶とを主成分
とするネマチック液晶を使用し、これにメルク社の88
11と呼ばれている旋光性物質を、0.5重量%添加す
ることにより、Δn=0.083としており、従って、
この実施例では、Δn−d=o、8  となっている。
In this example, a nematic liquid crystal whose main components are biphenyl-based liquid crystal and ester cyclohexane-based liquid crystal is used as the liquid crystal.
By adding 0.5% by weight of an optically active substance called 11, Δn=0.083, and therefore,
In this example, Δn-d=o,8.

次に、この実施例の特徴である位相板3について説明す
る。
Next, the phase plate 3, which is a feature of this embodiment, will be explained.

既に、説明したように、この位相板3は、背景部と表示
部のいずれかに着色が現われるのを抑えるための光学的
な補償を得るために設けられるもので、上側基板5と上
側偏光板1の間に積層されたポリカーボネートなどの複
屈折性プラスチックフィルムからなり、その延伸軸4が
、上側偏光板1の偏光軸(或いは吸収軸)2又は下側偏
光板IOの偏光軸(或いは吸収軸)11となす角度は3
0度から60度(或いは120度から150度)の範囲
にあるのが望ましく、従って、ここでは135度が選ば
れている。
As already explained, this phase plate 3 is provided to obtain optical compensation to suppress the appearance of coloring in either the background area or the display area, and is provided to obtain optical compensation for suppressing the appearance of coloring in either the background area or the display area. The stretching axis 4 is the polarizing axis (or absorption axis) 2 of the upper polarizing plate 1 or the polarizing axis (or absorption axis) of the lower polarizing plate IO. ) The angle made with 11 is 3
It is desirable that the angle be in the range of 0 degrees to 60 degrees (or 120 degrees to 150 degrees), and therefore 135 degrees is selected here.

次に、この位相板3は、第3図に示すように、その延伸
軸方向、(或いは、その厚さ方向の軸Zに対して垂直方
向に延び、且つ、この位相板の厚み内に含まれる複数の
軸に沿った屈折率のうち是太値を示す方向に延びる軸)
を主光軸Xとし、その屈折率をnx、二の主光軸と上記
厚さ方向の軸Zの双方に垂直な方向を軸y、この軸方向
の屈折率をny、上記厚さ方向の軸Zに沿った方向の屈
折率をnxとしたとき、それぞれの屈折率を、nz=1
.5878 ny=1.5838 nz=1.5838 とし、さらに、その厚さdが、 d=93.8μm になるようにしである。なお、この寸法dは、50〜2
00/imの範囲が適している。
Next, as shown in FIG. 3, this phase plate 3 extends in the direction of its extension axis (or in the direction perpendicular to the axis Z in its thickness direction, and is included within the thickness of this phase plate). (axis extending in the direction indicating the thickest value among the refractive indices along multiple axes)
is the main optical axis When the refractive index in the direction along the axis Z is nx, each refractive index is nz=1
.. 5878 ny=1.5838 nz=1.5838, and the thickness d is set to d=93.8 μm. Note that this dimension d is 50 to 2
A range of 00/im is suitable.

次に、この実施例の効果について、第4図に示すコント
ラスト比の左右方向の視角特性により説明する。
Next, the effects of this embodiment will be explained with reference to the left-right viewing angle characteristics of the contrast ratio shown in FIG.

この第4図において、サンプル2が上記実施例による場
合で、サンプル3は、比較のため、ny=1,5876 nz=1..5846 n s−] 、 5820 d=125μm としたものである。
In FIG. 4, sample 2 is based on the above embodiment, and sample 3 is based on ny=1,5876 nz=1. .. 5846 ns-], 5820 d=125 μm.

サンプル2とサンプル3とを比較してみると、視角0度
の正面から見たときのコントラスト比を100%とした
とき、左右方向60度からのコントラスト比は、サンプ
ル3での60%からサンプル2では80%と大きな改善
が見られた。そして、これは、上下方向でも同様であっ
た。
Comparing Sample 2 and Sample 3, when the contrast ratio when viewed from the front at a viewing angle of 0 degrees is 100%, the contrast ratio from 60 degrees in the left and right direction is 60% in Sample 3, and 2 showed a significant improvement of 80%. This was also true in the vertical direction.

