JPH09222601A - Liquid crystal display element and optically anisotropic element - Google Patents

Liquid crystal display element and optically anisotropic element

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JPH09222601A
JPH09222601A JP8027837A JP2783796A JPH09222601A JP H09222601 A JPH09222601 A JP H09222601A JP 8027837 A JP8027837 A JP 8027837A JP 2783796 A JP2783796 A JP 2783796A JP H09222601 A JPH09222601 A JP H09222601A
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liquid crystal
optical
layer
optically anisotropic
crystal display
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正仁 石川
Yasuharu Tanaka
康晴 田中
Masumi Okamoto
ますみ 岡本
Hitoshi Hado
仁 羽藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to improve the dependence of a liquid crystal display element in visual angles by adding a phase difference plate which lessens the optical rotatory power in an upper position and to induce the optical rotatory power in a lower position. SOLUTION: The inclination of the major axis of an ellipse changes continuously from the electrode 3d of a lower substrate toward the electrode 3c of an upper substrate. The optical axis OL is nearly perpendicular to the substrate surface near the lower substrate 3d and is nearly parallel near the upper substrate electrode 3c. When the arrangement of Fig. (a) is observed diagonally from the z-axis, the arrangement is twisted toward the left viewed from the progressing direction according to the progression from below to above in Fig. (c) and is twisted rightward conversely therefrom in fig. (d). The characteristic that the rotating direction of the polarized light is reverse between the upper position and the lower position is embodied by the phase difference plate arranged diagonally in such a manner. The phase difference plate may be regarded as the structure obtd. by optically laminating optically anisotropic material layer units in its thickness direction. The phase difference plate consists of the constitution in which the respective layer units have the optical axes and that the inclination of the optical axes change continuously and stepwise.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子およ
び光学異方素子に係わり、特に液晶表示素子のコントラ
スト比および表示色の視角依存性を改良した光学異方素
子および配置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display element and an optical anisotropic element, and more particularly to an optical anisotropic element and an arrangement in which the contrast ratio of a liquid crystal display element and the viewing angle dependence of display color are improved.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子は、薄型軽量、低消費電力
という大きな利点をもつため、腕時計や電卓、日本語ワ
ードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等のディスプ
レイとしてだけではなく、液晶表示素子の利点を積極的
に活用した新規な構想の製品にも活用されている。中で
もパーソナルコンピュータなどに用いられる液晶表示素
子は、大面積・大容量表示化しており、表示面の大きさ
が対角10インチ、640×480画素といったものが
主流になってきた。このクラスの液晶表示素子に用いら
れている表示方式としては、大きく2つに分類できる。
1つは、単純マトリクス方式、もう1つはアクティブマ
トリクス方式である。
2. Description of the Related Art Since liquid crystal display elements have the great advantages of being thin and lightweight and of low power consumption, they are positively used not only as displays for wrist watches, calculators, Japanese word processors, personal computers, etc., but also as liquid crystal display elements. It is also used in products with new concepts that were used. In particular, liquid crystal display elements used in personal computers and the like have become large-area and large-capacity displays, and the size of the display surface has become 10 inches diagonal and 640 × 480 pixels have become mainstream. The display methods used for liquid crystal display elements of this class can be roughly classified into two types.
One is a simple matrix method and the other is an active matrix method.

【0003】単純マトリクス方式は、液晶を櫛形の透明
電極が付いた2枚のガラス基板で挟んだだけの単純な構
造をしている。それゆえ、単純マトリクス方式において
は、液晶に高い性能が要求される。この液晶に要求され
る性能を説明する前に、液晶表示素子の表示原理につい
て説明する。
The simple matrix system has a simple structure in which a liquid crystal is sandwiched between two glass substrates having comb-shaped transparent electrodes. Therefore, in the simple matrix system, high performance is required for the liquid crystal. Before describing the performance required of the liquid crystal, the display principle of the liquid crystal display element will be described.

【0004】液晶表示素子の表示は、液晶にかかる電圧
を変化させて液晶分子の向き変化させて表示を行ってい
る。一般に、大きなコントラスト比を得るには大きな電
圧差が必要である。しかし、640×480画素もの表
示を実現するには、暗と明の電圧差は約1Vと小さく、
1V差だけで液晶分子の大きな状態変化が要求される。
これを実現するため、長い間、多くの研究者らにより検
討され、1985年、シェーファらの研究グループによ
りなされた。彼らの研究によると、液晶分子の配列のね
じれ角(ツイスト角)を大きくすることで配列の変化が
電圧に対して敏感に変化し、また、大きなねじれ角で安
定な配列を得るには、液晶分子はある程度の傾きを持っ
ていることが必要であることを見いだした。この研究報
告以来、これを実現するための配向技術が盛んに行われ
実用化に成功した。
The display of the liquid crystal display element is performed by changing the voltage applied to the liquid crystal to change the orientation of the liquid crystal molecules. Generally, a large voltage difference is required to obtain a large contrast ratio. However, in order to realize the display of 640 × 480 pixels, the voltage difference between dark and bright is as small as about 1V,
A large state change of liquid crystal molecules is required only by the difference of 1V.
To achieve this, it was studied by many researchers for a long time, and in 1985, it was done by the research group of Schaefer et al. According to their research, by increasing the twist angle of the alignment of liquid crystal molecules, the alignment changes sensitively to voltage, and in order to obtain a stable alignment with a large twist angle, We found that the molecule needs to have a certain degree of inclination. Since this research report, alignment technology for realizing this has been actively carried out and successfully put into practical use.

【0005】配列640×480画素もの表示を実現す
るには、一般にツイスト角は180゜以上必要であり、
このようにツイスト角が大きいことから、この液晶をス
ーパーツイストネマティック(STN)と呼ばれる。し
かし、初期のSTNディスプレイは背景が黄色で緑の文
字表示など表示に色づきがあり、白黒の表示ではなかっ
た。これは、ツイスト角が大きいためで、このような表
示の着色を解消する手段として、液晶層の配列が逆の方
向にねじれた第2の液晶セルを偏光板と液晶セルの間に
配置することによって白黒表示を実現できることが特公
昭63−53528号公報にて報告されている。
Generally, a twist angle of 180 ° or more is required to realize a display with an array of 640 × 480 pixels.
Due to such a large twist angle, this liquid crystal is called super twist nematic (STN). However, the initial STN display had a different background such as a yellow background and green characters, and was not a black and white display. This is because the twist angle is large, and as a means for eliminating such display coloration, a second liquid crystal cell in which the liquid crystal layer is twisted in the opposite direction is arranged between the polarizing plate and the liquid crystal cell. It has been reported in Japanese Patent Publication No. 63-53528 that black and white display can be realized.

【0006】この白黒化の原理は、液晶分子がねじれ配
列とされる第1の液晶セルを透過し旋光分散を生じた光
を、第1の液晶セルと対象構造の第2の液晶セルに透過
させる事によって旋光分散を解消した。その結果、光の
旋光分散に起因する着色が解消され、白黒表示を実現す
ることができる。このような変換を正確に行うには、光
学補償板である第2の液晶セルは、第1の液晶セルとリ
タデーション値がほぼ同一で、かつねじれ方向が相互間
で逆であり、それらの配置は、相互に最近接する液晶分
子の配向方位が直交するように構成することが必要であ
る。
The principle of black and white is that the light, which is transmitted through the first liquid crystal cell in which the liquid crystal molecules are arranged in a twisted arrangement and causes optical rotatory dispersion, is transmitted to the first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell of the target structure. By doing so, the optical rotatory dispersion was resolved. As a result, coloring due to optical rotation dispersion of light is eliminated, and black and white display can be realized. In order to perform such conversion accurately, the second liquid crystal cell, which is an optical compensator, has substantially the same retardation value as the first liquid crystal cell, and the twist directions are opposite to each other. Need to be configured such that the alignment directions of the liquid crystal molecules closest to each other are orthogonal to each other.

【0007】この他の手段としては、前述した第2の液
晶セルの替わりに光学異方性フィルムを用いる手法も種
々提案されている。これは、光学異方性フィルムを液晶
セル上に数枚積層することにより、第2の液晶セルとほ
ぼ同一な機能をもたせる手法である。
As other means, various methods using an optically anisotropic film instead of the above-mentioned second liquid crystal cell have been proposed. This is a method in which several optically anisotropic films are laminated on a liquid crystal cell to have almost the same function as the second liquid crystal cell.

【0008】以上述べた光学補償によりSTNディスプ
レイでも白黒表示が可能となり、更にカラーフィルタと
の組み合わせにより、より付加価値の高いカラー表示も
実現することができる。しかし、単純マトリクス方式
は、電圧平均化法に基づく時分割駆動を原理としている
ため、高精細表示をするために走査線数を増加すると、
光を遮断する際の電圧値と、光を透過させるの際の電圧
差が著しく減少し、その結果コントラスト比が小さくな
ったり、液晶の応答速度が遅くなる本質的な問題があ
る。また、この様な従来技術は、液晶表示素子を見る時
の方位や角度によって表示画が反転して見えたり、表示
画が全く見えなくなったり、あるいは表示が色づくとい
った現象として観測され、より表示品位の高い液晶表示
素子を実現する際、大きく問題となる。
The optical compensation described above enables black-and-white display even on an STN display, and by combining it with a color filter, color display with a higher added value can be realized. However, since the simple matrix method is based on the principle of time division driving based on the voltage averaging method, if the number of scanning lines is increased in order to perform high definition display,
There is an essential problem that the voltage difference when blocking light and the voltage difference when transmitting light are significantly reduced, resulting in a small contrast ratio and a slow response speed of liquid crystal. In addition, such a conventional technology is observed as a phenomenon that the display image looks reversed depending on the azimuth and the angle when the liquid crystal display element is viewed, the display image disappears at all, or the display becomes colored, and the display quality is further improved. This is a serious problem when a liquid crystal display device with high cost is realized.

