JPH063665A - 液晶表示装置及び楕円偏光板 - Google Patents
液晶表示装置及び楕円偏光板Info
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- JPH063665A JPH063665A JP4238161A JP23816192A JPH063665A JP H063665 A JPH063665 A JP H063665A JP 4238161 A JP4238161 A JP 4238161A JP 23816192 A JP23816192 A JP 23816192A JP H063665 A JPH063665 A JP H063665A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高コントラスト比でクロストーク発生がなく、
視角特性が良好な液晶表示装置の提供。 【構成】電極を有し対向配置された少なくとも一方が透
明な一対の基板（５，９）、該基板間に挾持された液晶
層（７）、該液晶層を挾んで設けられた一対の偏光板
（１，１０）、該電極間に２値以上の電圧を印加して前
記液晶の透過光量を変化させる制御手段を備えた液晶表
示装置であって、液晶層の基板との界面部の液晶分子と
その他の基板間液晶分子の傾斜角が異なる電圧が印加さ
れた状態で、該液晶層の前記界面部の残留位相差と等し
いかまたは近接する位相差を有する複屈折媒体（３）
を、前記偏光板の少なくとも一方と液晶層との間に配置
し、かつ、その複屈折媒体の遅相軸（４）が前記液晶層
の残留位相差を補償し得る角度に設定されている液晶表
示装置。
視角特性が良好な液晶表示装置の提供。 【構成】電極を有し対向配置された少なくとも一方が透
明な一対の基板（５，９）、該基板間に挾持された液晶
層（７）、該液晶層を挾んで設けられた一対の偏光板
（１，１０）、該電極間に２値以上の電圧を印加して前
記液晶の透過光量を変化させる制御手段を備えた液晶表
示装置であって、液晶層の基板との界面部の液晶分子と
その他の基板間液晶分子の傾斜角が異なる電圧が印加さ
れた状態で、該液晶層の前記界面部の残留位相差と等し
いかまたは近接する位相差を有する複屈折媒体（３）
を、前記偏光板の少なくとも一方と液晶層との間に配置
し、かつ、その複屈折媒体の遅相軸（４）が前記液晶層
の残留位相差を補償し得る角度に設定されている液晶表
示装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコントラストが高く、か
つ、視角特性が良好な電界効果型液晶表示装置及びそれ
に用いる楕円偏光板に関する。
つ、視角特性が良好な電界効果型液晶表示装置及びそれ
に用いる楕円偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】高コントラスト比の液晶表示装置を実現
するために、らせん構造が互いに逆にねじれた二つの液
晶素子を積層するか、あるいは複屈折性プラスチックフ
ィルムを積層した表示装置が提案されている（米国特許
第４,８４４,５６９号）。なお、複屈折性プラスチック
フィルムは、偏光板と電極基板間に粘着剤で積層接着さ
れる。
するために、らせん構造が互いに逆にねじれた二つの液
晶素子を積層するか、あるいは複屈折性プラスチックフ
ィルムを積層した表示装置が提案されている（米国特許
第４,８４４,５６９号）。なお、複屈折性プラスチック
フィルムは、偏光板と電極基板間に粘着剤で積層接着さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】大容量表示が可能な液
晶表示装置には、スーパーツイステッドネマチックタイ
プ（ＳＴＮ）とシンフィルムトランジスタタイプ（ＴＦ
Ｔ）が知られている。特に、ＳＴＮ液晶表示装置は、液
晶層のらせんのねじれ角が大きいのが特徴で、優れた時
分割駆動特性を有する。
晶表示装置には、スーパーツイステッドネマチックタイ
プ（ＳＴＮ）とシンフィルムトランジスタタイプ（ＴＦ
Ｔ）が知られている。特に、ＳＴＮ液晶表示装置は、液
晶層のらせんのねじれ角が大きいのが特徴で、優れた時
分割駆動特性を有する。
【０００４】しかし、これらの液晶表示装置において
は、液晶分子の複屈折性と旋光性に基ずく位相差によっ
て生ずる干渉色のため、背景色または表示色が黄色ある
いは青色に着色していた。この干渉色を打ち消すため、
電極等の電界印加手段を持たない、ねじれ方向が逆の液
晶素子を積層したり、あるいは複屈折性プラスチックフ
ィルムを液晶素子に積層することで、位相差を補償して
白黒表示を実現し、併せてコントラスト比も向上した。
は、液晶分子の複屈折性と旋光性に基ずく位相差によっ
て生ずる干渉色のため、背景色または表示色が黄色ある
いは青色に着色していた。この干渉色を打ち消すため、
電極等の電界印加手段を持たない、ねじれ方向が逆の液
晶素子を積層したり、あるいは複屈折性プラスチックフ
ィルムを液晶素子に積層することで、位相差を補償して
白黒表示を実現し、併せてコントラスト比も向上した。
【０００５】図２（ａ）は液晶素子の構造を示す模式断
面図であるが、上記複屈折性プラスチックフィルム（複
屈折媒体３）は偏光板１と基板５との間に積層されてお
り、該複屈折媒体３は液晶セルの位相差と実質的に等し
く、両者の符号は互いに逆で、その位相差の典型的な値
は８００ｎｍ程度である。
面図であるが、上記複屈折性プラスチックフィルム（複
屈折媒体３）は偏光板１と基板５との間に積層されてお
り、該複屈折媒体３は液晶セルの位相差と実質的に等し
く、両者の符号は互いに逆で、その位相差の典型的な値
は８００ｎｍ程度である。
【０００６】こうした従来技術による液晶素子への電圧
印加による透過率の変化を図３に示す。図から分かるよ
うに低電圧印加（非選択電圧）時に位相補正をして黒表
示を得ている。しかし、液晶分子の配向が変化し始める
低電圧域では、液晶分子配向が不安定なため不均一にな
り易い。その結果、コントラストの低下、表示むら、ク
ロストーク現象が発生して、表示画質を低下させるとい
う問題があった。
印加による透過率の変化を図３に示す。図から分かるよ
うに低電圧印加（非選択電圧）時に位相補正をして黒表
示を得ている。しかし、液晶分子の配向が変化し始める
低電圧域では、液晶分子配向が不安定なため不均一にな
り易い。その結果、コントラストの低下、表示むら、ク
ロストーク現象が発生して、表示画質を低下させるとい
う問題があった。
【０００７】クロストークとは、時分割駆動を行った場
合、表示したくない非表示点（非選択点）が完全な非表
示状態にならずに半点灯状態となり、表示画面全体の表
示コントラスト比を低下させる現象をいう。これはこう
した液晶表示装置の弱点でもあり、応答速度を高めるた
めに、予め全電極にバイアス電圧が印加されていること
によるもので、当該部分の液晶が不完全であるが僅かに
応答し透過率が上昇する。こうした状態の透過率と理想
的な非選択状態の透過率との差がクロストークと呼ばれ
る。
合、表示したくない非表示点（非選択点）が完全な非表
示状態にならずに半点灯状態となり、表示画面全体の表
示コントラスト比を低下させる現象をいう。これはこう
した液晶表示装置の弱点でもあり、応答速度を高めるた
めに、予め全電極にバイアス電圧が印加されていること
によるもので、当該部分の液晶が不完全であるが僅かに
応答し透過率が上昇する。こうした状態の透過率と理想
的な非選択状態の透過率との差がクロストークと呼ばれ
る。
【０００８】クロストーク現象は、非選択電圧印加時に
黒表示となるノーマリークローズ方式で著しい。また、
このクロストーク現象は印加される駆動電圧の周波数成
分によっても変化する。液晶素子への交流電圧を印加し
た時の透過率の変化において、透過率の飽和値を１００
％として、その透過率が１０％となる電圧をしきい値電
圧とした時、このしきい値電圧の周波数による変動が小
さい方がクロストーク現象の発生が少ない。
黒表示となるノーマリークローズ方式で著しい。また、
このクロストーク現象は印加される駆動電圧の周波数成
分によっても変化する。液晶素子への交流電圧を印加し
た時の透過率の変化において、透過率の飽和値を１００
％として、その透過率が１０％となる電圧をしきい値電
圧とした時、このしきい値電圧の周波数による変動が小
さい方がクロストーク現象の発生が少ない。
【０００９】一方、ＴＦＴ液晶表示装置は、ネマチック
液晶のねじれ角を９０度、液晶層の厚さｄと屈折率異方
性Δｎの積Δｎ・ｄ（μｍ）が０.５近傍のとき、１０
０：１以上の高コントラスト比と多階調ならびに多色表
示が可能であるが、表示装置を斜めから見た場合に透過
率並びに表示色が大きく変化するという問題があった。
液晶のねじれ角を９０度、液晶層の厚さｄと屈折率異方
性Δｎの積Δｎ・ｄ（μｍ）が０.５近傍のとき、１０
０：１以上の高コントラスト比と多階調ならびに多色表
示が可能であるが、表示装置を斜めから見た場合に透過
率並びに表示色が大きく変化するという問題があった。
【００１０】そこで、ネマチック液晶層のねじれ角を１
０〜８０度とし、該液晶層の厚さｄ（μｍ）と屈折率異
方性Δｎの積Δｎ・ｄを０.２〜０.７μｍとすることに
より、視角特性を向上する方法が提案された（特開昭６
３−１１５１３７号公報）。
０〜８０度とし、該液晶層の厚さｄ（μｍ）と屈折率異
方性Δｎの積Δｎ・ｄを０.２〜０.７μｍとすることに
より、視角特性を向上する方法が提案された（特開昭６
３−１１５１３７号公報）。
【００１１】しかし、表示装置を正面から見た場合のコ
ントラスト比は、電圧印加時の黒透過率の上昇により低
下した。この原因は、図２（ｂ）の模式断面図に示すよ
うに、電圧印加時に基板界面付近の液晶分子は完全には
立ち上がっていない。ねじれ角が９０度の場合、ラビン
グ軸、即ち、液晶分子の配向方向が直交するため、この
残留位相差が打ち消されるが、ねじれ角を１０〜８０度
の場合、液晶分子の配向方向が直交していないので残留
位相差が打ち消されずに黒透過率が上昇するためであ
る。
ントラスト比は、電圧印加時の黒透過率の上昇により低
下した。この原因は、図２（ｂ）の模式断面図に示すよ
うに、電圧印加時に基板界面付近の液晶分子は完全には
立ち上がっていない。ねじれ角が９０度の場合、ラビン
グ軸、即ち、液晶分子の配向方向が直交するため、この
残留位相差が打ち消されるが、ねじれ角を１０〜８０度
の場合、液晶分子の配向方向が直交していないので残留
位相差が打ち消されずに黒透過率が上昇するためであ
る。
【００１２】本発明の目的は、コントラストが高くかつ
視角特性が良好、あるいは、表示の均一性が優れた電界
効果型の液晶表示装置を提供することにある。
視角特性が良好、あるいは、表示の均一性が優れた電界
効果型の液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】本発明の他の目的は、前記電界効果型の液
晶表示装置に用いられる楕円偏光板を提供することにあ
る。
晶表示装置に用いられる楕円偏光板を提供することにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の要旨は次のとおりである。
明の要旨は次のとおりである。
【００１５】（１） 電極を有し対向配置された少なく
とも一方が透明な一対の基板、該基板間に挾持された液
晶層、該液晶層を挾んで設けられた一対の偏光板、該電
極間に２値以上の電圧を印加して前記液晶の透過光量を
変化させる制御手段を備えた液晶表示装置であって、液
晶層の基板との界面部の液晶分子とその他の基板間液晶
分子の傾斜角が異なる電圧が印加された状態で、該液晶
層の前記界面部の残留位相差と等しいかまたは近接する
位相差を有する複屈折媒体を、前記偏光板の少なくとも
一方と液晶層との間に配置し、かつ、その複屈折媒体の
遅相軸が前記液晶層の残留位相差を補償し得る角度に設
定されていることを特徴とする液晶表示装置。
とも一方が透明な一対の基板、該基板間に挾持された液
晶層、該液晶層を挾んで設けられた一対の偏光板、該電
極間に２値以上の電圧を印加して前記液晶の透過光量を
変化させる制御手段を備えた液晶表示装置であって、液
晶層の基板との界面部の液晶分子とその他の基板間液晶
分子の傾斜角が異なる電圧が印加された状態で、該液晶
層の前記界面部の残留位相差と等しいかまたは近接する
位相差を有する複屈折媒体を、前記偏光板の少なくとも
一方と液晶層との間に配置し、かつ、その複屈折媒体の
遅相軸が前記液晶層の残留位相差を補償し得る角度に設
定されていることを特徴とする液晶表示装置。
【００１６】（２） 前記液晶層が挾持された基板間で
らせん構造を有する前記（１）記載の液晶表示装置。
らせん構造を有する前記（１）記載の液晶表示装置。
【００１７】（３） 前記２値以上の電圧のうちの最低
電圧Ｖ1より高い電圧Ｖ2の印加時に、前記両基板間で液
晶分子の傾斜角が変化した状態での透過光量が前記最低
電圧Ｖ1印加時より低くなるように前記偏光板が配置さ
れており、かつ、電圧Ｖ2の印加時において、基板との
界面部の液晶の残留位相差と等しいかまたは近接する位
相差を有する複屈折媒体が、少なくとも一方の前記偏光
板と前記液晶層との間に配置されている前記（１）また
は（２）に記載の液晶表示装置。
電圧Ｖ1より高い電圧Ｖ2の印加時に、前記両基板間で液
晶分子の傾斜角が変化した状態での透過光量が前記最低
電圧Ｖ1印加時より低くなるように前記偏光板が配置さ
れており、かつ、電圧Ｖ2の印加時において、基板との
界面部の液晶の残留位相差と等しいかまたは近接する位
相差を有する複屈折媒体が、少なくとも一方の前記偏光
板と前記液晶層との間に配置されている前記（１）また
は（２）に記載の液晶表示装置。
【００１８】（４） 前記２値以上の印加電圧のうちＶ
2が最大電圧である前記（３）に記載の液晶表示装置。
2が最大電圧である前記（３）に記載の液晶表示装置。
【００１９】（５） 前記複屈折媒体が二枚以上の透明
な有機高分子フィルムで構成されており、それぞれの有
機高分子フィルムの遅相軸が前記液晶層の基板との界面
部の分子配向軸と交差し、前記液晶層のねじれ角をθと
した時、該液晶層の厚さｄ（μｍ）と屈折率異方性Δｎ
の積Δｎ・ｄが、（０.００３３×θ＋０.１）〜（０.
