JPH0611714A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】２枚の偏光板１，４間に配置され、２枚の基板
間で液晶が電圧無印加時にねじれた配向をしている駆動
用液晶セル３及び光軸が連続的にねじれた配列をした光
学異方素子２を具備し、前記光学異方素子の屈折率異方
性を△ｎ、光軸のねじれピッチ長をｐとすると、光が最
終的に抜ける側の偏光板の吸収軸あるいは透過軸に対し
て、前記光学異方素子の光入射側の光軸角度を、次式に
より決定される角度φ分ずらして配置する液晶表示素子 φ＝△ｎ² ×ｐ×ｄ×１８０゜／（４λ² ） △ｎ：光学異方素子の光学異方性 ｐ：光学異方素子の光軸のねじれピッチ長 ｄ：光学異方素子の厚み λ：可視の波長範囲の波長 【効果】視角特性が改善され、視認性にすぐれる高品位
表示の液晶表示が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子に係わ
り、特にコントラスト比及び表示色の視角依存性を改善
した液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、薄型軽量・低消費電力
という大きな利点をもつため、腕時計や電卓、日本語ワ
ードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等の多種多様
な製品に広く用いられている。これら液晶表示素子のほ
とんどはねじれネマティック液晶が用いられており、中
でもパーソナルコンピュータなどに用いられる液晶表示
素子は、大面積・大容量表示のものが一般的になってお
り、表示面の大きさが対角約１０インチで、表示容量が
６４０×４８０画素といったものが主流になってきた。
現在、大面積・大容量表示の液晶表示素子の主流は単純
マトリクス方式である。単純マトリクス方式の液晶表示
素子は、１８０゜以上ねじれ配列した液晶（ＳＴ形）を
櫛形の透明電極が付いたガラス基板で挟んだ単純な構造
をしている。この様な単純な構造で６４０×４８０画素
の多桁表示を実現するには、液晶の電気光学特性に急峻
性が要求される。急峻性とは、液晶セルに印加する電圧
値を変化したときの液晶セルの透過光の変化度を示す。
電気光学特性の急峻性は、液晶層の配列の総ねじれ角
（以下ツイスト角と呼ぶ）を大きくすることにより改善
できる。実用的にはＳＴ形の液晶表示素子のねじれ角
は、１８０゜以上必要であるが、ねじれ角がこの様に大
きくなると複屈折現象により表示色が着色する。

【０００３】このような表示の着色を解消する手段とし
て、液晶層の配列が逆の方向にねじれた第２の液晶セル
を偏光板と液晶セルの間に配置することによって白黒表
示を実現できることが特公昭６３−５３５２８号公報に
開示されている。この白黒化の原理は、液晶分子がねじ
れ配列とされる第１の液晶セルを透過し楕円偏光となっ
た光の常光と異常光を、光学補償板である第２の液晶セ
ルを透過する事によってによって相互に入れ替わらせ、
一旦楕円偏光となった光を直線偏光へと変換させる。そ
の結果、光の複屈折現象に起因する着色が解消され、白
黒表示を実現することができる。楕円偏光を直線偏光へ
正確に変換を行うには、光学補償板である第２の液晶セ
ルは、第１の液晶セルとリタデーション値がほぼ同一
で、かつねじれ方向が相互間で逆であり、それらの配置
は、相互に最近接する液晶分子の配向方位が直交するよ
うに構成することが必要である。

【０００４】この他の手段としては、前述した第２の液
晶セルの替わりに光学異方性フィルムを用いる手法も種
々提案されている。これは、光学異方性フィルムを液晶
セル上に数枚積層することにより、第２の液晶セルとほ
ぼ同一な機能をもたせる手法である。

【０００５】以上述べた光学補償によりＳＴ形でも白黒
表示が可能となり、更にカラーフィルタとの組み合わせ
により、より付加価値の高いカラー表示も実現すること
ができる。しかし、単純マルチプレクス方式は、電圧平
均化法に基づく時分割駆動を原理としているため、表示
容量を増大するために走査線数を増加すると、光を遮断
する際の電圧値と、光を透過させる際の電圧値との差が
著しく減少し、その結果コントラスト比が小さくなった
り、液晶の応答速度が低下するといった本質的な問題が
ある。また、この様な従来技術は、液晶表示素子を見る
時の方位や角度によって表示画が反転して見えたり、表
示画が全く見えなくなったり、あるいは表示が色づくと
いった現象として観測され、より表示品位の高い液晶表
示素子を実現する際、大きく問題となる。

