JPH1062773A - 液晶表示パネル - Google Patents
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- G02F1/13725—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on guest-host interaction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶表示パネルに関し、画面が色付いたり、
コントラストが低下したりするのを改善することを目的
とする。 【解決手段】 ２色性色素を添加した液晶層１２と、反
射板１４と、該液晶層と該反射板との間に配置され、入
射偏光の振動面を回転させ且つ光の偏光状態の波長分散
を減少することのできる偏光回転手段１６、３４、３６
とを具備する構成とする。
コントラストが低下したりするのを改善することを目的
とする。 【解決手段】 ２色性色素を添加した液晶層１２と、反
射板１４と、該液晶層と該反射板との間に配置され、入
射偏光の振動面を回転させ且つ光の偏光状態の波長分散
を減少することのできる偏光回転手段１６、３４、３６
とを具備する構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコントラストが高
く、明るい表示を行うことのできる反射型液晶表示パネ
ルに関する。
く、明るい表示を行うことのできる反射型液晶表示パネ
ルに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示パネルがパソコン等の情
報機器のディスプレイとして使用されている。情報機器
の携帯化に伴い、使用する液晶表示パネルの低消費電力
化が要求されている。反射型液晶表示パネルはバックラ
イトを使用しないために、低消費電力化を満足すること
ができる。反射型液晶表示パネルの一つに、例えば２色
性色素を使用したゲストホスト（ＧＨ）型液晶表示パネ
ルがある。
報機器のディスプレイとして使用されている。情報機器
の携帯化に伴い、使用する液晶表示パネルの低消費電力
化が要求されている。反射型液晶表示パネルはバックラ
イトを使用しないために、低消費電力化を満足すること
ができる。反射型液晶表示パネルの一つに、例えば２色
性色素を使用したゲストホスト（ＧＨ）型液晶表示パネ
ルがある。
【０００３】ゲストホスト型液晶表示パネルでは、液晶
が特定の方向にホモジニアス配向し、２色性色素分子は
液晶の配向方向に従って配向する。液晶分子が基板面と
ほぼ平行な状態にあるときには、入射偏光が２色性色素
分子で吸収されて黒表示となり、液晶分子が基板面とほ
ぼ垂直な状態にあるときには、入射偏光が液晶分子及び
２色性色素分子を透過して白表示を達成することができ
る。
が特定の方向にホモジニアス配向し、２色性色素分子は
液晶の配向方向に従って配向する。液晶分子が基板面と
ほぼ平行な状態にあるときには、入射偏光が２色性色素
分子で吸収されて黒表示となり、液晶分子が基板面とほ
ぼ垂直な状態にあるときには、入射偏光が液晶分子及び
２色性色素分子を透過して白表示を達成することができ
る。
【０００４】しかし、液晶分子が基板面とほぼ平行な状
態にあるときに、２色性色素分子は、液晶の配向方向と
平行な振動面を有する入射偏光を吸収するが、液晶の配
向方向と直交する振動面を有する入射偏光を吸収しな
い。従って、偏光子を使用しない液晶表示パネルでは、
２色性色素分子が、液晶の配向方向と垂直な振動面を有
する入射偏光を吸収することができるようにすることが
必要である。
態にあるときに、２色性色素分子は、液晶の配向方向と
平行な振動面を有する入射偏光を吸収するが、液晶の配
向方向と直交する振動面を有する入射偏光を吸収しな
い。従って、偏光子を使用しない液晶表示パネルでは、
２色性色素分子が、液晶の配向方向と垂直な振動面を有
する入射偏光を吸収することができるようにすることが
必要である。
【０００５】このため、例えば特開平７─３３３６００
号公報は、液晶層と反射板との間に偏光回転子としてλ
／４板を配置した液晶表示パネルを開示している。この
場合、液晶の配向方向と平行な振動面を有する入射偏光
は２色性色素分子によって吸収され、液晶の配向方向と
直交する振動面を有する入射偏光は液晶層を透過した後
でその振動面が偏光回転子によって９０度回転せしめら
れて再び液晶層に入り、今度は２色性色素分子によって
吸収される。従って、全ての入射偏光が吸収され、コン
トラストのよい画像を形成することができる。
号公報は、液晶層と反射板との間に偏光回転子としてλ
／４板を配置した液晶表示パネルを開示している。この
場合、液晶の配向方向と平行な振動面を有する入射偏光
は２色性色素分子によって吸収され、液晶の配向方向と
直交する振動面を有する入射偏光は液晶層を透過した後
でその振動面が偏光回転子によって９０度回転せしめら
れて再び液晶層に入り、今度は２色性色素分子によって
吸収される。従って、全ての入射偏光が吸収され、コン
トラストのよい画像を形成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】偏光回転子として使用