ここで、理論的には、 nz=n ア n r ;(n +t + n y)/ 2の関係が満
足されたとき、最も優れた特性が得られるが、この条件
から±10〜20%の範囲が実用的である。
Theoretically, the best characteristics can be obtained when the relationship nz = n r ; (n + t + ny) / 2 is satisfied, but from this condition ±10 to 20% The range is practical.

第4図のサンプルlは nz= 1.5858 nz=1.5838 nz=1.5538 d=93.8μm とした場合であり、この場合には、視角0度の正面から
見たときのコントラスト比を100%としたとき、左右
方向6o度からのコントラスト比は、サンプル3での6
0%からサンプル]では90%と、極めて大きな改善が
見られた。
Sample l in Figure 4 is for the case where nz = 1.5858 nz = 1.5838 nz = 1.5538 d = 93.8 μm, and in this case, the contrast ratio when viewed from the front at a viewing angle of 0 degrees When 100%, the contrast ratio from 6o degrees in the left and right direction is 6 degrees for sample 3.
From 0% sample], an extremely large improvement of 90% was observed.

なお、このようなn 、 ) nyとなるような位相板
3は、例えば、それぞれ屈折率を異にするポリカーボネ
ートフィルムとポリビニルアルコールフィルムとを積層
してやれば良く、容易に作成することができる。
Note that the phase plate 3 having such n, ) ny can be easily produced by laminating, for example, a polycarbonate film and a polyvinyl alcohol film, each having a different refractive index.

ところで、以上の説明では、バックライトエ2の種別つ
いては特に限定しなかったが、これには冷陰極放電管や
熱陰榛放電管、各種の工し・クトロルミネッセトなどの
光源のほが、反射板を使用した外光利用型として実施し
てもよいことはいうまでもなく、いずれによっても無着
色の白黒表示を容易に得ることができる。
By the way, in the above explanation, the type of backlight e2 is not particularly limited, but it includes light sources such as cold cathode discharge tubes, hot cathode discharge tubes, various types of devices, and cutroluminescence. Needless to say, it may be implemented as an external light utilizing type using a reflector, and an uncolored black and white display can be easily obtained by either method.

第5図は本発明の第2の実施例で、この実施例では、液
晶分子7のねじれ角は90度で、白黒表示を得るように
なっている。そして、この実施例が第1図の実施例と異
なる点は、上側偏光板lと上側基板5の間に第1の位イ
目板3aと第2の位相板3bの2枚の位相板が積層され
て設けられている点だけで、その他の構成は同じである
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules 7 is 90 degrees to obtain a black and white display. The difference between this embodiment and the embodiment shown in FIG. The other configurations are the same except that they are stacked.

これら第1と第2の位相板3a、3bは、それぞれの主
光軸4aと4bとが互いに直交するように配置してあり
、これにより、表示色を変化させずに視角特性を改善す
ることができ、成る構成例では、正面から見たときのコ
ントラスト比を100%としたとき、左右方向60度か
らのコントラスト比は、サンプル3での60%から80
%と大きな改善が見られた。
These first and second phase plates 3a and 3b are arranged so that their respective principal optical axes 4a and 4b are orthogonal to each other, thereby improving viewing angle characteristics without changing display colors. In the configuration example, when the contrast ratio when viewed from the front is 100%, the contrast ratio from 60 degrees in the left and right direction is 80% from 60% in sample 3.
A significant improvement of % was observed.

なお、この第5図の実施例における2枚の位相板の積層
構成は、第1図の実施例以外にも、後述する他の実施例
にも適用可能で、視角特性の改善を得ることができる。
Note that the laminated structure of two phase plates in the embodiment shown in FIG. 5 can be applied not only to the embodiment shown in FIG. can.