【0009】一方、アクティブマトリクス方式は、各表
示画素ごとに薄膜トランジスタやダイオードからなるス
イッチング素子を具備しているため、走査線の数に関係
なく各画素の液晶層に任意の電圧比を設定できる。従っ
て、単純マトリクス方式の場合の様な特別な性能は液晶
には要求されない。ツイスト角をSTNのように大きく
する必要はなく、90゜とされている。
On the other hand, the active matrix type has a switching element composed of a thin film transistor and a diode for each display pixel, so that an arbitrary voltage ratio can be set in the liquid crystal layer of each pixel regardless of the number of scanning lines. Therefore, the liquid crystal is not required to have special performance as in the case of the simple matrix system. The twist angle does not need to be as large as STN, and is set to 90 °.

【0010】ツイスト角が90゜の液晶セル(TN)
は、ねじれ角が小さいため旋光分散がなく、無彩色で高
コントラストな表示が得られる。また、電圧に対する応
答もSTNより速い。アクティブマトリクス方式とTN
とを組み合わせることにより、大表示容量でコントラス
ト比が高く、応答速度が速い液晶表示素子が実現するこ
とができる。また、各画素毎にスイッチング素子がある
ため中間的電圧を印加できこれにより中間調表示も可能
である。更に、カラーフィルタと組み合わせることによ
り、フルカラー表示も実現が容易である。
Liquid crystal cell (TN) having a twist angle of 90 °
Has a small twist angle and thus has no optical rotatory dispersion, and an achromatic and high-contrast display can be obtained. Also, the response to voltage is faster than STN. Active matrix method and TN
By combining and, it is possible to realize a liquid crystal display device having a large display capacity, a high contrast ratio, and a fast response speed. In addition, since there is a switching element for each pixel, an intermediate voltage can be applied, which enables halftone display. Furthermore, full color display can be easily realized by combining with a color filter.

【0011】しかし、アクティブマトリクス方式の場合
でも、2値表示をした場合にはそれほどでもないが、中
間調を表示したときに、見る方向によって表示画が反転
して見えたり、表示画が全く見えなくなったり、あるい
は表示が色づくといった現象として観測され、より表示
品位の高い液晶表示素子を実現する際、大きく問題とな
る。
However, even in the case of the active matrix system, although not so much in the case of the binary display, the display image looks inverted depending on the viewing direction when the halftone is displayed, or the display image is completely visible. It is observed as a phenomenon that the display disappears or the display is colored, which is a serious problem in realizing a liquid crystal display device with higher display quality.

【0012】このような表示の視角依存性を低減させる
手段として、英国特許第1462978号明細書に2枚
の偏光板の間に、液晶セルと光学異方性が厚み方向に負
のポリマーフィルムである複屈折層を配置することが開
示されている。一方、特開平3−67219号公報に、
螺旋ピッチ長と屈折率の積が400nm以下のコレステ
リック液晶相を示す液晶化合物(または高分子液晶)か
らなる複屈折層を液晶セル上に配置することが開示され
ている。これら2つの提案は、垂直配列(配向基板に対
して液晶分子が垂直に配列したもの)した液晶セルの場
合しか考慮されてなく、TN方式やSTN方式のような
ねじれた配列をした液晶セルの場合には考えられていな
い。また、特開平4−349424号公報にツイスト角
360゜以上の配列で、チルト角をもつ光学補償素子で
液晶表示素子の視野角を制御する提案もあるが、階調表
示をした場合には視野角拡大の効果がまだ十分とはいえ
ない。
As a means for reducing the viewing angle dependence of such a display, British Patent No. 1462978 discloses that a liquid crystal cell and a polymer film whose optical anisotropy is negative in the thickness direction are provided between two polarizing plates. Disposing a refraction layer is disclosed. On the other hand, in JP-A-3-67219,
It is disclosed that a birefringent layer made of a liquid crystal compound (or polymer liquid crystal) showing a cholesteric liquid crystal phase having a product of a helical pitch length and a refractive index of 400 nm or less is arranged on a liquid crystal cell. These two proposals are considered only in the case of a liquid crystal cell in which vertical alignment (liquid crystal molecules are aligned vertically with respect to an alignment substrate), and a liquid crystal cell in a twisted alignment such as a TN method or an STN method is considered. If not considered. Also, there is a proposal in Japanese Patent Laid-Open No. 4-349424 to control the viewing angle of a liquid crystal display element by an optical compensation element having a tilt angle in an array with a twist angle of 360 ° or more. The effect of angular expansion is not yet sufficient.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】以上述べた液晶表示素
子の基本的な表示原理は、液晶に印加する電圧により液
晶分子の向きを変化させ、液晶セルに光学的な変化を生
じさせるところにある。
The basic display principle of the liquid crystal display device described above is that the direction of liquid crystal molecules is changed by the voltage applied to the liquid crystal, thereby causing an optical change in the liquid crystal cell. .

【0014】従って、液晶表示素子を傾けてみると液晶
分子の向きが変化して見え、特に微妙な中間調を表示す
る場合、液晶分子の傾き具合を細かく変化させるのでよ
り顕著である。
Therefore, when the liquid crystal display element is tilted, the orientation of the liquid crystal molecules appears to change, and particularly when displaying a delicate halftone, the degree of tilt of the liquid crystal molecules is finely changed, which is more remarkable.

【0015】このような、液晶分子の配列の見え方の視
角依存性により、表示画が反転して見えたり、全く識別
できなかったりするといった現象として観測され、特に
カラーフィルターと組み合わせてフルカラー表示を行う
際には、表示画の再現性が著しく低下し大きく問題とな
る。
Due to such viewing angle dependence of the appearance of the arrangement of the liquid crystal molecules, it is observed as a phenomenon that the display image appears to be reversed or cannot be discriminated at all. Especially, in combination with a color filter, full color display is performed. When this is done, the reproducibility of the displayed image is significantly reduced, which is a serious problem.

【0016】本発明は上記不都合を解決するものであ
り、コントラスト比および表示色の視角依存性を改善し
た液晶表示素子およびこれに使用する光学異方素子を得
るものである。
The present invention solves the above-mentioned inconveniences and provides a liquid crystal display device having improved contrast ratio and viewing angle dependence of display color, and an optical anisotropic element used for the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、以下に示す特
徴をもつ液晶表示素子にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention resides in a liquid crystal display device having the following features.

【0018】少なくとも1枚の偏光器と、2枚の基板間
に液晶層を挟持した駆動用液晶セルと、前記偏光器と前
記駆動用液晶セル間に配置され,光学異方性が負号であ
り,光軸が層面に対してほぼ垂直方向からほぼ平行方向
に連続的に層厚方向に変化してなる第1の光学異方性層
および光学異方性が負号であり光軸が層面に対しほぼ垂
直な第2の光学異方性層とが隣接して配置され,かつ前
記第1の光学異方性層のほぼ垂直な光軸を形成する層側
が前記第2の光学異方性層と隣接する光学異方素子と、
からなることを特徴とする液晶表示素子。
At least one polarizer, a driving liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, and a polarizer and the driving liquid crystal cell are arranged, and the optical anisotropy is a negative sign. The first optical anisotropic layer in which the optical axis continuously changes in the layer thickness direction from a direction substantially perpendicular to the layer surface to a direction parallel to the layer surface and the optical anisotropy is a negative sign, and the optical axis is the layer surface. Is disposed adjacent to a second optical anisotropic layer that is substantially perpendicular to the second optical anisotropic layer, and the layer side that forms an optical axis that is substantially perpendicular to the first optical anisotropic layer is the second optical anisotropic layer. An optical anisotropic element adjacent to the layer,
A liquid crystal display device comprising:

【0019】上記駆動用液晶セルの平均光軸と、第1の
光学異方性層と第2の光学異方性層から合成される平均
光軸とが互いにほぼ平行となることを特徴とする液晶表
示素子。
The average optical axis of the driving liquid crystal cell and the average optical axis synthesized from the first optically anisotropic layer and the second optically anisotropic layer are substantially parallel to each other. Liquid crystal display device.

【0020】上記駆動用液晶セルの表示方式が旋光モー
ドであることを特徴とする液晶表示素子。
A liquid crystal display device characterized in that the display system of the driving liquid crystal cell is an optical rotation mode.

【0021】上記駆動用液晶セルの表示方式が複屈折モ
ードであることを特徴とする液晶表示素子。
A liquid crystal display device characterized in that the display system of the driving liquid crystal cell is a birefringence mode.

【0022】上記第1の光学異方性層が有機材料、無機
材料または高分子液晶からなることを特徴とする液晶表
示素子。
A liquid crystal display device characterized in that the first optically anisotropic layer is made of an organic material, an inorganic material or a polymer liquid crystal.

【0023】上記第1の光学異方性層が液晶セルからな
ることを特徴とする晶表示素子。
A crystal display device characterized in that the first optically anisotropic layer comprises a liquid crystal cell.

【0024】上記第2の光学異方性層が有機材料、無機
材料または高分子液晶からなることを特徴とする液晶表
示素子。
A liquid crystal display device, wherein the second optically anisotropic layer is made of an organic material, an inorganic material or a polymer liquid crystal.

【0025】上記第1の光学異方性層が駆動用液晶セル
内部に形成されていることを特徴とする液晶表示素子。
A liquid crystal display device, wherein the first optically anisotropic layer is formed inside a driving liquid crystal cell.

【0026】上記第2の光学異方性層が駆動用液晶セル
内部に形成されていることを特徴とする液晶表示素子。
A liquid crystal display device, wherein the second optically anisotropic layer is formed inside a driving liquid crystal cell.

【0027】本発明はさらに以下の特徴をもつ液晶表示
素子にある。
The present invention further resides in a liquid crystal display device having the following features.