００３３×θ＋０.３）μｍであり、前記複屈折媒体の
Δｎｄが（０.０００２５×θ−０.１）〜（０.０００
２５×θ−０.３）μｍである液晶表示装置。
な有機高分子フィルムで構成されており、それぞれの有
機高分子フィルムの遅相軸が前記液晶層の基板との界面
部の分子配向軸と交差し、前記液晶層のねじれ角をθと
した時、該液晶層の厚さｄ（μｍ）と屈折率異方性Δｎ
の積Δｎ・ｄが、（０.００３３×θ＋０.１）〜（０.
００３３×θ＋０.３）μｍであり、前記複屈折媒体の
Δｎｄが（０.０００２５×θ−０.１）〜（０.０００
２５×θ−０.３）μｍである液晶表示装置。
【００２０】（６） 特定方向の偏光を吸収する楕円偏
光板が透明な保護フィルムでサンドイッチ状に密着積層
され、該保護フィルムが複屈折性を有し、その遅相軸が
前記楕円偏光板の吸収軸と交差しており、その位相差が
０.００５〜０.２５μｍであることを特徴とする液晶表
示装置用の楕円偏光板。
光板が透明な保護フィルムでサンドイッチ状に密着積層
され、該保護フィルムが複屈折性を有し、その遅相軸が
前記楕円偏光板の吸収軸と交差しており、その位相差が
０.００５〜０.２５μｍであることを特徴とする液晶表
示装置用の楕円偏光板。
【００２１】前記液晶装置は電界効果型と呼ばれ、電極
間に電界を印加することにより、液晶分子の配向状態を
変化させて透過率を制御する。正の誘電異方性を有する
ネマチック液晶を用いた場合には、電圧無印加状態にお
いては液晶分子は電極基板に一定の傾斜角（プレチルト
角）を持ち配向する。基板に形成した電極間に電界を印
加し、その電界を徐々に大きくすると、液晶分子はある
値以上の電界において配向状態が変化しはじめ、前記傾
斜角が変化し、基板面付近と基板間中央部とでその大き
さが異なり、前記らせん構造が減衰する。これをしきい
値と云い、このしきい値より十分大きい電界では、電界
に対して平行、即ち、電極基板に対して液晶分子が垂直
な配向となる。また、表示の着色原因となる前記位相差
も、印加する電界の大きさ、即ち、液晶分子の配向状態
の変化に伴い減少する。
間に電界を印加することにより、液晶分子の配向状態を
変化させて透過率を制御する。正の誘電異方性を有する
ネマチック液晶を用いた場合には、電圧無印加状態にお
いては液晶分子は電極基板に一定の傾斜角（プレチルト
角）を持ち配向する。基板に形成した電極間に電界を印
加し、その電界を徐々に大きくすると、液晶分子はある
値以上の電界において配向状態が変化しはじめ、前記傾
斜角が変化し、基板面付近と基板間中央部とでその大き
さが異なり、前記らせん構造が減衰する。これをしきい
値と云い、このしきい値より十分大きい電界では、電界
に対して平行、即ち、電極基板に対して液晶分子が垂直
な配向となる。また、表示の着色原因となる前記位相差
も、印加する電界の大きさ、即ち、液晶分子の配向状態
の変化に伴い減少する。
【００２２】液晶及び複屈折媒体の位相差の測定方法
は、偏光顕微鏡を用いたセナルモン法、分光光度計を用
いた干渉法、あるいは、分光研究：第２９号第５巻、３
０１〜３２０頁（１９８０年）に記載されているストレ
スプレートモジュレータを用いた偏光解析法等がある。
前記液晶表示装置の位相差を上記のストレスプレートモ
ジュレータを用い、光の波長０.６３３μｍで測定した
ところ、図４に示すような結果が得られた。
は、偏光顕微鏡を用いたセナルモン法、分光光度計を用
いた干渉法、あるいは、分光研究：第２９号第５巻、３
０１〜３２０頁（１９８０年）に記載されているストレ
スプレートモジュレータを用いた偏光解析法等がある。
前記液晶表示装置の位相差を上記のストレスプレートモ
ジュレータを用い、光の波長０.６３３μｍで測定した
ところ、図４に示すような結果が得られた。
【００２３】ある液晶表示装置の位相差は、電界無印加
状態で０.９μｍ程度の場合、しきい値近傍では０.８μ
ｍ前後、しきい値より十分大きい電界（４Ｖ以上）では
電極基板に対して垂直な配向となり、等方性液体に近づ
くために０.０５μｍ以下となる。
状態で０.９μｍ程度の場合、しきい値近傍では０.８μ
ｍ前後、しきい値より十分大きい電界（４Ｖ以上）では
電極基板に対して垂直な配向となり、等方性液体に近づ
くために０.０５μｍ以下となる。
【００２４】ここで液晶表示装置を時分割駆動する場
合、非選択電圧がしきい値電圧に相当する。しきい値近
傍では液晶分子の配向状態は、分子が基板に対して立上
り始め、かつ、液晶層のねじれ構造が解消し始めるため
非常に不安定であり、また、配向の変化も急激である。
合、非選択電圧がしきい値電圧に相当する。しきい値近
傍では液晶分子の配向状態は、分子が基板に対して立上
り始め、かつ、液晶層のねじれ構造が解消し始めるため
非常に不安定であり、また、配向の変化も急激である。
【００２５】この状態で黒表示を得るため、位相差０.
６〜０.８μｍの複屈折媒体を配置したノーマリークロ
ーズ方式の液晶表示装置では、前記の理由により均一な
黒表示が得られずコントラスト比も低下する。これを解
決するためには、液晶分の子配向の安定している選択電
圧印加時に黒表示が得られるノーマリーオープン方式が
好ましい。
６〜０.８μｍの複屈折媒体を配置したノーマリークロ
ーズ方式の液晶表示装置では、前記の理由により均一な
黒表示が得られずコントラスト比も低下する。これを解
決するためには、液晶分の子配向の安定している選択電
圧印加時に黒表示が得られるノーマリーオープン方式が
好ましい。
【００２６】時分割数２００本の表示素子で１／２００
デューティ駆動する場合、選択電圧として非選択電圧の
１.０７３倍、時分割数４００本時には１.０５１倍の電
圧が印加される。この状態での液晶分子の状態の模式図
を図２（ｂ）に示す。液晶分子の配向状態はらせん構造
が減衰され、基板界面部を除きほぼ立ち上がった状態と
なる。この時の位相差は、基板界面に残留配向した液晶
分子のみにより決定される微小な値の界面残留位相差２
１となる。
デューティ駆動する場合、選択電圧として非選択電圧の
１.０７３倍、時分割数４００本時には１.０５１倍の電
圧が印加される。この状態での液晶分子の状態の模式図
を図２（ｂ）に示す。液晶分子の配向状態はらせん構造
が減衰され、基板界面部を除きほぼ立ち上がった状態と
なる。この時の位相差は、基板界面に残留配向した液晶
分子のみにより決定される微小な値の界面残留位相差２
１となる。
【００２７】完全な白黒表示を得るためには、この液晶
層の界面残留位相差２１と等しいかまたは近接した位相
差を持つ複屈折媒体３を配置する必要があり、その複屈
折媒体の位相差は０.１〜０.１５μｍが好ましい。さら
に高電圧側で黒表示を得るためには、より小さな位相差
０.１μｍ未満であることが必要となる。
層の界面残留位相差２１と等しいかまたは近接した位相
差を持つ複屈折媒体３を配置する必要があり、その複屈
折媒体の位相差は０.１〜０.１５μｍが好ましい。さら
に高電圧側で黒表示を得るためには、より小さな位相差
０.１μｍ未満であることが必要となる。
【００２８】前記複屈折媒体を設置する位置は、液晶層
と偏光板のいずれか一方との間であればよいが、特に、
基板間に配置した場合、多重反射による透過率の減衰が
減り、明るさを向上することができる。
と偏光板のいずれか一方との間であればよいが、特に、
基板間に配置した場合、多重反射による透過率の減衰が
減り、明るさを向上することができる。
【００２９】前記基板の電極間に印加する電圧は、階調
数によりレベル数が決定され、２階調表示の場合は２レ
ベル（２位置）、８階調表示の場合は８レベル（８位
置）となる。さらに電圧レベル数を増すことにより、多
階調表示が可能である。
数によりレベル数が決定され、２階調表示の場合は２レ
ベル（２位置）、８階調表示の場合は８レベル（８位
置）となる。さらに電圧レベル数を増すことにより、多
階調表示が可能である。
【００３０】また前記２レベル以上の電圧のうち、電圧
Ｖ2を最大電圧とすることにより、低電圧側で白表示、
高電圧側で黒表示となるノーマリーオープン方式の表示
となる。この方式の表示は、白表示透過率が高く、コン
トラスト比が大きいのが特徴で、反射型表示装置に用い
た場合有利である。この場合、コントラスト比を従来と
同等にすれば、高透過率の偏光板の使用が可能であり、
透過率をさらに向上することができる。
Ｖ2を最大電圧とすることにより、低電圧側で白表示、
高電圧側で黒表示となるノーマリーオープン方式の表示
となる。この方式の表示は、白表示透過率が高く、コン
トラスト比が大きいのが特徴で、反射型表示装置に用い
た場合有利である。この場合、コントラスト比を従来と
同等にすれば、高透過率の偏光板の使用が可能であり、
透過率をさらに向上することができる。
【００３１】また、透過型表示装置の場合、黒表示時に
電極間からの漏れ光が生じるが、クロム蒸着あるいは黒
色顔料を印刷することによりブラックマトリクスを電極
間に施すか、あるいは、表示部に占める非電極部分の割
合を減じる、いわゆる開口率を増すことによってコント
ラスト比を向上することができる。
電極間からの漏れ光が生じるが、クロム蒸着あるいは黒
色顔料を印刷することによりブラックマトリクスを電極
間に施すか、あるいは、表示部に占める非電極部分の割
合を減じる、いわゆる開口率を増すことによってコント
ラスト比を向上することができる。
【００３２】前記液晶層のねじれ角の大きさは、ＳＴＮ
液晶表示装置による時分割駆動においては、しきい値近
傍の点灯状態が光を散乱する配向となることから最大値
が制限され、３６０度が上限である。また、下限はコン
トラストによって制限され、１８０度が限界である。更
に、走査線数が２００本以上でもコントラストが十分満
足できるような白黒表示が可能な液晶素子を得たいとき
には、ねじれ角は２４０〜２７０度が好ましい。更にま
た、ねじれ角が９０度の整数倍近傍の時、上下基板界面
での液晶分子の配向方向が互いに直交となるため、前記
界面残留位相差は打ち消されてより小さくなり、コント
ラスト比は向上する。
液晶表示装置による時分割駆動においては、しきい値近
傍の点灯状態が光を散乱する配向となることから最大値
が制限され、３６０度が上限である。また、下限はコン
トラストによって制限され、１８０度が限界である。更
に、走査線数が２００本以上でもコントラストが十分満
足できるような白黒表示が可能な液晶素子を得たいとき
には、ねじれ角は２４０〜２７０度が好ましい。更にま
た、ねじれ角が９０度の整数倍近傍の時、上下基板界面
での液晶分子の配向方向が互いに直交となるため、前記
界面残留位相差は打ち消されてより小さくなり、コント
ラスト比は向上する。
【００３３】一方、ＴＦＴ液晶表示装置の場合、ねじれ
角の大きさはコントラスト比向上を重視すれば９０度近
傍が好ましいが、視角特性を考慮するとねじれ角は３０
〜８０度が好ましい。ねじれ角を９０度、液晶層の厚さ
ｄと屈折率異方性Δｎの積Δｎ・ｄが０.５μｍ近傍と
すると、駆動電圧８Ｖ程度で１００：１以上の高コント
