JPH05157913A - 位相差フィルム及び液晶表示素子 - Google Patents
位相差フィルム及び液晶表示素子Info
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- JPH05157913A JPH05157913A JP3325992A JP32599291A JPH05157913A JP H05157913 A JPH05157913 A JP H05157913A JP 3325992 A JP3325992 A JP 3325992A JP 32599291 A JP32599291 A JP 32599291A JP H05157913 A JPH05157913 A JP H05157913A
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
-
- 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
- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
- G02F2413/10—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with refractive index ellipsoid inclined, or tilted, relative to the LC-layer surface O plate
Abstract
(57)【要約】
【目的】 視角の広い液晶表示素子を提供する。
【構成】 位相差フィルムの屈折率楕円体の３つの主
軸、即ち光学弾性軸は、通常の一軸延伸法ではフィルム
面と平行あるいは垂直な方向にある。この光学弾性軸を
フィルム面に対して傾斜させることによって、ＳＴＮ液
晶が電圧により立ち上がった状態を正しく補償すること
が出来、従来よりも上下左右の均衡が取れた広い視角特
性を得ることができる。
軸、即ち光学弾性軸は、通常の一軸延伸法ではフィルム
面と平行あるいは垂直な方向にある。この光学弾性軸を
フィルム面に対して傾斜させることによって、ＳＴＮ液
晶が電圧により立ち上がった状態を正しく補償すること
が出来、従来よりも上下左右の均衡が取れた広い視角特
性を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位相差フィルム及びそれ
を用いた液晶表示素子に関する。
を用いた液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の位相差フィルムは、その光学弾性
軸がフィルム面と平行あるいは垂直な方向にあった。図
２に従来の位相差フィルムの屈折率楕円体３１を示す。
光学弾性軸とは、森北出版発行の「結晶光学（第１
版）」６８ページに定義されているように、屈折率楕円
体の３つの主軸の方向であって、図２中のｘ、ｙ、ｚを
指す。３つの光学弾性軸ｘ、ｙ、ｚは、フィルム面３２
に対していずれも平行あるいは垂直な方向にある。
軸がフィルム面と平行あるいは垂直な方向にあった。図
２に従来の位相差フィルムの屈折率楕円体３１を示す。
光学弾性軸とは、森北出版発行の「結晶光学（第１
版）」６８ページに定義されているように、屈折率楕円
体の３つの主軸の方向であって、図２中のｘ、ｙ、ｚを
指す。３つの光学弾性軸ｘ、ｙ、ｚは、フィルム面３２
に対していずれも平行あるいは垂直な方向にある。
【０００３】また従来の位相差フィルムを用いた液晶表
示素子は、特公平３−５０２４９号に開示されているよ
うに、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマチック）セル
の表示の着色を補償するものであった。
示素子は、特公平３−５０２４９号に開示されているよ
うに、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマチック）セル
の表示の着色を補償するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の位
相差フィルムは、ＳＴＮセルの着色解消には大きな効果
があったが、逆にコントラストの視角依存性を大きくす
るという課題があった。これを改良するため特開平２−
２８５３０３号では、前述の３つの光学弾性軸ｘ、ｙ、
ｚ方向の屈折率ｎx、ｎy、ｎzが、ｎx＞ｎz＞ｎyの関係
を満たすようにする方法が提案されているが、それでも
充分な視角特性は得られない。