このとき、これら第1と第2の位相板3a、3bの配置
位置としては、上側偏光板1と上側基板5の間に限らず
、下側基板8と下側偏光板10の間や、これらの双方に
配置するようにしても良い。
At this time, the first and second phase plates 3a and 3b may be arranged not only between the upper polarizing plate 1 and the upper substrate 5, but also between the lower substrate 8 and the lower polarizing plate 10, It may be placed on both sides.

第6図は本発明の第3の実施例で、第1の位相板3aは
上側偏光板lと上側基板5の間に配置し、第2の位相板
3bは下側基板8と下側偏光板lOの間に配置したもの
で、その他の構成や、効果などは第5図の実施例と同じ
である。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, in which a first phase plate 3a is disposed between an upper polarizing plate 1 and an upper substrate 5, and a second phase plate 3b is arranged between a lower substrate 8 and a lower polarizing plate 5. It is placed between the plates 1O, and the other configurations, effects, etc. are the same as the embodiment shown in FIG.

第7図は本発明の第4の実施例で、この実施例は、液晶
分子7に強誘電液晶を使用した点を特徴とし、図示のよ
うに、上側偏光板1、上側基板5、強誘電液晶分子7、
下側基板8、位相板3それに下側偏光板10の順に配置
したものである。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is characterized by using a ferroelectric liquid crystal for the liquid crystal molecules 7. As shown in the figure, an upper polarizing plate 1, an upper substrate 5, a ferroelectric liquid crystal molecules 7,
A lower substrate 8, a phase plate 3, and a lower polarizing plate 10 are arranged in this order.

上側基板5のラビング方向6と下側基板8のラビング方
向9は同じにしてあり、各偏光板l、10の偏光軸2と
11とは図示の方向に設定しである。なお、その他の構
成は第1図の実施例と同じである。
The rubbing direction 6 of the upper substrate 5 and the rubbing direction 9 of the lower substrate 8 are the same, and the polarization axes 2 and 11 of each polarizing plate 1 and 10 are set in the directions shown in the figure. Note that the other configurations are the same as the embodiment shown in FIG.

この第7図の実施例は、位相補正がし易く、しかも応答
速度が早いという効果がある。
The embodiment shown in FIG. 7 has the advantage that phase correction is easy and the response speed is fast.

次に、本発明の第5の実施例として、本発明による液晶
表示装置をカラー化した実施例について説明する。
Next, as a fifth embodiment of the present invention, an embodiment in which the liquid crystal display device according to the present invention is colored will be described.

この実施例は、特に図示はしてないが、第1図の実施例
にカラーストライプフィルタを設けたものである。
Although not particularly shown in the drawings, this embodiment is the same as the embodiment shown in FIG. 1 except that a color stripe filter is provided.

この実施例における赤、緑、青の各画素の幅は90μm
で、その間は互いに重なり合い、その幅及び厚さは電極
間隔と厚さに等しく、基板面は概略平坦となる。また、
フィルターの無い基板の電極間はクロムなどのブラック
マトリクスを設けたり、或いはポリイミドなどの透明な
材料を塗布することにより概略平坦化しである。
The width of each red, green, and blue pixel in this example is 90 μm.
The electrodes overlap each other, their width and thickness are equal to the electrode spacing and thickness, and the substrate surface is approximately flat. Also,
The space between the electrodes of the substrate without a filter is approximately flattened by providing a black matrix such as chromium or by coating a transparent material such as polyimide.

第8図は、この実施例における表示色の範囲をCIE色
度座標により示したもので、この図から明らかなように
、色再現性の範囲は市販されているカラーテレビと同等
のものが得られていることが判る。
Figure 8 shows the display color range in this example using CIE chromaticity coordinates, and as is clear from this figure, the color reproducibility range is equivalent to that of commercially available color televisions. It can be seen that

また、このときのコントラスト比は、10/1になって
いた。
Further, the contrast ratio at this time was 10/1.

なお、この第8図で、TPT TVは薄膜トランジスタ
を用いた液晶テレビジョンの特性、そしてSTNはスー
パー・ツィステッド・ネマチック液晶デイスプレィの特
性である。
In FIG. 8, TPT TV is the characteristic of a liquid crystal television using thin film transistors, and STN is the characteristic of a super twisted nematic liquid crystal display.