【０００６】一方、アクティブマトリクス方式は、各表
示画素ごとに薄膜トランジスタやダイオードなどのスイ
ッチング素子が付いた基板を用いるため、走査線の数に
関係なく各画素の液晶層に任意の電圧比を設定できる。

【０００７】ツイスト角が９０゜の液晶セル（ＴＮ形）
は、電気光学特性の急峻性がＳＴ形より劣るが、無彩色
な表示を得ることができる（旋光モード）。また、電圧
に対する応答性もＳＴ形より速いという利点をもつ。従
って、アクティブマトリクス方式とＴＮ形とを組み合わ
せることにより、大表示容量で高コントラスト、応答速
度が速い液晶表示素子が実現することができる。更に、
カラーフィルタと組み合わせることによりフルカラー表
示も実現可能である。

【０００８】しかし、単純マトリクス方式やアクティブ
マトリクス方式ともに、見る角度を変えると表示画が反
転して見えたり、表示画が全く見えなくなったり、表示
が色づいたりして好ましくない。

【０００９】このような液晶表示素子の視角依存性を低
減させる手段として、特開昭６２−２１０４２３号公報
に２枚の偏光板の間に、液晶セルと光学異方性が厚み方
向に負のポリマーフィルムである複屈折層を配置するこ
とが開示されている。一方、特開平３−６７２１９号公
報に、螺旋ピッチ長と屈折率の積が４００ｎｍ以下のコ
レステリック液晶相を示す液晶化合物（または高分子液
晶）からなる複屈折層を液晶セル上に配置することが開
示されている。これら２つの提案は、垂直配列（配向基
板に対して液晶分子が垂直に配列したもの）した液晶セ
ルの場合しか考慮されてなく、ＴＮ方式やＳＴＮ方式の
ようなねじれた配列をした液晶セルの場合については考
えられていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた液晶表示素
子の基本的な表示原理は、液晶に印加する電圧により液
晶分子の向きを変化させ、液晶セルに光学的な変化を生
じさせるところにある。従って、液晶表示素子を傾けて
みると液晶分子の向きが変化して見え、その結果、表示
画が反転して見えたり全く識別できなかったりするとい
った現象として観測され、特にカラーフィルターと組み
合わせてフルカラー表示を行う際には、表示画の再現性
が著しく低下し大きく問題となる。

【００１１】以下の発明は上記不都合を解決するもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下に示す特
徴をもつ液晶表示素子にある。

【００１３】２枚の偏光板と、これら２枚の偏光板間に
配置され、２枚の基板間で液晶が電圧無印加時にねじれ
た配向をしている駆動用液晶セル及び光軸が連続的にね
じれた配列をした光学異方素子を具備し、光学異方素子
の屈折率異方性を△ｎ、光軸のねじれピッチ長をｐとす
ると、光が最終的に抜ける側の偏光板の吸収軸あるいは
透過軸に対して、光学異方素子の光入射側の光軸角度
を、駆動用液晶セルのねじれ配向方向と光学異方素子の
光軸のねじれ方向とが同一の場合には、駆動用液晶セル
のねじれ配向方向と反対の方向に、駆動用液晶セルのね
じれ配向方向と光学異方素子の光軸のねじれ方向とが反
対の場合には、駆動用液晶セルのねじれ配列方向に、次
式[1] により決定される角度φ分ずらして配置すること
を特徴とする。

【００１４】また光学異方素子を高分子液晶で作製した
場合にも同様な効果が得られる。

【００１５】 φ＝△ｎ² ×ｐ×ｄ×１８０゜／（４λ² ） [1] △ｎ：光学異方素子の光学異方性 ｐ：光学異方素子の光軸のねじれピッチ長 ｄ：光学異方素子の厚み λ：可視の波長範囲の波長

