JPH0720456A - Liquid crystal display element using optical anisotropic element - Google Patents

Liquid crystal display element using optical anisotropic element

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JPH0720456A
JPH0720456A JP6070587A JP7058794A JPH0720456A JP H0720456 A JPH0720456 A JP H0720456A JP 6070587 A JP6070587 A JP 6070587A JP 7058794 A JP7058794 A JP 7058794A JP H0720456 A JPH0720456 A JP H0720456A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal cell
optical anisotropic
optical
elements
Prior art date
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Application number
JP6070587A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Mori
裕行 森
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication of JPH0720456A publication Critical patent/JPH0720456A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the liquid crystal display element with high quality display of superior visibility by improving visual angle characteristics of a TN type liquid crystal display element. CONSTITUTION:The liquid crystal display element is constituted by arranging a liquid crystal cell CE formed by sandwiching TN type liquid crystal whose twist angle is almost 90 deg. between two electrode substrates, two polarizing elements A and B arranged on both its sides, and 12 optical anisotropic elements 1 and 2 across the liquid crystal cell CE between the two polarizing elements A and B; and the optical anisotropic elements 1 and 2 have negative uniaxiality and the optical axes of the optical anisotropic elements 1 and 2 slant at 5-60 deg. to the normal direction to the liquid crystal cell surface. Further, the angle between the direction where the optical axes of the optical anisotropic elements 1 and 2 on both the sides of the liquid crystal cell are positively projected on the liquid crystal cell surface and the rubbing axis direction of a nearby liquid crystal cell substrate is -45 to 45 deg. and the directions where the optical axes of the two optical anisotropic elements 1 and 2 are positively projected on the liquid crystal cell surface is 0-90 deg..

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、表示コントラスト及び
表示色の視角特性改良された液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having improved display contrast and viewing angle characteristics of display color.

【0002】[0002]

【従来の技術】日本語ワードプロセッサやディスクトッ
プパソコン等のOA機器の表示装置の主流であるCRT
は、薄型軽量、低消費電力という大きな利点をもった液
晶表示素子に変換されてきている。現在普及している液
晶表示素子(以下LCDと称す)の多くは、ねじれネマ
ティック液晶を用いている。このような液晶を用いた表
示方式としては、複屈折モードと旋光モードとの2つの
方式に大別できる。
2. Description of the Related Art CRTs, which are the mainstream of display devices for OA equipment such as Japanese word processors and desktop personal computers
Have been converted into liquid crystal display elements which have the great advantages of thinness, light weight, and low power consumption. Most of the liquid crystal display elements (hereinafter, referred to as LCDs) that are currently popular use twisted nematic liquid crystals. The display method using such a liquid crystal can be roughly classified into a birefringence mode and an optical rotation mode.

【0003】複屈折モードを用いたLCDは、液晶分子
配列のねじれ角90°以上ねじれたもので、急峻な電気
光学特性をもつ為、能動素子(薄膜トランジスタやダイ
オード)が無くても単純なマトリクス状の電極構造でも
時分割駆動により大容量の表示が得られる。しかし、応
答速度が遅く(数百ミリ秒)、諧調表示が困難という欠
点を持ち、能動素子を用いた液晶表示素子(TFT−L
CDやMIM−LCDなど)の表示性能を越えるまでに
はいたらない。
An LCD using a birefringence mode has a twisted angle of 90 ° or more in the alignment of liquid crystal molecules and has steep electro-optical characteristics, so that it has a simple matrix shape without active elements (thin film transistors or diodes). Even with the above electrode structure, a large capacity display can be obtained by time-division driving. However, the response speed is slow (hundreds of milliseconds) and gray scale display is difficult, and a liquid crystal display element (TFT-L) using an active element is used.
The display performance of CDs, MIM-LCDs, etc.) is exceeded.

【0004】TFT−LCDやMIM−LCDには、液
晶分子の配列状態が90°ねじれた旋光モードの表示方
式(TN型液晶表示素子)が用いられている。この表示
方式は、応答速度が速く(数十ミリ秒)、容易に白黒表
示が得られ、高い表示コントラストを示すことから他の
方式のLCDと比較して最も有力な方式である。しか
し、ねじれネマティック液晶を用いている為に、表示方
式の原理上、見る方向によって表示色や表示コントラス
トが変化するといった視角特性上の問題があり、CRT
の表示性能を越えるまでにはいたらない。
For the TFT-LCD and MIM-LCD, there is used a display system (TN type liquid crystal display element) of optical rotation mode in which the alignment state of liquid crystal molecules is twisted by 90 °. This display method is the most effective method compared with other LCDs because it has a high response speed (several tens of milliseconds), can easily obtain a monochrome display, and has a high display contrast. However, since the twisted nematic liquid crystal is used, there is a problem in the viewing angle characteristics that the display color and the display contrast change depending on the viewing direction due to the principle of the display system.
The display performance of is not reached.

【0005】特開平4−229828、特開平4−25
8923などに見られるように、一対の偏光板とTN液
晶セルの間に、位相差フィルムを配置することによって
視野角を拡大しようとする方法が提案されている。
JP-A-4-229828 and JP-A-4-25
As disclosed in 8923 and the like, a method has been proposed in which a retardation film is arranged between a pair of polarizing plates and a TN liquid crystal cell to increase the viewing angle.

【0006】上記特許公報で提案された位相差フィルム
は、液晶セルの表面に対して、垂直な方向に位相差がほ
ぼゼロのものであり、真正面からはなんら光学的な作用
を及ぼさず、傾けたときに位相差が発現し、液晶セルで
発現する位相差を補償しようというものである。しか
し、これらの方法によってもLCDの視野角はまだ不十
分であり、更なる改良が望まれている。特に、車載用
や、CRTの代替として考えた場合には、現状の視野角
では全く対応できないのが実状である。
The retardation film proposed in the above patent publication has a retardation of almost zero in the direction perpendicular to the surface of the liquid crystal cell, has no optical action from the front, and is tilted. When the liquid crystal cell has a retardation, the retardation is manifested in the liquid crystal cell. However, even with these methods, the viewing angle of LCD is still insufficient, and further improvement is desired. In particular, when considered as a vehicle-mounted type or as a substitute for a CRT, the current viewing angle cannot cope with the situation.