次に、本発明の第6の実施例について、第9図により説
明する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.

第9図において、ガラス製の上側基板5と下側基板8に
より液晶79が挾持され、上側のガラス基板5の外側に
上側偏光板1が配置されている。
In FIG. 9, a liquid crystal 79 is sandwiched between an upper substrate 5 and a lower substrate 8 made of glass, and an upper polarizing plate 1 is arranged outside the upper glass substrate 5. In FIG.

各基板5.8と液晶79の間には上側電極20、下側電
極21、上側配向膜78、それに下側配向膜80がそれ
ぞれ設けられているが、このとき、位相板3と下側偏光
板1oは、下側電極21と下側配向膜80の間に積層さ
れている。
An upper electrode 20, a lower electrode 21, an upper alignment film 78, and a lower alignment film 80 are provided between each substrate 5.8 and the liquid crystal 79. At this time, the phase plate 3 and the lower polarized light The plate 1o is laminated between the lower electrode 21 and the lower alignment film 80.

ここで、上側電極20としては、I To(インジウム
錫オキサイド)などの透明電極を用いる必要があるが、
下側電極21は、必ずしも透明である必要はなく、例え
ばクロム、アルミニウム、或いは金などの金属電極の方
が適している。なお。
Here, as the upper electrode 20, it is necessary to use a transparent electrode such as ITo (indium tin oxide).
The lower electrode 21 does not necessarily have to be transparent; for example, a metal electrode such as chromium, aluminum, or gold is more suitable. In addition.

反射光表示方式とする場合には、この下側電極21の下
側に酸化アルミニウムなどの反射板を設ける必要がある
が、このときにも、上記した金属電極の使用により、独
立した反射板の設置を不要にできる。
In the case of using a reflected light display method, it is necessary to provide a reflective plate made of aluminum oxide or the like below this lower electrode 21, but in this case as well, by using the metal electrode described above, an independent reflective plate can be provided. No installation required.

次に、下側偏光板10は、以下に説明するようにして作
成されたポリジアセチレン膜で構成されている。
Next, the lower polarizing plate 10 is composed of a polydiacetylene film created as described below.

まず、p−3BCMU(化合初冬)(7)0.5g/Q
のクロロホルム溶液を調製し、この溶液をLB(ラング
ミュラー・プロジェクト)膜作成装置内の純水で満たさ
れた展開槽に数滴滴下して展開させた。
First, p-3BCMU (compound early winter) (7) 0.5g/Q
A chloroform solution was prepared, and several drops of this solution were added dropwise to a developing tank filled with pure water in an LB (Langmuller Project) membrane forming apparatus to develop it.

ついで、クロロホルムが完全に蒸発するのを待ち、対向
する二方向から圧縮速度cmm2/winの条件で圧縮
し、表面圧20mN/mの単分子膜を作成した。
Then, after waiting for the chloroform to completely evaporate, the mixture was compressed from two opposing directions at a compression rate of cm2/win to form a monomolecular film with a surface pressure of 20 mN/m.

このように、気水界面により作成したp−3BCMUか
らなる配向有機膜は、いずれも膜圧が約2OAで、且ツ
1.=のp−3BCMU(−れ自身が有する高い配向性
を保持した、良好な再現性を有するものであり、従って
、この操作を30回繰り返すことにより、偏光板を作成
するのである。
As described above, all of the oriented organic films made of p-3BCMU created at the air-water interface have a film thickness of about 2OA, and 1. =p-3BCMU (-) has good reproducibility and maintains its own high orientation. Therefore, by repeating this operation 30 times, a polarizing plate is created.

位相板3は、同じくポリジアセチレン膜で構成され、こ
れにより、上記したように、液晶表示装置の表示色を変
化させることが出来るようにしである。
The phase plate 3 is also made of a polydiacetylene film, which allows the display color of the liquid crystal display device to be changed as described above.

