JPH06235914A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH06235914A
JPH06235914A JP5304056A JP30405693A JPH06235914A JP H06235914 A JPH06235914 A JP H06235914A JP 5304056 A JP5304056 A JP 5304056A JP 30405693 A JP30405693 A JP 30405693A JP H06235914 A JPH06235914 A JP H06235914A
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phase delay
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

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  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相遅延補償フィルムを用いる液晶表示装置
において、位相遅延補償フィルムの複屈折位相差を補償
フィルムの部位ごとに異なるように形成して、視野角に
基づくコントラスト比を向上させること。 【構成】 ネマティック液晶セルと、上記ネマティック
液晶セルの上下部に位置して光を偏光させる2枚の偏光
フィルムと、上記ネマティック液晶セルと偏光フィルム
との間に配置され、視野角が0°であるときの複屈折位
相差(Ro)を中心に視野角の低い下側面から視野角の
大きい上側面まで一定に複屈折位相差が変化するように
形成された2枚の位相遅延補償フィルムを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に、上下方向に一定に変化する複屈折位相差を有する
位相差フィルムを用いて、視野角によるコントラスト比
を向上させたスーパーツイストネマティック液晶表示装
置(以下、STN−LCDという)に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、ディスプレイ装置は、カソード
・レイチューブ(CRT)などの投射形のものと、液晶
表示装置(LCD)などの直視形のものとに分けられ
る。LCDは電極が形成された2枚のガラス基板間に液
晶が打ち込まれたものであり、液晶セルの電圧印加の有
無に応じて、液晶の配列状態を変化させると、液晶セル
の光学的性質が変化されることを用いて、イメージを示
したものである。
【0003】このようなLCDには、時分割駆動を用い
た打ち込み電圧とデータ信号電圧との平均化法を使用し
た単純マトリックス駆動形のものと、それぞれの画素電
極に独立な能動素子を取付けて、それぞれの画素を独立
に駆動するアクティブマトリックス駆動形のものとがあ
る。
【0004】ここで、単純マトリックス駆動形は、大き
くTN−LCD(Twisted Nematic-LCD )とSTN−L
CD(Super Twisted Nematic-LCD )とに分類される。
STN−LCDは、TN−LCDを単純マトリックスア
ドレシング駆動して画素数が増加した場合に、選択画素
と非選択画素との平均電圧比が低くなり、本質的にコン
トラスト比がディスプレイにとって不適なことを克服す
るためのものである。この場合、ツイスト角度を180
°〜270°に増加させることにより、増加した画素数
のLCDであってもディスプレイに好適なコントラスト
比を与えるため、転位電圧付近において電圧による透過
曲線の傾きを増加させる。この時、使用される液晶に
は、ヘリカルツイスチングパワーを与えるために、コレ
ステリック(または、Chiral)ドーパントを一定量添加
し、構造の安定性を与えるためにプリチルト(pretilt
)角が3°〜10°程与えられている。
【0005】このようなSTN−LCDの種類には、ま
ず、スタンダードなSTN−LCDとして、2枚の偏光
板をラビング方向に対し偏光軸がそれぞれ60°、30
°をなすように配置し、黄色地に黒で示したイエローモ
ードSTN−LCDと、イエローモードで1枚の偏光板
を90°回転させて青地に白色で示したブルーモードと
がある。
【0006】そして、カラー化しにくいスタンダードS
TN−LCDをラッチするためのものとして、光路差を
調節してブラック/ホワイトを示したものがある。
【0007】これには、単一層に光路差を調整するか、
または光路差を発生し光路差を補償するダブル層に製作
して、全体的な光路差をゼロにして、高コントラストと
ブラック/ホワイトとが表示可能なようにしたシングル
又はダブルブラック/ホワイトSTN−LCDがある。
【0008】このような従来のダブルブラック/ホワイ
トSTN−LCDを添付した図面を参照して説明すれ
ば、以下の通りである。