【0007】液晶分子は、液晶分子の長軸方向と短軸方
向とに異なる屈折率を有することは一般に知られてい
る。この様な屈折率の異方性を示す液晶分子にある偏光
が入射すると、その偏光は液晶分子の角度に依存して偏
光状態が変化する。ねじれネマティック液晶の液晶セル
の分子配列は、液晶セルの厚み方向に液晶分子の配列が
ねじれた構造を有しているが、液晶セル中を透過する光
は、このねじれた配列の液晶分子の個々の液晶分子の向
きによって逐次偏光して伝搬する。従って、液晶セルに
対し光が垂直に入射した場合と斜めに入射した場合とで
は、液晶セル中を伝搬する光の偏光状態は異なり、その
結果、見る方向によって表示のパターンが全く見えなく
なったりするという現象として現れ、実用上好ましくな
い。
It is generally known that liquid crystal molecules have different refractive indexes in the major axis direction and the minor axis direction of the liquid crystal molecules. When polarized light enters liquid crystal molecules exhibiting such anisotropy of refractive index, the polarized state of the polarized light changes depending on the angle of the liquid crystal molecules. The molecular arrangement of the liquid crystal cell of the twisted nematic liquid crystal has a structure in which the arrangement of the liquid crystal molecules is twisted in the thickness direction of the liquid crystal cell. The light is sequentially polarized and propagates depending on the orientation of the liquid crystal molecules. Therefore, the polarization state of the light propagating in the liquid crystal cell is different between the case where the light is vertically incident on the liquid crystal cell and the case where the light is obliquely incident, and as a result, the display pattern cannot be seen at all depending on the viewing direction. Appears as a phenomenon, which is not preferable for practical use.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、TN液晶セ
ルにおいて、正面コントラストを低下させずに、表示コ
ントラスト及び表示色の視角特性の改善された液晶表示
素子を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device having improved display contrast and viewing angle characteristics of display color in a TN liquid crystal cell without lowering front contrast. Is.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の液晶表示素子は、2枚の電極基板間にねじれ角がほ
ぼ90°のTN型液晶を挟持してなる液晶セルと、その
両側に配置された2枚の偏光素子と、該2枚の偏光素子
の間に2枚以上の光学異方素子を配置した液晶表示素子
において、該光学異方素子が負の一軸性を示し、該光学
異方素子の光学軸が液晶セル表面に対する法線方向から
5°〜60°傾いていることを特徴とするものである。
A liquid crystal display device of the present invention which achieves the above object is a liquid crystal cell in which a TN type liquid crystal having a twist angle of about 90 ° is sandwiched between two electrode substrates, and both sides thereof. In a liquid crystal display element in which two polarizing elements arranged in 1 and two or more optical anisotropic elements are arranged between the two polarizing elements, the optical anisotropic element exhibits negative uniaxiality, It is characterized in that the optical axis of the optically anisotropic element is tilted by 5 ° to 60 ° from the direction normal to the surface of the liquid crystal cell.

【0010】本発明のもう1つの液晶表示素子は、2枚
の電極基板間にねじれ角がほぼ90°のTN型液晶を挟
持してなる液晶セルと、その両側に配置された2枚の偏
光素子と、該2枚の偏光素子の間に2枚以上の光学異方
素子を配置した液晶表示素子において、該光学異方素子
が負の一軸性を示し、該光学異方素子の光学軸が液晶セ
ル表面に対する法線方向から5°〜60°傾いており、
各光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に正射影した方
向が相互に異なっていることを特徴とするものである。
Another liquid crystal display element of the present invention is a liquid crystal cell in which a TN type liquid crystal having a twist angle of about 90 ° is sandwiched between two electrode substrates, and two polarization plates arranged on both sides thereof. In a liquid crystal display element in which two or more optical anisotropic elements are arranged between the element and the two polarizing elements, the optical anisotropic element exhibits negative uniaxiality, and the optical axis of the optical anisotropic element is 5 ° to 60 ° from the normal direction to the liquid crystal cell surface,
It is characterized in that the directions in which the optical axes of the respective optical anisotropic elements are orthogonally projected on the surface of the liquid crystal cell are different from each other.

【0011】これらの場合、具体的な第1の液晶表示素
子は、2枚の電極基板間にねじれ角がほぼ90°のTN
型液晶を挟持してなる液晶セルと、その両側に配置され
た2枚の偏光素子と、該液晶セルと該偏光素子の間に2
枚の光学異方素子を液晶セルを挟んで配置した液晶表示
素子において、該光学異方素子が負の一軸性を示し、該
光学異方素子の光学軸が液晶セル表面に対する法線方向
から5°〜60°傾いており、かつ、液晶セル両側の光
学異方素子の光学軸を液晶セル表面に正射影した方向
と、近接した液晶セル基板のラビング軸方向とのなす角
が−45°以上45°以下であり、2枚の光学異方素子
の光学軸を液晶セル表面に正射影した方向同士のなす角
が0°以上90°以下であることを特徴とするものであ
る。
In these cases, a concrete first liquid crystal display element is a TN having a twist angle of about 90 ° between two electrode substrates.
A liquid crystal cell sandwiching a type liquid crystal, two polarizing elements arranged on both sides of the liquid crystal cell, and two liquid crystal cells between the liquid crystal cell and the polarizing element.
In a liquid crystal display element in which a plurality of optical anisotropic elements are arranged with a liquid crystal cell sandwiched therebetween, the optical anisotropic element exhibits negative uniaxiality, and the optical axis of the optical anisotropic element is 5 from the direction normal to the surface of the liquid crystal cell. The angle between the liquid crystal cell and the direction in which the optical axes of the optical anisotropic elements on both sides of the liquid crystal cell are orthographically projected on the surface of the liquid crystal cell and the rubbing axis direction of the adjacent liquid crystal cell substrate are −45 ° or more. The angle is 45 ° or less, and the angle formed by the directions in which the optical axes of the two optical anisotropic elements are orthographically projected on the surface of the liquid crystal cell is 0 ° or more and 90 ° or less.

【0012】また、これらの具体的な第2の液晶表示素
子は、2枚の電極基板間にねじれ角がほぼ90°のTN
型液晶を挟持してなる液晶セルと、その両側に配置され
た2枚の偏光素子と、該液晶セルと該偏光素子の間に、
2枚以上の光学異方素子を積層して配置した液晶表示素
子において、該光学異方素子が負の一軸性を示し、該光
学異方素子の光学軸が液晶セル表面に対する法線方向か
ら5°〜60°傾いており、かつ、液晶セルに最近接し
た光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に正射影した方
向と、該光学異方素子に近い方の液晶セル基板のラビン
グ方向のなす角が−45°以上45°以下であり、液晶
セルから最も離れた光学異方素子の光学軸を液晶セル表
面に正射影した方向と該光学異方素子から遠い方の液晶
セル基板のラビング方向のなす角が−45°以上45°
以下であり、液晶セルに最近接した光学異方素子の光学
軸を液晶セル表面に正射影した方向と液晶セルから最も
離れた光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に正射影し
た方向とのなす角が0°以上90°以下であることを特
徴とするものである。
Further, in these concrete second liquid crystal display elements, a TN having a twist angle of about 90 ° between the two electrode substrates.
A liquid crystal cell sandwiching a type liquid crystal, two polarizing elements disposed on both sides of the liquid crystal cell, and between the liquid crystal cell and the polarizing element,
In a liquid crystal display element in which two or more optical anisotropic elements are laminated and arranged, the optical anisotropic element exhibits negative uniaxiality, and the optical axis of the optical anisotropic element is 5 from the direction normal to the liquid crystal cell surface. Between the direction in which the optical axis of the optical anisotropic element that is closest to the liquid crystal cell and is orthographically projected onto the surface of the liquid crystal cell and the rubbing direction of the liquid crystal cell substrate that is closer to the optical anisotropic element. The angle between -45 ° and 45 ° inclusive, the direction in which the optical axis of the optical anisotropic element farthest from the liquid crystal cell is orthographically projected onto the liquid crystal cell surface and the rubbing of the liquid crystal cell substrate farther from the optical anisotropic element. The angle between the directions is -45 ° or more and 45 °
The following are the direction in which the optical axis of the optical anisotropic element closest to the liquid crystal cell is orthographically projected onto the liquid crystal cell surface, and the direction in which the optical axis of the optical anisotropic element farthest from the liquid crystal cell is orthogonally projected onto the liquid crystal cell surface. The angle formed by is 0 ° or more and 90 ° or less.

【0013】以上において、光学異方素子の632.8
nmの光におけるレターデーションが−50nm〜−6
00nmであることが望ましい。
In the above, the optical anisotropic element 632.8.
Retardation in nm light is -50 nm to -6
It is preferably 00 nm.