なお、この位相板3の屈折率の異方性との差Δnと液晶
層の厚さdとの積Δn−dの値については、コントラス
ト、明るさ、色の点から、0.4μm≦Δn−d≦1 
、5 、czmの範囲に保つのが望ましい。
Note that the value of the product Δn−d of the difference Δn between the refractive index anisotropy of the phase plate 3 and the thickness d of the liquid crystal layer is 0.4 μm≦Δn from the viewpoint of contrast, brightness, and color. −d≦1
, 5, it is desirable to keep it within the range of czm.

この第9図の実施例によれば、光の透過率の高い液晶表
示装置が容易に得られ、バックライトを用いない表示装
置として使用することができる。
According to the embodiment shown in FIG. 9, a liquid crystal display device with high light transmittance can be easily obtained and can be used as a display device that does not use a backlight.

なお、この実施例では、位相板3の配置位置として、下
側電極21と下側配向膜80の間が選ばれているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、電極とガラス基
板の間や、さらにはガラス基板の外側でもよい。
In this embodiment, the phase plate 3 is arranged between the lower electrode 21 and the lower alignment film 80, but the present invention is not limited to this. It may be in between or even outside the glass substrate.

第10図は、本発明の実施例による液晶表示装置を実装
状態を示したもので、図において、61と63はIC化
された駆動回路で、それぞれ駆動回路61は上側電極2
0を駆動し、駆動回路63は下側電極21を駆動するよ
うに構成されているものである。
FIG. 10 shows the mounting state of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. In the figure, 61 and 63 are IC drive circuits, and the drive circuit 61 is connected to the upper electrode
0, and the drive circuit 63 is configured to drive the lower electrode 21.

次に、第11図は、本発明の応用例で、本発明による液
晶表示装置をラップトツブコンピュータに適用したもの
である。
Next, FIG. 11 shows an application example of the present invention, in which the liquid crystal display device according to the present invention is applied to a laptop computer.

図において、74.75は液晶表示装置であるが、ここ
で、これらの液晶表示装置74.75の内の一方の液晶
表示装置には、例えば、液晶としてDOBAMBCなど
の強誘電性液晶を用いて入力機能をもたせたもので作ら
れており、ライトペンや磁気ペンの接触により、又は指
によるタッチによるデータ入力が可能に作られているも
のである。
In the figure, numerals 74 and 75 are liquid crystal display devices, and here, one of the liquid crystal display devices 74 and 75 uses, for example, a ferroelectric liquid crystal such as DOBAMBC as the liquid crystal. It is made of a material that has an input function, and is made to allow data input by touching it with a light pen or magnetic pen, or by touching it with a finger.

