JPH06130357A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH06130357A
JPH06130357A JP4278594A JP27859492A JPH06130357A JP H06130357 A JPH06130357 A JP H06130357A JP 4278594 A JP4278594 A JP 4278594A JP 27859492 A JP27859492 A JP 27859492A JP H06130357 A JPH06130357 A JP H06130357A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
angle
degrees
crystal cell
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP4278594A
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English (en)
Inventor
Jun Sasaki
純 佐々木
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】厚さ方向の屈折率が、面内の2つの主屈折率の
いづれか一方よりも大きな複屈折性フィルムを位相差板
として、液晶層がツイスト角230度〜270度にスー
パーツイスト配向された液晶セルの両側に1枚ずつ配
し、さらにその両側に偏光板を配して成る液晶表示装
置。 【効果】表示された画面のコントラストが高く、視野角
が広い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ツイステッドネマティ
ック液晶、またはコレステリック液晶を使った液晶表示
装置に関するものである。さらに本発明は該液晶表示装
置の着色補正および視野角拡大のために用いる位相差板
に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、低電圧、低消費電力で
IC回路への直結が可能であること、表示機能が多様で
あること、高生産性、軽量化が可能であること等、多く
の特徴を有し、その用途は拡大してきた。ワードプロセ
ッサーやパーソナルコンピュータ等のOA関連機器に用
いるドットマトリックス型液晶表示装置には現在、液晶
分子のツイスト角が160度〜240度以下のツイステ
ッドネマティック液晶装置(以下STN−LCD)が実
用化され主流になっている。それはSTN−LCDが従
来のツイスト角が90度のツイステッドネマティック液
晶表示装置(TN−LCD)に比べ、高マルチプレック
ス駆動時においても高コントラストを維持出来ることに
よっている。
【0003】しかしながら、STN−LCDにおいて
は、表示画面の背景色を白くする事は困難であり、通常
背景色は緑〜黄赤色の呈し、表示装置として不十分であ
った。この問題を解決するために、一対の偏光板の間に
一枚または複数枚の位相差板を備える方法が提案されて
いる。
【0004】また、STN−LCDに着色除去用として
利用される位相差板単独の文献も見られる。例えば特開
昭63−189804号は、偏光顕微鏡によるレターデ
ーション(複屈折値とフィルムの厚さの積)の測定値が
200〜300nmもしくは475〜625nmになる
ように一軸方向に延伸したポリカーボネートフィルムに
関するものである。
【0005】また、特開昭63−167304号は、一
軸方向に延伸処理した複屈折性を有するフィルムまたは
シートを、その光学的主軸が直交するように2枚または
それ以上重ねたフィルム積層体に関するものである。上
記発明に於いては2枚の複屈折フィルム(各々のレター
デーション値がR1 、R2 )を直交させて2枚重ね合わ
せると積層体のレターデーション値が|R1 、R2 |の
位相差板が得られることを利用して、R1 、R2 が大き
な値を有していても|R1 、R2 |を90〜180n
m、200〜350nm、475〜625nmの範囲に
調節できるという効果をねらったものである。
【0006】上記発明はすべてSTN−LCD画面の着
色除去を目的としたものであり、その点に関して大幅に
改善され、白黒表示に近いものが得られている。また、
高分子の複屈折フィルム(以下単に位相差板)を使用す
る方法はコストメリットもあり需要が急速に拡大してい
る。
【0007】しかしながら、この位相差板においても液
晶ディスプレーを真正面から見た場合には確かに着色の
除去がほぼ達成できるものの、斜め方向からディスプレ
ーを見た場合には、僅かな角度変化により、画面の着色
や、コントラストの低下、白黒の反転などのSTN−L
CD全般に見られる視角特性の問題点は解消されておら
ず、これらの問題はSTN−LCDの重大な問題とされ
ている。
【0008】さらに詳細に説明すると、固有複屈折値が
正のポリマーの縦一軸延伸フィルムの延伸軸方向の屈折
率をnMD、延伸軸と直交する方向の屈折率をnTD、フィ
ルム面法線方向の屈折率をnTHすると、各々の屈折率の
大小関係は、下式で示される。 式〔1〕 nMD>nTD≧nTH
【0009】したがって、入射光がフィルム面に垂直に