【0014】[0014]

【作用】以下、図面を用いたTN型液晶表示素子を例に
とり本発明の作用を説明する。図1、図2、図3は、液
晶セルにしきい値電圧以上の電圧を印加した場合の液晶
表示素子中を伝搬する光の偏光状態を示したものであ
り、この液晶表示素子は電圧無印加時には明状態を示す
ものである。
The function of the present invention will be described below with reference to the TN type liquid crystal display device using the drawings as an example. FIGS. 1, 2 and 3 show polarization states of light propagating in a liquid crystal display element when a voltage higher than a threshold voltage is applied to the liquid crystal cell. It sometimes shows a bright state.

【0015】図2は、液晶セルCEに光が垂直に入射し
た場合の光の偏光状態を示した図である。自然光L0が
偏光軸PAを持つ偏光板Aに垂直に入射したとき、偏光
板Aを透過した光は、直線偏光L1となる。図中、LC
は、TN液晶セルCEに十分に電圧を印加した時の液晶
セルCE中の液晶分子の配列状態を概略的に1つの液晶
分子モデルで示したものである。液晶セルCE中の液晶
分子LCの分子長軸が光の進路PSと平行な場合、光の
進路PSに垂直な面内で屈折率の差が生じないので、液
晶セルCE中を伝搬する常光と異常光の間に位相差が生
じず、直線偏光L1は液晶セルCEを透過すると直線偏
光のまま伝搬する。偏光板Bの偏光軸PBを偏光板Aの
偏光軸PAと垂直に設定すると、液晶セルCEを透過し
た光L2は偏光板Bを透過することができず暗状態とな
る。
FIG. 2 is a diagram showing a polarization state of light when light is vertically incident on the liquid crystal cell CE. When the natural light L0 is vertically incident on the polarizing plate A having the polarization axis PA, the light transmitted through the polarizing plate A becomes the linearly polarized light L1. LC in the figure
FIG. 3 is a schematic diagram showing the alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal cell CE when a sufficient voltage is applied to the TN liquid crystal cell CE, using one liquid crystal molecule model. When the molecular long axis of the liquid crystal molecule LC in the liquid crystal cell CE is parallel to the light path PS, there is no difference in the refractive index in the plane perpendicular to the light path PS, so that the normal light propagating in the liquid crystal cell CE is not affected. There is no phase difference between the extraordinary rays, and the linearly polarized light L1 propagates as it is after passing through the liquid crystal cell CE. When the polarization axis PB of the polarization plate B is set to be perpendicular to the polarization axis PA of the polarization plate A, the light L2 that has passed through the liquid crystal cell CE cannot pass through the polarization plate B and is in a dark state.

【0016】図3は、液晶セルCEに光L0が斜めに入
射した場合の光の偏光状態を示した図である。入射光の
自然光L0が斜めに入射した場合、偏光板Aを透過した
偏光光L1はほぼ直線偏光になる(実際の場合、偏光板
Aの特性により楕円偏光になる。)。この場合、液晶セ
ルCE中の液晶分子LCの分子長軸が光の進路PSと角
度をなすので、光の進路PSに垂直な面内で屈折率の差
が生じ、液晶セルCEを透過した光L2は楕円偏光とな
って偏光板Bに達し、一部の光が偏光板Bを透過してし
まう。この様な斜方入射における光の透過は、液晶表示
素子のコントラストの低下を招き、好ましくない。
FIG. 3 is a diagram showing a polarization state of light when the light L0 obliquely enters the liquid crystal cell CE. When the natural light L0 of the incident light is obliquely incident, the polarized light L1 transmitted through the polarizing plate A becomes almost linearly polarized light (in the actual case, due to the characteristics of the polarizing plate A, it becomes elliptically polarized light). In this case, since the molecular long axis of the liquid crystal molecules LC in the liquid crystal cell CE makes an angle with the light path PS, a difference in refractive index occurs in a plane perpendicular to the light path PS, and light transmitted through the liquid crystal cell CE is generated. L2 becomes elliptically polarized light, reaches the polarizing plate B, and part of the light passes through the polarizing plate B. The transmission of light in such oblique incidence causes a reduction in the contrast of the liquid crystal display element, which is not preferable.

【0017】この様な斜方入射におけるコントラストの
低下を防ぎ、視角特性を改善し、同時に正面のコントラ
ストを改善するためには、本発明においては、図1に示
すように、偏光板Bと液晶セルCEとの間に、本発明の
光学異方素子の積層体RFを配置する。この光学異方素
子の積層体RFは2枚一組で光学軸に対して光が入射す
る角度が大きくなる程大きい位相差を示す複屈折体と同
様な働きをする。この様な構成の液晶表示素子に図3の
場合と同様に光が斜方入射し液晶セルCEを透過した楕
円偏光した光L2は、光学異方素子の積層体RFを透過
する時の位相遅延作用によって楕円偏光が元の直線偏光
に変調され、種々の斜方入射においても同一な透過率が
得られる視角依存性のない良好な液晶表示素子が実現で
きた。
In order to prevent such a decrease in contrast at oblique incidence, improve viewing angle characteristics, and at the same time improve front contrast, in the present invention, as shown in FIG. 1, a polarizing plate B and a liquid crystal are used. The laminated body RF of the optically anisotropic element of the present invention is arranged between the cell CE and the cell CE. The laminated body RF of the optical anisotropic elements has a function similar to that of a birefringent body which shows a larger phase difference as the angle at which light is incident on the optical axis increases in pairs. Similarly to the case of FIG. 3, the elliptically polarized light L2 which is obliquely incident on the liquid crystal display element having such a structure and is transmitted through the liquid crystal cell CE has a phase delay when transmitted through the laminated body RF of the optically anisotropic elements. By the action, the elliptically polarized light is modulated to the original linearly polarized light, and a good liquid crystal display element having the same transmittance even at various oblique incidences and having no viewing angle dependence can be realized.

【0018】この代わりに、本発明においては、偏光板
Aと液晶セルCEとの間、及び、液晶セルCEと偏光板
Bとの間に2枚の光学異方素子を液晶セルCEを挟んで
配置し、同様な原理で種々の斜方入射においても同一な
透過率が得られる視角依存性のない良好な液晶表示素子
が実現できた。
Instead of this, in the present invention, two optical anisotropic elements are sandwiched between the polarizing plate A and the liquid crystal cell CE and between the liquid crystal cell CE and the polarizing plate B to sandwich the liquid crystal cell CE. By arranging them, a good liquid crystal display device having the same principle and having the same transmittance even at various oblique incidences and having no viewing angle dependency was realized.

【0019】本発明によって、液晶表示素子の視角特性
を大幅に向上できたことについては以下のように考えら
れる。TN−LCDの多くは、ノーマルーホワイトモー
ドが採用されている。このモードにおいて、視角を大き
くすることに伴って、黒表示部からの光の透過率が著し
く増大し、結果としてコントラストの急激な低下を招い
ていることになる。
The reason why the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device can be greatly improved by the present invention is considered as follows. Most TN-LCDs adopt a normal white mode. In this mode, the transmittance of light from the black display portion remarkably increases as the viewing angle is increased, resulting in a sharp decrease in contrast.

【0020】黒表示は電圧印加時の状態であるが、この
時には、TNセルは、光学軸が、セルの表面に対する法
線方向から若干傾いた正の一軸性光学異方体とみなすこ
とができる。このわずかな光軸の傾斜によって真正面で
も複屈折が生じるだけではなく、セルの上下方向すなわ
ち主視角方向(液晶分子のねじれ角がほぼ45°の方
向)で視野角の著しい非対称性が生じ、上下どちらか一
方または両方向の視野角が著しく損なわれることにな
る。これは実際の現象と一致している。
The black display is the state when a voltage is applied. At this time, the TN cell can be regarded as a positive uniaxial optical anisotropic body in which the optical axis is slightly tilted from the direction normal to the surface of the cell. . This slight tilt of the optical axis not only causes birefringence even in front of the cell, but also causes a remarkable asymmetry of the viewing angle in the vertical direction of the cell, that is, in the main viewing angle direction (direction where the twist angle of the liquid crystal molecules is approximately 45 °), which causes The viewing angle in either one or both directions will be significantly impaired. This is in agreement with the actual phenomenon.