【0028】光学異方性単位の光学異方性が負号であ
り、光軸が厚み軸と層面のある方向の軸からなる面内
で、層の厚み方向に連続的に変化した配列で、一方の層
面で前記光軸が層面に対しほぼ垂直で、他方の層面で前
記光軸が層面に対しほぼ平行である第1の光学異方性層
と、光学異方性が負号であり層面に対しほぼ垂直な第2
の光学異方性層とが隣接して配置され、かつ前記第1の
光学異方性層の前記第2の光学異方性層と最隣接する光
学異方性単位の光軸と第2の光学異方性層の光軸とがほ
ぼ平行となることを特徴とする光学異方素子。
The optical anisotropy of the optical anisotropy unit is a negative sign, and the optical axis is an array which is continuously changed in the thickness direction of the layer within a plane consisting of the thickness axis and the axis in a certain direction of the layer surface, A first optically anisotropic layer having the optical axis substantially perpendicular to the layer surface on one layer surface and the optical axis substantially parallel to the layer surface on the other layer surface; Second, almost perpendicular to
And the optical axis of the optical anisotropic unit closest to the second optical anisotropic layer of the first optical anisotropic layer, An optical anisotropic element characterized in that the optical axis of the optically anisotropic layer is substantially parallel.

【0029】上記第1の光学異方性素子が有機材料、無
機材料または高分子液晶からなることを特徴とする光学
異方素子。
An optical anisotropic element characterized in that the first optically anisotropic element is made of an organic material, an inorganic material or a polymer liquid crystal.

【0030】上記第1の光学異方性層が液晶セルからな
ることを特徴とする光学異方素子。
An optical anisotropic element characterized in that the first optically anisotropic layer comprises a liquid crystal cell.

【0031】上記第2の光学異方性層が有機材料、無機
材料または高分子液晶からなることを特徴とする光学異
方素子。
An optical anisotropic element characterized in that the second optically anisotropic layer is made of an organic material, an inorganic material or a polymer liquid crystal.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明は、上記により課題を解決
するものであり、液晶表示素子のコントラスト比や階調
表示時のの明るさ、表示色の視角依存性を同時に軽減す
る、もしくは液晶表示素子のある特定のコントラスト比
が得られる領域をある特性の方位、視角に制御しようす
るものである。その作用について以下に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention solves the problems as described above, and simultaneously reduces the contrast ratio of a liquid crystal display device, the brightness at the time of gradation display, and the viewing angle dependence of the display color, or It is intended to control the region of the display element where a specific contrast ratio is obtained to have a certain azimuth and viewing angle. The operation will be described below.

【0033】TNやSTNなどの液晶表示素子におい
て、光が液晶表示素子の表示面に垂直に入射する場合と
斜めに入射する場合とでは、液晶表示素子中を伝搬する
光の偏光状態は異なり、この偏光状態の違いが表示画の
反転現象や着色現象に直接反映する。このような現象
は、液晶表示素子の表示面を見る角度を表示面法線から
大きく傾けていくと観測され、特に液晶層に電圧を印加
する手段を有する液晶セル(以下駆動セルという)の液
晶層に電圧が印加されている画素で顕著に見られる。
In a liquid crystal display element such as TN or STN, the polarization state of light propagating in the liquid crystal display element is different depending on whether the light is vertically incident on the display surface of the liquid crystal display element or obliquely. This difference in polarization state is directly reflected in the inversion phenomenon and the coloring phenomenon of the display image. Such a phenomenon is observed when the viewing angle of the display surface of the liquid crystal display element is greatly inclined from the normal to the display surface, and in particular, a liquid crystal cell of a liquid crystal cell (hereinafter referred to as a drive cell) having means for applying a voltage to the liquid crystal layer. It is noticeable in pixels where a voltage is applied to the layer.

【0034】図17(a)、(b)は、従来のTN液晶
表示素子の表示面法線から左右の方向に0°から60°
まで傾いた時の表示輝度の角度依存性を示す図である。
1から8レベルと示されているのは、階調表示の各階調
番号で、液晶セルに印加される電圧が順に異なってい
る。レベル1は0V、レベル8は5Vが液晶セルに印加
されている。例えば、上方位(図17(b))の場合、
ディスプレイの表示面の法線から傾ける角度(視角)を
0°(正面)から60°へと大きくなるにつれて、輝度
は徐々に大きくなっている。実際の表示では、表示色が
白っぽくなる(白抜け)として観測される。一方、下方
位についてみると、視角を正面(0°)から60°へと
傾けていくと、上方位とは逆に輝度は低下していく。こ
の現象は、実際の表示画においては、表示色が暗くなる
(黒つぶれ)として観測される。また、正面において、
最も明るい表示レベル1とそれより低い階調レベル2
は、上方位の視角35°で大小関係が逆転しており、実
際の表示画においては、写真フィルムのネガのような反
転した表示(反転)として観測される。どの階調レベル
に関しても視角変化しても透過率が変化しないのが理想
である。しかし、実際のTNの視角特性は図17(a)
に示したように左右方位の特性は比較的よいが、上下方
位の特性は悪い。
FIGS. 17 (a) and 17 (b) show 0 ° to 60 ° in the left and right directions from the normal to the display surface of the conventional TN liquid crystal display element.
It is a figure which shows the angle dependence of the display brightness at the time of inclining.
1 to 8 levels are shown for each gradation number of gradation display, and the voltages applied to the liquid crystal cells are different in order. 0V for level 1 and 5V for level 8 are applied to the liquid crystal cell. For example, in the case of upward orientation (Fig. 17 (b)),
The brightness gradually increases as the angle (viewing angle) tilted from the normal to the display surface of the display increases from 0 ° (front) to 60 °. In the actual display, it is observed that the display color becomes whitish (white spots). On the other hand, regarding the lower position, when the viewing angle is tilted from the front (0 °) to 60 °, the brightness decreases contrary to the upward direction. This phenomenon is observed in the actual display image as the display color darkens (blackout). Also, on the front,
Brightest display level 1 and lower gradation level 2
The size relationship is reversed at the viewing angle of 35 ° in the upper direction, and is observed as an inverted display (reversal) like a negative of a photographic film in an actual display image. Ideally, the transmittance does not change even if the viewing angle changes for any gradation level. However, the actual viewing angle characteristics of TN are shown in FIG.
As shown in, the characteristic in the horizontal direction is relatively good, but the characteristic in the vertical direction is poor.

【0035】このような現象がおきるのは、上述のよう
に液晶表示素子の視角特性は、液晶表示素子に入射する
光の入射角度により偏光状態が異なることに起因するた
めであるが、これについてTNを例に詳しく説明する。
The reason why such a phenomenon occurs is that the viewing angle characteristics of the liquid crystal display element are caused by the fact that the polarization state varies depending on the incident angle of the light incident on the liquid crystal display element as described above. The TN will be described in detail as an example.

【0036】図3にTN型液晶表示素子の動作原理を示
す。図3(a)は電極3c、3dに電圧無印加時のTN
セル中の液晶分子LMの配列状態を示している。電圧V
が印加されていない時には、液晶分子は基板に対してほ
ぼ平行に液晶層の厚さ方向(図ではz軸の方向)に液晶
分子同士が平行になって連続的にねじれた配列をしてい
る。ねじれた分子の配列に偏光子Piにより偏光された
光Liが入射すると、偏光面は液晶分子LMのねじれ配
列にしたがって回転し、液晶層を出たところでは偏光面
は、液晶層に入る前の偏光面に対し液晶層のツイスト角
分回転する。この回転した方向に検光子Poの透過軸P
otを合わせると透過光Loが得られる。
FIG. 3 shows the operating principle of the TN type liquid crystal display device. FIG. 3A shows TN when no voltage is applied to the electrodes 3c and 3d.
The alignment state of the liquid crystal molecules LM in the cell is shown. Voltage V
When no voltage is applied, the liquid crystal molecules are arranged in a continuously twisted arrangement in which the liquid crystal molecules are parallel to each other in the thickness direction of the liquid crystal layer (z-axis direction in the figure) substantially parallel to the substrate. . When the light Li polarized by the polarizer Pi is incident on the array of twisted molecules, the polarization plane rotates according to the twisted array of the liquid crystal molecules LM, and at the exit of the liquid crystal layer, the polarization plane is the same as before entering the liquid crystal layer. Rotate by the twist angle of the liquid crystal layer with respect to the plane of polarization. In this rotated direction, the transmission axis P of the analyzer Po
When ot is adjusted, transmitted light Lo is obtained.

【0037】図3(b)は、電圧印加時のTNセル中の
液晶分子の配列状態を示している。電圧Vの印加により
液晶分子LMは立上がり、セルの中央付近の液晶分子L
Mcは電極近傍の液晶分子LMsよりも傾く。電極3
c、3d近傍の液晶分子LMsの傾きが小さいのは、電
極−液晶層界面の配向規制力(液晶を配向させるために
必要)があるためである。電圧Vの大きさに応じて液晶
分子の傾きが大きくなり、これと同時にねじれ配列も歪
み、電圧がさらに大きくなるとついにはねじれが解かれ
る。このような状態に偏光Liが入射すると、ねじれ配
列ではないために偏光面Lpは回転せず液晶層を進行
し、液晶層を出たところでは偏光面は液晶層に入射する
前と変わらない。したがって検光子Poの透過軸Pot
は偏光面Lpと直交するので偏光は透過できない。ま
た、中間調を表示するには液晶層に印加する電圧の大き
さをこれより小さく設定し、配向のねじれ配列を若干残
し、液晶層を出射する偏光面を幾分回転させて中間の透
過光を得る。以上の原理により、透過光をねじれ配列の
歪みを利用して制御している。
FIG. 3B shows the alignment state of liquid crystal molecules in the TN cell when a voltage is applied. The liquid crystal molecule LM rises by the application of the voltage V, and the liquid crystal molecule L near the center of the cell
Mc is more inclined than the liquid crystal molecules LMs near the electrodes. Electrode 3
The reason why the inclination of the liquid crystal molecules LMs in the vicinity of c and 3d is small is that there is an alignment regulating force (necessary for aligning the liquid crystal) at the electrode-liquid crystal layer interface. The tilt of the liquid crystal molecules becomes large according to the magnitude of the voltage V, and at the same time, the twisted arrangement is also distorted, and when the voltage is further increased, the twist is finally released. When the polarized light Li enters in such a state, the polarization plane Lp does not rotate and travels through the liquid crystal layer because it is not in a twisted arrangement, and the polarization plane at the exit from the liquid crystal layer is the same as before the incidence on the liquid crystal layer. Therefore, the transmission axis Pot of the analyzer Po
Since is orthogonal to the plane of polarization Lp, it cannot transmit polarized light. In order to display halftones, the magnitude of the voltage applied to the liquid crystal layer is set smaller than this, a slight twist alignment is left in the liquid crystal layer, and the plane of polarization that exits the liquid crystal layer is rotated slightly to allow transmission of the intermediate transmitted light. To get Based on the above principle, the transmitted light is controlled by utilizing the distortion of the twisted arrangement.

