JPH06123892A

JPH06123892A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH06123892A
Application number: JP27298992A
Authority: JP
Inventors: Kenji Misono; 健司御園; Toshio Fukuchi; 俊生福地; Makoto Iwamoto; 誠岩本; Kyohei Isohata; 恭平磯畑; Kenji Nishida; 賢治西田; Yasuyuki Nagano; 泰之長野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-10-12
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1994-05-06

Abstract

(57)【要約】【目的】色付きを解消し、なおかつ薄型軽量化を実現
させることが可能な液晶表示装置の提供。【構成】表示用パネル２２に、光学補償パネル２３が
積層されたものが一対の偏光板間に配置されて、光源で
あるバックライト１３とともに液晶表示装置１４を構成
する。光学補償パネル２３の基板をガラス製のものから
プラスチック製基板２に代えることによって、従来どお
りの色付きの解消が行え、なおかつ３０〜５０％程度、
液晶表示装置１４の軽量化が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂製基板（以
下、プラスチック基板と略称する）を有する液晶表示装
置に関し、特に軽量薄型化の要求の強い電子手帳、ワー
ドプロセッサなどのディスプレイとして好適に使用され
る液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マトリックス型表示で表示情報量を拡大
するためには、必然的にいわゆるマルチプレックス駆動
の度数（デューティ比）を増加する必要があり、それに
伴って表示コントラストの低下や、視角範囲の狭在化と
いう問題が生じる。この問題を解決する手段の１つとし
て、液晶層厚ｄと液晶の複屈折値Δｎ（＝ｎ_e −ｎ₀ ；
ｎ_e：異常光に対する屈折率、ｎ₀：正常光に対する屈折
率）とをそれぞれ減少させればよいことが提案されてい
る。

【０００３】しかしながら、ねじれネマティック電界効
果型液晶表示装置において、ｄとΔｎとを減少させる
と、その結晶中を伝播する光のモードが直線偏光ではな
くなり、楕円偏光となる。その結果、偏光板と組合せる
と干渉色を生じるという現象が現れる。この現象は、モ
ーガン効果とも呼ばれ、リタデーション値を示すｄ・Δ
ｎの値が２μｍより少し小さい値で著しく、この現象
は、表示装置にとっては表示の非活性部分が着色される
ことを意味し、活性部分との表示コントラストが低下す
ることになり、表示品位の劣化を招く。

【０００４】そこで、表示用パネルの表示面側に光学補
償体を配置して着色状態を補正する方法が採られる。先
ず、バックライトから発された自然光は、最初の偏光板
を通り直線偏光となる。この直線偏光は、表示用パネル
を通過すると液晶層の持つリタデーションのために、一
般的には前述のように楕円偏光となる。なお、ここでは
液晶層がねじれ配向となっており、そのピッチが波長と
比べて充分に長くないため、リタデーション値を決める
要素の複屈折値Δｎには旋光分散効果が重なっている。

【０００５】次に、光学補償体である液晶層を有する光
学補償パネルを通過すると、ちょうど光の進行が逆転し
たように直線偏光となって出てくる。これは、１層目の
表示用パネルの液晶分子のねじれ方向と、２層目の光学
補償パネルの液晶分子のねじれ方向とを、逆方向にした
ことによる逆ねじれ効果で旋光性が補償されることによ
る。また、表示用パネルと光学補償パネルとの各液晶層
の隣接する液晶分子の長軸方向を互いに直交した方位と
していることによって、リタデーションで生じる正常光
と異常光との位相関係の符号が＋／−逆転し、さらに表
示用パネルと光学補償パネルとの各液晶層のリタデーシ
ョン値を等しくしているため、総合的なリタデーション
が完全に打ち消されて０となることにもよる。したがっ
て、着色を完全に解消することができ、理想的な表示を
行うことが可能となる。

【０００６】なお、光学補償体としては、ガラス基板を
用いた液晶パネルである光学補償パネルを用いることを
前提としているが、その他に液晶パネルに代わってポリ
カーボネイト、ポリビニールアルコールなどから成る高
分子フィルムを用いる光学補償板を用いる場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】表示パネルの色付きを
解消するための光学補償パネルにおいて、液晶を用いた
光学補償パネルでガラス基板を用いる場合には、前述の
ように完全に色付きを解消できるが、装置全体としての
重量が重くなるという欠点を有している。