【0021】液晶セルの光学軸が液晶セルの表面に対す
る法線方向から傾いている場合、光学軸が法線方向にあ
る光学異方体では、その補償が不十分であることが予想
される。また、液晶セルが正の光学異方体と見なせるの
であれば、それを補償するためには負の一軸性光学異方
体でなければならない。このような理由から本発明にお
ける光学軸が法線方向から傾いた負の一軸性光学異方体
によって大幅に視野角特性が改善されたものと考えられ
る(図4)しかしながら、このような負の一軸性光学異
方体の素子を1枚のみ用いるのでは不十分である。なぜ
なら、TN型液晶セルは、実際には液晶分子がほぼ90
°ねじれているために、図4のような単純な正の光学異
方体ではない。このねじれを補償するためには、光学異
方素子は1枚ではなく、2枚又はそれ以上の枚数を光学
軸角度を相互に異ならせて用いることが好ましい。これ
らの光学異方素子は、上記のように、液晶セルCEを挟
むように両側に配置してもよいし、図1のように、液晶
セルCEの一方の側に積層して配置してもよい。
When the optical axis of the liquid crystal cell is tilted from the direction normal to the surface of the liquid crystal cell, it is expected that the optical anisotropic body having the optical axis in the normal direction will be insufficiently compensated. Further, if the liquid crystal cell can be regarded as a positive optical anisotropic body, it must be a negative uniaxial optical anisotropic body to compensate for it. For these reasons, it is considered that the viewing angle characteristics are significantly improved by the negative uniaxial optical anisotropic body in which the optical axis in the present invention is inclined from the normal direction (FIG. 4). It is not sufficient to use only one uniaxial optically anisotropic element. Because the TN type liquid crystal cell actually has almost 90 liquid crystal molecules.
Since it is twisted, it is not a simple positive optical anisotropic body as shown in FIG. In order to compensate for this twist, it is preferable to use not one optical anisotropic element but two or more optical anisotropic elements with mutually different optical axis angles. These optical anisotropic elements may be arranged on both sides so as to sandwich the liquid crystal cell CE as described above, or may be laminated on one side of the liquid crystal cell CE as shown in FIG. Good.

【0022】例えば、光学異方素子を液晶セルを挟むよ
うに2枚以上用いる場合、光学異方素子とその光学異方
素子に近い方の液晶セル基板付近の液晶分子との関係
が、図4に示した関係に近くなるように配置し、もう一
方も同様に、それに近い方の液晶セル基板付近の液晶分
子との関係が図4に示した関係に近くなるように配置す
ることで、液晶セル中の液晶分子の正の複屈折性とねじ
れが補償される(本発明の第1の形態)。
For example, when two or more optical anisotropic elements are used so as to sandwich a liquid crystal cell, the relationship between the optical anisotropic element and liquid crystal molecules near the liquid crystal cell substrate closer to the optical anisotropic element is shown in FIG. By arranging so that the relationship between the liquid crystal molecules near the liquid crystal cell substrate near the other is close to the relationship shown in FIG. The positive birefringence and twist of the liquid crystal molecules in the cell are compensated (first form of the invention).

【0023】また、光学異方素子を液晶セルの一方の側
に2枚以上用いる場合、液晶セルに最も近い側の光学異
方素子と、その光学異方素子に近い方の液晶セル基板付
近の液晶分子との関係が図4に示した関係に近くなるよ
うに配置し、液晶セルから最も遠い側の光学異方素子
と、その光学異方素子から遠い方の液晶セル基板付近の
液晶分子との関係が図4に示した関係に近くなるように
配置することで、液晶セル中の液晶分子の正の複屈折性
とねじれが補償される(本発明の第2の形態)。本発明
に用いる光学異方素子1枚の屈折率を模式的に示した図
を図5に示す。本発明における各光学異方素子の光学軸
は液晶セル表面の法線方向から5°〜60°傾いている
ことが好ましい。更には10°〜40°傾いていること
が好ましい。
When two or more optical anisotropic elements are used on one side of the liquid crystal cell, the optical anisotropic element closest to the liquid crystal cell and the liquid crystal cell substrate nearer the optical anisotropic element are provided. The optical anisotropic element located farthest from the liquid crystal cell and the liquid crystal molecules near the liquid crystal cell substrate located farthest from the liquid crystal cell are arranged so that the relationship with the liquid crystal molecules is close to the relationship shown in FIG. The positive birefringence and twist of the liquid crystal molecules in the liquid crystal cell are compensated by arranging so as to be close to the relationship shown in FIG. 4 (second mode of the present invention). FIG. 5 schematically shows the refractive index of one optical anisotropic element used in the present invention. The optical axis of each optically anisotropic element in the present invention is preferably inclined 5 ° to 60 ° from the normal direction of the surface of the liquid crystal cell. Furthermore, it is preferable to incline 10 ° to 40 °.

【0024】本発明の第1の形態においては、図6に示
したように、光学異方素子は液晶セルCEを挟んで2枚
以上用いる。光学異方素子の光学軸を液晶セルCE表面
に正射影した方向とは、図7に示したように液晶セル表
面に平行な平面πに、光学軸ORを正射影したベクトル
OR’の方向のことを言う。図8に両基板のラビング軸
と2枚の光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に正射影
した方向との関係を示す。図8は光源側から液晶セルに
対して垂直方向に見たときの軸構成である。光学異方素
子1の光学軸を液晶セル表面に正射影した方向と、光学
異方素子1に近接した液晶セル基板である光源側の液晶
セル基板のラビング軸方向とのなす角βを図8のように
定義する。また、光学異方素子2の光学軸を液晶セル表
面に正射影した方向と、光学異方素子2に近接した液晶
セル基板である手前側(表示側)の液晶セル基板のラビ
ング軸方向とのなす角αを図8のように定義する。そし
て、図8においては、α、βは何れも正であるとする。
そして、2枚の光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に
正射影した方向同士のなす角γを図8のように定義す
る。本発明の第1の形態においては、α、β共に−45
°〜45°の範囲にあることが好ましい。また、−10
°〜45°の範囲にあることがより好ましい。さらには
−10°〜25°の範囲にあることが好ましい。
In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, two or more optical anisotropic elements are used with the liquid crystal cell CE interposed therebetween. The direction in which the optical axis of the optically anisotropic element is orthographically projected on the surface of the liquid crystal cell CE means the direction of the vector OR ′ obtained by orthographically projecting the optical axis OR on the plane π parallel to the surface of the liquid crystal cell as shown in FIG. Say that. FIG. 8 shows the relationship between the rubbing axis of both substrates and the direction in which the optical axes of the two optically anisotropic elements are orthographically projected onto the surface of the liquid crystal cell. FIG. 8 shows an axial configuration when viewed from the light source side in a direction perpendicular to the liquid crystal cell. The angle β formed between the direction in which the optical axis of the optically anisotropic element 1 is orthographically projected on the surface of the liquid crystal cell and the rubbing axis direction of the liquid crystal cell substrate on the light source side, which is the liquid crystal cell substrate close to the optically anisotropic element 1, is shown in FIG. Define as follows. In addition, the direction in which the optical axis of the optical anisotropic element 2 is orthographically projected on the surface of the liquid crystal cell and the rubbing axis direction of the liquid crystal cell substrate on the front side (display side) which is the liquid crystal cell substrate close to the optical anisotropic element 2 The angle α is defined as shown in FIG. Then, in FIG. 8, both α and β are positive.
Then, an angle γ formed between the directions in which the optical axes of the two optically anisotropic elements are orthographically projected on the surface of the liquid crystal cell is defined as shown in FIG. In the first embodiment of the present invention, both α and β are -45.
It is preferably in the range of ° to 45 °. Also, -10
More preferably, it is in the range of ° to 45 °. Further, it is preferably in the range of -10 ° to 25 °.

