JPH0498223A - 液晶素子 - Google Patents
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- JPH0498223A JPH0498223A JP2216789A JP21678990A JPH0498223A JP H0498223 A JPH0498223 A JP H0498223A JP 2216789 A JP2216789 A JP 2216789A JP 21678990 A JP21678990 A JP 21678990A JP H0498223 A JPH0498223 A JP H0498223A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
- G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
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- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
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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。
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）
本発明は、表示装置等に用いられる液晶素子に関するも
のである。
のである。
（従来の技術）
液晶を用いた表示装置が近年各所において開発されてい
る。これら液晶表示装置の中でも、電界制御複屈折モー
ドを言われる液晶表示モードがある。このモードは、直
交した偏光板間に設置した液晶素子の複屈折量を電界に
より制御するものである。この電界制御複屈折モードは
、光の波長に対し′透過光量が分散をもつため、黒表示
が得られなかった。しかし、平行配向した液晶セルを配
向方向を直交されて２層積層することにより、この波長
分散を打ち消し黒表示可能な液晶素子が発表されている
。（斉藤、高橋、“補償型ホモジニアス配向ネマチック
（ＣＨＯＮ）ＬＣＤによる無着色表示”、第３７回応用
物理学会関係連合講演会講演予稿集８０６頁）すなわち
、２層の液晶セルの△ｎｄ値が等しければ一方の液晶セ
ルで生じた位相差を他方の液晶セルによって元にもどす
ことができるため、波長による分散を補償できる。
る。これら液晶表示装置の中でも、電界制御複屈折モー
ドを言われる液晶表示モードがある。このモードは、直
交した偏光板間に設置した液晶素子の複屈折量を電界に
より制御するものである。この電界制御複屈折モードは
、光の波長に対し′透過光量が分散をもつため、黒表示
が得られなかった。しかし、平行配向した液晶セルを配
向方向を直交されて２層積層することにより、この波長
分散を打ち消し黒表示可能な液晶素子が発表されている
。（斉藤、高橋、“補償型ホモジニアス配向ネマチック
（ＣＨＯＮ）ＬＣＤによる無着色表示”、第３７回応用
物理学会関係連合講演会講演予稿集８０６頁）すなわち
、２層の液晶セルの△ｎｄ値が等しければ一方の液晶セ
ルで生じた位相差を他方の液晶セルによって元にもどす
ことができるため、波長による分散を補償できる。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、前記の液晶素子は視角依存性が強い。
このため、斜めからみた場合表示像の認識が困難になる
という問題点を有していた。
という問題点を有していた。
このことを第５図を用いて説明する。第５図では簡単の
ため液晶セル−層の場合について説明している。第５図
（ａ）に示すようにホモジニアス配向液晶セルは、平行
配向処理基板同士を張り合わせ、両基板間に液晶材を封
入したものである。液晶セルの複゛屈折量は゛光線と液
晶分子長軸のなす角度によって決まる。光線と液晶分子
長軸のなす角度が大きければ得られる複屈折量は大きく
、光線と液晶分子長軸のなす角度が小さければ複屈折量
は小さい。このため、第５図（ａ）に示すように光線の
方向が基板法線方向から傾くに連れて、ホモジニアス液
晶セルの複屈折量は小さくなる。この状況を光の入射角
と複屈折量の関係で示したのが第５図（ｂ）である。こ
のように、ホモジニアス配向液晶セルにおいては視角変
化に対して複屈折量が大きく変化する。
ため液晶セル−層の場合について説明している。第５図
（ａ）に示すようにホモジニアス配向液晶セルは、平行
配向処理基板同士を張り合わせ、両基板間に液晶材を封
入したものである。液晶セルの複゛屈折量は゛光線と液
晶分子長軸のなす角度によって決まる。光線と液晶分子
長軸のなす角度が大きければ得られる複屈折量は大きく
、光線と液晶分子長軸のなす角度が小さければ複屈折量
は小さい。このため、第５図（ａ）に示すように光線の
方向が基板法線方向から傾くに連れて、ホモジニアス液
晶セルの複屈折量は小さくなる。この状況を光の入射角
と複屈折量の関係で示したのが第５図（ｂ）である。こ
のように、ホモジニアス配向液晶セルにおいては視角変
化に対して複屈折量が大きく変化する。
このような視角依存性は、特に大画面化には問題となる
