JPH063663A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH063663A
JPH063663A JP4184758A JP18475892A JPH063663A JP H063663 A JPH063663 A JP H063663A JP 4184758 A JP4184758 A JP 4184758A JP 18475892 A JP18475892 A JP 18475892A JP H063663 A JPH063663 A JP H063663A
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JP
Japan
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liquid crystal
twisted
range
molecules
crystal cell
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Application number
JP4184758A
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English (en)
Inventor
Takashi Miyashita
崇 宮下
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Priority to TW082104711A priority patent/TW229279B/zh
Priority to KR1019930010925A priority patent/KR0181980B1/ko
Priority to US08/078,395 priority patent/US5548426A/en
Priority to EP93109704A priority patent/EP0576931B1/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置において、多階調中間調表示の
際の明るさの逆転現象を防止し、正しい階調表示を安定
的に実施可能とする。 【構成】 液晶分子が光の進行方向に向かってほぼ90
°でツイスト配向されたTN型の液晶セル1の外側に偏
光子2と検光子3をそれぞれ配置し、液晶セル1と偏光
子2との間に分子が0〜±360°の範囲でツイスト配
向された有機高分子フィルムからなる第1の捩れ位相板
4を配置するとともに、液晶セル1と検光子3との間に
分子が0〜±360°の範囲でツイスト配向された有機
高分子フィルムからなる第2の捩れ位相板5を配置する
ことにより、第1、第2の捩れ位相板4、5によって液
晶セル1を垂直に透過する光と斜めに透過する光の各Δ
ndの差を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はツイステッドネマティ
ック型の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来技術】ワードプロセッサやパーソナルコンピュー
タ等のディスプレイとして用いられる液晶表示装置に
は、TFT−TN型の液晶表示装置が用いられている。
この液晶表示装置は、各画素ごとに駆動用の薄膜トラン
ジスタ(TFT)が配設されたツイステッドネマティッ
ク(TN)型の液晶セルを有し、この液晶セルの入射光
側に偏光子がその透過軸を液晶セルの入射光側基板の配
向処理方向に直交させて配設され、液晶セルの出射光側
に検光子がその透過軸を前記偏光子の透過軸とほぼ直交
させて配設されている。この従来の液晶表示装置は各画
素にスタティック的な電圧を印加して駆動することがで
きるので、単純マトリックス型の液晶表示装置に比べて
コントラストが高く、視野角も比較的広い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のTN型の液晶表示装置では、多階調中間調を
表示する際に視角によって明るさの逆転現象が表れ、階
調表示が乱れるという欠点がある。
【0004】図5(a)〜図5(d)に従来の典型的な
液晶表示装置において4段階の階調ごとの等Y値(透過
率値)曲線を示した。この液晶表示装置の液晶セルは、
液晶分子が光の進行方向に沿って左回りに90°ツイス
ト配向され、屈折率異方性Δnとギャップdとの積Δn
dの値が403nmで、ギャップdとナチュラルピッチ
pとの比d/pが0.05で、プレチルト角が3°とな
っている。また、4階調を実現する各電圧は、明状態電
圧を1.5V、暗状態電圧を6.0Vとし、2つの中間