【0038】次に斜め方向の光に対する現象を説明す
る。
Next, the phenomenon of oblique light will be described.

【0039】図4は中間調を表示するときの分子配列状
態に斜めから光が入射する状態を説明する図である。図
4(a)は、中間調表示時の分子配列状態LMintと
2つの入射光の方向L、Uの関係を示す斜視図で、これ
をよりわかりやすくするため、y軸方向から見た図を図
4(b)、(c)に示す。ここに駆動用液晶セルの基板
の法線方向をz軸、基板面をxy軸で表している。上下
の基板の電極3c、3d付近の液晶分子LMsはやや傾
きをもって配列している。この傾きはプレチルト角と呼
ばれ、一般に、プレチルトとは基板−液晶界面における
液晶分子の傾きのことを示し、その傾きの角度をプレチ
ルト角α0という。電圧無印加時には、上下の基板3
a、3b間にわたり同一の角度で傾いている。電圧Vが
印加される領域にわたり所定の傾き(プレチルト)があ
ると、電圧が印加された際の傾き方向がプレチルトの方
向に揃うので、その結果均一な表示ができる。もし、プ
レチルトがない場合には、電圧が印加されたときに液晶
分子の傾く方向がまちまちとなり、傾き方向の異なる領
域の境界に欠陥線が発生し表示品位を著しく低下させる
原因となる。したがって均一な表示を得るためにはプレ
チルトは不可欠であり、その角度はTNモードにおいて
は1°から6°が一般的である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a state in which light obliquely enters the molecular arrangement state when displaying a halftone. FIG. 4A is a perspective view showing the relationship between the molecular alignment state LMint at the time of halftone display and the two directions L and U of incident light. To make it easier to understand, FIG. 4A is a view seen from the y-axis direction. 4 (b) and 4 (c). Here, the normal direction of the substrate of the driving liquid crystal cell is represented by the z axis, and the substrate surface is represented by the xy axes. The liquid crystal molecules LMs near the electrodes 3c and 3d on the upper and lower substrates are arranged with a slight inclination. This tilt is called a pretilt angle, and generally, the pretilt means a tilt of liquid crystal molecules at a substrate-liquid crystal interface, and the tilt angle is called a pretilt angle α0. When no voltage is applied, the upper and lower substrates 3
They are inclined at the same angle between a and 3b. If there is a predetermined inclination (pretilt) over the area to which the voltage V is applied, the inclination directions when the voltage is applied are aligned with the pretilt direction, and as a result, uniform display can be performed. If there is no pretilt, the liquid crystal molecules tilt in different directions when a voltage is applied, and a defect line is generated at the boundary between regions having different tilt directions, which causes a significant deterioration in display quality. Therefore, the pretilt is indispensable to obtain a uniform display, and the angle is generally 1 ° to 6 ° in the TN mode.

【0040】したがって図4(b)、(c)に示したよ
うに、特に中間調を表示した際には、液晶分子の配列状
態はy軸に対して非対称になる。図4(b)の+x軸か
ら+z軸の方向へ斜めに入射するLの偏光に関しては、
図5のLM−Lに示したように、配列は液晶分子LMに
傾きがない状態(あたかも電圧無印加時の配列状態)と
なり偏光面は大きく回転することができる。その結果、
透過光は正面からの入射光(z軸に平行な光)に対する
出射光の強度よりも大きくなる。一方、図4(c)のこ
れと反対の方位から(−x軸から+z軸の方向へ斜め
に)入射する偏光Uに対しては、図5のLM−Uに示し
たように、配列は液晶分子LMが大きく傾いた状態(あ
たかもさらに大きな電圧が印加された配列状態)となり
偏光面は回転することができなくなる。その結果、透過
光は正面からの入射光(z軸に平行な光)に対する出射
光の強度よりも小さくなる。図2との対応関係は、図4
のLの方位は図2の上方位に、図4のUの方位は図2の
下方位に相当する。
Therefore, as shown in FIGS. 4B and 4C, the arrangement state of the liquid crystal molecules is asymmetric with respect to the y-axis, particularly when displaying a halftone. Regarding the polarized light of L obliquely incident from the + x axis to the + z axis direction of FIG.
As shown by LM-L in FIG. 5, the alignment is in a state where the liquid crystal molecules LM are not tilted (as if they were aligned when no voltage is applied), and the plane of polarization can largely rotate. as a result,
The transmitted light is greater than the intensity of the emitted light with respect to the incident light (light parallel to the z axis) from the front. On the other hand, with respect to the polarized light U which is incident from the opposite azimuth of FIG. 4C (obliquely from the −x axis to the + z axis direction), the arrangement is as shown in LM-U of FIG. The liquid crystal molecules LM are largely tilted (as if they are aligned when a larger voltage is applied), and the plane of polarization cannot rotate. As a result, the transmitted light becomes smaller than the intensity of the emitted light with respect to the incident light (light parallel to the z axis) from the front. The correspondence with FIG. 2 is shown in FIG.
2 corresponds to the upper direction in FIG. 2, and the U direction in FIG. 4 corresponds to the lower direction in FIG.

【0041】以上説明したように、中間調での透過光の
方位依存性は液晶分子の配列の非対称性に起因する。こ
の配列の非対称性は、光が入射する方位により偏光面の
回転(旋光性)角度が異なり、その結果透過率に変化を
生じる。TN型液晶表示素子では、上方位では旋光性が
生じ、下方位では旋光性が減じる傾向があるといえる。
したがって、これを改善するには上方位で旋光性が減
り、下方位で旋光性が生じる位相差板を加えることによ
り、液晶表示素子の視角依存性を改善することができ
る。
As described above, the azimuth dependence of transmitted light in the halftone is due to the asymmetry of the alignment of liquid crystal molecules. The asymmetry of this arrangement causes the rotation (optical rotatory) angle of the polarization plane to differ depending on the direction in which light is incident, resulting in a change in transmittance. It can be said that the TN type liquid crystal display element tends to have optical rotatory power in the upper direction and reduce optical rotatory power in the lower position.
Therefore, in order to improve this, by adding a retardation plate in which the optical rotatory power is decreased in the upper direction and the optical rotatory property is generated in the lower position, the viewing angle dependency of the liquid crystal display element can be improved.

【0042】本発明は、このような特性をもつ光学異方
素子およびこの光学異方素子を備えた液晶表示素子を得
るものである。
The present invention provides an optical anisotropic element having such characteristics and a liquid crystal display element equipped with this optical anisotropic element.

【0043】本発明に関する光学異方素子を構成する位
相差板について説明する。
The retardation plate constituting the optical anisotropic element according to the present invention will be described.

【0044】まず、位相差板に要求される特性をまとめ
ると、位相差板に求められる特性は、「上方位と下方位
間で旋光の回転方向が逆」ということにある。図6は、
本発明の位相差板の光軸の配列状態を示す図で、図6
(a)は本発明の位相差板の断面図であり、断面楕円で
示されているのは位相差板を構成する光学異方性単位L
Dを示しており、3次元円板体の断面楕円の長軸法線が
光軸OLに相当する。単位は1つの分子でもよいし、積
層などでつらなる複数の分子から構成されてもよい。こ
の単位は負の光学異方性をもつ層の光軸が層内の厚み方
向(z方向)に対して連続的に傾きを変化する様子を説
明するために導入したもので、実際には個々に識別でき
るというものではなく、負の光学異方性物質層を等価的
に説明するものである。
First, to summarize the characteristics required for the retardation plate, the characteristic required for the retardation plate is that "the rotation direction of the optical rotation is opposite between the upper direction and the lower position". FIG.
FIG. 6 is a diagram showing an arrangement state of optical axes of the retardation plate of the present invention.
(A) is a cross-sectional view of a retardation plate of the present invention, and an ellipse in cross section shows an optical anisotropy unit L constituting the retardation plate.
D is shown, and the long axis normal of the ellipse in cross section of the three-dimensional disk body corresponds to the optical axis OL. The unit may be one molecule, or may be composed of a plurality of molecules that are stacked together. This unit was introduced to explain how the optical axis of a layer with negative optical anisotropy changes its slope continuously with respect to the thickness direction (z direction) within the layer. However, the negative optical anisotropic material layer is equivalently described.