相差フィルムは、ＳＴＮセルの着色解消には大きな効果
があったが、逆にコントラストの視角依存性を大きくす
るという課題があった。これを改良するため特開平２−
２８５３０３号では、前述の３つの光学弾性軸ｘ、ｙ、
ｚ方向の屈折率ｎx、ｎy、ｎzが、ｎx＞ｎz＞ｎyの関係
を満たすようにする方法が提案されているが、それでも
充分な視角特性は得られない。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するもの
で、その目的とするところは、視角の広い液晶表示素子
を提供するところにある。
で、その目的とするところは、視角の広い液晶表示素子
を提供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の位相差フィルム
は、その光学弾性軸がフィルム面に対して傾いた方向に
あることを特徴とする。
は、その光学弾性軸がフィルム面に対して傾いた方向に
あることを特徴とする。
【０００７】また本発明の液晶表示素子は、対向する２
枚の基板間にツイスト配向をした液晶を挟持してなる液
晶セルと、少なくとも１枚の請求項１記載の位相差フィ
ルムと、これらを挟むように配置された１対の偏光板と
を備えたことを特徴とする。
枚の基板間にツイスト配向をした液晶を挟持してなる液
晶セルと、少なくとも１枚の請求項１記載の位相差フィ
ルムと、これらを挟むように配置された１対の偏光板と
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
（実施例１）図３は、本発明の実施例１における液晶表
示素子の断面図である。図中、１は上側偏光板、３は液
晶セル、４は位相差フィルム、５は下側偏光板である。
また、６は液晶セルの上基板、７は下基板、８は透明電
極、９は液晶である。
示素子の断面図である。図中、１は上側偏光板、３は液
晶セル、４は位相差フィルム、５は下側偏光板である。
また、６は液晶セルの上基板、７は下基板、８は透明電
極、９は液晶である。
【０００９】液晶セル３にはメルク社製の液晶ＺＬＩ−
４５０６（Δｎ＝０．１４３８）を用い、セルギャップ
ｄが６．０μｍのセルにねじれ配向させた。
４５０６（Δｎ＝０．１４３８）を用い、セルギャップ
ｄが６．０μｍのセルにねじれ配向させた。
【００１０】また位相差フィルム４にはポリカーボネー
トの厚み１００μｍの延伸フィルムを用いた。その屈折
率楕円体を図１に示す。光学弾性軸ｙはフィルム面３２
と平行であるが、ｘとｚはフィルム面に対して傾いてい
る。そこでｘとフィルム面とのなす角度をθと定義する
と、実施例１ではθが約１０度である。また各光学弾性
軸方向の屈折率は、ｎx＝１．５８５、ｎy＝１．５７
９、ｎz＝１．５８２である。以上のような位相差フィ
ルムは、通常の一軸延伸フィルムの製造行程において、
フイルムの上面と下面とで異なるテンションをかけて延
伸する行程をふくむことにより実現する。
トの厚み１００μｍの延伸フィルムを用いた。その屈折
率楕円体を図１に示す。光学弾性軸ｙはフィルム面３２
と平行であるが、ｘとｚはフィルム面に対して傾いてい
る。そこでｘとフィルム面とのなす角度をθと定義する
と、実施例１ではθが約１０度である。また各光学弾性
軸方向の屈折率は、ｎx＝１．５８５、ｎy＝１．５７
９、ｎz＝１．５８２である。以上のような位相差フィ
ルムは、通常の一軸延伸フィルムの製造行程において、
フイルムの上面と下面とで異なるテンションをかけて延
伸する行程をふくむことにより実現する。
【００１１】図４は、実施例１における液晶表示素子の
各軸の関係図である。なお以下では位相差フィルムの軸
方向を、フィルム面内で最も屈折率の大きい方向と定義
する。図４において、上側偏光板の偏光軸方向１１が上
基板のラビング方向１３となす角度２０を左４５度、１
３と下基板のラビング方向１４により決まる液晶のツイ
スト角２３を左２４０度、位相差フィルムの軸方向１５
が１４となす角度２４を左９０度、下側偏光板の偏光軸
方向１６が１５となす角度２５を左４５度とした。なお
前述の位相差フィルムの屈折率楕円体のｘ軸が傾く方向
は、図４の軸方向１５の右下が手前となる方向である。
各軸の関係図である。なお以下では位相差フィルムの軸
方向を、フィルム面内で最も屈折率の大きい方向と定義
する。図４において、上側偏光板の偏光軸方向１１が上
基板のラビング方向１３となす角度２０を左４５度、１
３と下基板のラビング方向１４により決まる液晶のツイ
スト角２３を左２４０度、位相差フィルムの軸方向１５