【0009】図1は従来のダブルブラック/ホワイトS
TN−LCDの部品配置図であり、図2は従来の液晶表
示装置における位相遅延補償フィルムの上下方向複屈折
位相差グラフである。従来のダブルブラック/ホワイト
STN−LCDの構成は、2つの透明ガラス基板に電極
が形成され、両基板間に液晶が打ち込まれた液晶セル1
と、偏光された光の波長に基づく位相を遅延させる2枚
の位相遅延補償フィルム2と、液晶セル1の両側に配置
され光を偏光させる2枚の偏光フィルム3とから構成さ
れている。図1(a)のように、2枚の位相遅延補償フ
ィルム2を液晶セル1の一方に全部配置させる形態と、
図1(b)のように、2枚の位相遅延補償フィルム2を
液晶セル1の両方に1つずつ配置させる形態とがある。
【0010】上記の位相遅延補償フィルム2は、液晶セ
ル1を通過し楕円形に偏光された光の波長に基づく位相
を遅延させ、偏光フィルム3を通過し最終的に出る直前
の光を偏光前の状態に復元させる役割を果たす。
【0011】このような方式の補償作用による白黒表示
の実現は、実際に液晶セル1の複屈折位相差及びツイス
ト角と位相遅延補償フィルム2と複屈折位相差(R),
光軸の角度、および偏光フィルム3の通過軸の角度等、
各種設計パラメータの適切でかつ最適化された配置によ
って実現することができる。
【0012】このように構成された従来のSTN−LC
Dでは、図2に示されたグラフのように、位相差が上下
及び左右方向に一定の位相遅延補償フィルム2を使用す
る。
【0013】ここで、従来の位相遅延補償フィルム2の
製造方法について説明すると、ポリカーボネイトのよう
なポリマ層を特定方向に均一な強度で増加させると、増
加させた方向の複屈折率と増加させた方向に垂直な方向
の複屈折率とが異なるようになり、異方性を持つように
なる。この物質の複屈折位相差は物質の厚さ(d)と屈
折率異方性(△n)の積により定まるが、通常d・△n
=200〜500nm程度である。
【0014】図3は一般的な液晶パネルと視野角との説
明図であり、図4は従来の位相遅延位相補償フィルムの
視野角によるコントラスト比を示したグラフである。こ
のように位相遅延補償フィルム2を形成したSTN−L
CDで、実際に液晶パネルを見る時には、図3に示した
ように、上下方向に略10°程度の視角差が表れ、最適
のコントラスト比を生じる複屈折位相差はそれぞれの視
野角位置ごとに異なる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
STN−LCDにおいては、視野角が0°において最大
コントラスト比を有するように複屈折位相差が上下方向
に一定の位相差フィルムを用いることによって、図4に
示したように、0°において視野角ではコントラスト比
が高いが、残りの視野角ではコントラスト比が低下する
という問題点があった。
【0016】本発明の目的は、このような問題点を解決
するためになされたもので、位相遅延補償フィルムを用
いる液晶表示装置において、位相遅延補償フィルムの複
屈折位相差を補償フィルムの部位ごとに異なるように形
成して、視野角に基づくコントラスト比を向上させるこ
とにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ネマティック液晶セルと、上記ネマティ
ック液晶セルの上下部に位置して光を偏光させる2枚の
偏光フィルムと、上記ネマティック液晶セルと偏光フィ
ルムとの間に設置され、視野角が0°であるときの複屈
折位相差(Ro)を中心に視野角の低い下側面から視野
角の大きい上側面まで一定に複屈折位相差が層化するよ
うに形成された2枚の位相遅延補償フィルムを含んで成
ることを特徴とする。
【0018】このような本発明を、添付の図面を参考に
してより詳細に説明すれば、以下の通りである。
【0019】図5は、本発明による位相遅延補償フィル
ムの複屈折位相差を示したグラフであり、図6は、本発
明の位相遅延補償フィルムの視野角に基づくコントラス
ト比を示したグラフである。本発明のSTN−LCD構
造は、図1のように、電極が形成された2枚の透明基板
間に液晶が打ち込まれた液晶セルと、偏光された光の波
長に基づく位相を遅延させる2枚の位相遅延補償フィル
ム2と、液晶セル1の両側に配置され光を偏光させる2
枚の偏光フィルム3とから構成される。上記位相遅延補
償フィルム2の複屈折位相差は図5のような特性を有す
るようにする。
【0020】これを具体的に説明すれば、図5に示した
ように、位相遅延補償フィルム2の水平中央線、すなわ
ち視野角0°のところでコントラスト比を最大にするこ
とができる複屈折位相差Roを有するようにし、上記視
野角が低くなるほど複屈折位相差Roをリニア的に減少
させ、上記位相遅延補償フィルム2の最下段での複屈折
位相差がRo−△Rになるように位相差フィルム2枚を
液晶セルの一側あるいは両側に設置して構成する。
【0021】この時、上記の視野角0°における複屈折
位相差(Ro)は300nm乃至450nm程度にし、