ラスト比が得られる。これは、基板界面部での液晶分子
の配向方向が互いに直交となるため、前記界面残留位相
差は打ち消されるためである。
角の大きさはコントラスト比向上を重視すれば９０度近
傍が好ましいが、視角特性を考慮するとねじれ角は３０
〜８０度が好ましい。ねじれ角を９０度、液晶層の厚さ
ｄと屈折率異方性Δｎの積Δｎ・ｄが０.５μｍ近傍と
すると、駆動電圧８Ｖ程度で１００：１以上の高コント
ラスト比が得られる。これは、基板界面部での液晶分子
の配向方向が互いに直交となるため、前記界面残留位相
差は打ち消されるためである。
【００３４】視角特性向上のためには液晶層のねじれ角
を９０度よりも小さく、該ネマチック液晶層の厚さｄと
屈折率異方性Δｎの積Δｎ・ｄを０.５μｍよりもさら
に小さくすることが効果的である。しかし、ねじれ角が
９０度より小さい場合、駆動電圧８Ｖ程度では基板界面
付近の液晶分子の配向方向は互いに直交せず、微小な位
相差が残留するために１００：１以上の高コントラスト
比を得るには２０Ｖ以上の高電圧の印加が必要となる。
を９０度よりも小さく、該ネマチック液晶層の厚さｄと
屈折率異方性Δｎの積Δｎ・ｄを０.５μｍよりもさら
に小さくすることが効果的である。しかし、ねじれ角が
９０度より小さい場合、駆動電圧８Ｖ程度では基板界面
付近の液晶分子の配向方向は互いに直交せず、微小な位
相差が残留するために１００：１以上の高コントラスト
比を得るには２０Ｖ以上の高電圧の印加が必要となる。
【００３５】従って、上記の液晶層の該残留位相差に相
当する位相差０.０５μｍ以下の複屈折媒体、例えば、
高分子フィルムを、液晶層と少なくとも一方の前記偏光
板との間に配置することにより、残留位相差が補償され
駆動電圧８Ｖ程度で１００：１以上の高コントラスト比
のものを十分得ることができる。
当する位相差０.０５μｍ以下の複屈折媒体、例えば、
高分子フィルムを、液晶層と少なくとも一方の前記偏光
板との間に配置することにより、残留位相差が補償され
駆動電圧８Ｖ程度で１００：１以上の高コントラスト比
のものを十分得ることができる。
【００３６】本発明の前記複屈折媒体としては、例え
ば、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリ
ビニルアルコール、ポリエーテルスルホン、ポリエチレ
ンテレフタレ−ト等の透明な高分子フィルムが挙げられ
る。
ば、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリ
ビニルアルコール、ポリエーテルスルホン、ポリエチレ
ンテレフタレ−ト等の透明な高分子フィルムが挙げられ
る。
【００３７】前記複屈折媒体の位相差は、選択電圧印加
時あるいは高電圧印加時に位相差を打ち消すことを目的
とするため、０.０１〜０.２５μｍが好ましい。この位
相差を得る手段として、同じ高分子フィルムを２枚以上
用いるのがよい。該高分子フィルムの遅相軸を平行に積
層すると位相差の大きさは各フィルムの和となり、直交
させると各高分子フィルムの位相差の差となるので、目
的とする補償値に合わせて交差角度を選択する必要があ
る。
時あるいは高電圧印加時に位相差を打ち消すことを目的
とするため、０.０１〜０.２５μｍが好ましい。この位
相差を得る手段として、同じ高分子フィルムを２枚以上
用いるのがよい。該高分子フィルムの遅相軸を平行に積
層すると位相差の大きさは各フィルムの和となり、直交
させると各高分子フィルムの位相差の差となるので、目
的とする補償値に合わせて交差角度を選択する必要があ
る。
【００３８】該高分子フィルムの積層角度は、ＳＴＮ型
液晶表示装置においては、非選択電圧印加時には液晶層
のらせん構造は完全には消失していないため、直交より
も小さい方が好ましい。また、ＴＦＴ型液晶表示装置の
場合には、直交積層することにより、高分子フィルム自
身が視角特性を広げる効果がある。
液晶表示装置においては、非選択電圧印加時には液晶層
のらせん構造は完全には消失していないため、直交より
も小さい方が好ましい。また、ＴＦＴ型液晶表示装置の
場合には、直交積層することにより、高分子フィルム自
身が視角特性を広げる効果がある。
【００３９】前記界面残留位相差を補償するためには、
二枚の高分子フィルムを前記上下基板のラビング方向に
交差させて各一枚ずつを積層する方法と、一枚の高分子
フィルムを該上下基板のラビング方向のベクトル和に交
差させて積層する方法がある。
二枚の高分子フィルムを前記上下基板のラビング方向に
交差させて各一枚ずつを積層する方法と、一枚の高分子
フィルムを該上下基板のラビング方向のベクトル和に交
差させて積層する方法がある。
【００４０】また異種の高分子フィルム、特に、屈折率
の波長分散特性が異なるフィルムをその遅相軸を交差さ
せて積層すると、該積層フィルムの屈折率の波長分散特
性で前記界面残留位相差の補償を制御することができ
る。この場合、液晶と高分子フィルムの屈折率の波長分
散をほぼ等しくすることにより、可視光の全波長領域で
位相差が打ち消され、より完全な位相補償ができ、コン
トラスト比をより向上できる。なお、上記各フィルムは
目的に応じて選択できる。
の波長分散特性が異なるフィルムをその遅相軸を交差さ
せて積層すると、該積層フィルムの屈折率の波長分散特
性で前記界面残留位相差の補償を制御することができ
る。この場合、液晶と高分子フィルムの屈折率の波長分
散をほぼ等しくすることにより、可視光の全波長領域で
位相差が打ち消され、より完全な位相補償ができ、コン
トラスト比をより向上できる。なお、上記各フィルムは
目的に応じて選択できる。
【００４１】前記液晶表示装置において、偏光板（偏光
フィルム）は水分や紫外線を遮断する保護フィルムが密
着積層されていてもよい。こうした保護フィルムは複屈
折性を有するフィルム、例えば、トリアセチルセルロー
ス（ＴＡＣ）などが使用されているが、保護フィルムの
遅相軸と偏光フィルムの吸収軸は、平行あるいは直交さ
せて積層され、偏光板自体は位相差を持たない。しか
し、前記保護フィルムの基板に接する側のフィルムで、
位相差の大きさが０.０１〜０.２５μｍのフィルムの遅
相軸を、偏光フィルムの吸収軸と交差させることによ
り、位相差を持たせた楕円偏光板を得ることができる。
また、高分子フィルムからなる保護フィルムを楕円偏光
板に密着積層し、位相差の大きさ、屈折率の波長分散特
性を制御できる。
フィルム）は水分や紫外線を遮断する保護フィルムが密
着積層されていてもよい。こうした保護フィルムは複屈
折性を有するフィルム、例えば、トリアセチルセルロー
ス（ＴＡＣ）などが使用されているが、保護フィルムの
遅相軸と偏光フィルムの吸収軸は、平行あるいは直交さ
せて積層され、偏光板自体は位相差を持たない。しか
し、前記保護フィルムの基板に接する側のフィルムで、
位相差の大きさが０.０１〜０.２５μｍのフィルムの遅
相軸を、偏光フィルムの吸収軸と交差させることによ
り、位相差を持たせた楕円偏光板を得ることができる。
また、高分子フィルムからなる保護フィルムを楕円偏光
板に密着積層し、位相差の大きさ、屈折率の波長分散特
性を制御できる。
【００４２】前記複屈折媒体は、液晶層の残留位相差を
打ち消すことを目的に配置されており、該遅相軸は液晶
の遅相軸とほぼ直交する。ここで液晶層の平均の遅相軸
方向は、液晶層を挾持する上基板および下基板の界面で
の液晶分子の配向ベクトルの和に相当する。
打ち消すことを目的に配置されており、該遅相軸は液晶
の遅相軸とほぼ直交する。ここで液晶層の平均の遅相軸
方向は、液晶層を挾持する上基板および下基板の界面で
の液晶分子の配向ベクトルの和に相当する。
【００４３】本発明の表示装置においては、光源として
冷陰極管、熱陰極管やエレクトロルミネッセントを用い
たもの、または外光を利用した反射型のものに適用する
ことができる。
冷陰極管、熱陰極管やエレクトロルミネッセントを用い
たもの、または外光を利用した反射型のものに適用する
ことができる。
【００４４】
【作用】本発明の液晶表示装置が、コントラストが高
く、表示の均一性の高い理由は、液晶分子が基板界面を
除きほぼ立上って分子配向が安定する高電圧印加時に黒
表示となるため透過率の減衰が小さくなり、かつ、複屈
折媒体を用いて液晶層の残留位相差を補償することによ
り、明るい白表示が得られるためである。
く、表示の均一性の高い理由は、液晶分子が基板界面を
除きほぼ立上って分子配向が安定する高電圧印加時に黒
表示となるため透過率の減衰が小さくなり、かつ、複屈
折媒体を用いて液晶層の残留位相差を補償することによ
り、明るい白表示が得られるためである。
【００４５】また、視角特性が良好な理由は、液晶層の
ねじれ角を１０〜８０度とし、液晶層の厚さｄと屈折率
異方性Δｎの積Δｎ・ｄ（μｍ）を０.５よりもさらに
小さくしたことと、界面残留位相差を補償する複屈折媒
体を偏光板と液晶層の間に配置したことにより、位相差
の視角による変化が小さくなったためである。
ねじれ角を１０〜８０度とし、液晶層の厚さｄと屈折率
異方性Δｎの積Δｎ・ｄ（μｍ）を０.５よりもさらに
小さくしたことと、界面残留位相差を補償する複屈折媒
体を偏光板と液晶層の間に配置したことにより、位相差
の視角による変化が小さくなったためである。
【００４６】
【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
る。
【００４７】〔実施例１〕図１は本発明の液晶表示装置
の構成の一実施例を示す模式斜視図である。本実施例で
は、電界効果型液晶として正の誘電異方性を有するネマ
チック液晶を用いて時分割駆動を行った例で説明する。
の構成の一実施例を示す模式斜視図である。本実施例で
は、電界効果型液晶として正の誘電異方性を有するネマ
チック液晶を用いて時分割駆動を行った例で説明する。
【００４８】液晶分子７のねじれ方向とねじれ角は、上
側電極基板５のラビング方向６と下側電極基板９のラビ
ング方向８及びネマチック液晶に添加される旋光性物質
の種類と添加量によって規定される。ねじれ角は、しき
い値近傍の点灯状態が光を散乱する配向となることから
最大値が制限され、３６０度が上限であり、また、下限
はコントラストによって制限され、１８０度である。
側電極基板５のラビング方向６と下側電極基板９のラビ
ング方向８及びネマチック液晶に添加される旋光性物質
の種類と添加量によって規定される。ねじれ角は、しき
い値近傍の点灯状態が光を散乱する配向となることから
最大値が制限され、３６０度が上限であり、また、下限
はコントラストによって制限され、１８０度である。
【００４９】本実施例では、走査線数が２００本以上で
も、コントラストが十分に満足できるような白黒表示が
可能な液晶素子の提供を目的としたので、ねじれ角は上
下基板間で２４０度とした。また、このねじれ角を実現
するためには、基板界面と液晶分子のなす傾斜角（プレ
チルト角）を２度以上とする必要があり、ここではポリ