従って、この実施例によれば、キーボードを要せず、ラ
ップトツブコンピュータを容易に小型、軽量化すること
ができる。
Therefore, according to this embodiment, a laptop computer can be easily made smaller and lighter without requiring a keyboard.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、観察方向の変化による表示特性の変化
が少なく、白黒、カラーいずれにも適用して常に良好な
表示特性を示す液晶表示装置を容易に提供することがで
きる。
According to the present invention, it is possible to easily provide a liquid crystal display device that exhibits little change in display characteristics due to changes in the viewing direction and always exhibits good display characteristics when applied to both black and white and color displays.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による液晶表示装置の一実施例を示す分
解斜視図、第2図は液晶表示装置の従来例を示す分解斜
視図、第3図は本発明における位相板の説明図、第4図
は本発明における位相板の特性図、第5図及び第6図、
それに第7図はそれぞれ本発明の他の一実施例を示す分
解斜視図、第8図は本発明の一実施例の特性図、第9図
は本発明の更に別の一実施例を示す断面図、第10図は
本発明の実施例における駆動回路の一例を示す組立図、
第11図は本発明をラップトツブコンピュータに適用し
た場合の一実施例を示す外観図である。 1、13、23、37、56、67、75・・・・・上
側偏光板、2.24.38.51.64・・・・上側偏
光板の偏光軸、3.25.27.39.46.81・・
・・・位相板、4.26.28.40.47・・・・位
相板の延伸軸、5.14、]7.29.41.57.6
8.76・・・・・・上側基板、6.30.42.52
.65・・・・・上側基板のラビング方向、7.5.1
8.31.43.53.69・・・・・液晶(分子)、
8.16.32.44.58.7o184・・・・・・
下側基板、9.33.45.59・・・・・・下側電極
基板のラビング方向10.19.34.48.60.7
2.82・・・・・・下側偏光板、11.35.49.
55.66・・・・・・下側偏光板の偏光軸、12.2
2.36.50・・・・・・バックライト、20,62
.77・・・・・・上側電極、21.71.83・・・
・・・下側電極、61・・・・・・信号側回路、63・
・・・・・走査側回路。 −CIJわ寸Lr)■トの■〇−代 (延伸軸方向) 視角 (度) 左右方向 第 図 第 図 第 図 80:下側配向膜 第 図 第 図 IE x 第 図 第 図
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a conventional example of a liquid crystal display device, and FIG. 3 is an explanatory diagram of a phase plate in the present invention. Figure 4 is a characteristic diagram of the phase plate in the present invention, Figures 5 and 6,
In addition, FIG. 7 is an exploded perspective view showing another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a characteristic diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the present invention. 10 is an assembly diagram showing an example of a drive circuit in an embodiment of the present invention,
FIG. 11 is an external view showing an embodiment in which the present invention is applied to a laptop computer. 1, 13, 23, 37, 56, 67, 75... Upper polarizing plate, 2.24.38.51.64... Polarizing axis of upper polarizing plate, 3.25.27.39. 46.81...
... Phase plate, 4.26.28.40.47 ... Extension axis of phase plate, 5.14, ]7.29.41.57.6
8.76... Upper board, 6.30.42.52
.. 65...Rubbing direction of upper substrate, 7.5.1
8.31.43.53.69・・・Liquid crystal (molecule),
8.16.32.44.58.7o184...
Lower substrate, 9.33.45.59...Rubbing direction of lower electrode substrate 10.19.34.48.60.7
2.82...Lower polarizing plate, 11.35.49.
55.66...Polarization axis of lower polarizing plate, 12.2
2.36.50...Backlight, 20,62
.. 77... Upper electrode, 21.71.83...
... lower electrode, 61 ... signal side circuit, 63.
...Scanning side circuit. -CIJ dimension Lr) ■ ■〇- (Stretching axis direction) Viewing angle (degrees) Left-right direction Figure Figure 80: Lower alignment film Figure Figure IE x Figure Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、正の誘電異方性を有し、旋光性物質が添加されたネ
マチック液晶物質を用いたツイステッドネマチック電界
効果型の液晶表示素子において、この液晶表示素子の積
層構造の少なくとも一部に複屈折性を有する位相板を設
け、この位相板の厚さ方向の軸に対して垂直方向に延び
、且つ、この位相板の厚み内に含まれる複数の軸に沿っ
た屈折率のうち最大値を示す方向に延びる軸を主軸とし
、この主軸方向の屈折率をn_x、この主軸と上記厚さ
方向の軸の双方に垂直な軸に沿った方向の屈折率をn_
y、上記厚さ方向の軸に沿った方向の屈折率をn_zと
したとき、 n_x>n_y≧n_z が成立するように、上記位相板を構成したことを特徴と
する液晶表示装置。 2、請求項1の発明において、上記屈折率n_xと上記
屈折率n_yとの関係を、 0.9<n_y/n_x<1.1 が満足されるように構成したことを特徴とする液晶表示
装置。 3、請求項1の発明において、上記屈折率n_xと屈折
率n_y、それに上記屈折率n_zの関係を、n_z≒
(n_x+n_y)/2 が満足されるように構成したことを特徴とする液晶表示
装置。 4、請求項1の発明において、上記屈折率n_xと屈折
率n_y、それに上記屈折率n_zの関係を、0.8×
(n_x+n_y)< 2.0×n_z<1.2×(n_x+n_y)が満足さ
れるように構成したことを特徴とする液晶表示装置。 5、請求項1の発明において、上記位相板の厚さが、6
0μm以上200μm以下の範囲に含まれるように構成
したことを特徴とする液晶表示装置。 6、請求項1の発明において、上記位相板の厚さが、2
50μm以上1000μm以下の範囲に含まれるように
構成したことを特徴とする液晶表示装置。 7、請求項1の発明において、上記位相板が、2種類以
上の異なった材質からなる板材の積層体で構成されてい
ることを特徴とする液晶表示装置。 8、請求項1の発明において、上記位相板が、上記液晶
表示素子を構成する一方の基板と上記ネマチック液晶物
質の間に積層されていることを特徴とする液晶表示装置