【００１６】

【作用】本発明は、上記目的を達成するものであり、液
晶表示素子のコントラスト比や表示色の視角依存性を同
時に軽減する、もしくは、液晶表示素子のある特定のコ
ントラスト比が得られる領域をある特定の方向に制御し
ようとするものである。光が液晶表示素子の表示面に垂
直に入射する場合と斜めに入射する場合とでは液晶表示
素子中を伝搬する光の偏光状態は異なり、この偏光状態
の違いが、液晶表示素子の視角特性の原因である。

【００１７】図２は、従来例のノーマリーオープン形の
ＴＮ−ＬＣＤの視角特性を示したものである。図２に
は、表示面法線から左右の方向に０゜から６０゜まで傾
いた時（表示面法線からの傾き角を以下視角と称する）
の暗状態Ａと明状態Ｂの透過率の視角依存性が示されて
いる。ここで、ノーマリーオープンとは、電圧無印加時
に明状態、電圧印加時に暗状態が得られるセル構成を示
す。暗状態Ａと明状態Ｂとを比較すると、暗状態の方が
視角に対する透過率の変化が激しく、明状態より視角特
性が悪い。実際に、液晶セルの電圧が印加されている部
分とそうでない部分とを比較してみると、電圧が印加さ
れた暗の部分の方が視角特性が悪い。この原因は、液晶
セル内の分子配列にある。暗の部分には、液晶のしきい
値以上の電圧が印加されており、分子配列は、液晶分子
長軸が基板表面に対し傾き、ねじれ配列が解かれた状態
となっている。一方、明の部分は、電圧が印加されてお
らず、液晶セル中の液晶分子は基板に対し水平で、ねじ
れた配列状態となっている。液晶表示素子の視角特性
は、分子配列の見え方に依存し、このような均一にねじ
れた配列は、見る方向を変化させてもさほど変化したよ
うには見えないが、ねじれが解かれ液晶分子が傾いた配
列は、見る方向を変えると配列の仕方が大きく異なって
見える。従って、これを改善するには、光軸が連続にね
じれ配列した光学異方素子を付加し配列の見え方の変化
を制抑すれば良い。これにより視角特性を改善すること
ができが、この際に用いる光学異方素子は光軸が連続的
にねじれているため、光学条件により旋光性が生じる。
旋光性とは、光が媒質中を進行するに従ってその光の振
動方向が、進行方向を軸として左または右に旋回する性
質を示す。旋光性の大小は、次式によって示される（C.
Z.Van Doorn ,Physics Letters 42A, 7(1973) ）。

【００１８】 ｆ＝λ／（ｐ×△ｎ） (1) 但し、λは真空中の光の波長（可視の波長範囲の波
長）、ｐは光学異方素子の光軸のねじれピッチ長、△ｎ
は光学異方素子の光学異方性である。ｆ＜＜１の場合に
は旋光性が大きく、偏光面は光軸のねじれに追従する。
このような光学異方性物質を偏光板と駆動用液晶セル間
に挿入すると、コントラスト比が小さくなったり、色づ
きが生じかえって表示性能を阻害することになる。

【００１９】良好な視角補償効果を得るには旋光性が極
力小さいことが好ましいため、光学異方素子はｆ＞１の
条件を満たすことが必要で、（１）式を書き換えると ｐ×△ｎ＜λ (2) となる。

【００２０】しかし、光軸がねじれているために多少な
りとも旋光性が生じる。旋光性が無視できない場合に
は、光学異方素子の配置の仕方により視角特性が大きく
変化する。（２）式が成り立つ条件において、旋光によ
る偏光面の回転角は次式により求めることができる。

【００２１】 φ＝△ｎ² ×ｐ×ｄ×１８０゜／（４λ² ） [1] 但し、ｄは光学異方素子の厚みである。偏光面の回転方
向は、光学異方素子の光軸のねじれ方向と同一であり、
[1] 式を用いて光学異方素子の旋光回転角を求めること
により、視角が変化した時でも光学異方素子を出射する
偏光面と出射側の偏光板の吸収軸あるいは透過軸とが一
致するように光学異方素子を配置することができる。