イミド配向膜（日産化学製ＲＮ４２２）を基板面に形成
して４度とした。
も、コントラストが十分に満足できるような白黒表示が
可能な液晶素子の提供を目的としたので、ねじれ角は上
下基板間で２４０度とした。また、このねじれ角を実現
するためには、基板界面と液晶分子のなす傾斜角（プレ
チルト角）を２度以上とする必要があり、ここではポリ
イミド配向膜（日産化学製ＲＮ４２２）を基板面に形成
して４度とした。
【００５０】また、ビフェニール系液晶とエステルシク
ロヘキサン系液晶を主成分とするネマチック液晶（メル
ク社：ＺＬＩ−４４５５）△ｎ＝０.１２を用い、液晶
層の厚さを６.５μｍとした。なお、該液晶は、旋光性
物質（メルク社製：Ｓ８１１）を０.７重量％添加した
ものである。
ロヘキサン系液晶を主成分とするネマチック液晶（メル
ク社：ＺＬＩ−４４５５）△ｎ＝０.１２を用い、液晶
層の厚さを６.５μｍとした。なお、該液晶は、旋光性
物質（メルク社製：Ｓ８１１）を０.７重量％添加した
ものである。
【００５１】偏光板としては、日東電工製Ｇ１２２０Ｄ
Ｕ（偏光度９９.９５％）を用い、下側偏光板１０の吸
収軸（偏光軸）１１と下側電極基板９の下側ラビング軸
８とのなす角は、コントラスト比，明るさ，色等を考慮
すると３０〜６０度または１２０〜１５０度の範囲が望
ましく、本実施例では１３５度とした。
Ｕ（偏光度９９.９５％）を用い、下側偏光板１０の吸
収軸（偏光軸）１１と下側電極基板９の下側ラビング軸
８とのなす角は、コントラスト比，明るさ，色等を考慮
すると３０〜６０度または１２０〜１５０度の範囲が望
ましく、本実施例では１３５度とした。
【００５２】また、下側偏光板１０の吸収軸１１と上側
偏光板１の吸収軸２との交差角度はほぼ９０度とした。
偏光板１の吸収軸２との交差角度はほぼ９０度とした。
【００５３】複屈折媒体としては、トリアセチルセルロ
ース（ＴＡＣ）フィルム一枚を基板５の外側に配置した
が、基板５と液晶層７の間、あるいは基板９と液晶層７
の間に配置してもよい。また、複屈折媒体（有機高分子
フィルム）は基板５あるいは９と偏光板１あるいは１０
の間に各一枚、あるいは各二枚配置してもよい。この場
合、各々のフィルムの位相差は、片側一枚の場合よりも
低くすることが望ましい。
ース（ＴＡＣ）フィルム一枚を基板５の外側に配置した
が、基板５と液晶層７の間、あるいは基板９と液晶層７
の間に配置してもよい。また、複屈折媒体（有機高分子
フィルム）は基板５あるいは９と偏光板１あるいは１０
の間に各一枚、あるいは各二枚配置してもよい。この場
合、各々のフィルムの位相差は、片側一枚の場合よりも
低くすることが望ましい。
【００５４】該複屈折媒体である有機高分子フィルムと
しては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明な複屈折
性プラスチック延伸フィルムを用いることができ、ＴＡ
Ｃフィルムに限定されない。
しては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明な複屈折
性プラスチック延伸フィルムを用いることができ、ＴＡ
Ｃフィルムに限定されない。
【００５５】図５は、前記の液晶表示装置の印加電圧に
対する透過率の変化を示すグラフである。本実施例では
時分割駆動を行ない、前記選択電圧Ｖ2として２.７Ｖを
印加し、透過率が最小となるように位相補正を行なっ
た。この時、非選択電圧Ｖ1は１／２００デューティ駆
動を行うため２.５２Ｖとし２値表示としたが、Ｖ1とＶ
2の間の電圧２.６ＶをＶ3に、あるいはＶ2より高電圧
２.８ＶのＶ4を設定し、３値以上の多階調表示も可能で
ある。
対する透過率の変化を示すグラフである。本実施例では
時分割駆動を行ない、前記選択電圧Ｖ2として２.７Ｖを
印加し、透過率が最小となるように位相補正を行なっ
た。この時、非選択電圧Ｖ1は１／２００デューティ駆
動を行うため２.５２Ｖとし２値表示としたが、Ｖ1とＶ
2の間の電圧２.６ＶをＶ3に、あるいはＶ2より高電圧
２.８ＶのＶ4を設定し、３値以上の多階調表示も可能で
ある。
【００５６】前記液晶層の位相差は、電圧無印加の状態
で０.７８μｍ、非選択電圧（Ｖ1）２.５２Ｖ印加時に
は０.７０μｍ、選択電圧（Ｖ2）２.７Ｖ印加時には０.
１４μｍである。従って、液晶層の界面残留位相差を補
償するための複屈折媒体の位相差は０.１４μｍが必要
であり、これを配置することによりコントラスト比は従
来の２０：１から１００：１に向上できる。
で０.７８μｍ、非選択電圧（Ｖ1）２.５２Ｖ印加時に
は０.７０μｍ、選択電圧（Ｖ2）２.７Ｖ印加時には０.
１４μｍである。従って、液晶層の界面残留位相差を補
償するための複屈折媒体の位相差は０.１４μｍが必要
であり、これを配置することによりコントラスト比は従
来の２０：１から１００：１に向上できる。
【００５７】０.１４μｍの複屈折媒体を得る別の手段
として、位相差０.３μｍＴＡＣフィルムと位相差０.４
４μｍのＴＡＣフィルムの遅相軸を概略直交させて積層
するか、あるいは位相差０.３μｍのＴＡＣフィルムと
位相差０.１６μｍのＰＶＡフィルムを所定の交差角度
で積層することによっても得ることができる。
として、位相差０.３μｍＴＡＣフィルムと位相差０.４
４μｍのＴＡＣフィルムの遅相軸を概略直交させて積層
するか、あるいは位相差０.３μｍのＴＡＣフィルムと
位相差０.１６μｍのＰＶＡフィルムを所定の交差角度
で積層することによっても得ることができる。
【００５８】また、１００：１以上のコントラスト比を
得るためには有機高分子フィルムの位相差は０.１４μ
ｍであるが、それに近接した値、±２０％の範囲であれ
ばほぼ同様の効果が得られる。さらにまた、位相差を
０.２３μｍの有機高分子フィルムをそのまま用いた場
合は、コントラスト比は１００：１に達しないが、従来
よりは向上した６０：１のものを得た。
得るためには有機高分子フィルムの位相差は０.１４μ
ｍであるが、それに近接した値、±２０％の範囲であれ
ばほぼ同様の効果が得られる。さらにまた、位相差を
０.２３μｍの有機高分子フィルムをそのまま用いた場
合は、コントラスト比は１００：１に達しないが、従来
よりは向上した６０：１のものを得た。
【００５９】図６は、本実施例の選択電圧と非選択電圧
の印加時における透過率の波長依存性を示すグラフであ
る。可視光領域（４００〜７００ｎｍ）においては透過
率の波長依存性は比較的小さく、白黒表示が得られる。
の印加時における透過率の波長依存性を示すグラフであ
る。可視光領域（４００〜７００ｎｍ）においては透過
率の波長依存性は比較的小さく、白黒表示が得られる。
【００６０】図７は本実施例の黒表示時の透過率の周波
数依存性を示すグラフである。また、図８は従来のノー
マリークローズ方式の黒表示時の透過率の周波数依存性
を示すグラフである。
数依存性を示すグラフである。また、図８は従来のノー
マリークローズ方式の黒表示時の透過率の周波数依存性
を示すグラフである。
【００６１】本実施例の場合は、周波数５０Ｈｚの透過
率と１ｋＨｚの透過率の比は２.５である。これに対し
て、従来（比較例１）の場合の周波数５０Ｈｚの透過率
と１ｋＨｚの透過率の比は４.９であり、本実施例が透
過率の変動が少なくクロストークが起こりにくいことを
示唆している。なお、液晶素子のねじれ角は１８０〜２
７０度の範囲であれば同様の効果を示す。
率と１ｋＨｚの透過率の比は２.５である。これに対し
て、従来（比較例１）の場合の周波数５０Ｈｚの透過率
と１ｋＨｚの透過率の比は４.９であり、本実施例が透
過率の変動が少なくクロストークが起こりにくいことを
示唆している。なお、液晶素子のねじれ角は１８０〜２
７０度の範囲であれば同様の効果を示す。
【００６２】本実施例では、光源として冷陰極管を用い
たが、熱陰極管やエレクトロルミネッセントでもよく、
また、光源を用いずに反射板を用いた外光利用型でも同
様の効果が得られる。特に、反射型の場合には、光透過
率の高い偏光板、例えば、透過率４０％以上、偏光度９
５％以下（日東電工製のＮＰＦ−Ｆ１２２５ＤＵ；透過
率４５％）を用いれば、コントラスト比を低下すること
なく、明るさを向上することができる。
たが、熱陰極管やエレクトロルミネッセントでもよく、
また、光源を用いずに反射板を用いた外光利用型でも同
様の効果が得られる。特に、反射型の場合には、光透過
率の高い偏光板、例えば、透過率４０％以上、偏光度９
５％以下（日東電工製のＮＰＦ−Ｆ１２２５ＤＵ；透過
率４５％）を用いれば、コントラスト比を低下すること
なく、明るさを向上することができる。
【００６３】また、カラーフィルターを具備することに
より、カラー表示も可能である。
より、カラー表示も可能である。
【００６４】〔比較例１〕実施例１と同じ構成で、複屈
折媒体３の代わりに液晶層がねじれた構造の液晶素子を
積層した。該素子の液晶には旋光性物質としてメルク社
のＲ８１１を０.５重量％添加し、ねじり角を−２４０
度に設定し、この素子への電圧印加は行なわなかった。
この構成では電圧無印加時で黒表示となるノーマリーク
ローズとなり、コントラスト比は２０：１である。図８
に黒表示時の透過率の周波数依存性を示す。周波数によ
り黒表示時の透過率が大きく変化し、クロストークが発
生し易いことが分かる。
折媒体３の代わりに液晶層がねじれた構造の液晶素子を
積層した。該素子の液晶には旋光性物質としてメルク社
のＲ８１１を０.５重量％添加し、ねじり角を−２４０
度に設定し、この素子への電圧印加は行なわなかった。
この構成では電圧無印加時で黒表示となるノーマリーク
ローズとなり、コントラスト比は２０：１である。図８
に黒表示時の透過率の周波数依存性を示す。周波数によ
り黒表示時の透過率が大きく変化し、クロストークが発
生し易いことが分かる。
【００６５】〔比較例２〕実施例１と同じ構成で、下側
偏光板１０の吸収軸１１と下側電極基板９のラビング方
向８とのなす角を４５度とし、下側偏光板１０の吸収軸
１１と上側偏光板１の吸収軸２との交差角度をほぼ９０
度とした。また、複屈折媒体として位相差０.５６μｍ
のＰＣフィルムを一枚用い、該フィルムの遅相軸（延伸
軸）４と上側電極基板５のラビング方向６とのなす角を
ほぼ９０度とした。
偏光板１０の吸収軸１１と下側電極基板９のラビング方
向８とのなす角を４５度とし、下側偏光板１０の吸収軸
１１と上側偏光板１の吸収軸２との交差角度をほぼ９０
度とした。また、複屈折媒体として位相差０.５６μｍ
のＰＣフィルムを一枚用い、該フィルムの遅相軸（延伸
軸）４と上側電極基板５のラビング方向６とのなす角を
ほぼ９０度とした。
【００６６】この場合は、電圧無印加あるいは非選択電
圧印加時に白表示となるノーマリーオープンとなるが、
白表示と透過率を優先して複屈折媒体を配置したためコ
ントラスト比が約４：１であった。
圧印加時に白表示となるノーマリーオープンとなるが、
白表示と透過率を優先して複屈折媒体を配置したためコ
ントラスト比が約４：１であった。