【０００８】一方、液晶を用いず、高分子フィルム製の
光学補償板を用いる場合には、ガラス基板を用いる光学
補償パネルに比べて、非常に薄型で軽量にすることがで
きるが、旋光性に対する補償はされないため、その分の
色付きは解消されずに残ってしまうことになる。また、
高分子フィルムは温度依存性が大きく、温度変化に伴う
表示用パネルのリタデーションの変化も補償されず、温
度が変化すると表示用パネルが色付いて見えるという不
具合が生じる。

【０００９】したがって本発明の目的は、色付きをなく
すことができ、なおかつ薄型軽量化を実現させることが
可能な液晶表示装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、対向する表面
にそれぞれ透明電極および透明電極を覆う配向膜が形成
される一対の透光性基板間に、ネマティック液晶層を介
在して構成される表示用液晶素子と、対向する表面にそ
れぞれ配向膜が形成された一対の透光性を有する合成樹
脂製基板間に、ネマティック液晶層を介在して構成され
る光学補償用液晶素子とを含み、前記表示用液晶素子の
表示面側に前記光学補償用液晶素子を積層して、一対の
偏光板間に配置したことを特徴とする液晶表示装置であ
る。

【００１１】

【作用】本発明に従えば、表示用液晶素子は対向する表
面にそれぞれ透明電極および透明電極を覆う配向膜が形
成される一対の透光性基板間に、ネマティック液晶層を
介在して構成される。また、光学補償用液晶素子は、対
向する表面にそれぞれ配向膜が形成された一対の透光性
を有する、たとえばアクリル系あるいはエポキシ系樹脂
を材料とする合成樹脂製基板間に、ネマティック液晶層
を介在して構成される。前記表示用パネルの表示面側
に、前記光学補償用液晶素子が積層され、一対の偏光板
間に配置されて液晶表示装置を構成している。

【００１２】光源からの光が最初の偏光板を通過して直
線偏光となり、この直線偏光が表示用液晶素子を通過す
ると楕円偏光となるため、偏光板と組合わされると干渉
色を生じる。そこで、この光を光学補償用液晶素子を通
過させて直線偏光とし、色付きを解消する。この場合に
使用される光学補償用液晶素子の透光性基板は、従来よ
り薄型軽量の合成樹脂製基板が用いられる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の液晶表示装置１
４の構造を示す断面図である。液晶表示装置１４は、表
示用パネル２２と、光学補償パネル２３と、バックライ
ト１３とで構成される。表示用パネル２２を構成する２
枚の合成樹脂製の透光性基板６ａ，６ｂの対向する表面
には、膜厚１００〜６００ÅのＳｉＯ_xから成るアンダ
コート層（下地膜）が形成され、さらにその表面に膜厚
５００〜２０００ÅのＩＴＯから成る透明電極７ａ，７
ｂが形成されている。さらにその表面には、絶縁膜８
ａ，８ｂおよび配向膜９ａ，９ｂが形成され、基板間に
ネマティック液晶材料１１が注入されて、シール部材１
０によって封止されて表示用パネル２２が構成される。
基板６ｂのネマティック液晶材料１１とは反対側表面に
は、偏光板１２が配置されている。

【００１４】また、光学補償パネル２３を構成する２枚
の合成樹脂製の透光性基板２ａ，２ｂとして、アクリル
系あるいはエポキシ系の樹脂を成形型によって成形し、
厚さ０．１〜０．５ｍｍの基板を作成する。このプラス
チック基板２ａ，２ｂの各一方表面には、ディップ法に
よってオルガノシラン系、アクリル系、メラミン系、ウ
レタン系などの有機系の材料が２〜４μｍの厚みで塗膜
された後、焼付けが成されたハードコート層によって被
覆されている。プラスチック基板２ａ，２ｂの各他方表
面である対向する表面には配向膜３ａ，３ｂが形成さ
れ、基板間にネマティック液晶材料５が注入された後、
シール部材４によって封止されて光学補償パネル２３が
構成されている。基板２ｂのネマティック液晶材料５と
は反対側表面には、偏光板１が配置されている。

【００１５】前記表示パネル２２の基板６ａ側に光学補
償パネル２３が積層され、表示用パネル２２の偏光板１
２側には光源となるバックライト１３が配置されて、液
晶表示装置１４が構成されている。