【0025】なお、図8において、各光学異方素子の光
学軸の液晶セル表面に正射影した方向の矢印が、対応す
る基板のラビング方向の矢印とほぼ反対を向いているの
は、それぞれの射影が各基板の反対側の面で行われるた
めである。
In FIG. 8, the arrows in the directions orthogonal to the liquid crystal cell surface of the optical axis of each optical anisotropic element are substantially opposite to the arrows in the rubbing direction of the corresponding substrate. This is because the projection is performed on the opposite surface of each substrate.

【0026】また、液晶セル両側の光学異方素子の光学
軸を液晶セル表面に正射影した方向同士のなす角γは0
°〜90°の範囲にあることが好ましい。また、液晶セ
ル両側の光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に正射影
した方向同士のなす角を2等分する直線の方向は、液晶
セルの主視角方向すなわち液晶分子のねじれ角が45°
の方向とほぼ等しいことが好ましい。すなわち、αとβ
はほぼ等しいことが好ましい。
The angle γ formed by the directions of the orthogonal projections of the optical axes of the optically anisotropic elements on both sides of the liquid crystal cell on the surface of the liquid crystal cell is 0.
It is preferably in the range of 90 ° to 90 °. Further, the direction of a straight line that bisects the angle formed by the directions of the orthogonal projections of the optical axes of the optically anisotropic elements on both sides of the liquid crystal cell is equal to the main viewing angle direction of the liquid crystal cell, that is, the twist angle of the liquid crystal molecules. °
It is preferable that the direction is substantially equal to the direction. That is, α and β
Are preferably approximately equal.

【0027】さらに、本発明の第2の形態においては、
図9に示したように、光学異方素子は2枚以上積層して
用いる。液晶セルCEに最近接した光学異方素子の光学
軸を液晶セル表面に正射影した方向と該光学異方素子に
近い方の液晶セル基板のラビング方向のなす角が−45
°〜45°であることが好ましく、液晶セルCEから最
も離れた光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に正射影
した方向と該光学異方素子から遠い方の液晶セル基板の
ラビング方向のなす角が後記のように−45°〜45°
であることが好ましい。
Further, in the second aspect of the present invention,
As shown in FIG. 9, two or more optical anisotropic elements are laminated and used. The angle formed between the direction in which the optical axis of the optical anisotropic element closest to the liquid crystal cell CE is orthographically projected on the liquid crystal cell surface and the rubbing direction of the liquid crystal cell substrate closer to the optical anisotropic element is -45.
The angle is preferably in the range of ° to 45 °, and the direction in which the optical axis of the optical anisotropic element farthest from the liquid crystal cell CE is orthographically projected onto the surface of the liquid crystal cell and the rubbing direction of the liquid crystal cell substrate farther from the optical anisotropic element. The angle formed is -45 ° to 45 ° as described below.
Is preferred.

【0028】図9に示したように、本発明の第2の形態
においては、光学異方素子は2枚以上積層して用いる。
図9では、液晶セルCEに対して手前側(表示側)に光
学異方素子2枚を積層しているが、本発明において、光
源側に積層してもよいし、2枚より多く積層してもよ
い。
As shown in FIG. 9, in the second embodiment of the present invention, two or more optical anisotropic elements are laminated and used.
In FIG. 9, two optically anisotropic elements are laminated on the front side (display side) with respect to the liquid crystal cell CE, but in the present invention, they may be laminated on the light source side, or more than two layers may be laminated. May be.

【0029】図10にラビング軸と光学異方素子の光学
軸を液晶セル表面に正射影した方向との関係を示す。図
10は光源側から液晶セルに対して垂直方向に見た時の
軸構成である。液晶セルに最近接した光学異方素子1の
光学軸を液晶セル表面に正射影した方向と該光学異方素
子に近い方の液晶セル基板のラビング方向のなす角αを
図10のように定義する。また、液晶セルから最も離れ
た光学異方素子2の光学軸を液晶セル表面に正射影した
方向と該光学異方素子から遠い方の液晶セル基板ラビン
グ方向のなす角βを図10のように定義する。そして、
図10においては、α、βは何れも正であるとする。ま
た、2枚の光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に正射
影した方向同士のなす角γを図10のように定義する。
本発明においては、α、βともに−45°〜45°の範
囲にあることが好ましい。また、−10°〜45°の範
囲にあることがより好ましい。さらには−10°〜25
°の範囲にあることが好ましい。
FIG. 10 shows the relationship between the rubbing axis and the direction in which the optical axis of the optically anisotropic element is orthographically projected on the surface of the liquid crystal cell. FIG. 10 shows an axial configuration when viewed from the light source side in a direction perpendicular to the liquid crystal cell. The angle α formed between the direction in which the optical axis of the optical anisotropic element 1 closest to the liquid crystal cell is orthogonally projected on the surface of the liquid crystal cell and the rubbing direction of the liquid crystal cell substrate closer to the optical anisotropic element is defined as shown in FIG. To do. Further, as shown in FIG. 10, an angle β formed between a direction in which the optical axis of the optical anisotropic element 2 farthest from the liquid crystal cell is orthographically projected on the surface of the liquid crystal cell and a liquid crystal cell substrate rubbing direction farther from the optical anisotropic element is as shown in FIG. Define. And
In FIG. 10, both α and β are positive. Further, an angle γ formed by the directions in which the optical axes of the two optically anisotropic elements are orthographically projected on the surface of the liquid crystal cell is defined as shown in FIG.
In the present invention, both α and β are preferably in the range of −45 ° to 45 °. Further, it is more preferably in the range of −10 ° to 45 °. Furthermore, -10 ° to 25
It is preferably in the range of °.

【0030】なお、図10において、光学異方素子1の
光学軸の液晶セル表面に正射影した方向の矢印が、手前
側の基板のラビング方向の矢印とほぼ反対を向いている
のは、その射影が手前側の基板の反対側の面で行われる
ためである。
In FIG. 10, the arrow in the direction orthogonal to the liquid crystal cell surface of the optical axis of the optical anisotropic element 1 is substantially opposite to the arrow in the rubbing direction of the substrate on the front side. This is because the projection is performed on the surface opposite to the front substrate.

【0031】また、光学異方素子1と光学異方素子2の
なす角γは0°〜90°の範囲にあることが好ましい。
また、γを2等分する直線の方向は、液晶セルの主視角
方向すなわち液晶分子のねじれ角が45°の方向とほぼ
等しいことが好ましい。すなわち、αとβはほぼ等しい
ことが好ましい。
The angle γ formed by the optical anisotropic element 1 and the optical anisotropic element 2 is preferably in the range of 0 ° to 90 °.
Further, it is preferable that the direction of a straight line that divides γ into two equal approximately to the main viewing angle direction of the liquid crystal cell, that is, the direction where the twist angle of the liquid crystal molecules is 45 °. That is, it is preferable that α and β are substantially equal.