調電圧は1.5Vを印加したときのY値を3等分して得
られる2つの中間Y値に対応する電圧とし、電圧の低い
方から順に第1階調電圧V1=1.50[V]、第2階調電圧V
2=2.06[V]、第3階調電圧V3=2.43[V]、第4階調電圧
4=6.0[V]とする。これらの図で、同心円は内側から
それぞれ液晶表示装置の基板の法線方向に対して10
°、20°、30°、40°、および50°傾けた視角
を表わし、黒四角(■)はY値が10、白四角(□)は
Y値が20、黒三角(▲)はY値が30をそれぞれ表し
ている。これらの図から明らかなように、どの電圧にお
いても、上方向近辺が明るく、下方向近辺が暗いことが
わかる。
【0005】図6(a)〜図6(c)に、それぞれ隣接
する階調間のY値の比で求められる等コントラスト曲線
(Y1/Y2、Y2/Y3、Y3/Y4)を示した。これらの
図で、同心円は内側からそれぞれ液晶表示装置の基板の
法線方向に対して10°、20°、30°、40°、お
よび50°傾けた視角を表わし、黒丸(●)はコントラ
ストが1以下、黒四角(■)はコントラストが10、白
四角(□)はコントラストが20、黒三角(▲)はコン
トラストが50、白三角(△)はコントラストが100
をそれぞれ表している。これらの図から明らかなよう
に、コントラストが1以下の領域(図中斜線で示す部分
であり、以下、中間調反転領域と呼ぶ)は、第2階調と
第3階調との間および第3階調と第4階調との間で生じ
ていることがわかる。図6(b)に示す上方向近辺の中
間調反転領域は、第2階調よりも第3階調の方が明るい
ために生じ、また図6(c)に示す右下および左下方向
の中間調反転領域は、第4階調電圧で光漏れがあるため
に生じる。このような多階調中間調表示の際の明るさの
反転は、正しい階調表示を乱すから液晶表示装置にとっ
て大きな問題である。
【0006】この発明は、上述した実情に鑑みてなされ
たものであり、多階調中間調表示の際の明るさの逆転現
象を防止し、正しい階調表示を安定して実施できる液晶
表示装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、液晶
分子がほぼ90°でツイスト配向されてΔndの値が3
00〜600nmの範囲の液晶セルと、この液晶セルの
外側にこの液晶セルを挟むように配置された一対の偏光
板と、この一方の偏光板と液晶セルとの間に配置され、
分子が0〜±360°の範囲でツイスト配向されてΔn
dの値が50〜600nmの範囲の有機高分子フィルム
からなる第1の捩れ位相板と、他方の偏光板と液晶セル
との間に配置され、分子が0〜±360°の範囲でツイ
スト配向されてΔndの値が50〜600nmの範囲の
有機高分子フィルムからなる第2の捩れ位相板とを備え
たものである。請求項2の発明は、第1、第2の捩れ位
相板それぞれが、分子を0〜±360°の範囲でツイス
ト配向した高分子液晶フィルムを保護膜で挾んで構造の
ものである。
【0008】
【作用】この発明によれば、液晶分子が光の進行方向に
向かってほぼ90°でツイスト配向されてΔndの値が
300〜600nmの範囲のTN型の液晶セルの外側に
これを挾むように一対の偏光板を配置し、一方の偏光板
と液晶セルとの間に、分子が0〜±360°の範囲でツ
イスト配向されてΔndの値が50〜600nmの範囲
の第1の捩れ位相板を配置するとともに、他方の偏光板
と液晶セルとの間に、分子が0〜±360°の範囲でツ
イスト配向されてΔndの値が50〜600nmの範囲
の第2の捩れ位相板を配置したので、これら第1、第2
の捩れ位相板によって液晶セルを垂直に透過する光と斜
めに透過する光の各Δndの差が補償され、多階調中間
調表示の際の明るさの逆転現象を抑制でき、多階調中間
調表示において正しい階調を視角によらず安定して表示
でき、多階調中間調表示における視野角特性が改善され
る。この場合、請求項2に記載の如く、分子が0〜±3
60°の範囲でツイスト配向された高分子液晶フィルム
を保護膜で挾んだ構造の第1、第2の捩れ位相板を用い
れば、各捩れ位相板の製造が容易で、薄く形成すること
ができ、これにより液晶表示装置の小型化が図れる。
【0009】
【実施例】以下、この発明の一実施例について、図1お
よび図2を参照して詳細に説明する。図1および図2に
液晶表示装置の断面図および分解斜視図を示した。この
液晶表示装置では、ツイステッドネマティック型の液晶
セル1の入射側に偏光子2が設けられ、液晶セル1の出
射側に検光子3が設けられ、液晶セル1と偏光子2との
間に第1の捩れ位相板4が設けられているとともに、液
晶セル1と検光子3との間に第2の捩れ位相板5が設け
られている。