【００１６】図２は、液晶表示装置１４の設定条件を示
す図である。光学補償パネル２３と表示用パネル２２と
の液晶層厚はともに６μｍであり、光学補償パネル２３
の液晶は右旋性で屈折率異方性は０．１２８、表示用パ
ネル２２の液晶は左旋性で屈折率異方性は０．１３８の
ものを用いている。図２（１）において、光学補償パネ
ル２３側の偏光板１の吸収軸方向を矢符２５で示す。下
側の基板２ｂのラビング方向を矢符２８方向とし、上側
の基板２ａのラビング方向を矢符２９方向として、液晶
分子のねじれ角を１２０°とする。また、図２（２）に
おいては、表示用パネル２２側の偏光板１２の吸収軸方
向を矢符２４で示す。下側の基板６ｂのラビング方向を
矢符２６方向とし、上側の基板６ａのラビング方向を矢
符２７方向として、ねじれ角を１２０°とする表示用パ
ネル２２と光学補償パネル２３との最近接する液晶分子
の長軸方向は、互いに直交している。

【００１７】また、液晶表示装置１４の視角は矢符２１
方向であり、したがって、いわゆる６時の方向から液晶
表示装置１４を見るものとする。表示用パネル２２の下
側の基板６ｂのラビング方向は、偏光板１２の吸収軸方
向２４とによって成す角度が３０°であるように設定さ
れている。

【００１８】次に、光の入射に対する状態の変化につい
てであるが、バックライト１３から発された自然光は、
最初の偏光板を通り直線偏光となる。この直線偏光は、
表示用パネルを通過すると液晶層の持つリタデーション
のために一般的には楕円偏光となる。なお、ここでは液
晶層がねじれ配向となっており、そのピッチが波長と比
べて充分に長くないため、リタデーション値を決める要
素の複屈折値Δｎには旋光分散効果が重なっている。

【００１９】次に、光学補償体である液晶層を有する光
学補償パネルを通過すると、ちょうど光の進行が逆転し
たように直線偏光となって出てくる。これは、１層目の
表示用パネルの液晶分子のねじれ方向と、２層目の光学
補償パネルの液晶分子のねじれ方向とを逆方向にしたこ
とによる逆ねじれ効果で旋光性が補償されることによ
る。また、表示用パネルと光学補償パネルとの各液晶層
の隣接する液晶分子の長軸方向を互いに直交した方向と
していることによって、リタデーションで生じる正常光
と異常光との位相関係の符号が＋／−逆転し、さらに表
示用パネルと光学補償パネルとの各液晶層のリタデーシ
ョン値を等しくしているため、総合的なリタデーション
が完全に打ち消されて０となることにもよる。

【００２０】したがって、表示用パネル２２の色付きを
光学補償パネル２３によって完全に解消することがで
き、なおかつプラスチック基板２を用いているために、
従来のガラス基板に比べ３０〜５０％程度の軽量化が実
現できる。また、高分子フィルムを用いた光学補償板の
ように、温度変化によって色付きが生じるということも
少なく、車載用電子機器などの温度変化が大きいところ
で使用されるものにも適しており、液晶表示装置の応用
範囲が広がる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、表示用液
晶素子の表示面側に透光性を有する合成樹脂製基板を用
いた光学補償用液晶素子を積層して液晶表示装置を構成
することによって、従来どおりの色付きの解消が行え
る。さらに、ガラス基板に比べて３０〜５０％の薄型軽
量化を実現することができ、軽量薄型化の要求の強い電
子機器などへの利用が可能となり、利用範囲が拡大され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示装置１４の構造を
示す断面図である。

【図２】液晶表示装置１４の設置条件を示す図である。

【符号の説明】

１，１２偏光板２ａ，２ｂ，６ａ，６ｂプラスチック基板３ａ，３ｂ，９ａ，９ｂ配向膜５，１１液晶材料７ａ，７ｂ透明電極１４液晶表示装置２２表示用パネル２３光学補償パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者磯畑恭平大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者西田賢治大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者長野泰之大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する表面にそれぞれ透明電極および
透明電極を覆う配向膜が形成される一対の透光性基板間
に、ネマティック液晶層を介在して構成される表示用液
晶素子と、対向する表面にそれぞれ配向膜が形成された一対の透光
性を有する合成樹脂製基板間に、ネマティック液晶層を
介在して構成される光学補償用液晶素子とを含み、前記表示用液晶素子の表示面側に前記光学補償用液晶素
子を積層して、一対の偏光板間に配置したことを特徴と
する液晶表示装置。