【００６７】〔実施例２〕実施例１と同じ構成で、複屈
折媒体として位相差０.２μｍのＰＣフィルムと位相差
０.３４μｍのＰＣフィルムのそれぞれの遅相軸をほぼ
直交させて積層し、位相差を０.１４μｍとしたものを
用いた。この時のコントラスト比は７０：１であった。
折媒体として位相差０.２μｍのＰＣフィルムと位相差
０.３４μｍのＰＣフィルムのそれぞれの遅相軸をほぼ
直交させて積層し、位相差を０.１４μｍとしたものを
用いた。この時のコントラスト比は７０：１であった。
【００６８】〔実施例３〕実施例１と同じ構成で、上側
偏光板１と上側電極基板５の間に複屈折媒体として厚さ
１００μｍ、屈折率の異方性Δｎが０.００１４で位相
差０.１４μｍのＰＣフィルムを、さらに下側偏光板１
０と下側電極基板９の間に複屈折媒体として厚さ５０μ
ｍ、位相差０.５６μｍのＰＣフィルムを配置した。こ
の時のコントラスト比は７０：１であった。
偏光板１と上側電極基板５の間に複屈折媒体として厚さ
１００μｍ、屈折率の異方性Δｎが０.００１４で位相
差０.１４μｍのＰＣフィルムを、さらに下側偏光板１
０と下側電極基板９の間に複屈折媒体として厚さ５０μ
ｍ、位相差０.５６μｍのＰＣフィルムを配置した。こ
の時のコントラスト比は７０：１であった。
【００６９】〔実施例４〕実施例１と同じ構成で、複屈
折媒体４として液晶素子を用いた。該素子には旋光性物
質としてメルク社製のＲ８１１を０.５重量％添加し、
ねじれ角−２４０度、Δｎ・ｄ＝０.９９μｍの液晶素
子に１ｋＨｚ，実効値電圧４Ｖの矩形波を印加した。該
液晶素子の電圧印加状態での位相差は０.１４μｍであ
る。この時のコントラスト比は１００：１であった。
折媒体４として液晶素子を用いた。該素子には旋光性物
質としてメルク社製のＲ８１１を０.５重量％添加し、
ねじれ角−２４０度、Δｎ・ｄ＝０.９９μｍの液晶素
子に１ｋＨｚ，実効値電圧４Ｖの矩形波を印加した。該
液晶素子の電圧印加状態での位相差は０.１４μｍであ
る。この時のコントラスト比は１００：１であった。
【００７０】〔実施例５〕実施例１と同じ構成で、複屈
折媒体として偏光板と一体化した楕円偏光板を用いた。
図９に本実施例で用いた偏光板の斜視図を示す。偏光フ
ィルム１６の両面に有機高分子フィルムからなる保護フ
ィルム１５，１７が密着積層されている。該保護フィル
ム１５，１７は水分、紫外線等を遮断する機能を有する
ものである。 本実施例の偏光フィルム１６としては、
ヨウ素を添加したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィ
ルムを一軸延伸したものである。また、保護フィルム１
５，１７は位相差０.０５０μｍのＴＡＣフィルムを用
い、保護フィルム１７の遅相軸１４と偏光フィルム１６
の吸収軸１３の交差角は１５度とした。
折媒体として偏光板と一体化した楕円偏光板を用いた。
図９に本実施例で用いた偏光板の斜視図を示す。偏光フ
ィルム１６の両面に有機高分子フィルムからなる保護フ
ィルム１５，１７が密着積層されている。該保護フィル
ム１５，１７は水分、紫外線等を遮断する機能を有する
ものである。 本実施例の偏光フィルム１６としては、
ヨウ素を添加したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィ
ルムを一軸延伸したものである。また、保護フィルム１
５，１７は位相差０.０５０μｍのＴＡＣフィルムを用
い、保護フィルム１７の遅相軸１４と偏光フィルム１６
の吸収軸１３の交差角は１５度とした。
【００７１】なお、保護フィルム１７の外側に粘着層１
８を設けて液晶素子の基板に密着させることができる。
また、保護フィルムにはポリカーボネート、ポリビニル
アルコール等の複屈折性プラスチック延伸フィルムを用
いることもできる。
８を設けて液晶素子の基板に密着させることができる。
また、保護フィルムにはポリカーボネート、ポリビニル
アルコール等の複屈折性プラスチック延伸フィルムを用
いることもできる。
【００７２】複屈折媒体と一体化した楕円偏光板として
は、図１０に示すように３層あるいは４層以上の構造の
ものを、目的に応じて用いることができる。
は、図１０に示すように３層あるいは４層以上の構造の
ものを、目的に応じて用いることができる。
【００７３】〔比較例６〕実施例４と同じ構成で、複屈
折媒体の代わりにねじり構造を持たないホモジニアス配
向の液晶素子を用いた。図１１は、印加した交流電圧に
対する透過率の変化を示すグラフである。コントラスト
比が１００：１以上を得る駆動電圧（Ｖ2）は１０Ｖ以
上となり、Ｖ2を６Ｖとするとコントラスト比は３：１
となった。
折媒体の代わりにねじり構造を持たないホモジニアス配
向の液晶素子を用いた。図１１は、印加した交流電圧に
対する透過率の変化を示すグラフである。コントラスト
比が１００：１以上を得る駆動電圧（Ｖ2）は１０Ｖ以
上となり、Ｖ2を６Ｖとするとコントラスト比は３：１
となった。
【００７４】〔実施例７〕実施例１と同じ構成で、下側
偏光板１０の吸収軸（偏光軸）１１と上側偏光板１の吸
収軸２との交差角度をほぼ９０度とした。液晶層のねじ
れ角を６０度、下側偏光板１０の吸収軸１１とラビング
方向（液晶配向方向）との角度を１５度に設定した。液
晶にはメルク社製ＺＬＩ１８００−１００（Δｎ＝０.
０７０５）を用い、液晶層の厚さ４.９μｍとし、Δｎ
・ｄを０.３４５μｍに設定した。複屈折媒体として位
相差（Δｎｄ）が０.０３μｍのＰＶＡ一軸延伸フィル
ムを２枚用い、一枚を下側偏光板１０と基板９との間
に、他の一枚を上側偏光１と基板５との間にそれぞれ配
置し、該フィルムの遅相軸４を基板界面の液晶配向方向
（ラビング方向）に対して９０度に、それぞれ設定し
た。
偏光板１０の吸収軸（偏光軸）１１と上側偏光板１の吸
収軸２との交差角度をほぼ９０度とした。液晶層のねじ
れ角を６０度、下側偏光板１０の吸収軸１１とラビング
方向（液晶配向方向）との角度を１５度に設定した。液
晶にはメルク社製ＺＬＩ１８００−１００（Δｎ＝０.
０７０５）を用い、液晶層の厚さ４.９μｍとし、Δｎ
・ｄを０.３４５μｍに設定した。複屈折媒体として位
相差（Δｎｄ）が０.０３μｍのＰＶＡ一軸延伸フィル
ムを２枚用い、一枚を下側偏光板１０と基板９との間
に、他の一枚を上側偏光１と基板５との間にそれぞれ配
置し、該フィルムの遅相軸４を基板界面の液晶配向方向
（ラビング方向）に対して９０度に、それぞれ設定し
た。
【００７５】この時の正面における透過率３７.６％
（０Ｖ印加時）、８Ｖ印加時のコントラスト比は約２２
０であった。
（０Ｖ印加時）、８Ｖ印加時のコントラスト比は約２２
０であった。
【００７６】また、正面における輝度の階調レベルを８
段階に分割し、その各階調表示時における領域を斜め方
向から見た時、隣合う２つの領域において最初に明暗が
反転し始める時の角度範囲は、左右において７２度、上
下において５５度であった。
段階に分割し、その各階調表示時における領域を斜め方
向から見た時、隣合う２つの領域において最初に明暗が
反転し始める時の角度範囲は、左右において７２度、上
下において５５度であった。
【００７７】〔実施例８〕実施例７と同じ同じ構成で、
液晶にメルク社製ＺＬＩ１６４６（Δｎ＝０.０８）を
用い、液晶層の厚さ４.３μｍとし、Δｎ・ｄを０.３４
μｍに設定した。複屈折媒体としてΔｎｄが０.０３μ
ｍの一軸延伸フィルム１を、上側偏光板１と基板５との
間に配置し、高分子フィルムの遅相軸４をそれぞれの基
板界面のラビング方向のベクトル和の方向とほぼ直交す
るようにして積層した。
液晶にメルク社製ＺＬＩ１６４６（Δｎ＝０.０８）を
用い、液晶層の厚さ４.３μｍとし、Δｎ・ｄを０.３４
μｍに設定した。複屈折媒体としてΔｎｄが０.０３μ
ｍの一軸延伸フィルム１を、上側偏光板１と基板５との
間に配置し、高分子フィルムの遅相軸４をそれぞれの基
板界面のラビング方向のベクトル和の方向とほぼ直交す
るようにして積層した。
【００７８】この時の正面における透過率３７.４％
（０Ｖ印加時）、８Ｖ印加時のコントラスト比は約２１
０であった。
（０Ｖ印加時）、８Ｖ印加時のコントラスト比は約２１
０であった。
【００７９】また、正面における輝度の階調レベルを８
段階に分割し、その各階調表示時における領域を斜め方
向から見た時、隣合う２つの領域において最初に明暗が
反転し始める時の角度範囲は、左右において６５度、上
下において４０度であった。
段階に分割し、その各階調表示時における領域を斜め方
向から見た時、隣合う２つの領域において最初に明暗が
反転し始める時の角度範囲は、左右において６５度、上
下において４０度であった。
【００８０】〔実施例９〕実施例７と同じ構成で、液晶
層の厚さを５.５μｍとし、Δｎ・ｄを０.４４μｍに設
定した。正面の透過率３４.２％（０Ｖ印加時）、８Ｖ
印加時のコントラスト比は約１９０であった。また、正
面における輝度の階調レベルを８段階に分割し、隣合う
２つの領域において明暗が反転し始める時の角度範囲
は、左右が５７度、上下が３２度であった。
層の厚さを５.５μｍとし、Δｎ・ｄを０.４４μｍに設
定した。正面の透過率３４.２％（０Ｖ印加時）、８Ｖ
印加時のコントラスト比は約１９０であった。また、正
面における輝度の階調レベルを８段階に分割し、隣合う
２つの領域において明暗が反転し始める時の角度範囲
は、左右が５７度、上下が３２度であった。
【００８１】〔実施例１０〕実施例９と同じ構成で、液
晶にメルク社製ＺＬＩ３１２２（Δｎ＝０.０４６６）
を用い、液晶層の厚さ５.８μｍとし、Δｎ・ｄを０.２
７μｍに設定した。正面の透過率３４.４％（０Ｖ印加
時）、８Ｖ印加時のコントラスト比は約１９０であっ
た。また、正面における輝度の階調レベルを８段階に分
割し、隣合う２つの領域において明暗が反転し始める時
の角度範囲は、左右が７９度、上下が６０度であった。
晶にメルク社製ＺＬＩ３１２２（Δｎ＝０.０４６６）
を用い、液晶層の厚さ５.８μｍとし、Δｎ・ｄを０.２
７μｍに設定した。正面の透過率３４.４％（０Ｖ印加
時）、８Ｖ印加時のコントラスト比は約１９０であっ
た。また、正面における輝度の階調レベルを８段階に分
割し、隣合う２つの領域において明暗が反転し始める時
の角度範囲は、左右が７９度、上下が６０度であった。
【００８２】〔実施例１１〕実施例７と同じ構成で、下
側偏光板１０の吸収軸１１と上側偏光板１の吸収軸２と
の交差角度をほぼ９０度とし、液晶層のねじれ角を６０
度に設定した。液晶はメルク社製ＺＬＩ１６４６（Δｎ
＝０.０８）を使用し、液晶層の厚さ４.６μｍとし、Δ
ｎ・ｄを０.３７μｍに設定した。
側偏光板１０の吸収軸１１と上側偏光板１の吸収軸２と
の交差角度をほぼ９０度とし、液晶層のねじれ角を６０
度に設定した。液晶はメルク社製ＺＬＩ１６４６（Δｎ
＝０.０８）を使用し、液晶層の厚さ４.６μｍとし、Δ
ｎ・ｄを０.３７μｍに設定した。
【００８３】複屈折媒体は、Δｎｄが０.５８μｍと０.