【0032】以上の本発明の第1形態、すなわち、光学
異方素子を液晶セルCEを挟むように配置した場合に、
光学異方素子を3枚以上用いる時には、一番外側の光学
異方素子を光学異方素子1、光学異方素子2としたとき
に、光学異方素子1又は2と液晶セルCEとの間にある
光学異方素子と、近接した液晶セル基板のラビング方向
とのなす角は、β又はαより小さくなるように配置する
ことが好ましい。また、光学異方素子の積層体は光学軸
が連続的に変化するように配置することが好ましい。
In the first embodiment of the present invention described above, that is, when the optically anisotropic element is arranged so as to sandwich the liquid crystal cell CE,
When using three or more optical anisotropic elements, when the outermost optical anisotropic element is the optical anisotropic element 1 or the optical anisotropic element 2, between the optical anisotropic element 1 or 2 and the liquid crystal cell CE. It is preferable that the angle between the optically anisotropic element in 1) and the rubbing direction of the adjacent liquid crystal cell substrate is smaller than β or α. Further, it is preferable that the laminated body of the optically anisotropic elements is arranged so that the optical axis continuously changes.

【0033】また、本発明の第2形態、すなわち、光学
異方素子を液晶セルCEの一方の側に寄せて配置した場
合に、光学異方素子を3枚以上用いる時は、液晶セルC
Eに最も近い側の光学異方素子と液晶セルCEから最も
遠い側の光学異方素子の間にある光学異方素子の光学軸
の傾斜方向が、液晶セルCEに最も近い側の光学異方素
子の光学軸の傾斜方向と、液晶セルCEから最も遠い側
の光学異方素子の光学軸の傾斜方向の間を連続的に変化
するように配置することが好ましい。
In the second embodiment of the present invention, that is, when the optical anisotropic element is arranged close to one side of the liquid crystal cell CE and three or more optical anisotropic elements are used, the liquid crystal cell C is used.
The optical anisotropic element on the side closest to E and the optical anisotropic element on the side closest to the liquid crystal cell CE have an optical axis tilt direction of the optical anisotropic element between the optical anisotropic element on the side farthest from the liquid crystal cell CE. It is preferable to arrange so as to continuously change between the inclination direction of the optical axis of the element and the inclination direction of the optical axis of the optical anisotropic element farthest from the liquid crystal cell CE.

【0034】なお、本発明におけるレターデーションと
は、波長632.8nmの光に対する光学異方素子の主
屈折率をnx、ny、nz(nx=ny)とし、光学異
方素子の厚さをdとしたとき、(nz−nx)×dであ
る。
The retardation in the present invention means that the principal refractive index of the optically anisotropic element with respect to light having a wavelength of 632.8 nm is nx, ny, nz (nx = ny), and the thickness of the optically anisotropic element is d. Then, (nz-nx) * d.

【0035】負の一軸性を示す光学異方素子一枚当たり
の632.8nmの光におけるレターデーションは−5
0nm〜−600nmであることが好ましい。さらに
は、−50nm〜−400nmであることが好ましい。
本発明における光学異方素子は、好ましくは高分子のフ
ィルムまたは板状物として提供されるが、該光学異方素
子の光の透過率は80%以上が好ましく、90%以上が
更に好ましい。
The retardation in the light of 632.8 nm per optical anisotropic element showing negative uniaxiality is -5.
It is preferably 0 nm to -600 nm. Further, it is preferably -50 nm to -400 nm.
The optically anisotropic element in the present invention is preferably provided as a polymer film or a plate-like material, and the light transmittance of the optically anisotropic element is preferably 80% or more, more preferably 90% or more.

【0036】また、本発明における光学異方素子に使用
される高分子素材は特に制限はないが、ポリカーボネー
ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンス
ルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリアリルス
ルホン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、セルロース系重
合体、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、、ポリメ
チルメタクリレート、日本ゼオン(株)製のポリオレフ
ィン系素材である商品名ゼオネックス280等、また、
二元系、三元系、各種重合体、グラフト共重合体、ブレ
ンド物など好適に利用される。また、正または負の固有
複屈折を有する低分子液晶を高分子マトリックス中に分
散したシートなどを使用しても構わない。
The polymer material used in the optical anisotropic element of the present invention is not particularly limited, but it is not limited to polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyallyl sulfone. , Polyvinyl alcohol, polyamide, polyimide, polyolefin, polyvinyl chloride, cellulosic polymer, polyacrylonitrile, polystyrene, polymethylmethacrylate, product name Zeonex 280, which is a polyolefin material manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
Binary type, ternary type, various polymers, graft copolymers, blends and the like are preferably used. Further, a sheet in which a low molecular liquid crystal having positive or negative intrinsic birefringence is dispersed in a polymer matrix may be used.

【0037】[0037]

【実施例】以下、実施例によって本発明を詳細に説明す
る。実施例1は本発明の上記第1の形態の液晶表示素子
であり、実施例2は本発明の第2の形態の液晶表示素子
である。
The present invention will be described in detail below with reference to examples. Example 1 is a liquid crystal display element of the first aspect of the present invention, and Example 2 is a liquid crystal display element of the second aspect of the present invention.

【0038】実施例1 ホスゲンとビスフェノールAの縮合により得られた分子
量12万のポリカーボネートを二塩化メチレンに溶解
し、18%溶液とした。これをスチールドラム上に流延
し、連続的にはぎ取り乾燥し、厚さ60μmのフィルム
を得た。このフィルムを(株)島津製作所製のエリプソ
メーターAEP−100によって波長632.8nmに
おけるレターデーション値を測定したところ85nmで
あった。これはフィルムをスチールドラムはぎ取るとき
のテンションによって発現したものと思われる。
Example 1 Polycarbonate having a molecular weight of 120,000 obtained by condensation of phosgene and bisphenol A was dissolved in methylene dichloride to prepare an 18% solution. This was cast on a steel drum and continuously stripped and dried to obtain a film having a thickness of 60 μm. When the retardation value at a wavelength of 632.8 nm was measured with an ellipsometer AEP-100 manufactured by Shimadzu Corporation, this film was 85 nm. This is probably due to the tension when the film was stripped off the steel drum.

【0039】該フィルムを190°の雰囲気で1時間熱
緩和したところレターデーション値はほぼゼロとなっ
た。このフィルムを180°の延伸条件で二軸延伸し
て、フィルムの法線方向からのレターデーションがほぼ
0で、nx=ny>nzとなるフィルムを作成した。
When the film was heat-relaxed for 1 hour in an atmosphere of 190 °, the retardation value became almost zero. This film was biaxially stretched under a stretching condition of 180 ° to prepare a film in which the retardation from the normal direction of the film was almost 0 and nx = ny> nz.

【0040】このフィルムを周速の異なる、2本の19
0°Cに加熱した金属ロール間で圧延し、光学軸がフィ
ルム平面の法線方向に対して20°傾いたフィルムを作
成した。作成したサンプルは(株)島津製作所製エリプ
ソメーターAEP−100を用いて、nx、ny、nz
の測定を行った。サンプルの厚みをdとして、(nz−
nx)×dを厚み方向のレターデーションとした。該フ
ィルムのレターデーションは−300nmであった。ま
た、nx=nyであることを確認した。
This film is divided into two 19 films with different peripheral speeds.
Rolling was carried out between metal rolls heated to 0 ° C., and a film having an optical axis inclined by 20 ° with respect to the normal line direction of the film plane was prepared. The prepared sample was manufactured by Shimadzu Corporation using an ellipsometer AEP-100, and nx, ny, nz were used.
Was measured. Assuming that the thickness of the sample is d, (nz-
nx) × d was used as the retardation in the thickness direction. The retardation of the film was -300 nm. It was also confirmed that nx = ny.