。
。
本発明の目的は、前記の黒表示可能な液晶素子において
、更に視角依存性のない液晶素子を提供することにある
。
、更に視角依存性のない液晶素子を提供することにある
。
（課題を解決するための手段）
本発明の液晶素子は、上部基板上と下部基板上の液晶分
子が互いにリバースチルト角を有しかつ基板面内の一定
方向に配向した第１液晶層と、前記第１液晶層の基′板
面内方向に直交する基板面内方向に平行配向した第２の
液晶層から構成される。
子が互いにリバースチルト角を有しかつ基板面内の一定
方向に配向した第１液晶層と、前記第１液晶層の基′板
面内方向に直交する基板面内方向に平行配向した第２の
液晶層から構成される。
（作用）
第２図を用いて本発明の液晶素子に使用する第１の液晶
層について説明する。第２図（ａ）に示すように、液晶
層２０１において、上部基板２０２上と下部基板２０３
上の液晶分子は基板面内の一定方向にプレチルト角を有
して配向している。しかし、上部基板上と下部基板上の
液晶分子はともに基板面法線方向から左に傾いている。
層について説明する。第２図（ａ）に示すように、液晶
層２０１において、上部基板２０２上と下部基板２０３
上の液晶分子は基板面内の一定方向にプレチルト角を有
して配向している。しかし、上部基板上と下部基板上の
液晶分子はともに基板面法線方向から左に傾いている。
この構造は第２図（ｂ）に示す構造と区別しなければな
らない。なぜなら、基板への光の入射角が変化した場合
第２図（ａ）と第２図（ｂ）の複屈折量の変化は異なる
。これを第２図（Ｃ）を用いて説明する。第２図（ａ）
の場合光の入射角の変化に対して複屈折量の変化は少な
い。一方、第２図（ｂ）の場合複屈折量の変化は大きい
。これは、複屈折量が光線の方向と液晶分子の長軸方向
の間の角度に依存し、この角度が９０°のとき最も大き
い複屈折を光は受ける。一方、光線方向と液晶分子の長
軸方向が一致したときの複屈折量はＯであ°る。従って
、第２図（ａ）′の構造の場合、光が基板の法線方向か
ら左に傾いた場合下部の液晶層から大きな複屈折を受け
る。しかし、上部の液晶層から小さな複屈折を受ける。
らない。なぜなら、基板への光の入射角が変化した場合
第２図（ａ）と第２図（ｂ）の複屈折量の変化は異なる
。これを第２図（Ｃ）を用いて説明する。第２図（ａ）
の場合光の入射角の変化に対して複屈折量の変化は少な
い。一方、第２図（ｂ）の場合複屈折量の変化は大きい
。これは、複屈折量が光線の方向と液晶分子の長軸方向
の間の角度に依存し、この角度が９０°のとき最も大き
い複屈折を光は受ける。一方、光線方向と液晶分子の長
軸方向が一致したときの複屈折量はＯであ°る。従って
、第２図（ａ）′の構造の場合、光が基板の法線方向か
ら左に傾いた場合下部の液晶層から大きな複屈折を受け
る。しかし、上部の液晶層から小さな複屈折を受ける。
光の入射方向が右に傾いた場合下部の液晶層から小さな
複屈折を受け、上部の液晶層から大きな複屈折を受ける
。従って、第２図（ａ）の構造においては液晶層の合計
の複屈折量は、光の入射角の変化に対しては大きな変化
を示さない。一方、第２図（ｂ）の構造においては光の
入射角が右に傾いた場合最大値をとり、左に傾いた場合
には最小値をとる。これは、右に傾いたある角度で光線
方向と液晶分子の長軸方向が直交し、左に傾いた場合は
ある角度で光線方向と液晶分子を長軸方向が平行になる
ためでる。
複屈折を受け、上部の液晶層から大きな複屈折を受ける
。従って、第２図（ａ）の構造においては液晶層の合計
の複屈折量は、光の入射角の変化に対しては大きな変化
を示さない。一方、第２図（ｂ）の構造においては光の
入射角が右に傾いた場合最大値をとり、左に傾いた場合
には最小値をとる。これは、右に傾いたある角度で光線
方向と液晶分子の長軸方向が直交し、左に傾いた場合は
ある角度で光線方向と液晶分子を長軸方向が平行になる
ためでる。
以上述べたように第２図（ａ）の構造の液晶層は液晶層
上部と液晶層下部において複屈折量を互いに補償しあう
。ところが、第２図（ｂ）の構造には補償する機能を有
していない。
上部と液晶層下部において複屈折量を互いに補償しあう
。ところが、第２図（ｂ）の構造には補償する機能を有
していない。
第１の本発明について第１図をもとに述べる。第１の本
・発明は、第２図（ａ）と同じ構造を持つ第１液晶層１
０１と平行配向した第２液晶層１０２から構成される。
・発明は、第２図（ａ）と同じ構造を持つ第１液晶層１
０１と平行配向した第２液晶層１０２から構成される。
但し、第２図に示すように第１液晶層１０１の基板面内
の配向方向と平行配向した第２液晶層１０２の基板面内
の配向方向は直交していなければならない。第１液晶層
１０１の複屈折量と平行配向した第２液晶層１０２の複
屈折量が等しいとき黒表示を得ることができる。また、
両者の複屈折量が異なれば、どちらか一方の液晶層に電
圧を印加して両者の複屈折量を等しく制御して黒表示を
得ることが可能である。
の配向方向と平行配向した第２液晶層１０２の基板面内
の配向方向は直交していなければならない。第１液晶層
１０１の複屈折量と平行配向した第２液晶層１０２の複
屈折量が等しいとき黒表示を得ることができる。また、
両者の複屈折量が異なれば、どちらか一方の液晶層に電