本発明の有効視野角範囲を±10°とするとき、複屈折
位相差△Rは上記Roの1/5乃至1/12程度にす
る。
【0022】このような複屈折位相差を有する位相遅延
補償フィルムを用いた本発明のSTN−LCDは、図7
からわかるように、複屈折位相差がRo−△Rの時にコ
ントラスト比が最大になるが(図7A)、この後は複屈
折位相差が大きくなるほどコントラスト比が下降する。
そして、Ro−1/2△R地点をすぎてRoに接近する
とコントラスト比が急激に増加し、Roで再び最大のコ
ントラスト比を有するようになり(図7B)、複屈折位
相差がRoよりも大きくなると再び下降し始める。
【0023】しかし、Ro+1/2△R地点から再びコ
ントラスト比が上昇してRo+△Rの地点に到達する
と、また最大のコントラスト比を有するようになる(図
7C)。
【0024】従って、本発明は、図7からわかるよう
に、視野角が0°である地点においてコントラスト比が
最大になり、視野角が増加したり減少するときにも従来
とは異なり、一定視野角限定(±10°)まではほぼ必
要なコントラスト比を保持できるようになる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のSTN−
LCDにおいては、位相遅延補償フィルムを視野角が低
くなるほど複屈折位相差がリニア的に減少するように
し、視野角が高くなるほど複屈折位相差がリニア的に増
加するように形成する構成としたので、広範囲な視野角
において必要なコントラスト比を有するようになる効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の液晶表示装置の部品配置図。
【図2】従来の液晶表示装置における位相遅延補償フィ
ルムの上下方向での複屈折位相差を示すグラフ。
【図3】従来の液晶表示装置の視野角を示すグラフ。
【図4】従来の液晶表示装置における位相遅延補償フィ
ルムの視野角によるコントラスト比を示すグラフ。
【図5】液晶表示装置において本発明による位相遅延補
償フィルムを採用した時の複屈折位相差を示すグラフ。
【図6】液晶表示装置において本発明による位相遅延補
償フィルムを採用した時の複屈折位相差を示すグラフ。
【図7】本発明による位相遅延補償フィルムの複屈折位
相差によるコントラスト比を示すグラフ。
【符号の説明】
1 液晶セル 2 位相遅延補償フィルム 3 偏光フィルム

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】180〜270°のツイスト角を有するネ
    マティック液晶セル(1)の上下部に位置し、光を変更
    させる2枚の偏光フィルム(3)と、 上記ネマティック液晶セル(1)と偏光フィルム(3)
    との間に設置され、視野角が0°である時の複屈折位相
    差(Ro)を中心に視野角の低い下側面から視野角の大
    きい上側面まで一定に複屈折位相差が増加するように形
    成された2枚の位相遅延補償フィルム(2)を含んで構
    成されることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】位相遅延補償フィルム(2)は、視野角0
    °で300nm〜450nmの複屈折位相差を有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】位相遅延補償フィルム(2)の視野角範囲
    を±10°であると仮定して、下側面(−10°)の複
    屈折位相差はRo−△Rと、上側面(+10°)の複屈
    折位相差はRo+△Rとする場合に、△RはRo/5〜
    Ro/12の値を有することを特徴とする請求項1記載
    の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】位相遅延補償フィルム(2)は、液晶セル
    (1)両側の偏光フィルム(3)と液晶セル(1)との
    間にそれぞれ1つずつ形成されることを特徴とする請求
    項1記載の液晶表示装置。
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US8058783B2 (en) 2008-07-25 2011-11-15 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting diode display for suppressing reflection of external light
US8169386B2 (en) 2008-08-19 2012-05-01 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting diode display
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