【0045】下側の基板の電極3dから上側の基板の電
極3cにかけて楕円長軸の傾きが連続的に変化してお
り、光軸OLは下基板3d付近では基板面に対してほぼ
垂直で上基板電極3c付近でほぼ平行である(ハイブリ
ッド配向)。この配列を上から見た例が図6(b)に示
されている。図中の矢印は、光軸OLの向きを示してい
る。図6(c)はz軸から斜めに観測したときの配列図
である。傾き方向は図中のxyz軸で示されている。こ
れと逆の斜め方向から見た図を図6(d)に示した。図
(c)、(d)からわかるように、図6(a)の配列を
z軸より斜めから観測すると、(c)では下から上に進
行するにしたがい進行方向から見て左ねじれ、(d)で
はこの逆の右にねじれて配列している。このように斜め
に配列している位相差板により、上述の「上方位と下方
位間で旋光の回転方向が逆」という特性が実現できる。
The inclination of the ellipse major axis continuously changes from the electrode 3d on the lower substrate to the electrode 3c on the upper substrate, and the optical axis OL is substantially perpendicular to the substrate surface near the lower substrate 3d. It is almost parallel in the vicinity of the substrate electrode 3c (hybrid orientation). An example of this array viewed from above is shown in FIG. 6 (b). The arrow in the figure indicates the direction of the optical axis OL. FIG. 6C is an array diagram when observed obliquely from the z-axis. The tilt direction is indicated by the xyz axes in the figure. FIG. 6 (d) shows a view seen from the opposite diagonal direction. As can be seen from FIGS. 6 (c) and 6 (d), when the array of FIG. 6 (a) is observed obliquely from the z axis, in FIG. In d), the arrangement is twisted to the right and vice versa. With the retardation plates arranged obliquely in this way, the above-mentioned characteristic that "the rotation direction of the optical rotation is opposite between the upper azimuth and the lower azimuth" can be realized.

【0046】また、本発明の光学異方素子としての位相
差板は、その厚さ方向に光学的に光学異方性物質層単位
を多層に積層した構造とみることができる。各層単位が
光軸をもち、これらの光軸の傾きが連続的にまたは段階
的に変化している構成である。 さらに、厚さ方向で最
小の旋光性を有する光軸配列をとっている。
Further, the retardation plate as the optical anisotropic element of the present invention can be regarded as a structure in which optically anisotropic substance layer units are laminated in multiple layers in the thickness direction. Each layer unit has an optical axis, and the inclination of these optical axes changes continuously or stepwise. Further, the optical axis arrangement having the minimum optical rotatory power in the thickness direction is adopted.

【0047】次にこのような位相差板をどのようにして
駆動セルと組み合わせると良好な補償効果が得られるか
について説明する。
Next, it will be described how such a retardation plate is combined with a driving cell to obtain a good compensation effect.

【0048】図7(b)、(d)、(f)は、図3、
4、5に示した駆動セルを、図6と同様に矢印を加えて
示した図で、符号Lipが入射光の偏光軸、符号Lop
が出射光の偏光軸を表している。図7(a)は位相差板
を、(b)は中間調に相当する電圧を印加した駆動セル
(TN)をz軸から見た図である。(c)はz軸上から
+x軸側に倒して見たときの位相差板を構成する各光学
異方性物質層の分子の配列を示した図であり、図中に直
線偏光が入射した場合の旋光状態を示した。この方向で
は位相差板は、入射光の偏光面を左方向に回転させる性
質(左旋光能)がある。(d)に(c)と同じ方向から
見たときの駆動セルの配列状態を示した。液晶分子は中
間調に相当する電圧(液晶が動作する臨界電圧(しきい
値電圧)よりやや大きい電圧)が印加されているために
斜めに傾いており、この方向から見ると液晶分子の長軸
方向の長さと短軸方向の長さがほぼ同じとなる配向部分
が生じる。そのため、入射偏光はあまり旋光せずに透過
し、出射光の偏光軸Lopの方向は入射光の偏光軸Li
pとほぼ変わらない。これが表示が暗くなる「黒つぶ
れ」と呼ばれる表示異常の原因であり、この場合、左回
りに偏光を旋光(旋光能を増加させる)させれば、これ
が改善される。それには、前述の図(c)の位相差板が
これに適合する。図(c)の位相差板には左旋光能があ
り、駆動セルで足りない旋光を補う。
7 (b), (d) and (f) are shown in FIG.
The driving cells shown in FIGS. 4 and 5 are shown by adding arrows as in FIG. 6, and the reference symbol Lip indicates the polarization axis of the incident light and the reference symbol Lop.
Represents the polarization axis of the emitted light. FIG. 7A is a diagram of the retardation plate, and FIG. 7B is a diagram of the drive cell (TN) to which a voltage corresponding to a halftone is applied, viewed from the z-axis. (C) is a diagram showing an arrangement of molecules of each optically anisotropic substance layer constituting the retardation plate when viewed from the z-axis toward the + x-axis side, and linearly polarized light is incident on the diagram. The optical rotation state is shown. In this direction, the retardation plate has the property of rotating the polarization plane of incident light to the left (left-handed optical power). (D) shows the arrangement state of the driving cells when viewed from the same direction as (c). The liquid crystal molecules are tilted obliquely because a voltage corresponding to a halftone (a voltage slightly higher than the critical voltage (threshold voltage) at which the liquid crystal operates) is applied. From this direction, the long axis of the liquid crystal molecules is seen. An oriented portion is generated in which the length in the direction and the length in the minor axis direction are almost the same. Therefore, the incident polarized light is transmitted with little rotation, and the direction of the polarization axis Lop of the emitted light is the polarization axis Li of the incident light.
It is almost the same as p. This is the cause of a display abnormality called "blackout" in which the display is dark, and in this case, if the polarized light is rotated to the left (increasing the optical rotatory power), this is improved. The retardation plate of the above-mentioned figure (c) is suitable for this. The retardation film of FIG. 3C has a left-handed optical rotation ability, and compensates for the insufficient optical rotation by the driving cell.

【0049】一方、これと逆方位について、図(e)、
(f)を用いて説明する。図(e)、(f)は、図
(a)の位相差板をz軸の方向から−x軸より観測した
ときの光軸の配列を示したもので、図の入射光に対して
右に旋回させる特性(右旋光能)をもつ。図(f)は、
図(d)と同様、中間調の電圧が印加された状態であ
り、この方向からは実際には液晶分子が傾いているのに
もかかわらず傾いてないなように見え、そのため大きな
旋光能がでる。これが表示が必要以上に明るくなる「白
抜け」と呼ばれる表示異常の原因となり、左回りの旋光
を抑制する右旋光を適用すれば余分な旋光を解消でき
「白抜け」が改善される。図(e)の位相差板は右旋光
能があり、これを駆動セルと組み合わせることで素子の
特性改善がはかれる。 さらに高精度に視角依存性を改
善するには、位相差板の平均光軸の傾きを駆動セルの平
均光軸と一致させることが必要になる。このようにする
ことで、液晶表示素子全体の屈折率を3次元的に異方性
がない光学媒体、すなわち屈折率球体により近付けるこ
とが可能となり、視角依存性のない表示が得られる。
On the other hand, with respect to the opposite direction, FIG.
This will be described with reference to FIG. Figures (e) and (f) show the arrangement of the optical axes when the retardation plate of Figure (a) is observed from the z-axis direction from the -x axis. It has the property of turning to (right rotation). Figure (f) shows
As in the case of FIG. 6D, a halftone voltage is applied, and from this direction, it seems that the liquid crystal molecules are not tilted even though the liquid crystal molecules are actually tilted. Out. This causes a display abnormality called "white spot" in which the display becomes brighter than necessary, and by applying the right-handed optical rotation that suppresses the left-handed optical rotation, the "white spot" is improved. The retardation plate of FIG. 6 (e) has a right-handed rotatory power, and by combining this with a driving cell, the characteristics of the device can be improved. In order to improve the viewing angle dependency with higher accuracy, it is necessary to match the inclination of the average optical axis of the retardation plate with the average optical axis of the driving cell. By doing so, the refractive index of the entire liquid crystal display element can be brought closer to an optical medium having no three-dimensional anisotropy, that is, a refractive index sphere, and a display having no viewing angle dependence can be obtained.

【0050】実際に、図2に示すように、負の光学異方
性物質をハイブリッド配列させた位相差板20は、光軸
の平均軸(2.1)の傾きθc がTN液晶表示素子3の
光軸(3.0)の傾きθLCに比べ、法線方向zに対しよ
り傾いている。これは製造上からくるものである。
Actually, as shown in FIG. 2, in the retardation plate 20 in which the negative optically anisotropic substance is hybrid-arranged, the inclination θc of the average axis (2.1) of the optical axes is TN liquid crystal display element 3. Is more inclined with respect to the normal direction z than the inclination θLC of the optical axis (3.0). This is due to manufacturing reasons.

【0051】ここにハイブリッド配列の説明上、異方性
物質層が、複数の光学異方性単位2aの層方向への積層
でなるものとし、その光軸2Lが層下面2Bから層上面
2Aにかけて、下面2Bに平行な方向から上面2Aにほ
ぼ垂直な方向になるように連続的に傾きが変化する様子
を示している。なお、3Lは正の誘電異方性の液晶分子
の長軸方向を示している。Vは液晶層に電圧を印加する
電源である。
Here, for explanation of the hybrid arrangement, it is assumed that the anisotropic material layer is formed by stacking a plurality of optically anisotropic units 2a in the layer direction, and its optical axis 2L extends from the layer lower surface 2B to the layer upper surface 2A. , The inclination is continuously changed from the direction parallel to the lower surface 2B to the direction substantially perpendicular to the upper surface 2A. Note that 3L indicates the long axis direction of liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy. V is a power source for applying a voltage to the liquid crystal layer.

【0052】このハイブリッド配列の光軸の傾きを法線
方向側に補正するには、負の位相差板を付与することが
効果的である(図16)(ECP-646829: 富士写真フィル
ム、95年液晶討論会参照)。
In order to correct the inclination of the optical axis of this hybrid array in the direction of the normal line, it is effective to add a negative retardation plate (FIG. 16) (ECP-646829: Fuji Photo Film, 95). See the annual liquid crystal debate).