【0041】一対の偏光素子の間に複屈折率0.110
のネマチック液晶が90°の捻れ角で、かつ、厚さ4.
5μmのギャップサイズで挟み込まれた液晶セルと該偏
光素子の間に、上記の光学異方素子を図6のように2枚
装着した。光源側から液晶セルに対して垂直方向から見
た場合の軸構成を図8に示す。光源から離れた方の液晶
セル基板のラビング方向と光学異方素子2の光学軸を液
晶セル表面に正射影した方向とのなす角をα、光源側の
液晶せル基板のラビング方向と光学異方素子1の光学軸
を液晶セル表面に正射影した方向とのなす角をβとす
る。α、βを表1のようにした場合、及び光学異方素子
を装着しない場合について、大塚電子(株)製LCD−
5000にて0V/5Vの(白/黒)コントラスト10
基準の全方位の視野角を測定した。その結果を図11〜
13に示す。
The birefringence is 0.110 between the pair of polarizing elements.
3. The nematic liquid crystal with a twist angle of 90 ° and a thickness of 4.
Between the liquid crystal cell sandwiched by the gap size of 5 μm and the polarizing element, two optical anisotropic elements were mounted as shown in FIG. FIG. 8 shows an axial configuration as viewed from the light source side in a direction perpendicular to the liquid crystal cell. The angle between the rubbing direction of the liquid crystal cell substrate away from the light source and the direction of the optical axis of the optical anisotropic element 2 orthogonally projected on the liquid crystal cell surface is α, and the rubbing direction of the liquid crystal cell substrate on the light source side is optically different from the rubbing direction. The angle formed by the optical axis of the rectangular element 1 and the direction orthogonally projected on the surface of the liquid crystal cell is β. LCD-manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. when α and β are set as shown in Table 1 and when no optical anisotropic element is mounted.
0V / 5V (white / black) contrast at 5000 10
The reference viewing angle in all directions was measured. The results are shown in Figs.
13 shows.

【0042】 図11〜13から、本発明の第1形態である実施例Bは
視角特性に優れていることが分かる。
[0042] 11 to 13 that Example B, which is the first mode of the present invention, has excellent viewing angle characteristics.

【0043】実施例2 実施例1で用いたのと同じ光学異方素子を用いて、一対
の偏光素子の間に複屈折率0.110のネマチック液晶
が90°の捻れ角で、かつ、厚さ4.5μmのギャップ
サイズで挟み込まれた液晶セルと該偏光素子の間に、上
記の光学異方素子を図9のように2枚装着した。光源側
から液晶セルに対して垂直方向から見た場合の軸構成を
図10に示す。光源から離れた方の液晶セル基板のラビ
ング方向と光学異方素子1の光学軸を液晶セル表面に正
射影した方向とのなす角をα、光源側の液晶せル基板の
ラビング方向と光学異方素子2の光学軸を液晶セル表面
に正射影した方向とのなす角をβとする。α、βを表2
のようにした場合、及び光学異方素子を装着しない場合
について、大塚電子(株)製LCD−5000にて0V
/5Vの(白/黒)コントラスト10基準の全方位の視
野角を測定した。その結果を図11、図14〜15に示
す。
Example 2 Using the same optical anisotropic element as that used in Example 1, a nematic liquid crystal having a birefringence of 0.110 was twisted between a pair of polarizing elements at a twist angle of 90 ° and a thickness of Two optical anisotropic elements were mounted between the liquid crystal cell sandwiched by a gap size of 4.5 μm and the polarizing element as shown in FIG. FIG. 10 shows the axial configuration when viewed from the direction perpendicular to the liquid crystal cell from the light source side. The angle between the rubbing direction of the liquid crystal cell substrate away from the light source and the direction of the optical axis of the optically anisotropic element 1 orthogonally projected on the liquid crystal cell surface is α, and the rubbing direction of the liquid crystal substrate on the light source side is optically different from the rubbing direction. The angle formed by the optical axis of the rectangular element 2 and the direction orthogonally projected on the surface of the liquid crystal cell is β. Table 2 for α and β
0 V on Otsuka Electronics Co., Ltd. LCD-5000 in the case of not doing so and when not mounting the optical anisotropic element.
The viewing angle in all directions based on a 10V (white / black) contrast of / 5 V was measured. The results are shown in FIGS. 11 and 14 to 15.

【0044】 図11、図14〜15から、本発明の第2形態であるで
ある実施例Dは視角特性に優れていることが分かる。
[0044] It can be seen from FIGS. 11 and 14 to 15 that Example D, which is the second mode of the present invention, has excellent viewing angle characteristics.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明によれば、TN型液晶表示素子の
視角特性が改善され、視認性にすぐれる高品位表示の液
晶表示素子を提供することができる。また、本発明をT
FTやMIMなどの3端子、2端子素子を用いたアクテ
ィブマトリクス液晶表示素子に応用しても優れた効果が
得られることは言うまでもない。
According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device of high quality display in which the viewing angle characteristics of the TN type liquid crystal display device are improved and the visibility is excellent. In addition, the present invention
It goes without saying that even when applied to an active matrix liquid crystal display element using a 3-terminal or 2-terminal element such as FT or MIM, excellent effects can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の液晶表示素子の1つの形態を説明する
図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating one mode of a liquid crystal display element of the present invention.

【図2】従来のTN型液晶表示素子の構成図と表示面に
垂直に光が入射する場合の光の透過状態を説明する図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a conventional TN type liquid crystal display element and a diagram for explaining a light transmission state when light is perpendicularly incident on a display surface.

【図3】従来のTN型液晶表示素子の構成図と表示面に
斜めに光が入射する場合の光の透過状態を説明する図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a conventional TN type liquid crystal display element and a light transmission state when light obliquely enters a display surface.

【図4】本発明によって視角特性が改善される原理を示
した模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the principle of improving the viewing angle characteristics according to the present invention.

【図5】本発明に用いる光学異方素子の主屈折率を説明
する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the main refractive index of the optically anisotropic element used in the present invention.

【図6】本発明の液晶表示素子の構成の第1形態を説明
する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a first mode of the configuration of the liquid crystal display element of the present invention.

【図7】光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に正射影
した方向を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a direction in which the optical axis of an optically anisotropic element is orthographically projected on the surface of a liquid crystal cell.

【図8】第1形態の光源側から液晶セルに対して垂直方
向から見た場合の軸構成を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an axial configuration when viewed from a direction perpendicular to a liquid crystal cell from the light source side of the first embodiment.

【図9】本発明の液晶表示素子の構成の第2形態を説明
する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a second mode of the configuration of the liquid crystal display element of the present invention.

【図10】第2形態の光源側から液晶セルに対して垂直
方向から見た場合の軸構成を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an axial configuration of the second embodiment viewed from the light source side in a direction perpendicular to the liquid crystal cell.

【図11】サンプルAのコントラスト10基準の全方位
の視野角を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a viewing angle in all directions of Sample A with a contrast of 10 as a reference.

【図12】サンプルB(本発明の第1形態)のコントラ
スト10基準の全方位の視野角を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an omnidirectional viewing angle based on contrast 10 of sample B (first embodiment of the present invention).

【図13】サンプルCのコントラスト10基準の全方位
の視野角を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a viewing angle in all directions with reference to contrast 10 of sample C.

【図14】サンプルD(本発明の第2形態)のコントラ
スト10基準の全方位の視野角を説明する図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a viewing angle in all directions with reference to contrast 10 of sample D (second embodiment of the present invention).