５４μｍの一軸延伸ＰＣフィルムを延伸方向が直交する
ように積層したものを用いた。該フィルムは、位相差の
大きい方のフィルムの延伸方向に遅相軸を有し、その合
成される位相差は０.０４μｍで、１枚の複屈折媒体と
して取り扱うことができるものである。これを基板と偏
光板との間に上下共にそれぞれ挿入し、それぞれの複屈
折媒体の遅相軸が液晶配向方向に対してそれぞれ９０度
となるように積層した。
５４μｍの一軸延伸ＰＣフィルムを延伸方向が直交する
ように積層したものを用いた。該フィルムは、位相差の
大きい方のフィルムの延伸方向に遅相軸を有し、その合
成される位相差は０.０４μｍで、１枚の複屈折媒体と
して取り扱うことができるものである。これを基板と偏
光板との間に上下共にそれぞれ挿入し、それぞれの複屈
折媒体の遅相軸が液晶配向方向に対してそれぞれ９０度
となるように積層した。
【００８４】図１２は、基板に対して垂直方向と、基板
に対して左方向から３０度と４５度傾斜した方向で測定
した透過率と印加電圧との関係を示すグラフである。な
お、透過率（％）はフォトリサーチ社製の輝度計（タイ
プ１９８０Ａ）で測定した光源輝度に対する表示素子透
過後の輝度の比率である。
に対して左方向から３０度と４５度傾斜した方向で測定
した透過率と印加電圧との関係を示すグラフである。な
お、透過率（％）はフォトリサーチ社製の輝度計（タイ
プ１９８０Ａ）で測定した光源輝度に対する表示素子透
過後の輝度の比率である。
【００８５】偏光板のみの平行透過率３４％、印加電圧
１Ｖの時の垂直方向の透過率３１％であり、６Ｖでのコ
ントラスト比は１６０であった。また、図１２から明ら
かなように、左方向から３０度および４５度の傾斜透過
率は、垂直方向からの透過率と僅差である。
１Ｖの時の垂直方向の透過率３１％であり、６Ｖでのコ
ントラスト比は１６０であった。また、図１２から明ら
かなように、左方向から３０度および４５度の傾斜透過
率は、垂直方向からの透過率と僅差である。
【００８６】また、液晶層のねじれ角を９０度とした従
来のＴＮ方式では視角を大きくした時に明暗表示が反転
するが、本実施例ではこうした反転は起らなかった。
来のＴＮ方式では視角を大きくした時に明暗表示が反転
するが、本実施例ではこうした反転は起らなかった。
【００８７】〔実施例１２〕実施例７と同じ構成で、液
晶層のねじれ角を７５度、下側偏光板１０の吸収軸１１
と上側偏光板１の吸収軸２との交差角をほぼ８４度と
し、下側偏光板１０の吸収軸１１とラビング方向とがな
す角度を７度に設定した。液晶層の厚さ５.１μｍと
し、Δｎ・ｄが０.４１μｍになるように設定し、基板
と偏光板の間に複屈折媒体は配置せず、代わりに図９に
示すΔｎｄ０.１μｍの保護フィルム１７を有する楕円
偏光板を用いた。この保護フィルム１７の遅相軸１４
は、それぞれ基板界面の液晶配向方向と直交して設定し
た。
晶層のねじれ角を７５度、下側偏光板１０の吸収軸１１
と上側偏光板１の吸収軸２との交差角をほぼ８４度と
し、下側偏光板１０の吸収軸１１とラビング方向とがな
す角度を７度に設定した。液晶層の厚さ５.１μｍと
し、Δｎ・ｄが０.４１μｍになるように設定し、基板
と偏光板の間に複屈折媒体は配置せず、代わりに図９に
示すΔｎｄ０.１μｍの保護フィルム１７を有する楕円
偏光板を用いた。この保護フィルム１７の遅相軸１４
は、それぞれ基板界面の液晶配向方向と直交して設定し
た。
【００８８】１Ｖの電圧印加時の透過率は３３％（理想
値の９９％）であり、複屈折媒体を偏光板とは別個に挿
入配置した場合よりも透過率が向上した。また、液晶素
子自体の厚さもほぼ５％薄くすることができる。
値の９９％）であり、複屈折媒体を偏光板とは別個に挿
入配置した場合よりも透過率が向上した。また、液晶素
子自体の厚さもほぼ５％薄くすることができる。
【００８９】〔実施例１３〕実施例１１と同じ構成で、
液晶層のねじれ角を４５度、下側偏光板１０の吸収軸１
１と上側偏光板１の吸収軸２との交差角をほぼ８９度と
し、下側偏光板１０の吸収軸１１とラビング方向とがな
す角度を２３度に設定した。液晶層の厚さ４.０μｍと
し、Δｎ・ｄを０.３２μｍになるよう設定した。複屈
折媒体として、Δｎｄが０.５８μｍと０.５３μｍの一
軸延伸ＰＣフィルムの延伸方向を直交して積層した位相
差０.０５μｍのものを用いた。該複屈折媒体を基板と
偏光板の間に、Δｎｄ０.５８μｍのフィルムの延伸軸
方向が、液晶配向方向と直交するように配置した。
液晶層のねじれ角を４５度、下側偏光板１０の吸収軸１
１と上側偏光板１の吸収軸２との交差角をほぼ８９度と
し、下側偏光板１０の吸収軸１１とラビング方向とがな
す角度を２３度に設定した。液晶層の厚さ４.０μｍと
し、Δｎ・ｄを０.３２μｍになるよう設定した。複屈
折媒体として、Δｎｄが０.５８μｍと０.５３μｍの一
軸延伸ＰＣフィルムの延伸方向を直交して積層した位相
差０.０５μｍのものを用いた。該複屈折媒体を基板と
偏光板の間に、Δｎｄ０.５８μｍのフィルムの延伸軸
方向が、液晶配向方向と直交するように配置した。
【００９０】この液晶表示装置の印加電圧１Ｖの時の透
過率は３１％（理想値の９１％）であった。また、印加
電圧５Ｖにおけるコントラスト比は約１９０で、高コン
トラスト比が得られる電圧を５Ｖに下げることができ
た。図１２と同様な透過率と電圧の関係が得られ、明暗
表示の反転がない表示装置が得られた。
過率は３１％（理想値の９１％）であった。また、印加
電圧５Ｖにおけるコントラスト比は約１９０で、高コン
トラスト比が得られる電圧を５Ｖに下げることができ
た。図１２と同様な透過率と電圧の関係が得られ、明暗
表示の反転がない表示装置が得られた。
【００９１】〔比較例４〕図１３は、実施例１１の液晶
表示装置において、複屈折媒体を挿入しない場合の透過
率と電圧の関係を示すグラフである。実施例１１では、
印加電圧６Ｖでコントラスト比１６０を得たが、本比較
例では６Ｖのコントラスト比は３０であった。配向膜近
傍の液晶のリタデーションがコントラスト比低下の原因
である。
表示装置において、複屈折媒体を挿入しない場合の透過
率と電圧の関係を示すグラフである。実施例１１では、
印加電圧６Ｖでコントラスト比１６０を得たが、本比較
例では６Ｖのコントラスト比は３０であった。配向膜近
傍の液晶のリタデーションがコントラスト比低下の原因
である。
【００９２】〔実施例１４〕実施例８と同じ構成で、液
晶層のねじれ角を６０度、下側偏光板１０の吸収軸１１
と上側偏光板１の吸収軸２との交差角度をほぼ８２度、
下側偏光板１０の吸収軸１１とラビング方向とがなす角
度を７度に設定した。液晶層の厚さ４.３μｍとし、Δ
ｎ・ｄを０.３４μｍに設定した。複屈折媒体には、Δ
ｎｄが０.０３μｍの一軸延伸フィルムを遅相軸がそれ
ぞれの基板のラビング方向のベクトル和の方向とほぼ直
交するよう偏光板の内側に積層した。
晶層のねじれ角を６０度、下側偏光板１０の吸収軸１１
と上側偏光板１の吸収軸２との交差角度をほぼ８２度、
下側偏光板１０の吸収軸１１とラビング方向とがなす角
度を７度に設定した。液晶層の厚さ４.３μｍとし、Δ
ｎ・ｄを０.３４μｍに設定した。複屈折媒体には、Δ
ｎｄが０.０３μｍの一軸延伸フィルムを遅相軸がそれ
ぞれの基板のラビング方向のベクトル和の方向とほぼ直
交するよう偏光板の内側に積層した。
【００９３】この時の正面における透過率３７.４％
（０Ｖ印加時）、８Ｖ印加時のコントラスト比は約２０
０であった。また、正面における輝度の階調レベルを８
段階に分割し、隣合う２つの領域において明暗が反転し
始める時の角度範囲は、左右が６５度、上下が４０度で
あった。
（０Ｖ印加時）、８Ｖ印加時のコントラスト比は約２０
０であった。また、正面における輝度の階調レベルを８
段階に分割し、隣合う２つの領域において明暗が反転し
始める時の角度範囲は、左右が６５度、上下が４０度で
あった。
【００９４】〔実施例１５〕実施例８と構成が同じで、
複屈折媒体に、Δｎｄが０.０３μｍの一軸延伸フィル
ムを１枚用い、偏光板の内側に遅相軸がそれぞれの界面
のラビング方向のベクトル和の方向と６５度になるよう
に積層した。
複屈折媒体に、Δｎｄが０.０３μｍの一軸延伸フィル
ムを１枚用い、偏光板の内側に遅相軸がそれぞれの界面
のラビング方向のベクトル和の方向と６５度になるよう
に積層した。
【００９５】この時の正面における透過率３７.０％
（０Ｖ印加時）８Ｖ印加時のコントラスト比は約１９０
であった。また、正面における輝度の階調レベルを８段
階に分割し、隣合う２つの領域において明暗が反転し始
める時の角度範囲は、左右が６５度、上下が４０度であ
った。
（０Ｖ印加時）８Ｖ印加時のコントラスト比は約１９０
であった。また、正面における輝度の階調レベルを８段
階に分割し、隣合う２つの領域において明暗が反転し始
める時の角度範囲は、左右が６５度、上下が４０度であ
った。
【００９６】〔実施例１６〕実施例２と構成が同じで、
液晶層のねじれ角を２０度、下側偏光板１０の吸収軸１
１と上側偏光板１の吸収軸２との交差角度をほぼ９０
度、下偏光板１０の吸収軸１１とラビング方向とがなす
角度を３５度に設定した。液晶層の厚さ５.０μｍと
し、Δｎ・ｄが０.４μｍに設定した。複屈折媒体に
は、Δｎｄが０.０３μｍの一軸延伸フィルムを遅相軸
がそれぞれの基板のラビング方向のベクトル和の方向と
ほぼ直交するよう偏光板の内側に積層した。
液晶層のねじれ角を２０度、下側偏光板１０の吸収軸１
１と上側偏光板１の吸収軸２との交差角度をほぼ９０
度、下偏光板１０の吸収軸１１とラビング方向とがなす
角度を３５度に設定した。液晶層の厚さ５.０μｍと
し、Δｎ・ｄが０.４μｍに設定した。複屈折媒体に
は、Δｎｄが０.０３μｍの一軸延伸フィルムを遅相軸
がそれぞれの基板のラビング方向のベクトル和の方向と
ほぼ直交するよう偏光板の内側に積層した。
【００９７】この時の正面における透過率３０.０％
（０Ｖ印加時）、８Ｖ印加時のコントラスト比は約１５
０であった。また、正面における輝度の階調レベルを８
段階に分割し、隣合う２つの領域において明暗が反転し
始める時の角度範囲は、左右が５７度、上下が３６度で
あった。
（０Ｖ印加時）、８Ｖ印加時のコントラスト比は約１５
０であった。また、正面における輝度の階調レベルを８
段階に分割し、隣合う２つの領域において明暗が反転し
始める時の角度範囲は、左右が５７度、上下が３６度で
あった。
【００９８】以上の実施例７〜１６における液晶表示装
置において、液晶層のねじれ角（ツイスト角）を変化さ
せた時の透過率と液晶層の位相差（リタデーション）Δ
ｎｄ（μｍ）との関係を図１４に示す。図１４より、液
晶層のΔｎｄを０.２〜０.７μｍとすることにより、透
過率で最大透過率の９０％以上のものが得られ、明るい
液晶表示装置を得ることができる。
置において、液晶層のねじれ角（ツイスト角）を変化さ
せた時の透過率と液晶層の位相差（リタデーション）Δ
ｎｄ（μｍ）との関係を図１４に示す。図１４より、液
晶層のΔｎｄを０.２〜０.７μｍとすることにより、透
過率で最大透過率の９０％以上のものが得られ、明るい
液晶表示装置を得ることができる。
【００９９】次に、ツイスト角と最大透過率時の液晶層
のΔｎｄ（μｍ）との関係を図１５に示す。正面の透過
率を低下させることなく視角の拡大を図ることができる
ツイスト角θ（度）と、液晶のΔｎｄの関係は曲線１１
０で表すことができる。曲線１１０は、式〔１〕で表す
ことができる。
のΔｎｄ（μｍ）との関係を図１５に示す。正面の透過