【0053】本発明者等はこのような構成において、位
相差板の光軸に注目したものである。この場合、駆動セ
ルの旋光性を補正するには、極力、位相差板の光軸の変
化は連続的であることが好ましい。
The present inventors have paid attention to the optical axis of the retardation plate in such a structure. In this case, in order to correct the optical rotatory power of the drive cell, it is preferable that the optical axis of the retardation plate changes continuously as much as possible.

【0054】すなわち、図1および図8に示すように、
ハイブリッド配向の位相差板20と負の位相差板30を
組み合わせるには、ハイブリッド配向の位相差板20と
負の位相差板が最隣接する光学異方性単位の光軸(2.
1)、30Lは揃っていることが極めて重要になる。
That is, as shown in FIG. 1 and FIG.
To combine the hybrid orientation retardation plate 20 and the negative retardation plate 30, the optical axis of the optically anisotropic unit (2.
It is extremely important that 1) and 30L are complete.

【0055】本発明の液晶表示素子は、この連続性を維
持するもので、ハイブリッド位相差板の垂直光軸側の面
と負の位相差板の面を隣接して、斜め入射時の光線に対
し十分な視角補償効果を発揮させる。
The liquid crystal display element of the present invention maintains this continuity, and the surface of the hybrid retardation film on the side of the vertical optical axis and the surface of the negative retardation film are adjacent to each other to allow light rays to be obliquely incident. On the other hand, it exerts a sufficient visual angle compensation effect.

【0056】さらに図8ではハイブリッド配列位相差板
20の面平行の光軸2Lbと液晶セル3の一方の配向処
理方向に沿う液晶分子LMの光軸3Laの方位とを揃え
ている。
Further, in FIG. 8, the optical axis 2Lb parallel to the surface of the hybrid alignment retardation plate 20 and the optical axis 3La of the liquid crystal molecule LM along one alignment treatment direction of the liquid crystal cell 3 are aligned.

【0057】以上、ハイブリッド配向の位相差板と負の
位相差板の組み合わせを例にして視野拡大の原理説明を
したが、ハイブリッド配向でねじれ配向した位相差板
や、上下基板間で均一にチルト配向した位相差板でもハ
イブリッド配向の位相差板と類似の特性が得られ、それ
は液晶表示素子の設計仕様に応じて選択することができ
る。また、TNを例に説明したが、90度以上ねじれ角
のSTNや、それ以外のツイスト角のセルすなわち複屈
折効果を用いて表示する駆動用液晶セルにも同様の原理
が適用できる。
Although the principle of expanding the field of view has been described above by taking the combination of the hybrid orientation retardation plate and the negative retardation plate as an example, the retardation plate twisted in the hybrid orientation or evenly tilted between the upper and lower substrates. The oriented retardation plate has similar characteristics to those of the hybrid orientation retardation plate, which can be selected according to the design specifications of the liquid crystal display device. Although the TN has been described as an example, the same principle can be applied to the STN having a twist angle of 90 degrees or more and the cells having other twist angles, that is, the driving liquid crystal cell for displaying by using the birefringence effect.

【0058】なお、光学異方性が負号の層に用いる負の
光学異方性を示す物質としてトリフェニレン核にエステ
ル結合でアルキル鎖のついたC18H6 (OCOC7 H1
5)6やベンゼン核を有するC6 (OCOCm H2m+1)6
などがあり、これらはディスコティック液晶と呼ばれ
る。これらを液晶相を示す温度領域で所望な配列を形成
させ、配列が変化しないように結晶相で使用することな
どもできる。また、液晶相を示す温度範囲を液晶モジュ
ールの動作温度範囲にし、電界等により配列を制御でき
るように光学異方素子を作製すれば視角特性を電圧制御
することも可能である。
As a substance having a negative optical anisotropy used for a layer having a negative optical anisotropy, C18H6 (OCOC7H1) having an alkyl chain attached to the triphenylene nucleus by an ester bond is used.
5) 6 and C6 (OCOCm H2m + 1) 6 with benzene nucleus
And so on, these are called discotic liquid crystals. It is also possible to form a desired array in the temperature region showing a liquid crystal phase and use it in a crystal phase so that the array does not change. Further, if the temperature range showing the liquid crystal phase is set to the operating temperature range of the liquid crystal module and an optical anisotropic element is manufactured so that the array can be controlled by an electric field or the like, the viewing angle characteristics can be voltage-controlled.

【0059】また、位相差板は高分子フィルムを延伸す
ることにより光学異方性を生じさせた位相差フィルム
(retardation film)を積層したものや、ねじれ配列さ
せた液晶セル、ならびに高分子液晶をねじれ配列させた
薄膜によって実現できる。この場合、例えば駆動用液晶
セルの基板の少なくともどちらか一方にこの高分子層を
塗布することによって得られるため製造上容易となり、
より望ましい液晶表示素子が得られる。例えばポリシロ
キサンを主鎖とし、側鎖にビフェニルベンゾエートとコ
レステリル基を適当な比で有したような高分子共重合体
などを用いることなどができる。
The retardation plate is formed by stacking retardation films (retardation films) having optical anisotropy by stretching a polymer film, twisted liquid crystal cells, and polymer liquid crystals. It can be realized by a twist-arranged thin film. In this case, for example, because it can be obtained by applying this polymer layer to at least one of the substrates of the driving liquid crystal cell, it is easy to manufacture,
A more desirable liquid crystal display device can be obtained. For example, it is possible to use, for example, a polymer copolymer having polysiloxane as the main chain and having biphenylbenzoate and cholesteryl groups in the side chains at an appropriate ratio.

【0060】以下、本発明の液晶表示素子の実施形態を
さらに説明する。
The embodiments of the liquid crystal display device of the present invention will be further described below.

【0061】(実施形態1)図9および図10に本実施
形態における液晶表示素子の断面図を示す。液晶表示素
子10は2枚の偏光板1、4(LLC2-92-18:SANRITZ 社
製)と、これらの間に視角補償用の図1及び図8の構成
の光学異方素子5、6を、さらに駆動用液晶セル3を挟
む構成を有している。一方の光学異方素子5はハイブリ
ッド配向の位相差板5bと負の位相差板5aを積層した
ものであり、他方の光学異方素子6も同様のハイブリッ
ド位相差板6bと負の位相差板6aの積層体でなる。偏
光板1は透明基板1aの内側に偏光膜1bを挟んでつけ
たものであり、偏光板4も同様に透明基板4aに偏光膜
4bをつけて形成される。
(Embodiment 1) FIGS. 9 and 10 are sectional views of a liquid crystal display device according to the present embodiment. The liquid crystal display element 10 includes two polarizing plates 1 and 4 (LLC2-92-18: manufactured by SANRITZ), and an optical anisotropic element 5 and 6 having a configuration of FIG. Further, the driving liquid crystal cell 3 is sandwiched. One optical anisotropic element 5 is a laminate of a hybrid orientation retardation plate 5b and a negative retardation plate 5a, and the other optical anisotropic element 6 is also a hybrid retardation plate 6b and a negative retardation plate. It is a laminated body of 6a. The polarizing plate 1 is provided by sandwiching the polarizing film 1b inside the transparent substrate 1a, and the polarizing plate 4 is also formed by similarly attaching the polarizing film 4b on the transparent substrate 4a.

【0062】光学異方素子5はハイブリッド配向の位相
差板5bと負の位相差板5aを、ハイブリッド配向の位
相差板5bが負の位相差板5aに最隣接する光学異方性
単位の光軸がほぼ平行になるように張り合わせ、負の位
相差板5aが偏光板1に隣接するように配置した。ハイ
ブリッド配向の位相差板のΔndは−120nm、負の
位相差板のΔndは−80nmである。また同構成の他
の光学異方素子6をハイブリッド配向位相差板6bを液
晶表示セル3側にして偏光板4と液晶表示セル3間に配
置する。
The optical anisotropic element 5 includes a hybrid orientation retardation plate 5b and a negative retardation plate 5a, and a hybrid orientation retardation plate 5b is an optical anisotropic unit which is closest to the negative retardation plate 5a. The negative retardation plate 5a was placed so that its axes were substantially parallel to each other, and the negative retardation plate 5a was adjacent to the polarizing plate 1. The hybrid retardation plate has a Δnd of −120 nm, and the negative retardation plate has a Δnd of −80 nm. Further, another optically anisotropic element 6 having the same structure is arranged between the polarizing plate 4 and the liquid crystal display cell 3 with the hybrid alignment retardation plate 6b on the liquid crystal display cell 3 side.

【0063】光学異方素子5、6間に配置される駆動用
液晶セル3は、2枚の上側基板3aと下側基板3bとを
有し、それぞれ透明電極3c、3dを形成しており、駆
動電源3fに接続される。基板3a、3b間に正の誘電
率異方性をもつねじれネマティック液晶にカイラル材S
811(E.Merck社製)を混入した液晶層3e
が、ねじれ角が90度で導入され、駆動電源3fからの
印加電圧に応じて状態を変化する。電圧無印加時はねじ
れ配列を維持する。
The driving liquid crystal cell 3 disposed between the optical anisotropic elements 5 and 6 has two upper substrates 3a and 3b, and transparent electrodes 3c and 3d are formed on the respective substrates. It is connected to the driving power supply 3f. A chiral material S is formed on a twisted nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy between the substrates 3a and 3b.
811 (made by E. Merck) mixed liquid crystal layer 3e
However, the twist angle is introduced at 90 degrees, and the state changes according to the voltage applied from the driving power supply 3f. The twisted arrangement is maintained when no voltage is applied.