が１４となす角度２４を左９０度、下側偏光板の偏光軸
方向１６が１５となす角度２５を左４５度とした。なお
前述の位相差フィルムの屈折率楕円体のｘ軸が傾く方向
は、図４の軸方向１５の右下が手前となる方向である。
【００１２】図７は、実施例１における液晶表示素子の
視角特性を示す図である。図の中央がパネル正面方向、
それをとりまく６つの同心円は内から順に、正面からの
傾き角１０゜、２０゜、３０゜、４０゜、５０゜、６０
゜の方向を示している。また４１、４２、４３はそれぞ
れコントラスト比１：１、１：３、１：１０の等コント
ラスト曲線である。正面からの傾き角４７゜の方向まで
表示の反転（コントラスト比が１：１以下になること）
がなく、上下左右の均衡が取れた優れた視角特性を示し
ている。
視角特性を示す図である。図の中央がパネル正面方向、
それをとりまく６つの同心円は内から順に、正面からの
傾き角１０゜、２０゜、３０゜、４０゜、５０゜、６０
゜の方向を示している。また４１、４２、４３はそれぞ
れコントラスト比１：１、１：３、１：１０の等コント
ラスト曲線である。正面からの傾き角４７゜の方向まで
表示の反転（コントラスト比が１：１以下になること）
がなく、上下左右の均衡が取れた優れた視角特性を示し
ている。
【００１３】（実施例２）図５は、本発明の実施例２に
おける液晶表示素子の断面図である。図中、１は上側偏
光板、２は第一の位相差フィルム、３は液晶セル、４は
第二の位相差フィルム、５は下側偏光板である。また、
６は液晶セルの上基板、７は下基板、８は透明電極、９
は液晶である。
おける液晶表示素子の断面図である。図中、１は上側偏
光板、２は第一の位相差フィルム、３は液晶セル、４は
第二の位相差フィルム、５は下側偏光板である。また、
６は液晶セルの上基板、７は下基板、８は透明電極、９
は液晶である。
【００１４】液晶セル３には実施例１同様メルク社製の
液晶ＺＬＩ−４５０６を用い、セルギャップｄが６．０
μｍのセルにねじれ配向させた。一方位相差フィルム２
と４には屈折率楕円体の傾き角θ＝２０度のポリカーボ
ネートフィルムを用いた。いずれのフィルムも屈折率は
ｎx＝１．５８５、ｎy＝１．５７９、ｎz＝１．５８２
であり、厚みは８０μｍである。
液晶ＺＬＩ−４５０６を用い、セルギャップｄが６．０
μｍのセルにねじれ配向させた。一方位相差フィルム２
と４には屈折率楕円体の傾き角θ＝２０度のポリカーボ
ネートフィルムを用いた。いずれのフィルムも屈折率は
ｎx＝１．５８５、ｎy＝１．５７９、ｎz＝１．５８２
であり、厚みは８０μｍである。
【００１５】図６は、実施例２における液晶表示素子の
各軸の関係図である。図中、上側偏光板の偏光軸方向１
１が第一の位相差フィルムの軸方向１２となす角度２１
を右６０度、１２が上基板のラビング方向１３となす角
度２２を左１００度、１３と下基板のラビング方向１４
により決まる液晶のツイスト角２３を左２４０度、第二
の位相差フィルムの軸方向１５が１４となす角度２４を
左８０度、下側偏光板の偏光軸方向１６が１５となす角
度２５を右３０度とした。なお前述の位相差フィルムの
屈折率楕円体のｘ軸が傾く方向は、図６の軸方向１２の
左下および軸方向１５の右下が手前となる方向である。
各軸の関係図である。図中、上側偏光板の偏光軸方向１
１が第一の位相差フィルムの軸方向１２となす角度２１
を右６０度、１２が上基板のラビング方向１３となす角
度２２を左１００度、１３と下基板のラビング方向１４
により決まる液晶のツイスト角２３を左２４０度、第二
の位相差フィルムの軸方向１５が１４となす角度２４を
左８０度、下側偏光板の偏光軸方向１６が１５となす角
度２５を右３０度とした。なお前述の位相差フィルムの
屈折率楕円体のｘ軸が傾く方向は、図６の軸方向１２の
左下および軸方向１５の右下が手前となる方向である。
【００１６】図８は、実施例２における液晶表示素子の
視角特性を示す図である。図中４１、４２、４３、４４
はそれぞれコントラスト比１：１、１：３、１：１０、
１：３０の等コントラスト曲線である。正面からの傾き
角４２゜の方向まで表示の反転がなく、上下左右の均衡
が取れた優れた視角特性を示している。
視角特性を示す図である。図中４１、４２、４３、４４
はそれぞれコントラスト比１：１、１：３、１：１０、
１：３０の等コントラスト曲線である。正面からの傾き
角４２゜の方向まで表示の反転がなく、上下左右の均衡
が取れた優れた視角特性を示している。
【００１７】（比較例１）比較例１におけるセル構成、
軸関係は図３、図４に示した実施例１と同様である。但