率を低下させることなく視角の拡大を図ることができる
ツイスト角θ（度）と、液晶のΔｎｄの関係は曲線１１
０で表すことができる。曲線１１０は、式〔１〕で表す
ことができる。
【０１００】
【数１】 Δｎｄ＝0.287−4.96×10~4θ−3.05×10~5θ2 …〔１〕 更に、図１５において、明るさの低下がそれほど気にな
らない程度の透過率（最大透過率の約９０％）を、ツイ
スト角度とリタデーションΔｎｄの関係で表すと斜線部
１１３となる。これは式〔２〕で表される。
らない程度の透過率（最大透過率の約９０％）を、ツイ
スト角度とリタデーションΔｎｄの関係で表すと斜線部
１１３となる。これは式〔２〕で表される。
【０１０１】
【数２】 0.2238−5.55×10~4θ＋2.43×10~5θ2 ≦Δｎｄ≦0.333−1.21×10~3θ＋5.63×10~5θ2…〔２〕 （但し、１０≦θ≦８０） 式〔２〕を簡略化し、液晶層のリタデーションΔｎｄの
範囲を表すと（０.００３３×θ＋０.１）〜（０.００
３３×θ＋０.３）μｍとなる。
範囲を表すと（０.００３３×θ＋０.１）〜（０.００
３３×θ＋０.３）μｍとなる。
【０１０２】更にまた、２枚の高分子フィルムからなる
複屈折媒体の遅相軸をそれそれ液晶分子の配向方向に垂
直に配置し、液晶層に電圧を８Ｖ印加した場合、最も透
過率の減少する上記フィルム一枚当りのリタデーション
Δｎｄのツイスト角依存性は、図１６の曲線１２０とな
り、該曲線１２０は式〔３〕で表される。
複屈折媒体の遅相軸をそれそれ液晶分子の配向方向に垂
直に配置し、液晶層に電圧を８Ｖ印加した場合、最も透
過率の減少する上記フィルム一枚当りのリタデーション
Δｎｄのツイスト角依存性は、図１６の曲線１２０とな
り、該曲線１２０は式〔３〕で表される。
【０１０３】
【数３】 Δｎｄ＝0.0175＋8.57×10~5θ−3.07×10~6θ2＋5.30×10~8θ3…〔３〕 正面のコントラスト比が複屈折媒体を入れない時より高
くなる範囲と限定することにより、より高い表示品質の
ものが得られる。その領域は図１６の斜線部１２２で表
され、式〔４〕で表さすことができる。
くなる範囲と限定することにより、より高い表示品質の
ものが得られる。その領域は図１６の斜線部１２２で表
され、式〔４〕で表さすことができる。
【０１０４】
【数４】 −1.16×10~3＋1.05×10~4θ＋4.46×10~7θ2≦ Δｎｄ≦0.347＋2.93×10~4θ−1.30×10~5θ2＋2.51×10~7θ3…〔４〕 （但し、１０≦θ≦８０） 式〔４〕を簡略化し、一枚あたりの複屈折媒体の位相差
Δｎｄの範囲を表すと（０.０００２５×θ−０.１）〜
（０.０００２５×θ−０.３）μｍとなる。
Δｎｄの範囲を表すと（０.０００２５×θ−０.１）〜
（０.０００２５×θ−０.３）μｍとなる。
【０１０５】図１５の曲線１１０、図１６の曲線１２０
上のツイスト角度６０、７０、８０および９０度におけ
る視角特性を図１７に示す。
上のツイスト角度６０、７０、８０および９０度におけ
る視角特性を図１７に示す。
【０１０６】複屈折媒体の遅相軸を、上下基板のラビン
グ方向のベクトル和の方向と平行に配置し、液晶層に電
圧を８Ｖ印加した場合、最も透過率の減少する複屈折媒
体一枚当りのリタデーションΔｎｄのツイスト角依存性
は、図１８に示す曲線１３０となり、式〔５〕で表すこ
とができる。
グ方向のベクトル和の方向と平行に配置し、液晶層に電
圧を８Ｖ印加した場合、最も透過率の減少する複屈折媒
体一枚当りのリタデーションΔｎｄのツイスト角依存性
は、図１８に示す曲線１３０となり、式〔５〕で表すこ
とができる。
【０１０７】
【数５】 Δｎｄ＝0.0357−7.44×10~5θ＋3.80×10~7θ2−4.32×10~8θ3…〔５〕 また、正面におけるコントラスト比が「複屈折媒体を挿
入しない時より高くなる範囲」と限定することにより、
より高い表示品質が得られ、その領域は図１８の斜線部
１３２で表される。なお、斜線部１３２は、式〔６〕で
表される。
入しない時より高くなる範囲」と限定することにより、
より高い表示品質が得られ、その領域は図１８の斜線部
１３２で表される。なお、斜線部１３２は、式〔６〕で
表される。
【０１０８】
【数６】 0.0203−8.21×10~6θ−1.96×10~6θ2≦ Δｎｄ≦0.0707−1.46×10~5θ−1.67×10~6θ2＋2.61×10~8θ3…〔６〕 （但し、１０≦θ≦８０） 式〔６〕を簡略化し、複屈折媒体のΔｎ・ｄの範囲を表
すと（−０.０００１６×θ＋０.０２５）〜（−０.０
００７×θ＋０.０９）μｍである。
すと（−０.０００１６×θ＋０.０２５）〜（−０.０
００７×θ＋０.０９）μｍである。
【０１０９】図１５の曲線１１０、図１８の曲線１３０
上のツイスト角度６０、７０、８０および９０度におけ
る視角特性を図１９に示す。
上のツイスト角度６０、７０、８０および９０度におけ
る視角特性を図１９に示す。
【０１１０】前記実施例７〜１６においては、０Ｖの透
過率を最大にし、８Ｖの透過率を最小にすることによっ
て視角拡大を図った。しかし、駆動電圧の低電圧化を考
慮（例えば、５Ｖの透過率を最小にする）すると、最適
な複屈折媒体のリタデーションΔｎｄの範囲は、図１６
の斜線部１２２、図１８の斜線部１３２より広がる。従
って、複屈折媒体のΔｎｄは、０.００５〜０.２μｍで
あることが必要である。
過率を最大にし、８Ｖの透過率を最小にすることによっ
て視角拡大を図った。しかし、駆動電圧の低電圧化を考
慮（例えば、５Ｖの透過率を最小にする）すると、最適
な複屈折媒体のリタデーションΔｎｄの範囲は、図１６
の斜線部１２２、図１８の斜線部１３２より広がる。従
って、複屈折媒体のΔｎｄは、０.００５〜０.２μｍで
あることが必要である。
【０１１１】情報の入力手段としてキーボード、該情報
の演算処理手段として半導体集積回路、該情報の記憶手
段として半導体メモリー及び磁気ディスク、外部装置と
の情報の受渡し手段としてパーソナルコンピュータ用通
信ケーブルであるＪＩＳ企画に記載のＲＳ２３２Ｃコネ
クターを有し、表示手段として本発明のマトリックス型
液晶表示装置を用いたラップトップ型コンピュータは、
消費電力が小さく、反射型でも高画質の表示ができるの
で、内蔵電池で駆動可能な小型軽量のコンピュータを提
供することができる。
の演算処理手段として半導体集積回路、該情報の記憶手
段として半導体メモリー及び磁気ディスク、外部装置と
の情報の受渡し手段としてパーソナルコンピュータ用通
信ケーブルであるＪＩＳ企画に記載のＲＳ２３２Ｃコネ
クターを有し、表示手段として本発明のマトリックス型
液晶表示装置を用いたラップトップ型コンピュータは、
消費電力が小さく、反射型でも高画質の表示ができるの
で、内蔵電池で駆動可能な小型軽量のコンピュータを提
供することができる。
【０１１２】また、同様にワードプロセッサ、プリンタ
等の事務用機器にも利用が可能である。
等の事務用機器にも利用が可能である。
【０１１３】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、高コントラス
ト比でクロストークの発生がなく、視角特性が優れてい
ると云う効果があるため、高品質の表示装置を提供する
ことができる。
ト比でクロストークの発生がなく、視角特性が優れてい
ると云う効果があるため、高品質の表示装置を提供する
ことができる。
【図１】本発明の液晶表示装置の模式斜視図である。
【図２】液晶表示素子の液晶分子の配向状態を示す模式
断面図である。
断面図である。
【図３】液晶表示素子の透過率と印加電圧との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】液晶表示素子の位相差の印加電圧依存性を示グ
ラフである。
ラフである。
【図５】本発明の液晶表示素子の透過率の電圧依存性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図６】本発明の液晶表示素子の透過率の光波長依存性
を示グラフである。
を示グラフである。
【図７】本発明の液晶表示素子の黒表示時の透過率の周
波数依存性を示グラフである。
波数依存性を示グラフである。
【図８】従来の液晶表示素子の黒表示時の透過率の周波
数依存性を示グラフである。
数依存性を示グラフである。
【図９】本発明の一実施例の楕円偏光板の斜視図であ
る。
る。
【図１０】本発明の他の実施例の楕円偏光板の斜視図で
ある。
ある。
【図１１】液晶表示素子の透過率の駆動電圧依存性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図１２】本発明の一実施例の液晶表示素子の視角特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図１３】液晶表示素子の視角特性を比較したグラフで
ある。
ある。
【図１４】液晶層のツイスト角度θと透過率および液晶
リタデーションの関係を示すグラフである。
リタデーションの関係を示すグラフである。
【図１５】液晶層のツイスト角度θと最大透過率及び９
０％透過率を与えるリタデ−ションの関係を示すグラフ
である。
０％透過率を与えるリタデ−ションの関係を示すグラフ
である。
【図１６】液晶層のツイスト角と複屈折媒体のリタデー
ションの関係を示すグラフである。
ションの関係を示すグラフである。
【図１７】液晶層のツイスト角と非反転視角範囲との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図１８】液晶層のツイスト角と複屈折媒体のリタデー
ションの関係を示すグラフである。
ションの関係を示すグラフである。
【図１９】液晶層のツイスト角度と非反転視角範囲の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
１…上側偏光板、２…上側偏光板吸収軸、３…複屈折媒
体、４,１２,１４…遅相軸、５…上側電極基板、６…上
側ラビング軸、７…液晶分子、８…下側ラビング軸、９
…下側電極基板、１０…下側偏光板、１１…下側偏光板
吸収軸、１３…吸収軸、１５,１７,１９,２０…保護フ
ィルム、１６…偏光フィルム、１８…粘着層、２１…界
面残留位相差、１１０…最大透過率、１１１…透過率９
０％を与える液晶のΔｎｄの下限、１１２…透過率９０
％を与える液晶のΔｎｄの上限、１１３…透過率９０％
の範囲、１２０…電圧印加時に最小透過率を与える複屈
折媒体のΔｎｄ、１２１…電圧印加時に最小透過率を与
える複屈折媒体のΔｎｄの上限、１２２…電圧印加時に
最小透過率を与える複屈折媒体のΔｎｄの範囲、１３０
…電圧印加時に最小透過率を与える複屈折媒体のΔｎ
ｄ、１３１…電圧印加時に最小透過率を与える複屈折媒
体のΔｎｄの上限、１３２…電圧印加時に最小透過率を
与える複屈折媒体のΔｎｄの範囲。
体、４,１２,１４…遅相軸、５…上側電極基板、６…上
側ラビング軸、７…液晶分子、８…下側ラビング軸、９
…下側電極基板、１０…下側偏光板、１１…下側偏光板
吸収軸、１３…吸収軸、１５,１７,１９,２０…保護フ
ィルム、１６…偏光フィルム、１８…粘着層、２１…界
面残留位相差、１１０…最大透過率、１１１…透過率９
０％を与える液晶のΔｎｄの下限、１１２…透過率９０
％を与える液晶のΔｎｄの上限、１１３…透過率９０％
の範囲、１２０…電圧印加時に最小透過率を与える複屈