【0064】駆動用液晶セル3に用いた液晶のΔnは
0.09、液晶層の厚みは5μmである。駆動用液晶セ
ル3の液晶分子は下側基板3bから上側基板3aへと反
時計回りにねじれている(左ねじれ)。本セル3は90
°ツイスト角のTNセルとして動作し、旋光作用により
光制御する。
The Δn of the liquid crystal used for the driving liquid crystal cell 3 is 0.09, and the thickness of the liquid crystal layer is 5 μm. The liquid crystal molecules of the driving liquid crystal cell 3 are twisted counterclockwise from the lower substrate 3b to the upper substrate 3a (left twist). This cell 3 has 90
It operates as a TN cell with a twist angle and controls light by the optical rotation effect.

【0065】図10は本実施形態における液晶表示素子
の構成を示す分解斜視図である。(1.1)および
(4.1)は2枚の偏光板1および4の吸収軸であり、
これらは互いに直交し(1.1)はy軸に対し基板の法
線方向である+z方向から見て反時計回りに135°で
配置される。(3.1)、(3.2)は駆動用液晶セル
3の上側基板3aと下側基板3bのラビング軸すなわち
配向処理方向で、これらは互いに直交し、y軸に対しラ
ビング軸(3.1)とのなす角は+z方向から見て反時
計回りで45°で配置される。(5.1)、(6.1)
は2つの光学異方素子5および6の平均光軸であり、
(5.1)は駆動セル3のラビング軸(3.1)に平行
に、(6.1)は(3.2)に平行になるように配置さ
れる。偏光板1は透過軸(1.1)が視角補償用液晶セ
ル2のラビング軸(3.2)と直交するように配置し
た。
FIG. 10 is an exploded perspective view showing the structure of the liquid crystal display element according to this embodiment. (1.1) and (4.1) are absorption axes of the two polarizing plates 1 and 4,
These are orthogonal to each other and (1.1) is arranged at 135 ° counterclockwise when viewed from the + z direction which is the normal direction of the substrate with respect to the y axis. (3.1) and (3.2) are rubbing axes of the upper substrate 3a and the lower substrate 3b of the driving liquid crystal cell 3, that is, the alignment treatment directions, which are orthogonal to each other and are rubbed with respect to the y axis (3. The angle formed with 1) is 45 ° counterclockwise when viewed from the + z direction. (5.1), (6.1)
Is the average optical axis of the two optical anisotropic elements 5 and 6,
(5.1) is arranged parallel to the rubbing axis (3.1) of the driving cell 3, and (6.1) is arranged parallel to (3.2). The polarizing plate 1 was arranged so that the transmission axis (1.1) was orthogonal to the rubbing axis (3.2) of the viewing angle compensating liquid crystal cell 2.

【0066】すなわち、本実施形態は、ハイブリッド配
向の位相差板すなわち第1の光学異方性層の、負の位相
差板すなわち第2の光学異方性層に最隣接する層面側の
光学異方性単位の光軸が負の位相差板の光軸と連続にな
っている光学異方素子5、6を液晶セル3に組合わせた
ものである。これによりハイブリッド位相差板が液晶セ
ル3に対面する。
That is, in the present embodiment, the optical difference on the layer surface side of the phase difference plate of the hybrid orientation, that is, the first optical anisotropic layer, which is closest to the negative phase difference plate, that is, the second optical anisotropic layer. The optical anisotropic elements 5 and 6 in which the optical axis of the anisotropic unit is continuous with the optical axis of the negative retardation plate are combined with the liquid crystal cell 3. As a result, the hybrid retardation plate faces the liquid crystal cell 3.

【0067】本構成の液晶表示素子を図11の座標系で
電気光学特性を測定した。測定時の電圧値(駆動電圧3
fから駆動用液晶セル3の電極3c−3d間に印加する
電圧)は、1Vから5Vまで変化させた。結果を図12
に示す。
The electro-optical characteristics of the liquid crystal display device having this structure were measured in the coordinate system shown in FIG. Voltage value during measurement (driving voltage 3
The voltage applied from f to the electrodes 3c-3d of the driving liquid crystal cell 3 was changed from 1V to 5V. The result is shown in FIG.
Shown in

【0068】図12は上下左右の4方位の印加電圧−透
過率特性がそれぞれ示されており、正面から60°まで
視角を30°ごと変化させたときの透過率を示してい
る。理想はどの角度でも正面(視角θ=0°)の透過率
曲線と同一であることである。正面の方向では、ある電
圧を越えると電圧の増加と共に透過率が減少する。
FIG. 12 shows the applied voltage-transmittance characteristics in four directions of up, down, left and right, and shows the transmittance when the viewing angle is changed by 30 ° from the front to 60 °. The ideal is that the angle is the same as the transmittance curve at the front (viewing angle θ = 0 °). In the frontal direction, the transmissivity decreases with increasing voltage above a certain voltage.

【0069】図12を見ると、下方位の特性はほとんど
変わらず、左右方向と上方向の階調表示特性がよくなっ
ている。特に、上方向について光軸が不連続な場合(比
較例3の図15)と比較すると、改善効果が大きく、よ
い階調表示性能が得られている。
As shown in FIG. 12, the characteristics in the lower position are almost unchanged, and the gradation display characteristics in the left-right direction and the upper direction are improved. In particular, compared with the case where the optical axis is discontinuous in the upward direction (FIG. 15 of Comparative Example 3), the improvement effect is large and good gradation display performance is obtained.

【0070】(比較例1)図13は実施形態1におい
て、光学異方性層を取り除いた従来技術のTN−LCD
の印加電圧−透過率特性図である。下方位の特性は視角
が大きくなるに従い透過率が減少する。これは実際に階
調表示をした場合には「黒つぶれ」が生じることに相当
する。また、視角60°での3V付近の透過率の再増加
は、実際の表示では「反転」に相当する。上方位につい
てみれば、3Vの電圧で視角が0°から60°へと大き
くなるにつれて、透過率が増大してゆく。これは実際の
表示では「白抜け」に相当する。
(Comparative Example 1) FIG. 13 shows a conventional TN-LCD in which the optically anisotropic layer is removed in the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram of applied voltage-transmittance characteristic of FIG. The characteristic of the downward direction is that the transmittance decreases as the viewing angle increases. This corresponds to the occurrence of "blackout" when the gradation display is actually performed. Further, the re-increase of the transmittance in the vicinity of 3 V at the viewing angle of 60 ° corresponds to "reversal" in the actual display. Looking at the upper direction, the transmittance increases as the viewing angle increases from 0 ° to 60 ° at a voltage of 3V. This corresponds to "whiteout" in the actual display.

【0071】本比較例では角度によって上方位において
は表示が白くなり、下方位においては表示が黒くなった
り階調が反転したりする現象が見られた。
In this comparative example, depending on the angle, the display was white in the upper azimuth, and the display was black in the lower azimuth, and the gradation was reversed.

【0072】(比較例2)図14は負の位相差板30を
用いずに、ハイブリッド配向の位相差板20のみを用い
た場合の比較例である。従来技術のTN−LCDに比較
すると、下方向は変わらず、左右方向と上方向の階調表
示特性がよくなっているものの、上方向については十分
といえない。
(Comparative Example 2) FIG. 14 is a comparative example in which only the retardation plate 20 of hybrid orientation is used without using the negative retardation plate 30. Compared with the conventional TN-LCD, the downward direction does not change, and the gray scale display characteristics in the left and right directions and the upward direction are improved, but it cannot be said that it is sufficient in the upward direction.

【0073】(比較例3)図15は図16に示すように
ハイブリッド配向の位相差板40の、負の位相差板に最
隣接する光学異方性単位の光軸40Lが負の位相差板5
0の光軸50Lと不連続になっている光学異方性素子の
比較例である。図13の従来技術のTN−LCD特性に
比較すると、下方向は変わらず、左右方向と上方向の階
調表示特性がよくなっているが、上方向についてはまだ
十分とはいえない。
(Comparative Example 3) FIG. 15 shows a phase difference plate 40 of hybrid orientation as shown in FIG. 16 in which the optical axis 40L of the optical anisotropic unit closest to the negative phase difference plate is negative. 5
It is a comparative example of an optically anisotropic element which is discontinuous with the optical axis 50L of 0. Compared to the TN-LCD characteristics of the conventional technique shown in FIG. 13, the gray scale display characteristics in the left and right directions and the up direction are improved without changing in the down direction, but it cannot be said that the gray scale display characteristics in the up direction are sufficient.

【0074】(実施形態2)実施形態1において、駆動
セルに180度ツイストで、液晶層の厚みが10μmで
ある以外は同一条件にて液晶表示素子を作製した。この
液晶表示素子を駆動し、目視で表示品位を評価したとこ
ろ、全方位について良好な階調表示性能を確認できた。
(Embodiment 2) In Embodiment 1, a liquid crystal display element was produced under the same conditions except that the driving cell was twisted by 180 degrees and the thickness of the liquid crystal layer was 10 μm. When this liquid crystal display device was driven and the display quality was visually evaluated, good gradation display performance could be confirmed in all directions.

【0075】なお、上記実施形態で本発明を旋光性のT
N型液晶表示素子に適用した例について述べたが、複屈
折性を利用した素子や、さらにTFTやMIMなどのス
イッチング素子を用いたアクティブマトリクスおよびS
TNなどのシンプル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。
In the above embodiment, the present invention is applied to the optically active T.
Although the example applied to the N-type liquid crystal display element has been described, an element utilizing birefringence, an active matrix using an switching element such as TFT or MIM, and S
It goes without saying that even when applied to a simple matrix liquid crystal display device such as TN, excellent effects can be obtained.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明によれば、コントラスト、表示色
の視角特性が改善され、視認性に優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。
According to the present invention, it is possible to provide a high-quality liquid crystal display device having improved visibility and viewing angle characteristics of display color and excellent visibility.