し位相差フィルム４には、通常の一軸延伸法により作製
したθ＝０度のポリカーボネートフィルムを用いた。屈
折率はｎx＝１．５８５、ｎy＝１．５７９、ｎz＝１．
５８２である。
軸関係は図３、図４に示した実施例１と同様である。但
し位相差フィルム４には、通常の一軸延伸法により作製
したθ＝０度のポリカーボネートフィルムを用いた。屈
折率はｎx＝１．５８５、ｎy＝１．５７９、ｎz＝１．
５８２である。
【００１８】図９は、比較例１における液晶表示素子の
視角特性を示す図である。上方向に３５゜傾いた方向で
表示が反転し、上方向に極端に狭い視角特性を示してい
る。 （比較例２）比較例２におけるセル構成、軸関係は図
５、図６に示した実施例２と同様である。但し位相差フ
ィルム２と４には、通常の一軸延伸法により作製したθ
＝０度のポリカーボネートフィルムを用いた。屈折率は
ｎx＝１．５８５、ｎy＝１．５７９、ｎz＝１．５８２
である。
視角特性を示す図である。上方向に３５゜傾いた方向で
表示が反転し、上方向に極端に狭い視角特性を示してい
る。 （比較例２）比較例２におけるセル構成、軸関係は図
５、図６に示した実施例２と同様である。但し位相差フ
ィルム２と４には、通常の一軸延伸法により作製したθ
＝０度のポリカーボネートフィルムを用いた。屈折率は
ｎx＝１．５８５、ｎy＝１．５７９、ｎz＝１．５８２
である。
【００１９】図１０は、比較例２における液晶表示素子
の視角特性を示す図である。上方向に３０゜傾いた方向
で表示が反転し、上方向に極端に狭い視角特性を示して
いる。
の視角特性を示す図である。上方向に３０゜傾いた方向
で表示が反転し、上方向に極端に狭い視角特性を示して
いる。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、位相
差フィルムの光学弾性軸をフィルム面に対して傾斜させ
ることによって、視角の広い液晶表示素子を提供するこ
とができる。
差フィルムの光学弾性軸をフィルム面に対して傾斜させ
ることによって、視角の広い液晶表示素子を提供するこ
とができる。
【図１】 本発明の位相差フィルムの屈折率楕円体を示
す図である。
す図である。
【図２】 従来の位相差フィルムの屈折率楕円体を示す
図である。
図である。
【図３】 本発明の実施例１及び比較例１における液晶
表示素子の断面図である。
表示素子の断面図である。
【図４】 本発明の実施例１及び比較例１における液晶
表示素子の各軸の関係図である。
表示素子の各軸の関係図である。
【図５】 本発明の実施例２及び比較例２における液晶
表示素子の断面図である。
表示素子の断面図である。
【図６】 本発明の実施例２及び比較例２における液晶
表示素子の各軸の関係図である。
表示素子の各軸の関係図である。
【図７】 本発明の実施例１における液晶表示素子の視
角特性を示す図である。
角特性を示す図である。
【図８】 本発明の実施例２における液晶表示素子の視
角特性を示す図である。
角特性を示す図である。
【図９】 比較例１における液晶表示素子の視角特性を
示す図である。
示す図である。
【図１０】 比較例２における液晶表示素子の視角特性
を示す図である。
を示す図である。
１ 上側偏光板 ２ 第一の位相差フィルム ３ 液晶セル ４ （第二の）位相差フィルム ５ 下側偏光板 ６ 液晶セル３の上基板 ７ 液晶セル３の下基板 ８ 透明電極 ９ 液晶 １１ 上側偏光板１の偏光軸方向 １２ 第一の位相差フィルム２の軸方向 １３ 液晶セルの上基板６のラビング方向 １４ 液晶セルの下基板７のラビング方向 １５ （第二の）位相差フィルム４の軸方向 １６ 下側偏光板５の偏光軸方向 ２０ １１が１３となす角度 ２１ １１が１２となす角度 ２２ １２が１３となす角度 ２３ 液晶９のツイスト角 ２４ １５が１４となす角度 ２５ １６が１５となす角度 ３１ 位相差フィルムの屈折率楕円体 ３２ 位相差フィルムのフィルム面 ４１ コントラスト比１：１の等コントラスト曲線 ４２ コントラスト比１：３の等コントラスト曲線 ４３ コントラスト比１：１０の等コントラスト曲線 ４４ コントラスト比１：３０の等コントラスト曲線
Claims (2)
- 【請求項１】 光学弾性軸がフィルム面に対して傾いた
方向にあることを特徴とする位相差フィルム。 - 【請求項２】 対向する２枚の基板間にねじれ配向をし
た液晶を挟持してなる液晶セルと、少なくとも１枚の請
求項１記載の位相差フィルムと、これらを挟むように配
置された１対の偏光板とを備えたことを特徴とする液晶
