JPH05281514A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
- Publication number
- JPH05281514A JPH05281514A JP4081012A JP8101292A JPH05281514A JP H05281514 A JPH05281514 A JP H05281514A JP 4081012 A JP4081012 A JP 4081012A JP 8101292 A JP8101292 A JP 8101292A JP H05281514 A JPH05281514 A JP H05281514A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal display
- display element
- phase difference
- crystal cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 透明スペーサーからの光漏れを抑えたコント
ラストの高い液晶表示素子を提供する。 【構成】 対向する２枚の基板間５，６に液晶９と透明
スペーサー８を挾持してなる液晶セル２と、少なくとも
１層の光学的異方体３と、これらを挟むように配置され
た一対の偏光板１，４とを備えた液晶表示素子におい
て、光学的異方体３の位相差と、光学的異方体３と偏光
板１，４の相互の軸とがなす角度が液晶セル２の位相差
が失われたときに透過率が低い値に設定されている。
ラストの高い液晶表示素子を提供する。 【構成】 対向する２枚の基板間５，６に液晶９と透明
スペーサー８を挾持してなる液晶セル２と、少なくとも
１層の光学的異方体３と、これらを挟むように配置され
た一対の偏光板１，４とを備えた液晶表示素子におい
て、光学的異方体３の位相差と、光学的異方体３と偏光
板１，４の相互の軸とがなす角度が液晶セル２の位相差
が失われたときに透過率が低い値に設定されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から液晶セルの上下基板の間隙に
は、そのセル厚を均一に保つためにガラスあるいはプラ
スチックのスペーサーを散布していた。厳密なセル厚の
管理が要求されるＳＴＮ（ｓｕｐｅｒ−ｔｗｉｓｔｅｄ
ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶や、基板面に凹凸があるアク
ティブ駆動液晶では、特に高密度にスペーサーを散布し
ていた。
は、そのセル厚を均一に保つためにガラスあるいはプラ
スチックのスペーサーを散布していた。厳密なセル厚の
管理が要求されるＳＴＮ（ｓｕｐｅｒ−ｔｗｉｓｔｅｄ
ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶や、基板面に凹凸があるアク
ティブ駆動液晶では、特に高密度にスペーサーを散布し
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スペーサーは透明であったため、黒表示時に光が漏れ、
表示コントラストを損なうという問題点があった。この
問題を解決するため既に黒色スペーサーを用いることが
提案されている。しかし、光吸収のためにカーボンを使
用するため、上下基板の電極間においてショートする危
険を伴い、広く普及するには至っていない。
スペーサーは透明であったため、黒表示時に光が漏れ、
表示コントラストを損なうという問題点があった。この
問題を解決するため既に黒色スペーサーを用いることが
提案されている。しかし、光吸収のためにカーボンを使
用するため、上下基板の電極間においてショートする危
険を伴い、広く普及するには至っていない。
【０００４】そこで、本発明の目的は、上述した問題点
を解消し、スペーサーからの光漏れを抑え、コントラス
トの高い液晶表示素子を提供することにある。
を解消し、スペーサーからの光漏れを抑え、コントラス
トの高い液晶表示素子を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の液晶表示素子は、対向する２枚の基
板間に液晶と透明スペーサーを挾持してなる液晶セル
と、少なくとも１層の光学的異方体と、前記液晶セルと
前記光学的異方体を挟むように両側に配置された一対の
偏光板とを備えた液晶表示素子において、前記光学的異
方体の位相差と、前記光学的異方体と前記偏光板の相互
の軸とがなす角度が、前記液晶セルの位相差が失われた
時に前記液晶表示素子の透過率が低い値に設定されてい
ることを特徴とする。
るために、本発明の液晶表示素子は、対向する２枚の基
板間に液晶と透明スペーサーを挾持してなる液晶セル
と、少なくとも１層の光学的異方体と、前記液晶セルと
前記光学的異方体を挟むように両側に配置された一対の