。 9、請求項8の発明において、上記位相板が、ほぼ一軸
方向に配列したポリジアセチレン膜にヨウ素をドープし
て作成した、ほぼ無色透明な板材で構成されていること
を特徴とする液晶表示装置。 10、請求項1の発明において、上記位相板が2枚の複
屈折性を持った膜で構成され、これら2枚の膜の主光軸
が互いにほぼ直交するように配置されていることを特徴
とする液晶表示装置。 11、請求項1の発明において、上記位相板の主光軸が
、液晶表示素子を構成する偏光板の偏光軸及び吸収軸の
一方とほぼ直交するように構成されていることを特徴と
する液晶表示装置。 12、請求項1の発明において、上記位相板が、上記液
晶表示素子を挾んで2枚配置されていることを特徴とす
る液晶表示装置。 13、請求項1の発明において、上記ネマチック液晶物
質が強誘電性液晶物質で構成されていることを特徴とす
る液晶表示装置。
[Claims] 1. In a twisted nematic field-effect liquid crystal display element using a nematic liquid crystal material having positive dielectric anisotropy and added with an optically active substance, the laminated structure of the liquid crystal display element is A phase plate having birefringence at least in part is provided, and the refractive index extends perpendicularly to the axis in the thickness direction of the phase plate and along a plurality of axes included within the thickness of the phase plate. The axis extending in the direction showing the maximum value is the main axis, the refractive index in the direction of this main axis is n_x, and the refractive index in the direction along the axis perpendicular to both this main axis and the axis in the thickness direction is n_
y, and the refractive index in the direction along the axis in the thickness direction is n_z, and the phase plate is configured such that n_x>n_y≧n_z holds true. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the relationship between the refractive index n_x and the refractive index n_y is such that 0.9<n_y/n_x<1.1 is satisfied. . 3. In the invention of claim 1, the relationship between the refractive index n_x, the refractive index n_y, and the refractive index n_z is expressed as n_z≒
A liquid crystal display device characterized in that it is configured so that (n_x+n_y)/2 is satisfied. 4. In the invention of claim 1, the relationship between the refractive index n_x, the refractive index n_y, and the refractive index n_z is 0.8×
A liquid crystal display device configured to satisfy (n_x+n_y)<2.0×n_z<1.2×(n_x+n_y). 5. In the invention of claim 1, the thickness of the phase plate is 6.
A liquid crystal display device characterized in that the liquid crystal display device is configured to have a diameter of 0 μm or more and 200 μm or less. 6. In the invention of claim 1, the thickness of the phase plate is 2.
A liquid crystal display device characterized in that the liquid crystal display device is configured to have a diameter of 50 μm or more and 1000 μm or less. 7. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the phase plate is composed of a laminate of plates made of two or more different materials. 8. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein the phase plate is laminated between one substrate constituting the liquid crystal display element and the nematic liquid crystal material. 9. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the phase plate is made of a substantially colorless and transparent plate material made by doping iodine into a polydiacetylene film arranged in a substantially uniaxial direction. . 10. The invention according to claim 1, wherein the phase plate is composed of two films having birefringence, and the main optical axes of these two films are arranged so as to be substantially orthogonal to each other. A liquid crystal display device. 11. The liquid crystal according to claim 1, wherein the main optical axis of the phase plate is substantially orthogonal to one of the polarization axis and absorption axis of the polarizing plate constituting the liquid crystal display element. Display device. 12. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein two phase plates are arranged with the liquid crystal display element sandwiched therebetween. 13. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein the nematic liquid crystal material is composed of a ferroelectric liquid crystal material.
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