【0010】液晶セル1は、一方の電極6およびこの電
極6の各画素ごとに配設された駆動用の薄膜トランジス
タ(TFT)7並びにこれらを覆う配向膜8が形成され
た下基板9と、前記一方の電極6と交差して対向する他
方の電極10およびこの他方の電極10を覆う配向膜1
1が形成された上基板12と、上下の各基板9、12を
所定の間隔を隔てて接合するシール材13と、これらの
基板9、12とシール材13とに囲われた領域内に封入
され、ギャップdとナチュラルピッチpの比d/pの値
が0.05の液晶材料14とからなっている。なお、こ
の液晶セル1は図面上で下方から光が入射されるもので
あり、以下では下基板を入射側基板9、上基板を出射側
基板12という。
【0011】入射側基板9と出射側基板12の対向する
それぞれの面に形成された配向膜8、11は、それぞれ
ラビング等の配向処理が施されている。入射側基板9の
配向膜8は、図2に示したように液晶セル1を正面から
観察したとき水平な線に対して左上から右下方向に約4
5°の傾きをもった方向8aに配向処理が施されてい
る。入射側基板9に対向する出射側基板12の配向膜1
1は、入射側基板9の配向処理方向8a(以下、入射側
配向処理方向という)に対して出射側から見て左回りに
ほぼ90°回転した方向11aに配向処理が施されてい
る。このような配向処理により、液晶材料14の液晶分
子は出射側から見て右回りにほぼ90°(φ)ツイスト
して配列し、液晶分子は約3°のプレチルト角を有して
いる。そして、この液晶セル1のギャップdと屈折率異
方性△nとの積△ndの値は300〜600nm(測定
波長:589nm)の範囲に設定する。
【0012】偏光子2は、その透過軸2aが液晶セル1
の入射側配向処理方向8aとほぼ直交するように配置さ
れている。また、検光子3は、その透過軸3aが偏光子
3aの透過軸2aとほぼ直交するように配置されてい
る。第1の捩れ位相板4は、その分子が液晶材料14の
液晶分子のツイスト方向と逆方向に90°(φ1=−φ
=−90°)ツイストして配列された有機高分子フィル
ムからなっており、例えば高分子液晶フィルム(液晶ポ
リマ)を例えば三酢酸セルロース(TAC)等からなる
保護膜で挾んだ構造になっている。そして、この第1の
捩れ位相板4は、屈折率異方性△nとギャップdとの積
△ndの値が50〜600nmの範囲で、好ましくは1
00〜600nm(測定波長:589nm)の範囲にな
っている。また、第2の捩れ位相板5は、その分子が液
晶材料14の液晶分子のツイスト方向と同じ方向に90
°(φ2=−φ1=90°)ツイストして配列された有機
高分子フィルムからなっており、第1の捩れ位相板4と
同様、例えば高分子液晶フィルム(液晶ポリマ)を例え
ば三酢酸セルロース(TAC)等からなる保護膜で挾ん
だ構造になっている。そして、この第2の捩れ位相板5
も、第1の捩れ位相板4と同様、屈折率異方性△nとギ
ャップdとの積△ndの値が50〜600nmの範囲
で、好ましくは100〜600nm(測定波長:589
nm)の範囲になっている。
【0013】このようなTN型の液晶表示装置では、液
晶セル1と偏光子2との間および液晶セル1と検光子3
との間に、それぞれ第1の捩れ位相板4と第2の捩れ位
相板5とを配置したので、これら第1、第2の捩れ位相
板4、5によって液晶セル1を垂直に透過する光と斜め
に透過する光の各Δndの差が補償され、多階調中間調
表示の際の明るさの逆転現象を抑制でき、多階調中間調
表示において視角が変化しても正しい階調を安定して表
示でき、多階調中間調表示における視野角特性を改善す
ることができる。また、各捩れ位相板4、5は分子を0
〜±360°の範囲でツイスト配向した高分子液晶フィ
ルムを保護膜で挾んだ構造であるから、製造が容易で、
薄く形成することができ、これにより液晶表示装置の小
型化を図ることができる。
【0014】なお、上述した実施例では、第1の捩れ位
相板20と第2の捩れ位相板21との分子のツイスト角
が同じであるが、必ずしもツイスト角は同じである必要
はなく、互いに異なっていてもよい。
【0015】また、上述した各実施例では、偏光子2の
透過軸2aを入射側配向処理方向8aに直交させたが、
これに限らず、透過軸2aを入射側配向処理方向8aに
対し平行させてもよい。
【0016】
【発明の効果】この発明によれば、液晶分子が光の進行
方向に向かってほぼ90°でツイスト配向されてΔnd
の値が300〜600nmの範囲のTN型の液晶セルの
外側にこれを挾むように一対の偏光板を配置し、一方の
偏光板と液晶セルとの間に、分子が0〜±360°の範
囲でツイスト配向されてΔndの値が50〜600nm
の範囲の第1の捩れ位相板を配置するとともに、他方の