圧を印加して両者の複屈折量を等しく制御して黒表示を
得ることが可能である。
従って、本発明においては電圧値を設計することにより
黒表示を得ることができる。
黒表示を得ることができる。
また、光線方向が基板の法線方向から傾いた場合、第１
液晶層１０１は既に述べた補償作用を示す。
液晶層１０１は既に述べた補償作用を示す。
一方第２液晶層１０２の複屈折量は、第１図の方向の光
の入射角変化に対して変化を示さない。これは光の入射
角変化が第１図に示すように変化しても光線方向と液晶
分子の長軸の角度が変化しないためである。
の入射角変化に対して変化を示さない。これは光の入射
角変化が第１図に示すように変化しても光線方向と液晶
分子の長軸の角度が変化しないためである。
以上述べたように本発明の液晶素子を用いることに゛よ
り、黒表示の可能な視角依存性の少ない液晶素子を得る
ことができる。
り、黒表示の可能な視角依存性の少ない液晶素子を得る
ことができる。
ここで、第１の液晶素子または第２の液晶層のどちらか
一方の液晶層は同等の作用を有する光学補償板で置き換
えても同様の効果を挙げることができる。
一方の液晶層は同等の作用を有する光学補償板で置き換
えても同様の効果を挙げることができる。
（実施例）
以下では、本発明の実施例について述べる。初めに、ガ
ラス基板を界面活性剤で洗浄した。この後、ガラス基板
を２組に分けた。第１組のガラス基板にポリイミドをス
ピン塗布後、２００°Ｃで焼成しラビング処理を施した
。一方第２組のガラス基板へ、クロム錯体溶液（製品名
セブランＣＲＮ一方屋油脂製）を２％混合したポリイミ
ド溶液をスピン塗布後、２００°Ｃ焼成しラビング処理
を施した。この後、第１紐間士のガラス基板を５ｐｍ径
のガラス球を介して接着剤を用いて、ラビング方向が反
平行になるように張り合わせた。また、第２紐間士のガ
ラス基板を５μｍ径のガラス球を介して接着剤を用いて
、ラビング方向が平行になるように張り合わせた。この
後、′各組を真空層内に挿入し真空排気した。前記工程
の後、Δｎ＝０．１のネマチック液晶を注入孔より注入
し、真空槽内から搬出した。後、注入孔を接着剤を用い
て封止した。
ラス基板を界面活性剤で洗浄した。この後、ガラス基板
を２組に分けた。第１組のガラス基板にポリイミドをス
ピン塗布後、２００°Ｃで焼成しラビング処理を施した
。一方第２組のガラス基板へ、クロム錯体溶液（製品名
セブランＣＲＮ一方屋油脂製）を２％混合したポリイミ
ド溶液をスピン塗布後、２００°Ｃ焼成しラビング処理
を施した。この後、第１紐間士のガラス基板を５ｐｍ径
のガラス球を介して接着剤を用いて、ラビング方向が反
平行になるように張り合わせた。また、第２紐間士のガ
ラス基板を５μｍ径のガラス球を介して接着剤を用いて
、ラビング方向が平行になるように張り合わせた。この
後、′各組を真空層内に挿入し真空排気した。前記工程
の後、Δｎ＝０．１のネマチック液晶を注入孔より注入
し、真空槽内から搬出した。後、注入孔を接着剤を用い
て封止した。
次に、本発明の液晶セルを測定した測定系について第３
図を用いて説明する。直線偏光したＨｅ−Ｎｅレーザー
３０１からレーザー光を、回転ステージ３０２上の直交
した偏光板３０３．３０４間の試料３０５に入射させる
。レーザー光は偏光板３０３、試料３０５、偏光板３０
４を通過後、シリコンフォトディテクター３０６に入射
する。回転ステージ３０２を回転させることによって光
の入射角を変化させながら、シリコンフォトディテクタ
ー３０６の信号を記録した。
図を用いて説明する。直線偏光したＨｅ−Ｎｅレーザー
３０１からレーザー光を、回転ステージ３０２上の直交
した偏光板３０３．３０４間の試料３０５に入射させる
。レーザー光は偏光板３０３、試料３０５、偏光板３０
４を通過後、シリコンフォトディテクター３０６に入射
する。回転ステージ３０２を回転させることによって光
の入射角を変化させながら、シリコンフォトディテクタ
ー３０６の信号を記録した。
次に、本実施例の液晶セル及び測定結果について第４図
を用いて述べる。本実施例の液晶セルは第４図（ａ）に
示すように、第１液晶槽４０１として反平行に張り合わ
せた第１組の液晶セルを用いた。第２液晶層４０２とし
て平行に張り合わせた第２組の液晶セルを用いた。この
２つの液晶セルをラビング方向が直交するように設置し
た。この後、第３図に示した測定系・は設置し、′第４
図（ａ）に示す方向に光の入射角を変化させシリコンフ
ォトディテクターの信号を記録した。測定結果を第４図
（ｂ）に示す。比較のため、ラビング方向を直交させた
平行配向液晶層の測定結果についても第４図（ｂ）に示
す。本発明の実施例においては、視角依存性が改善され
ていることが分かる。
を用いて述べる。本実施例の液晶セルは第４図（ａ）に
示すように、第１液晶槽４０１として反平行に張り合わ
せた第１組の液晶セルを用いた。第２液晶層４０２とし
て平行に張り合わせた第２組の液晶セルを用いた。この
２つの液晶セルをラビング方向が直交するように設置し
た。この後、第３図に示した測定系・は設置し、′第４
図（ａ）に示す方向に光の入射角を変化させシリコンフ
ォトディテクターの信号を記録した。測定結果を第４図
（ｂ）に示す。比較のため、ラビング方向を直交させた
平行配向液晶層の測定結果についても第４図（ｂ）に示