偏光板とを備えた液晶表示素子において、前記光学的異
方体の位相差と、前記光学的異方体と前記偏光板の相互
の軸とがなす角度が、前記液晶セルの位相差が失われた
時に前記液晶表示素子の透過率が低い値に設定されてい
ることを特徴とする。
【０００６】なお、液晶セルの位相差が消失した時の透
過率は２０％以下が望ましい。ここで透過率とは、ＣＩ
Ｅ１９３１ＸＹＺ表色系におけるＹ値で計算し、偏光板
単体の明るさに対する比で定義する。例えば、偏光板単
体の明るさがＹ＝４２％、液晶表示素子の明るさがＹ＝
８．４％のとき、透過率２０％とする。
過率は２０％以下が望ましい。ここで透過率とは、ＣＩ
Ｅ１９３１ＸＹＺ表色系におけるＹ値で計算し、偏光板
単体の明るさに対する比で定義する。例えば、偏光板単
体の明るさがＹ＝４２％、液晶表示素子の明るさがＹ＝
８．４％のとき、透過率２０％とする。
【０００７】
【作用】光学的異方体の位相差と、光学的異方体と偏光
体の相互の軸とがなす角度を、液晶セルの位相差が失わ
れる時に液晶表示素子の透過率が低い値に設定されてい
るので、光漏れを防止してコントラストを高めることが
できる。
体の相互の軸とがなす角度を、液晶セルの位相差が失わ
れる時に液晶表示素子の透過率が低い値に設定されてい
るので、光漏れを防止してコントラストを高めることが
できる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【０００９】実施例 図１は、本発明の実施例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は液晶セル、３は位
相差フィルム、４は下側偏光板である。また、５は液晶
セルの上基板、６は液晶セルの下基板、７は透明電極、
８は透明スペーサー、９は液晶である。
である。図中、１は上側偏光板、２は液晶セル、３は位
相差フィルム、４は下側偏光板である。また、５は液晶
セルの上基板、６は液晶セルの下基板、７は透明電極、
８は透明スペーサー、９は液晶である。
【００１０】通常、液晶セル２を通る光３１は、液晶の
位相差による複屈折効果によって、楕円偏光の状態が変
化する。ところが、透明スペーサー８には液晶が依存せ
ず、透明スペーサー８自体の位相差も極めて小さいた
め、透明スペーサー８を通る光３２は液晶セル２を素通
りする。従って、透明スペーサー８の光漏れは、液晶表
示素子中の液晶セル２を無視し、光学的異方性である位
相差フィルム３と上側偏光板１および下側偏光板４だけ
が存在したと考えた時の透過率に等しい。特に、ｐ型ネ
マチック液晶を用いた場合には、この時の透過率は充分
に大きな電圧を印加した時の透過率に等しくなる。
位相差による複屈折効果によって、楕円偏光の状態が変
化する。ところが、透明スペーサー８には液晶が依存せ
ず、透明スペーサー８自体の位相差も極めて小さいた
め、透明スペーサー８を通る光３２は液晶セル２を素通
りする。従って、透明スペーサー８の光漏れは、液晶表
示素子中の液晶セル２を無視し、光学的異方性である位
相差フィルム３と上側偏光板１および下側偏光板４だけ
が存在したと考えた時の透過率に等しい。特に、ｐ型ネ
マチック液晶を用いた場合には、この時の透過率は充分
に大きな電圧を印加した時の透過率に等しくなる。
【００１１】以上のような考え方で設計した液晶表示素
子は次の通りである。液晶セル２には複屈折Δｎ＝０．
１４３８の液晶を行い、セルギャップｄが４．７μｍの
液晶セル２にツイスト配向させた。その位相差Δｎ×ｄ
は０．６８μｍである。液晶セル２の透明スペーサー８
は直径５μｍのプラスチック製の球状弾性体で、１ｍｍ
2 に対して、１２０個散布した。一方、位相差フィルム
３の位相差Δｎ×ｄは０．２８μｍである。
子は次の通りである。液晶セル２には複屈折Δｎ＝０．
１４３８の液晶を行い、セルギャップｄが４．７μｍの
液晶セル２にツイスト配向させた。その位相差Δｎ×ｄ
は０．６８μｍである。液晶セル２の透明スペーサー８
は直径５μｍのプラスチック製の球状弾性体で、１ｍｍ
2 に対して、１２０個散布した。一方、位相差フィルム
３の位相差Δｎ×ｄは０．２８μｍである。
【００１２】図２は、本実施例における液晶表示素子の
各軸の関係を示す線図である。ここで、上側偏光板１の
偏光軸方向１１が液晶セル２の上基板５のラビング方向
１２となす角度２１を左３５度、ラビング方向１２と下
基板６のラビング方向１３により決まる液晶のツイスト
角２２を左２４０度、位相差フィルム３の延伸軸方向１
４がラビング方向１３となす角度２３を左１２０度、下
側偏光板４の偏光軸方向１５が延伸軸方向１４となす角
度２４を左６５度とした。すなわち、上側偏光板１およ
び下側偏光板４の軸方向１１と１５は、３０度の角度で
交差する。
各軸の関係を示す線図である。ここで、上側偏光板１の
偏光軸方向１１が液晶セル２の上基板５のラビング方向