偏光板と液晶セルとの間に、分子が0〜±360°の範
囲でツイスト配向されてΔndの値が50〜600nm
の範囲の第2の捩れ位相板を配置したので、これら第
1、第2の捩れ位相板によって液晶セルをを垂直に透過
する光と斜めに透過する光の各Δndの差が補償され、
多階調中間調表示の際の明るさの逆転現象を抑制でき、
多階調中間調表示において正しい階調を視角の変化に拘
らず安定して表示でき、多階調中間調表示における視野
角特性を改善することができる。この場合、第1、第2
の捩れ位相板それぞれは、分子が0〜±360°の範囲
でツイスト配向された高分子液晶フィルムを保護膜で挾
んだ構造であるから、捩れ位相板の製造が容易で、薄く
形成することができ、これにより液晶表示装置の小型化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のTN型の液晶表示装置の
断面図。
【図2】図1の概略構成を示す分解斜視図。
【図3】従来の液晶表示装置を4つの階調で動作させた
ときの各階調における等Y値(透過率値)曲線を示し、
(a)は電圧V1を印加する第1階調の等Y値曲線図、
(b)は電圧V2を印加する第2階調の等Y値曲線図、
(c)は電圧V3を印加する第3階調の等Y値曲線図、
(d)は電圧V4を印加する第4階調の等Y値曲線図。
【図4】図3において隣接する階調間の等コントラスト
曲線を示し、(a)はY1/Y2の等コントラスト曲線
図、(b)はY2/Y3の等コントラスト曲線図、(c)
はY3/Y4の等コントラスト曲線図。
【符号の説明】
1 液晶セル 2 偏光子 3 検光子 4、5 捩れ位相板 6、10 電極 8、11 配向膜 9 入射側基板 12 出射側基板 13 シール材 14 液晶材料 8a 入射側配向処理方向

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶分子がほぼ90°でツイスト配向さ
    れてΔndの値が300〜600nmの範囲の液晶セル
    と、この液晶セルの外側にこの液晶セルを挟むように配
    置された一対の偏光板と、この一対の偏光板の一方の偏
    光板と前記液晶セルとの間に配置され、分子が0〜±3
    60°の範囲でツイスト配向されてΔndの値が50〜
    600nmの範囲の有機高分子フィルムからなる第1の
    捩れ位相板と、前記一対の偏光板の他方の偏光板と前記
    液晶セルとの間に配置され、分子が0〜±360°の範
    囲でツイスト配向されてΔndの値が50〜600nm
    の範囲の有機高分子フィルムからなる第2の捩れ位相板
    とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記第1、第2の捩れ位相板それぞれ
    は、分子が0〜±360°の範囲でツイスト配向された
    高分子液晶フィルムを保護膜で挾んだ構造であることを
    特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
JP4184758A 1992-06-18 1992-06-19 液晶表示装置 Pending JPH063663A (ja)

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KR1019930010925A KR0181980B1 (ko) 1992-06-18 1993-06-15 액정표시장치
US08/078,395 US5548426A (en) 1992-06-18 1993-06-16 Liquid crystal display device
EP93109704A EP0576931B1 (en) 1992-06-18 1993-06-17 Liquid crystal display device
DE69328051T DE69328051T2 (de) 1992-06-18 1993-06-17 Flüssigkristallanzeigevorrichtung

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100265054B1 (ko) * 1997-06-27 2000-09-01 윤종용 보상 필름을 이용한 광시야각 액정 표시 장치
US7929088B2 (en) 1997-05-29 2011-04-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal displays

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