【００２２】用いる光学異方素子のねじれピッチ長ｐと
平均屈折率ｎとの積ｎ×ｐの値が、可視の波長範囲（条
件によって異なり、短波長端は３６０ｎｍから４００ｎ
ｍ、長波長端は７６０ｎｍから８３０ｎｍの範囲）にあ
ると、選択散乱を生じる（J.L.Fergason ; Molecular C
rystals. 1. 293(1966) ）。選択散乱が生じると光学異
方素子の着色現象が生じ表示色が変化する。従って、光
学異方素子を形成する光学異方性物質層の平均屈折率ｎ
と、光軸のねじれピッチｐとの積ｎ×ｐが可視の波長範
囲から除くようにすると着色現象が防止できる。但し、
補償セルの選択反射を利用してカラー表示を行う場合に
おいては、この限りではない。

【００２３】また、光学異方素子は、高分子フィルムを
延伸することにより、光学異方性を生じさせた位相差フ
ィルム（retardation film）を積層したものや、ねじれ
配列させた液晶セル、ならびに高分子液晶をねじれ配列
させた薄膜により実現できる。この場合、例えば駆動用
液晶セルの基板の少なくともどちらか一方にこの高分子
層を塗布することにより得られ、製造上容易となりより
望ましい液晶表示素子が得られる。例えばポリシロキサ
ン主鎖とし、側鎖にビフェニルベンゾエートとコレステ
リル基を適当な比で有した様な高分子共重合体などを用
いることなどができる。

【００２４】

【実施例】以下本発明の液晶表示素子の実施例を詳細に
説明する。

【００２５】（実施例１）図１に本実施例における液晶
表示素子の断面図を示す。液晶表示素子は２枚の偏光板
１、４（LLC2-92-18:SANRITZ 社製) と、これらの間に
視角補償用の液晶セル２と駆動用液晶セル３とを挟む構
成を有している。光が入射する側の偏光板１は透明基板
１ｂの内側に偏光膜１ａを付けたものであり、光が最終
的に抜ける側の偏光板４も同様に透明基板４ｂに偏光膜
４ａをつけて形成される。

【００２６】駆動用液晶セル３は視角補償用光学異方素
子２と偏光板４間に配置される。上側基板３ａと下側基
板３ｂとはそれぞれ透明電極３ｃ、３ｄ間を形成してお
り、駆動電源３ｆに接続される。基板３ａ, ３ｂ間にね
じれネマティック液晶（ZLI-4287(E. Merck Co.,ltd 社
製) にカイラル剤S 811(E. Merck Co.,ltd社製))を混入
したもの）がねじれ角が９０゜で導入されて液晶層３ｅ
となり、駆動電源３ｆから印加電圧に応じて状態を変化
する。駆動用液晶セル３に用いた液晶の△ｎは０．０９
３、液晶層３ｅの厚みは５．５μｍである。駆動用液晶
セル３の液晶分子は下側基板３ｂから上側基板３ａへと
反時計回りにねじれている（左ねじれ）。

【００２７】視角補償用光学異方素子２は、駆動用液晶
セル３の基板３ａの偏光板１側の面上に、ポリシロキサ
ン主鎖とし、側鎖がビフェニルベンゾエートとコレステ
リル基からなる高分子重合体液晶を厚み０．２５μｍで
形成される。高分子重合体液晶の△ｎは０．２で、ねじ
れ角は左回り５２．５゜、螺旋ピッチは１．７１６μｍ
である。これらの値より旋光性は、△ｎ×ｐ＝０．３４
３２μｍとなり、偏光面の回転角φは[1] 式から、λ＝
０．５５μｍとすると、である。

【００２８】φ＝ 0.2² ×1.716 ×10^-6×0.25×10^-6×
180/(4×0.55² ×10^-12 ) ＝2.5 ゜ 図３（ａ）（ｂ）は、本発明の液晶表示素子の分解斜視
図であり、偏光板、駆動用液晶セル、光学異方素子間の
配置関係を示すものである。先ほどの偏光面の回転角φ
の値から、駆動用液晶セル３の下側基板のラビング軸
（３．２）と光学異方素子２の駆動用液晶セル３側の光
軸（２．２）間の角度を２゜ずらし、Ｘ軸に対し４７°
になるように配置した。ここで（３．１）は、駆動用液
晶セル３の上側基板のラビング軸であり、（２．１）は
光学異方素子２の光学異方素子２と偏光板１間の境界面
での光軸を示す。偏光板１の透過軸（１．１）は（３．
１）と平行、偏光板４の透過軸（４．１）は（３．２）
と平行である。本構成で液晶表示素子を作製し図４の座
標系を用いて視角特性を測定した。測定時の駆動用液晶
セルの電圧値（駆動電源３ｆから駆動用液晶セル３の電
極３ｃ−３ｄ間に印加する電圧）は、明状態は１Ｖ、暗
状態は５Ｖである（液晶のしきい値電圧：２Ｖ）。コン
トラスト比ＣＲの視角特性の実験結果を図５に示す。