１２となす角度２１を左３５度、ラビング方向１２と下
基板６のラビング方向１３により決まる液晶のツイスト
角２２を左２４０度、位相差フィルム３の延伸軸方向１
４がラビング方向１３となす角度２３を左１２０度、下
側偏光板４の偏光軸方向１５が延伸軸方向１４となす角
度２４を左６５度とした。すなわち、上側偏光板１およ
び下側偏光板４の軸方向１１と１５は、３０度の角度で
交差する。
【００１３】図３は、本実施例における液晶表示素子の
電圧透過率特性を示す線図である。本図からわかるよう
に、充分に高い電圧を印加したときの透過率は約５％で
あり、これは透明スペーサー８における光漏れが充分小
さいことを示している。従って、２．０３５Ｖの印加を
オフ、２．１７１Ｖの印加をオンとした１／２４０デュ
ーティ駆動では１：１８の高いコントラストが得られ
た。
電圧透過率特性を示す線図である。本図からわかるよう
に、充分に高い電圧を印加したときの透過率は約５％で
あり、これは透明スペーサー８における光漏れが充分小
さいことを示している。従って、２．０３５Ｖの印加を
オフ、２．１７１Ｖの印加をオンとした１／２４０デュ
ーティ駆動では１：１８の高いコントラストが得られ
た。
【００１４】以上のように位相差フィルム３を１枚だけ
用いる場合には、その位相差Δｎ×ｄをλ（波長）／２
の整数倍、すなわち、０．２７５μｍ，０．５５μｍ，
０．８２５μｍ…近くに設定することが望ましい。ま
た、位相差フィルムと偏光板の軸とは約４５度の角度で
交差することが望ましく、かつ上側偏光板１および下側
偏光板４の軸は、位相差がλ／２の奇数倍の時はほぼ平
行、偶数倍の時はほぼ直行の関係にあることが望まし
い。ただし、位相差が±０．０５μｍ位、角度が±３０
度位変動しても透明スペーサー８の光漏れ抑止効果は充
分にあるので、この範囲内でその他の電気光学特性が良
くなるように諸条件を設定することができる。
用いる場合には、その位相差Δｎ×ｄをλ（波長）／２
の整数倍、すなわち、０．２７５μｍ，０．５５μｍ，
０．８２５μｍ…近くに設定することが望ましい。ま
た、位相差フィルムと偏光板の軸とは約４５度の角度で
交差することが望ましく、かつ上側偏光板１および下側
偏光板４の軸は、位相差がλ／２の奇数倍の時はほぼ平
行、偶数倍の時はほぼ直行の関係にあることが望まし
い。ただし、位相差が±０．０５μｍ位、角度が±３０
度位変動しても透明スペーサー８の光漏れ抑止効果は充
分にあるので、この範囲内でその他の電気光学特性が良
くなるように諸条件を設定することができる。
【００１５】なお、位相差フィルム３を２枚以上用いる
場合には、上記のように位相差フィルムの位相差と、偏
光板との軸関係を明確に範囲指定することが難しい。し
かしながら、液晶セル２の位相差が失われた時に透過率
が低くなるように、位相差フィルム３の位相差と、位相
差フィルム３と上側偏光板１および下側偏光板４の相互
の軸がなす角度を設定することは、当業者であれば比較
的容易に成し得ることである。そしてこのように設定し
たとき、透明スペーサー８の光漏れを抑止し、コントラ
ストを高めることができる。
場合には、上記のように位相差フィルムの位相差と、偏
光板との軸関係を明確に範囲指定することが難しい。し
かしながら、液晶セル２の位相差が失われた時に透過率
が低くなるように、位相差フィルム３の位相差と、位相
差フィルム３と上側偏光板１および下側偏光板４の相互
の軸がなす角度を設定することは、当業者であれば比較
的容易に成し得ることである。そしてこのように設定し
たとき、透明スペーサー８の光漏れを抑止し、コントラ
ストを高めることができる。
【００１６】比較例 比較例における液晶表示素子も、実施例と同様、図１に
示したセル構成および図２に示した軸関係を持つ。ただ
し、液晶セルには複屈折Δｎ＝０．１４３８の液晶を用
い、セルギャップｄが６．０μｍの液晶セルにツイスト
配向させた。その位相差Δｎ×ｄは０．８６μｍであ
る。また、位相差フィルムの位相差Δｎ×ｄは０．３２
μｍである。また、角度２１を左４２度、液晶のツイス
ト角２２を左２４０度、角度２３を左９５度、角度２４
を左５３度とした。
示したセル構成および図２に示した軸関係を持つ。ただ
し、液晶セルには複屈折Δｎ＝０．１４３８の液晶を用
い、セルギャップｄが６．０μｍの液晶セルにツイスト
配向させた。その位相差Δｎ×ｄは０．８６μｍであ
る。また、位相差フィルムの位相差Δｎ×ｄは０．３２
μｍである。また、角度２１を左４２度、液晶のツイス
ト角２２を左２４０度、角度２３を左９５度、角度２４
を左５３度とした。
【００１７】図４は、比較例における液晶表示素子の電
圧透過率特性を示す線図である。充分に高い電圧を印加
したときの透過率が約３５％であり、これは透明スペー
サー８に大きな光漏れがあることを示している。２．０
１５Ｖの印加をオフ、２．１５０Ｖの印加をオンとした