はいる場合、レターデーション値(Re)=(nMD−n
TD)となる。次に入射光が延伸方向に直交する面を通る
場合、複屈折値は入射角の変化に伴い△=nMD−nTD
ら△=nMD−nTHの範囲で変化する。ここで下式の関係
が成り立つので△nは斜入射によって無変化または増大
する。 式〔2〕 nMD>nTD≦nMD−nTH
【0010】一方光路長は斜入射によって増大するた
め、Re=△n・dは斜入射に伴い増大する。
【0011】また、入射光をフィルム法線方向から延伸
軸方向に傾けて入射した場合、△nはnMD−nTDからn
TD−nTHまで急激な減少を伴うため、光路長の増大によ
ってもその現象を補償できず斜入射の角度増大にともな
いRe=△n・dは急激に減少する。原理的にはこれら
のレターデーションの変化率がもっとも小さい一軸延伸
フィルムはnMD>nTD=nTHの場合であるが、この場合
においてもReは斜入射に伴う光路長の増大によって大
きく変化してしまう。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このようなSTN−L
CDの視野角の問題点がフィルムのレターデーション値
の視野角変化に密接な関係があるとして、位相差板の3
次元方向屈折率を変化させる方法が提案されている。た
とえば特開平2−160204、特開平2−28530
3、EP−0482620A2に見られるような位相差
膜の厚さ方向の屈折率を変化させる方法によって得るこ
とが出来る。しかしながら、いづれも実際の液晶表示板
に装着した場合の最適な構成を見いだすことが難しく、
その構成と表示品位について明確には開示されていな
い。
【0013】
【課題を解決するための手段】種々のSTN液晶パネル
について偏光膜の偏光軸、液晶パネルのラビング軸方向
と、厚さ方向の屈折率を変化させた場合の位相差膜の遅
相軸との最適な組合せについて鋭意研究の結果、前記目
的は以下の手段により達成される事を見いだした。すな
わち、本発明は厚さ方向の屈折率が、複屈折の光軸に垂
直な方向のそれよりも大きな複屈折性フィルムを、液晶
層がツイスト角230度〜270度にスーパーツイスト
配向された液晶セルの両側に1枚ずつ配し、さらにその
両側に偏光板を配して成る液晶表示装置である。本発明
においてバックライト側の位相差膜の遅相軸がそれに接
する液晶セルのラビング軸に対して70〜90度の角度
で好ましくは75〜85度で、バックライトと反対側の
位相差膜の遅相軸がそれに接する液晶セルのラビング軸
に対して−70〜−90度、好ましくは−75〜−85
度の角度構成の場合にはバックライト側の偏光板を調整
してコントラストが最大になる場合の構成が、その液晶
セルでの最大コントラストと広い視野角を実現できる構
成である。ここで、光軸角はバックライト側から光の進
行方向に右周りが正、左周りが負として表わす。
【0014】本発明の特徴は特にねじれ角230〜27
0度を有するツイステッドネマティック液晶の液晶セル
の複屈折に起因する着色現象をなくすとともに、視野
角、高コントラスト域の拡大を可能にする液晶表示装置
に関するものであって、特に厚さ方向の屈折率が、面内
の2つの主屈折率のいづれか一方よりも大きな複屈折性
フィルムを用いたときに有効である。本発明の具体的方
法を以下実施例によって示す。
【0015】
【実施例】
実施例1 液晶の屈折率異方性が0.11、セル厚7μm、バック
ライト側のラビング軸が−60度、反対側が−60度の
液晶セルに対して、液晶セルの両側の位相差膜がポリカ
ーボネートで、共にRe値440nm、遅相軸nMD
1.5848、進相軸nTD=1.5812、厚さ方向n
TH=1.5842の屈折率を有するものを図1の構成で
配置し、バックライト側の偏光板角度をコントラストが
最大になるように調整した結果偏光膜の偏光軸は−80
度であった。正面コントラストは18、コントラスト5
以上の視野角範囲は上方向40度、下方向18度、左方
向39度、右方向32度を示した。この構成状態から第
1位相差膜、第2位相差膜、偏光板の角度を±10度以
上ずらすと、いづれの場合もコントラストが低下し、視
野角が狭くなった。
【0016】実施例2 液晶の屈折率異方性が0.13、セル厚6μm、バック
ライト側のラビング軸が−45度、反対側が−45度の
液晶セルに対して、液晶セルの両側の位相差膜がスチレ
ンアクリロニトリル共重合体で、共にRe値440n
m、遅相軸nTD=1.5201、進相軸nMD=1.51
57、厚さ方向nTH=1.5181の屈折率を有するも
のを図2の構成で配置し、バックライト側の偏光板角度
をコントラストが最大になるように調整した結果偏光膜
の偏光軸は−80度であった。正面コントラストは2
5、コントラスト5以上の視野角範囲は上方向47度、
下方向30度、左方向37度、右方向35度を示した。
この構成状態から相差膜、偏光板の角度をそれぞれ±1
0度以上ずらすと、いづれの場合もコントラストが低下
し、視野角が狭くなった。
【0017】比較例1 実施例1に使用した液晶パネルを用いて、第1、第2の
位相差膜がポリカーボネートで、共にRe値440n
m、遅相軸nMD=1.5887、進相軸nTD=1.58