【００２９】図は、各方位φに対するコントラスト比
５、１０、３０、５０が得られる視角θを極座標形式で
示したもので、曲線が外周の円に近いほど視角特性が良
好なことを示す。後に述べる従来例の等コントラスト特
性（図６）と比較すると、主に実用の範囲である０゜か
ら１８０゜の方位に対して視角が大きく、コントラスト
比の視角特性が改善された。表示色に関しては、従来で
は暗状態の表示色が視角を変化すると灰色に変化してい
たのに対し、本構成では視角を変化させても良好な黒の
表示色が得られた。実際に本構成でカラーフィルターを
具備した画面サイズ対角１０インチからなるＴＦＴ−Ｌ
ＣＤを作成したところ、方位や視角を変化させても表示
内容が識別できる良好なフルカラー表示が得られた。

【００３０】（従来例）実施例１において、視角補償用
光学異方素子２が無い場合の等コントラスト特性を測定
した。測定結果を図６に示す。本従来例では方位角０゜
から５０゜及び、１３０゜から１８０゜において視角が
小さく、また測定点を傾けると暗状態の表示色が灰色に
変化した。

【００３１】（比較例）実施例１において、光学異方素
子２を図３に示した光軸（２．２）が、ｘ軸と平行にな
るように液晶表示素子を作製した。実施例１と同様にし
て測定した結果を図７に示す。実施例１の測定結果の図
５と比較すると９０゜方位の視角が小さくなり、実際に
目で観測した結果９０゜方位の視角が小さくなった。

【００３２】（実施例２）実施例１において、光学異方
素子２の光軸のねじれ方向が、実施例１の場合とは逆の
右ねじれ、すなわち反対方向である光学異方素子２を用
い液晶表示素子を作製した。図３に示した光学異方素子
２の光軸（２．２）が、ｘ軸に対し４３゜になるよう構
成した。実施例１と同様にして測定した結果を図８に示
す。階調表示時の視角特性が良好な２７０゜方位の視角
が大幅に拡大した。

【００３３】（実施例３）図９に本実施例における液晶
表示素子の断面図を示す。液晶表示素子は２枚の偏光板
１、４（LLC2-92-18:SANRITZ 社製) と、これらの間に
視角補償用の液晶セル２と駆動用液晶セル３とを挟む構
成を有している。偏光板１は透明基板１ｂの内側に偏光
膜１ａを付けたものであり、偏光板４も同様に透明基板
４ｂに偏光膜４ａをつけて形成される。

【００３４】視角補償用液晶セル２はこれらの偏光板
１、４間に配置され、透明基板２ａ,２ｂ間に液晶層２
ｃを介在させた液晶セル構造を有し、基板２ａ, ２ｂ間
にねじれネマティック液晶（ZLI-2806(E. Merck Co.,lt
d 製) にカイラル剤S811(E. Merck Co.,ltd 製) を混入
したもの）がねじれ角が５２゜で導入され、液晶分子は
下側基板２ｂから上側基板２ａへと反時計回りにねじれ
ている（左ねじれ）。視角補償用液晶セル２に用いた液
晶材料の△ｎは０．０３９、螺旋ピッチは８．９３μm
、液晶層の厚みは１．３μｍである。