１／２４０デューティ駆動を行うと、コントラストが
１：１４に低下し、しかも黒表示に多数の輝点が見え、
ざらついた質感の表示となる。
圧透過率特性を示す線図である。充分に高い電圧を印加
したときの透過率が約３５％であり、これは透明スペー
サー８に大きな光漏れがあることを示している。２．０
１５Ｖの印加をオフ、２．１５０Ｖの印加をオンとした
１／２４０デューティ駆動を行うと、コントラストが
１：１４に低下し、しかも黒表示に多数の輝点が見え、
ざらついた質感の表示となる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学的異方体の位相差と、光学的異方体と偏光板相互の
軸がなす角度を最適化することにより、透明スペーサー
からの光漏れを抑え、コントラストの高い液晶表示素子
を提供することができる。
光学的異方体の位相差と、光学的異方体と偏光板相互の
軸がなす角度を最適化することにより、透明スペーサー
からの光漏れを抑え、コントラストの高い液晶表示素子
を提供することができる。
【図１】本発明の実施例における液晶表示素子の断面図
である。
である。
【図２】本発明の実施例における液晶表示素子の各軸の
関係を示す線図である。
関係を示す線図である。
【図３】本発明の実施例における液晶表示素子の電圧透
過率特性を示す線図である。
過率特性を示す線図である。
【図４】比較例における液晶表示素子の電圧透過率特性
を示す線図である。
を示す線図である。
１ 上側偏光板 ２ 液晶セル ３ 位相差フィルム ４ 下側偏光板 ５ 上基板 ６ 下基板 ７ 透明電極 ８ 透明スペーサー ９ 液晶
Claims (2)
- 【請求項１】 対向する２枚の基板間に液晶と透明スペ
ーサーを挾持してなる液晶セルと、少なくとも１層の光
学的異方体と、前記液晶セルと前記光学的異方体を挟む
ように両側に配置された一対の偏光板とを備えた液晶表
示素子において、前記光学的異方体の位相差と、前記光
学的異方体と前記偏光板の相互の軸とがなす角度が、前
記液晶セルの位相差が失われた時に前記液晶表示素子の
透過率が低い値に設定されていることを特徴とする液晶
表示素子。 - 【請求項２】 前記液晶セルの位相差が失われた時の前
記液晶表示素子の前記透過率が２０％以下であることを
特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081012A JPH05281514A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081012A JPH05281514A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281514A true JPH05281514A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13734593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4081012A Pending JPH05281514A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05281514A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5872925A (ja) * | 1981-10-28 | 1983-05-02 | Hitachi Ltd | 液晶表示素子 |
| JPS62203124A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
| JPH03233426A (ja) * | 1990-02-08 | 1991-10-17 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
-
1992
- 1992-04-02 JP JP4081012A patent/JPH05281514A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5872925A (ja) * | 1981-10-28 | 1983-05-02 | Hitachi Ltd | 液晶表示素子 |
| JPS62203124A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
| JPH03233426A (ja) * | 1990-02-08 | 1991-10-17 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
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