表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3325992A JPH05157913A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 位相差フィルム及び液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3325992A JPH05157913A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 位相差フィルム及び液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157913A true JPH05157913A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18182895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3325992A Pending JPH05157913A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 位相差フィルム及び液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05157913A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0650079A1 (en) * | 1993-10-22 | 1995-04-26 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical compensatory sheet and liquid crystal display having the same |
| JPH0827284A (ja) * | 1994-05-13 | 1996-01-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | 薄膜の製造方法、光学的異方性シートおよび液晶表示装置 |
| WO1996013752A1 (fr) * | 1994-10-26 | 1996-05-09 | Seiko Epson Corporation | Dispositif a cristaux liquides et appareil electronique |
| US5557434A (en) * | 1994-09-30 | 1996-09-17 | Rockwell International | Optical compensator including an o-plate for super-twist nematic liquid crystal display |
| US5579139A (en) * | 1995-06-07 | 1996-11-26 | Ois Optical Imaging Systems, Inc. | LCD with reduced canopy reflection having a retarder of 220-320 nm retardation outside a polarizer |
| US5612801A (en) * | 1994-04-04 | 1997-03-18 | Rockwell Science Center, Inc. | Monolithic optical compensation device for improved viewing angle in liquid crystal displays |
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| USRE39782E1 (en) | 1994-04-04 | 2007-08-21 | Teledyne Licensing, Llc | Monolithic optical compensation device for improved viewing angle in liquid crystal displays |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP3325992A patent/JPH05157913A/ja active Pending
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