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

【図1】本発明の構成を説明する模式的断面図、FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the present invention,

【図2】本発明の実施形態1の作用を説明するもので、
液晶セルに光学異方素子を組み合わせた場合の光軸の傾
きを表す模式図、
FIG. 2 is a view for explaining the operation of the first embodiment of the present invention,
A schematic diagram showing the inclination of the optical axis when an optical anisotropic element is combined with a liquid crystal cell,

【図3】(a)、(b)はTN型液晶表示素子の動作原
理を説明する図、
3A and 3B are diagrams for explaining the operation principle of a TN type liquid crystal display device,

【図4】TN型液晶表示素子の視角特性の発生原理を説
明する図、
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of occurrence of viewing angle characteristics of a TN type liquid crystal display element,

【図5】TN型液晶表示素子の視角特性の発生原理を説
明する図、
FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of occurrence of viewing angle characteristics of a TN type liquid crystal display element,

【図6】光学異方素子の光学異方性単位の配列状態を示
す図、
FIG. 6 is a diagram showing an array state of optically anisotropic units of an optically anisotropic element,

【図7】光学異方素子を用いた場合の液晶セルに対する
光学補償原理を説明する図、
FIG. 7 is a diagram illustrating an optical compensation principle for a liquid crystal cell when an optical anisotropic element is used,

【図8】本発明の作用を説明する模式図、FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the operation of the present invention,

【図9】本発明の一実施形態を示す断面図、FIG. 9 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention,

【図10】本発明の一実施形態の作用を説明する図、FIG. 10 is a view for explaining the operation of one embodiment of the present invention,

【図11】電気光学特性を測定する座標系を説明する
図、
FIG. 11 is a diagram illustrating a coordinate system for measuring electro-optical characteristics,

【図12】本発明の一実施形態の上下左右方位の透過率
特性を示す曲線図、
FIG. 12 is a curve diagram showing transmittance characteristics in the vertical and horizontal directions according to the embodiment of the present invention;

【図13】比較例1の上下左右方位の透過率特性を示す
曲線図、
FIG. 13 is a curve diagram showing the transmittance characteristics in the vertical and horizontal directions of Comparative Example 1,

【図14】比較例2の上下左右方位の透過率特性を示す
曲線図、
FIG. 14 is a curve diagram showing the transmittance characteristics in the vertical and horizontal directions of Comparative Example 2;

【図15】比較例3の上下左右方位の透過率特性を示す
曲線図、
FIG. 15 is a curve diagram showing the transmittance characteristics in the vertical and horizontal directions of Comparative Example 3;

【図16】比較例3の構成を説明する模式的断面図、16 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of Comparative Example 3,

【図17】従来技術の視角−輝度特性であって(a)は
左右方位、(b)は上下方位を示す曲線図。
FIG. 17 is a curve diagram showing a viewing angle-luminance characteristic of the related art, showing (a) a horizontal direction and (b) a vertical direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、4:偏光器 3:駆動用液晶セル 3L:液晶分子の長軸 5、6:光学異方素子 20:ハイブリッド配列の位相差板(第1の光学異方性
層) 2a:光学異方性単位 2L:光軸 30:負の位相差板(第2の光学異方性層) 30L:光軸
1, 4: Polarizer 3: Driving liquid crystal cell 3L: Long axis of liquid crystal molecule 5, 6: Optical anisotropic element 20: Hybrid arrangement retardation plate (first optically anisotropic layer) 2a: Optical anisotropic Characteristic unit 2L: optical axis 30: negative retardation plate (second optically anisotropic layer) 30L: optical axis

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽藤 仁 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hitoshi Hato 8 Shinsita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stock company Toshiba Yokohama office

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1枚の偏光器と、2枚の基板
間に液晶層を挟持した駆動用液晶セルと、前記偏光器と
前記駆動用液晶セル間に配置され,光学異方性が負号で
あり,光軸が層面に対してほぼ垂直方向からほぼ平行方
向に連続的に層厚方向に変化してなる第1の光学異方性
層および光学異方性が負号であり光軸が層面に対しほぼ
垂直な第2の光学異方性層とが隣接して配置され,かつ
前記第1の光学異方性層のほぼ垂直な光軸を形成する層
側が前記第2の光学異方性層と隣接する光学異方素子
と、からなることを特徴とする液晶表示素子。
1. At least one polarizer, a driving liquid crystal cell having a liquid crystal layer sandwiched between two substrates, and a polarizing liquid crystal cell disposed between the polarizer and the driving liquid crystal cell and having a negative optical anisotropy. The first optical anisotropic layer in which the optical axis continuously changes from the direction substantially perpendicular to the layer surface to the direction substantially parallel to the layer thickness direction and the optical anisotropy is a negative sign. Is disposed adjacent to a second optically anisotropic layer that is substantially perpendicular to the layer surface, and the layer side that forms an optical axis that is substantially perpendicular to the first optically anisotropic layer is the second optical anisotropic layer. A liquid crystal display device comprising an optically anisotropic element adjacent to the anisotropic layer.
【請求項2】 駆動用液晶セルの平均光軸と、第1の光
学異方性層と第2の光学異方性層から合成される平均光
軸とが互いにほぼ平行となることを特徴とする請求項1
に記載の液晶表示素子
2. The average optical axis of the driving liquid crystal cell and the average optical axis synthesized from the first optically anisotropic layer and the second optically anisotropic layer are substantially parallel to each other. Claim 1
Liquid crystal display device described in
【請求項3】 駆動用液晶セルの表示方式が旋光モード
であることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶
表示素子。
3. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the display system of the driving liquid crystal cell is an optical rotation mode.
【請求項4】 駆動用液晶セルの表示方式が複屈折モー
ドであることを特徴とする請求項1または2に記載の液
晶表示素子。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the driving liquid crystal cell has a display system of a birefringence mode.
【請求項5】 第1の光学異方性層が有機材料、無機材
料または高分子液晶からなることを特徴とする請求項1
または2に記載の液晶表示素子。
5. The first optically anisotropic layer is made of an organic material, an inorganic material or a polymer liquid crystal, wherein
Alternatively, the liquid crystal display element described in 2.
【請求項6】 第1の光学異方性層が液晶セルからなる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示素
子。
6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first optically anisotropic layer comprises a liquid crystal cell.
【請求項7】 第2の光学異方性層が有機材料、無機材
料または高分子液晶からなることを特徴とする請求項1
または2に記載の液晶表示素子。
7. The second optically anisotropic layer is made of an organic material, an inorganic material or a polymer liquid crystal, and
Alternatively, the liquid crystal display element described in 2.
【請求項8】 第1の光学異方性層が駆動用液晶セル内
部に形成されていることを特徴とする請求項1または2
に記載の液晶表示素子。
8. The method according to claim 1, wherein the first optically anisotropic layer is formed inside the driving liquid crystal cell.
3. The liquid crystal display device according to item 1.
【請求項9】 第2の光学異方性層が駆動用液晶セル内
部に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の
液晶表示素子。
9. The liquid crystal display element according to claim 8, wherein the second optically anisotropic layer is formed inside the driving liquid crystal cell.
【請求項10】 光学異方素子の第1の光学異方性層側
が液晶層側に配置されている請求項1記載の液晶表示素
子。
10. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the first optically anisotropic layer side of the optically anisotropic element is disposed on the liquid crystal layer side.
【請求項11】 2つの光学異方素子が駆動用液晶セル
を挟んでおり、前記2つの光学異方素子の第1の光学異
方性層を前記駆動用液晶セル側に面して配置してなる請
求項1記載の液晶表示素子。
11. The two optically anisotropic elements sandwich the driving liquid crystal cell, and the first optically anisotropic layer of the two optically anisotropic elements is arranged facing the driving liquid crystal cell side. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein
【請求項12】 2枚の偏光器が2枚の光学異方素子と
駆動用液晶セルを挟んでなる請求項11記載の液晶表示
素子。
12. The liquid crystal display device according to claim 11, wherein the two polarizers sandwich the two optically anisotropic elements and the driving liquid crystal cell.
【請求項13】 光学異方性が負号であり、光軸が厚み
軸と層面のある方向の軸からなる面内で、層の厚み軸方
向に連続的に変化した配列で、層面で前記光軸が層面に
対しほぼ垂直で、他方の層面で前記光軸が層面に対しほ
ぼ平行である第1の光学異方性層と、光学異方性が負号
であり層面に対しほぼ垂直な第2の光学異方性層とが隣
接して配置され、かつ前記第1の光学異方性層の前記第
2の光学異方性層に最隣接する光軸と第2の光学異方性
層の光軸とがほぼ平行となることを特徴とする光学異方
素子。
13. An optical anisotropy is a negative sign, and the optical axis is continuously changed in the thickness axis direction of the layer within a plane consisting of the thickness axis and an axis in the direction of the layer surface, and the optical axis is the same as the layer surface. A first optical anisotropic layer having an optical axis substantially perpendicular to the layer surface and the optical axis being substantially parallel to the layer surface on the other layer surface, and an optical anisotropy having a negative sign and substantially perpendicular to the layer surface. The second optical anisotropic layer is disposed adjacent to the second optical anisotropic layer, and the optical axis of the first optical anisotropic layer closest to the second optical anisotropic layer and the second optical anisotropy. An optical anisotropic element characterized in that the optical axes of the layers are substantially parallel.
【請求項14】 第1の光学異方性層が有機材料、無機
材料または高分子液晶からなることを特徴とする請求項
13に記載の光学異方素子。
14. The optical anisotropic element according to claim 13, wherein the first optically anisotropic layer is made of an organic material, an inorganic material or a polymer liquid crystal.
【請求項15】 第1の光学異方性層が液晶セルからな
ることを特徴とする請求項13または14に記載の光学
異方素子。
15. The optically anisotropic element according to claim 13, wherein the first optically anisotropic layer comprises a liquid crystal cell.
【請求項16】 第2の光学異方性層が有機材料、無機
材料または高分子液晶からなることを特徴とする請求項
13に記載の光学異方素子。
16. The optical anisotropic element according to claim 13, wherein the second optically anisotropic layer is made of an organic material, an inorganic material or a polymer liquid crystal.
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