【図15】サンプルEのコントラスト10基準の全方位
の視野角を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a viewing angle of Sample E in all directions with a contrast of 10 as a reference.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

CE…液晶セル A、B…偏光板 PA、PB…偏光軸 L0…自然光 L1、L2、L3…偏光光 LC…電圧印加時の液晶分子 PS…光の進路 RF…積層した光学異方素子 CE ... Liquid crystal cell A, B ... Polarizing plate PA, PB ... Polarization axis L0 ... Natural light L1, L2, L3 ... Polarized light LC ... Liquid crystal molecule when voltage is applied PS ... Light path RF ... Laminated optical anisotropic element

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2枚の電極基板間にねじれ角がほぼ90
°のTN型液晶を挟持してなる液晶セルと、その両側に
配置された2枚の偏光素子と、該2枚の偏光素子の間に
2枚以上の光学異方素子を配置した液晶表示素子におい
て、該光学異方素子が負の一軸性を示し、該光学異方素
子の光学軸が液晶セル表面に対する法線方向から5°〜
60°傾いていることを特徴とする液晶表示素子。
1. A twist angle of about 90 between two electrode substrates.
Liquid crystal cell sandwiching a TN-type liquid crystal of 2 °, two polarizing elements arranged on both sides of the liquid crystal cell, and a liquid crystal display element in which two or more optical anisotropic elements are disposed between the two polarizing elements. In, the optical anisotropic element exhibits negative uniaxiality, and the optical axis of the optical anisotropic element is 5 ° to the normal direction to the liquid crystal cell surface.
A liquid crystal display device characterized by being tilted by 60 °.
【請求項2】 2枚の電極基板間にねじれ角がほぼ90
°のTN型液晶を挟持してなる液晶セルと、その両側に
配置された2枚の偏光素子と、該液晶セルと該偏光素子
の間に2枚以上の光学異方素子を配置した液晶表示素子
において、該光学異方素子が負の一軸性を示し、該光学
異方素子の光学軸が液晶セル表面に対する法線方向から
5°〜60°傾いており、各光学異方素子の光学軸を液
晶セル表面に正射影した方向が相互に異なっていること
を特徴とする液晶表示素子。
2. The twist angle between the two electrode substrates is approximately 90.
Liquid crystal cell in which a TN type liquid crystal of 90 ° is sandwiched, two polarizing elements arranged on both sides of the liquid crystal cell, and a liquid crystal display in which two or more optical anisotropic elements are arranged between the liquid crystal cell and the polarizing element. In the element, the optical anisotropic element exhibits negative uniaxiality, and the optical axis of the optical anisotropic element is tilted at 5 ° to 60 ° from the direction normal to the liquid crystal cell surface. A liquid crystal display device characterized in that the directions orthogonally projected on the liquid crystal cell surface are different from each other.
【請求項3】 2枚の電極基板間にねじれ角がほぼ90
°のTN型液晶を挟持してなる液晶セルと、その両側に
配置された2枚の偏光素子と、該2枚の偏光素子の間に
2枚以上の光学異方素子を配置した液晶表示素子におい
て、該光学異方素子が負の一軸性を示し、該光学異方素
子の光学軸が液晶セル表面に対する法線方向から5°〜
60°傾いており、かつ、液晶セル両側の光学異方素子
の光学軸を液晶セル表面に正射影した方向と、近接した
液晶セル基板のラビング軸方向とのなす角が−45°以
上45°以下であり、2枚の光学異方素子の光学軸を液
晶セル表面に正射影した方向同士のなす角が0°以上9
0°以下であることを特徴とする液晶表示素子。
3. The twist angle between the two electrode substrates is approximately 90.
Liquid crystal cell sandwiching a TN-type liquid crystal of 2 °, two polarizing elements arranged on both sides of the liquid crystal cell, and a liquid crystal display element in which two or more optical anisotropic elements are disposed between the two polarizing elements. In, the optical anisotropic element exhibits negative uniaxiality, and the optical axis of the optical anisotropic element is 5 ° to the normal direction to the liquid crystal cell surface.
It is inclined by 60 °, and the angle formed by the orthogonal projection of the optical axes of the optical anisotropic elements on both sides of the liquid crystal cell to the liquid crystal cell surface and the rubbing axis direction of the adjacent liquid crystal cell substrate is −45 ° or more and 45 ° or more. And the angle between the directions of the orthogonal projections of the optical axes of the two optically anisotropic elements on the surface of the liquid crystal cell is 0 ° or more and 9 or more.
A liquid crystal display device characterized by being 0 ° or less.
【請求項4】 2枚の電極基板間にねじれ角がほぼ90
°のTN型液晶を挟持してなる液晶セルと、その両側に
配置された2枚の偏光素子と、該液晶セルと該偏光素子
の間に、2枚以上の光学異方素子を積層して配置した液
晶表示素子において、該光学異方素子が負の一軸性を示
し、該光学異方素子の光学軸が液晶セル表面に対する法
線方向から5°〜60°傾いており、かつ、液晶セルに
最近接した光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に正射
影した方向と、該光学異方素子に近い方の液晶セル基板
のラビング方向のなす角が−45°以上45°以下であ
り、液晶セルから最も離れた光学異方素子の光学軸を液
晶セル表面に正射影した方向と該光学異方素子から遠い
方の液晶セル基板のラビング方向のなす角が−45°以
上45°以下であり、液晶セルに最近接した光学異方素
子の光学軸を液晶セル表面に正射影した方向と液晶セル
から最も離れた光学異方素子の光学軸を液晶セル表面に
正射影した方向とのなす角が0°以上90°以下である
ことを特徴とする液晶表示素子。
4. The twist angle between the two electrode substrates is approximately 90.
Liquid crystal cell sandwiching a TN type liquid crystal of two degrees, two polarizing elements arranged on both sides of the liquid crystal cell, and two or more optical anisotropic elements laminated between the liquid crystal cell and the polarizing element. In the arranged liquid crystal display element, the optical anisotropic element exhibits negative uniaxiality, the optical axis of the optical anisotropic element is inclined 5 ° to 60 ° from the direction normal to the liquid crystal cell surface, and the liquid crystal cell The angle formed by the orthogonal projection of the optical axis of the anisotropic optical element closest to the liquid crystal cell surface to the rubbing direction of the liquid crystal cell substrate closer to the optical anisotropic element is -45 ° or more and 45 ° or less. The angle formed by the direction of orthogonal projection of the optical axis of the optical anisotropic element farthest from the liquid crystal cell on the liquid crystal cell surface and the rubbing direction of the liquid crystal cell substrate farther from the optical anisotropic element is -45 ° or more and 45 ° or less. And the optical axis of the optical anisotropic element closest to the liquid crystal cell is A liquid crystal display device characterized in that an angle formed between a direction orthogonally projected to a surface and a direction orthogonally projected to the liquid crystal cell surface is an optical axis of an optical anisotropic element farthest from the liquid crystal cell is 0 ° or more and 90 ° or less. .
【請求項5】 該光学異方素子の632.8nmの光に
おけるレターデーションが−50nm〜−600nmで
あることを特徴とする請求項1から4の何れか1項記載
の液晶表示素子。
5. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the retardation of the optically anisotropic element at a light of 632.8 nm is −50 nm to −600 nm.
JP6070587A 1993-05-06 1994-04-08 Liquid crystal display element using optical anisotropic element Pending JPH0720456A (en)

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JP6070587A JPH0720456A (en) 1993-05-06 1994-04-08 Liquid crystal display element using optical anisotropic element

Applications Claiming Priority (5)

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JP5-105532 1993-05-06
JP5-105533 1993-05-06
JP10553293 1993-05-06
JP10553393 1993-05-06
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0915586A (en) * 1995-06-29 1997-01-17 Nec Corp Liquid crystal display device
KR19990068732A (en) * 1999-06-15 1999-09-06 서대식 LCD Technology of VA-1/4 π cell

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