す。本発明の実施例においては、視角依存性が改善され
ていることが分かる。
（発明の効果）
以上述べたように、本発明は黒表示を有する視野角依存
性の少ない液晶素子を実現できる。
性の少ない液晶素子を実現できる。
第１図は本発明の液晶素子を説明するための図。
第２図は本発明に用いる第１液晶層を説明するための図
。第３図、第４図は本発明の詳細な説明するための図、
第５図は従来例を示す図である。
。第３図、第４図は本発明の詳細な説明するための図、
第５図は従来例を示す図である。
Claims (1)
- 上部基板上と下部基板上の液晶分子が互いにリバースチ
ルト角を有しかつ基板面内の一定方向に配向した第１液
晶層と、前記第１液晶層の基板面内配向方向に直交する
基板面内方向に平行配向した第２の液晶層から構成され
る液晶素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2216789A JPH0498223A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 液晶素子 |
| US07/746,972 US5231522A (en) | 1990-08-17 | 1991-08-19 | Liquid crystal panel capable of indicating black without dependency of visual angle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2216789A JPH0498223A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0498223A true JPH0498223A (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=16693908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2216789A Pending JPH0498223A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 液晶素子 |
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|---|---|
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| JP (1) | JPH0498223A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0614107A1 (en) * | 1993-03-03 | 1994-09-07 | Tektronix, Inc. | Gray scale liquid crystal display having a wide viewing angle |
| EP0616240A1 (en) * | 1993-03-15 | 1994-09-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display and device |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08327822A (ja) * | 1995-05-26 | 1996-12-13 | Nippon Oil Co Ltd | 液晶表示素子用補償フィルムおよび該補償フィルムを組み込んだｏｃｂモード液晶表示装置 |
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| US5986815A (en) * | 1998-05-15 | 1999-11-16 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Systems, methods and apparatus for improving the contrast ratio in reflective imaging systems utilizing color splitters |
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Family Cites Families (6)
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1990
- 1990-08-17 JP JP2216789A patent/JPH0498223A/ja active Pending
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1991
- 1991-08-19 US US07/746,972 patent/US5231522A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| US5231522A (en) | 1993-07-27 |
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