【００３５】駆動用液晶セル３は視角補償用液晶セル２
と偏光板４間に配置される。上側基板３ａと下側基板３
ｂとはそれぞれ透明電極３ｃ、３ｄ間を形成しており、
駆動電源３ｆに接続される。基板３ａ, ３ｂ間にねじれ
ネマティック液晶（ZLI-4287(E. Merck Co.,ltd 社製)
にカイラル剤S811( E. Merck Co.,ltd社製))を混入した
もの）がねじれ角が９０゜で導入されて液晶層３ｅを形
成し、駆動電源３ｆから印加電圧に応じて状態を変化す
る。駆動用液晶セル３に用いた液晶の△ｎは０．０９
３、液晶層の厚みは５．５μｍである。駆動用液晶セル
３の液晶分子は下側基板３ｂから上側基板３ａへと反時
計回りにねじれている（左ねじれ）。

【００３６】図３は実施例１と同様に本実施例における
液晶表示素子の構成を示す分解斜視図である。(1.1) 及
び(4.1) は偏光板１及び４の透過軸であり、これらは互
いに直交し（４．１）はｘ軸に対し＋ｚ方向から見て反
時計回りに４５゜で配置される。(3.1) と(3.2) は駆動
用液晶セル３の上側と下側の基板３ａ, ３ｂのラビング
軸で、これらは互いに直交し、ラビング軸（３．２）は
ｘ軸に対し反時計回りに４５゜で配置される。

【００３７】視角補償用液晶セル２の(2.1) 、(2.2) は
それぞれ上側と下側の基板２ａ, ２ｂのラビング軸であ
る。ここで、補償用液晶セル２の物性値を用い、偏光面
が回転する角度φを[1] 式を用いて計算すると、 φ＝ 0.039² ×8.93×10^-6×1.3 ×10^-6×180/(4×0.55
² ×10^-12 ) ＝ 2.5゜ となることから、ラビング軸（２．２）はｘ軸に対し半
時計回りで４７゜になるように配置した。

【００３８】本構成で液晶表示素子を作製し実施例１と
同様にして視角特性を測定した。測定結果を図１０に示
す。従来例と比較すると、主に実用の範囲である０゜か
ら１８０゜の方位に対して視角が大きく、コントラスト
比の視角特性が改善された。表示色に関しては、従来で
は暗状態の表示色が視角を変化すると灰色に変化してい
たのに対し、本構成では視角を変化させても良好な黒の
表示色が得られた。実際に本構成でカラーフィルターを
具備した画面サイズ対角１０インチからなるＴＦＴ−Ｌ
ＣＤを作成したところ、方位や視角を変化させても表示
内容が識別できる良好なフルカラー表示が得られた。

【００３９】（実施例４）実施例１において、視角補償
用光学異方素子２が、駆動用液晶セル３の基板３ａの光
学板１側の面上に、ポリシロキサン主鎖とし、側鎖がビ
フェニルベンゾエートとコレステリル基からなる高分子
重合体液晶を厚み０．５μｍで形成される。高分子重合
体液晶のΔｎは０．２で、ねじれ角は左回り４６．０
°、螺旋ピッチｐは３．９μｍである。これらの値より
旋光性は、Δｎ×ｐ＝０．７８μｍとなり、偏光面の回
転角φは［１］式から、λ＝０．５５μｍとすると、 φ＝0.2 ² ×3.9 ×10^-6×0.5 ×10^-6×180/(4×0.55²
×10^-12 ) ＝11.6° である。

【００４０】偏光面の回転角φの値から、駆動用液晶セ
ル３の下側基板のラビング軸（３．２）と光学異方素子
２の駆動用液晶セル３側の光軸（２．２）間の角度を反
時計回りの方向に１１．６°ずらした。実施例１と同様
に測定した視角特性の結果を図１１に示す。従来例の等
コントラスト特性（図６）と比較すると、主に実用範囲
である０°から１８０°の方位に対して視角が大きく、
コントラスト比の視角特性が改善された。表示色に関し
ては、従来では暗状態の表示色が視角を変化すると灰色
に変化していたのに対し、本実施例では視角を変化させ
ても良好な黒の表示色が得られた。実際に本実施例でカ
ラーフィルターを具備した画面寸法対角１０インチから
なるＴＦＴ−ＬＣＤを作成したところ、方位や視角を変
化させても表示内容が識別できる良好なフルカラー表示
が得られた。