46、厚さ方向nTH=1.5845の屈折率を有するも
のを実施例1と同じ構成でコントラスト、視野角を測定
した結果、コントラストが低く、視野角が狭かった。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によって高い
コントラストと広い視野角を有するSTN液晶表示パネ
ルを得ることが出来る。本発明は厚さ方向の屈折率が、
複屈折の光軸に垂直な方向のそれよりも大きな複屈折性
フィルムを用いたときに有効な構成を示すものであり、
本発明の構成角度は±5度以内で用いることが望まし
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の光軸角の構成を示す。
【図2】実施例2の光軸角の構成を示す。
【図3】実施例1と比較例1のコントラスト5の視野角
範囲を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年12月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、低電圧、低消費電力で
IC回路への直結が可能であること、表示機能が多様で
あること、高生産性、軽量化が可能であること等、多く
の特徴を有し、その用途は拡大してきた。ワードプロセ
ッサーやパーソナルコンピュータ等のOA関連機器に用
いるドットマトリックス型液晶表示装置には現在、液晶
分子のツイスト角が160度〜240度のツイステッド
ネマティック液晶装置(以下STN−LCD)が実用化
され主流になっている。それはSTN−LCDが従来の
ツイスト角が90度のツイステッドネマティック液晶表
示装置(TN−LCD)に比べ、高マルチプレックス駆
動時においても高コントラストを維持出来ることによっ
ている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】しかしながら、STN−LCDにおいて
は、表示画面の背景色を白くする事は困難であり、通常
背景色は緑〜黄赤色を呈し、表示装置として不十分であ
った。この問題を解決するために、一対の偏光板の間に
一枚または複数枚の位相差板を備える方法が提案されて
いる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】また、特開昭63−167304号は、一
軸方向に延伸処理した複屈折性を有するフィルムまたは
シートを、その光学的主軸が直交するように2枚または
それ以上重ねたフィルム積層体に関するものである。上
記発明に於いては2枚の複屈折フィルム(各々のレター
デーション値がR1 、R2 )を直交させて2枚重ね合わ
せると積層体のレターデーション値が|R1 −R2 |の
位相差板が得られることを利用して、R1 、R2 が大き
な値を有していても|R1 −R2 |を90〜180n
m、200〜350nm、475〜625nmの範囲に
調節できるという効果をねらったものである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】したがって、入射光がフィルム面に垂直に
はいる場合、レターデーション値(Re)=(nMD−n
TD)となる。次に入射光が延伸方向に直交する面を通る
場合、複屈折値は入射角の変化に伴い△n=nMD−nTD
から△n=nMD−nTHの範囲で変化する。ここで下式の
関係が成り立つので△nは斜入射によって無変化または
増大する。 式〔2〕 nMD>nTD≧nMD−nTH

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚さ方向の屈折率が、面内の2つの主屈
    折率のいづれか一方よりも大きな複屈折性フィルムを位
    相差板として、液晶層がツイスト角230度〜270度
    にスーパーツイスト配向された液晶セルの両側に1枚ず
    つ配し、さらにその両側に偏光板を配して成る液晶表示
    装置。
  2. 【請求項2】 バックライト側の位相差膜の遅相軸がそ
    れに接する液晶セルのラビング軸に対して70〜90度
    の角度で、バックライトと反対側の位相差膜の遅相軸が
    それに接する液晶セルのラビング軸に対してとのなす角
    が−70〜90度であることを特徴とする請求項1記載
    の液晶表示装置。
JP4278594A 1992-10-16 1992-10-16 液晶表示装置 Pending JPH06130357A (ja)

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JP4278594A JPH06130357A (ja) 1992-10-16 1992-10-16 液晶表示装置

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JPH06130357A true JPH06130357A (ja) 1994-05-13

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ID=17599445

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