折媒体のΔｎｄ、１２１…電圧印加時に最小透過率を与
える複屈折媒体のΔｎｄの上限、１２２…電圧印加時に
最小透過率を与える複屈折媒体のΔｎｄの範囲、１３０
…電圧印加時に最小透過率を与える複屈折媒体のΔｎ
ｄ、１３１…電圧印加時に最小透過率を与える複屈折媒
体のΔｎｄの上限、１３２…電圧印加時に最小透過率を
与える複屈折媒体のΔｎｄの範囲。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−99264 (32)優先日 平４(1992)４月20日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 阿部 英俊 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 伊藤 理 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 檜山 郁夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 北島 雅明 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 小村 真一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 鈴木 堅吉 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内 (72)発明者 菊地 直樹 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内 (72)発明者 間所 比止美 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内
Claims (23)
- 【請求項１】 電極を有し対向配置された少なくとも一
方が透明な一対の基板、該基板間に挾持された液晶層、
該液晶層を挾んで設けられた一対の偏光板、該電極間に
２値以上の電圧を印加して前記液晶の透過光量を変化さ
せる制御手段を備えた液晶表示装置であって、 液晶層の基板との界面部の液晶分子とその他の基板間液
晶分子の傾斜角が異なる電圧が印加された状態で、該液
晶層の前記界面部の残留位相差と等しいかまたは近接す
る位相差を有する複屈折媒体を、前記偏光板の少なくと
も一方と液晶層との間に配置し、かつ、その複屈折媒体
の遅相軸が前記液晶層の残留位相差を補償し得る角度に
設定されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 電極を有し対向配置された少なくとも一
方が透明な一対の基板、該基板間に挾持され両基板間で
らせん構造の液晶層、該液晶層を挾んで設けられた一対
の偏光板、前記電極間に２値以上の電圧を印加して前記
液晶の透過光量を変化させる制御手段を備えた液晶表示
装置であって、 液晶層の基板との界面部の液晶分子とその他の基板間液
晶分子の傾斜角が異なる電圧が印加された状態で、該液
晶層の前記界面部の残留位相差と等しいかまたは近接す
る位相差を有する複屈折媒体を、前記偏光板の少なくと
も一方と液晶層との間に配置し、かつ、その複屈折媒体
の遅相軸が前記液晶層の残留位相差を補償し得る角度に
設定されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記２値以上の電圧のうちの最低電圧Ｖ
1より高い電圧Ｖ2の印加時に、前記両基板間で液晶分子
の傾斜角が変化した状態での透過光量が前記最低電圧Ｖ
1印加時より低くなるように前記偏光板が配置されてお
り、かつ、電圧Ｖ2の印加時において、基板との界面部
の液晶の残留位相差と等しいかまたは近接する位相差を
有する複屈折媒体が、少なくとも一方の前記偏光板と前
記液晶層との間に配置されている請求項１または２に記
載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記２値以上の印加電圧のうちＶ2が最
大電圧である請求項３に記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記複屈折媒体が前記基板と少なくとも
一方の前記偏光板との間に配置されている請求項１〜４
のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 【請求項６】 電極を有し対向配置された少なくとも一
方が透明な一対の基板、該基板間に挾持された液晶層、
該液晶層を挾んで設けられた一対の偏光板、該電極間に
２値以上の電圧を印加して前記液晶の透過光量を変化さ
せる制御手段を備えた液晶表示装置であって、 前記液晶層が無電界時に厚さ方向にねじられたらせん構
造の正の誘電異方性ネマチック液晶からなり、前記両基
板間での液晶層のねじれ角が９０度の整数倍で、液晶分
子が一様に傾斜しながら基板に接しており、透過光量が
最も低い状態で偏光板の偏光軸と、該偏光板と隣接する
基板面上の液晶分子の配列方向とが交差しており、 液晶層の基板との界面部の液晶分子とその他の基板間液
晶分子の傾斜角が異なる電圧が印加された状態で、該液
晶層の前記界面部の残留位相差と等しいかまたは近接す
る位相差を有する複屈折媒体を、前記偏光板の少なくと
も一方と液晶層との間に配置し、かつ、その複屈折媒体
の遅相軸が前記液晶層の残留位相差を補償し得る角度に
設定されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項７】 前記複屈折媒体の位相差が０.１〜０.１
５μｍである請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示
装置。 - 【請求項８】 ネマチック液晶のねじれ角が上下基板間
で９０〜３６０度であり、前記複屈折媒体の位相差が
０.０１〜０.２５μｍである請求項６に記載の液晶表示
装置。 - 【請求項９】 前記ネマチック液晶のねじれ角が１８０
〜２７０度であり、かつ前記複屈折媒体の位相差が０.
１〜０.２μｍである請求項６に記載の液晶表示装置。 - 【請求項１０】 前記ネマチック液晶の屈折率異方性Δ
ｎが０.０２〜０.２であり、該液晶層の厚さｄ（μｍ）
と上記屈折率異方性Δｎの積Δｎ・ｄが０.３〜１.５μ
ｍである請求項６〜９のいずれかに記載の液晶表示装
置。 - 【請求項１１】 電極を有し対向配置された少なくとも
一方が透明な一対の基板、該基板間に挾持さた液晶層、
該液晶層を挾んで設けられた一対の偏光板、該電極間に
２値以上の電圧を印加して前記液晶の透過光量を変化さ
せる制御手段を備えた液晶表示装置であって、 前記一対の偏光板の偏光軸を電圧無印加時に光が透過す
るように配置し、かつ、前記両基板間で液晶分子の傾斜
角が変化する電圧が印加された状態で、該液晶層の基板
との界面部の液晶の残留位相差と等しいかまたは近接し
た位相差を有する複屈折媒体を、少なくとも一方の前記
偏光板と前記液晶層の間に配置し、かつ、前記液晶層の
ねじれ角を１０〜９０度とし、該液晶層の屈折率異方性
Δｎが０.０２〜０.１２であり、該液晶層の厚さｄ（μ
ｍ）と屈折率異方性Δｎの積Δｎ・ｄが０.２〜０.７μ
ｍであり、複屈折媒体の位相差Δｎｄが０.００５〜０.
２μｍで、かつ、該複屈折媒体の遅相軸がいずれか一方
の基板面上のラビング軸と交差していることを特徴とす
る液晶表示装置。 - 【請求項１２】 前記複屈折媒体が二枚以上の透明な有
機高分子フィルムで構成されており、それぞれの有機高
分子フィルムの遅相軸が前記液晶層の基板との界面部の
分子配向軸と交差し、前記液晶層のねじれ角をθとした
時、該液晶層の厚さｄ（μｍ）と屈折率異方性Δｎの積
Δｎ・ｄが、（０.００３３×θ＋０.１）〜（０.００
３３×θ＋０.３）μｍであり、前記複屈折媒体のΔｎ
ｄが（０.０００２５×θ−０.１）〜（０.０００２５
×θ−０.３）μｍである請求項１１に記載の液晶表示
装置。 - 【請求項１３】 前記複屈折媒体が透明な有機高分子フ
ィルムからなり、その遅相軸が前記液晶層の基板との界
面の分子配向軸と交差し、前記液晶層のねじれ角θが１
０〜８０度、該液晶層の厚さｄ（μｍ）と屈折率異方性
Δｎの積Δｎ・ｄが（０.００３３×θ＋０.１）〜
（０.００３３×θ＋０.３）μｍで、複屈折媒体のΔｎ
ｄが（−０.０００１６×θ＋０.０２５）〜（−０.０
００７×θ＋０.０９）μｍである請求項１１に記載の
液晶表示装置。 - 【請求項１４】 前記電極がマトリクス状に形成されて
いる請求項１〜１３のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 【請求項１５】 前記電極がマトリクス状に形成されて
おり、非電極部分に光を遮蔽する光遮蔽体が設けられて
いる請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 【請求項１６】 前記複屈折媒体が透明な有機高分子フ
ィルムで構成され、該有機高分子フィルムの遅相軸が基
板面上の液晶分子の配向方向と交差するように配置され
ている請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示装
置。 - 【請求項１７】 前記複屈折媒体が透明な有機高分子フ
ィルムで構成され、該有機高分子フィルムの遅相軸が上
下基板面上の液晶分子の配向方向のベクトル和と直交す
るように配置されている請求項１〜１６のいずれかに記
載の液晶表示装置。 - 【請求項１８】 前記複屈折媒体が少なくとも二枚の透
明な有機高分子フィルムで構成され、それぞれのフィル
ムの遅相軸が交差している請求項１〜１７のいずれかに
記載の液晶表示装置。 - 【請求項１９】 前記複屈折媒体が少なくとも二枚の透
明な有機高分子フィルムで構成され、それぞれの有機高
分子フィルムの位相差が異なり、積層隣接するフィルム
間の位相差の差が、それぞれのフィルムの単独の位相差
よりも小さい請求項１８に記載の液晶表示装置。 - 【請求項２０】 前記有機高分子フィルムは複屈折位相
差の波長分散と光の波長０.５５μｍでの位相差の絶対
値とが異なる有機高分子フィルムで構成され、複屈折の
波長変化より小さいか、または長波長側でより大きな値
をとる正の分散特性を示すフィルムで構成されている請
求項１８に記載の液晶表示装置。 - 【請求項２１】 特定方向の偏光を吸収する楕円偏光板
が透明な保護フィルムでサンドイッチ状に密着積層さ
れ、該保護フィルムが複屈折性を有し、その遅相軸が前
記楕円偏光板の吸収軸と交差しており、その位相差が
０.００５〜０.２５μｍであることを特徴とする液晶表
示装置用の楕円偏光板。 - 【請求項２２】 前記保護フィルムは複屈折性を有する
二枚以上の透明な有機高分子フィルムからなり、その少
なくとも二枚のフィルムは位相差が異なり、かつ、その
差がそれぞれのフィルム単独の位相差よりも小さい請求
項２１に記載の液晶表示装置用の楕円偏光板。 - 【請求項２３】 前記保護フィルムは複屈折性を有する
二枚以上の透明な有機高分子フィルムからなり、その少
なくとも二枚のフィルムは複屈折位相差の波長分散と光
の波長０.５５μｍでの位相差の絶対値とが異なり、複
屈折の波長変化より小さいか、または長波長側でより大
きな値をとる正の分散特性を示すフィルムである請求項
２２に記載の液晶表示装置用の楕円偏光板。
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