【００４１】（実施例５）実施例１において、視角補償
用光学異方素子２が、駆動用液晶セル３の基板３ａの偏
光板１側の面上に、ポリシロコサン主鎖とし、側鎖がビ
フェニルベンゾエートとコレステリル基からなる高分子
重合体液晶を厚み０．５μｍで形成される。高分子重合
体液晶のΔｎは０．２で、ねじれ角は左回り４０°、螺
旋ピッチｐは４．５μｍである。これらの値より旋光性
は、Δｎ×ｐ＝０．９μｍとなり、偏光面の回転角φは
［１］式から、λ＝０．５５μｍとすると、 φ＝0.2 ² ×4.5 ×10^-6×0.5 ×10^-6×180/(4×0.55²
×10^-12 ) ＝13.4° である。

【００４２】偏光面の回転角φの値から、駆動用液晶セ
ル３の下側基板のラビング軸（３．２）と光学異方素子
２の駆動用液晶セル３側の光軸（２．２）間の角度を反
時計回りの方向に１３．５°ずらした。実施例１と同様
に測定した視角特性の結果を図１２に示す。従来例の等
コントラスト特性（図６）と比較すると、主に実用範囲
である０°から１８０°の方位に対して視角が大きく、
コントラスト比の視角特性が改善された。表示色に関し
ては、従来では暗状態の表示色が視角を変化すると灰色
に変化していたのに対し、本実施例では視角を変化させ
ても良好な黒の表示色が得られた。実際に本実施例でカ
ラーフィルターを具備した画面寸法対角１０インチから
なるＴＦＴ−ＬＣＤを作成したところ、方位や視角を変
化させても表示内容が識別できる良好なフルカラー表示
が得られた。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示素子の視角特
性が改善され、視認性にすぐれる高品位表示の液晶表示
素子を提供することができる。また、本発明をＴＦＴや
ＭＩＭなどの３端子、２端子素子を用いたアクティブマ
トリクス液晶表示素子に応用しても優れた効果が得られ
ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の液晶表示素子の構成を示す
断面図。

【図２】従来例のノーマリーオープンモードの明状態と
暗状態の透過率の視角依存性を示す図。

【図３】実施例１、２、３、比較例の液晶表示素子の構
成を示す分解斜視図。

【図４】視角特性の測定の座標系を説明する略図。

【図５】実施例１の効果を説明する図。

【図６】従来例の視角特性を説明する図。

【図７】比較例の視角特性を説明する図。

【図８】実施例２の効果を説明する図。

【図９】本発明の実施例３の液晶表示素子の構成を示す
断面図。

【図１０】実施例３の効果を説明する図。

【図１１】実施例４の効果を説明する図。

【図１２】実施例５の効果を説明する図。

【符号の説明】

１、４… 偏光板 ２… 補償用光学異方素子 ３… 駆動用液晶セル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久武 雄三 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 羽藤 仁 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚の偏光板と、これら２枚の偏光板間に
   配置され、２枚の基板間で液晶が電圧無印加時にねじれ
   た配向をしている駆動用液晶セル及び光軸が連続的にね
   じれた配列をした光学異方素子を具備し、前記光学異方
   素子の屈折率異方性を△ｎ、光軸のねじれピッチ長をｐ
   とすると、光が最終的に抜ける側の偏光板の吸収軸ある
   いは透過軸に対して、前記光学異方素子の光入射側の光
   軸角度を、前記駆動用液晶セルのねじれ配向方向と前記
   光学異方素子の光軸のねじれ方向とが同一の場合には、
   前記駆動用液晶セルのねじれ配向方向と反対の方向に、
   前記駆動用液晶セルのねじれ配向方向と前記光学異方素
   子の光軸のねじれ方向とが反対の場合には、前記駆動用
   液晶セルのねじれ配列方向に、次式により決定される角
   度φ分ずらして配置することを特徴とする液晶表示素子 φ＝△ｎ² ×ｐ×ｄ×１８０゜／（４λ² ） △ｎ：光学異方素子の光学異方性 ｐ：光学異方素子の光軸のねじれピッチ長 ｄ：光学異方素子の厚み λ：可視の波長範囲の波長
2. 【請求項２】光学異方素子が高分子液晶からなることを
   特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。