されるλ／４板は、特定の波長をもった光を９０度回転
させるものである。しかし、λ／４板の屈折率は一般的
に波長に従って変化し、さらにこの特定の波長からずれ
た波長を有する光の成分がλ／４板に入射しても、λ／
４板はλ／４板とはならない。従って、自然光を使用す
る場合、λ／４板を通る各色の光の成分の回転量はずれ
ていく。すなわち、光の偏光状態の波長分散が生じる。
入射偏光の回転量がずれると、その偏光は２色性色素分
子によって完全に吸収されなくなり、オフ状態であるに
もかかわらず液晶層から洩れて出射する。そこで、画面
が色付いたり、コントラストが低下したりする問題があ
った。
されるλ／４板は、特定の波長をもった光を９０度回転
させるものである。しかし、λ／４板の屈折率は一般的
に波長に従って変化し、さらにこの特定の波長からずれ
た波長を有する光の成分がλ／４板に入射しても、λ／
４板はλ／４板とはならない。従って、自然光を使用す
る場合、λ／４板を通る各色の光の成分の回転量はずれ
ていく。すなわち、光の偏光状態の波長分散が生じる。
入射偏光の回転量がずれると、その偏光は２色性色素分
子によって完全に吸収されなくなり、オフ状態であるに
もかかわらず液晶層から洩れて出射する。そこで、画面
が色付いたり、コントラストが低下したりする問題があ
った。
【０００７】本発明は画面が色付いたり、コントラスト
が低下したりするのを改善することのできる液晶表示パ
ネルを提供することを目的とする。
が低下したりするのを改善することのできる液晶表示パ
ネルを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示パ
ネルは、２色性色素を添加した液晶層と、反射板と、該
液晶層と該反射板との間に配置され、入射偏光の振動面
を回転させ且つ光の偏光状態の波長分散を減少すること
のできる偏光回転手段とを具備することを特徴とするも
のである。より特定的には、偏光回転手段は１つのλ／
４板を使用する場合よりも光の偏光状態の波長分散を減
少することができるように構成される。また、液晶層が
ホモジニアス配向したゲストホスト液晶からなるのが好
ましい。
ネルは、２色性色素を添加した液晶層と、反射板と、該
液晶層と該反射板との間に配置され、入射偏光の振動面
を回転させ且つ光の偏光状態の波長分散を減少すること
のできる偏光回転手段とを具備することを特徴とするも
のである。より特定的には、偏光回転手段は１つのλ／
４板を使用する場合よりも光の偏光状態の波長分散を減
少することができるように構成される。また、液晶層が
ホモジニアス配向したゲストホスト液晶からなるのが好
ましい。
【０００９】偏光回転手段は、重ねて配置された第１及
び第２の直線位相子からなる構成とするのが好ましい。
液晶側に配置される第１の直線位相子は偏光状態の波長
分散を生じるものでもよく、第２の直線位相子は第１の
直線位相子で生じた偏光状態の波長分散を補償し、光の
偏光状態の波長分散を減少する。
び第２の直線位相子からなる構成とするのが好ましい。
液晶側に配置される第１の直線位相子は偏光状態の波長
分散を生じるものでもよく、第２の直線位相子は第１の
直線位相子で生じた偏光状態の波長分散を補償し、光の
偏光状態の波長分散を減少する。
【００１０】この場合、画素の透過スペクトルの中心値
をλ0 とした場合、液晶側に配置される第１の直線位相
子のΔｎｄがほぼλ0 ／２であり、第２の直線位相子の
Δｎｄがほぼλ0 ／４であるようにする。また、液晶の
配向方向又は液晶の配向方向と垂直な方向を起線とし、
起線から第１の方向にとった起線と第１の直線位相子の
遅相軸との間の角度（Δφf1）が５度から２５度の範囲
にあり、起線から第１の方向にとった起線と第２の直線
位相子の遅相軸との間の角度（Δφf2）が、２Δφf1＋
４０度から２Δφf1＋５０度の範囲に設定されている。
このように、λ／２板とλ／４板とを使用して、入射偏
光の振動面を９０度回転させ且つ光の偏光状態の波長分
散を減少することのできる液晶表示パネルを得ることが
できる。
をλ0 とした場合、液晶側に配置される第１の直線位相
子のΔｎｄがほぼλ0 ／２であり、第２の直線位相子の
Δｎｄがほぼλ0 ／４であるようにする。また、液晶の
配向方向又は液晶の配向方向と垂直な方向を起線とし、
起線から第１の方向にとった起線と第１の直線位相子の
遅相軸との間の角度（Δφf1）が５度から２５度の範囲
にあり、起線から第１の方向にとった起線と第２の直線
位相子の遅相軸との間の角度（Δφf2）が、２Δφf1＋
４０度から２Δφf1＋５０度の範囲に設定されている。
このように、λ／２板とλ／４板とを使用して、入射偏
光の振動面を９０度回転させ且つ光の偏光状態の波長分
散を減少することのできる液晶表示パネルを得ることが
できる。
【００１１】また、前記偏光回転手段が光軸がツイスト
した位相子からなる構成とすることもできる。この場
合、前記位相子の光軸のツイスト角度が４５度以下で、
且つΔｎｄが２５０ｎｍ以下とするとよい。また、前記
偏光回転手段が画素ごとに異なるΔｎｄをもつ構成とす
ることもできる。この場合、前記偏光回転手段が直線位
相子からなり、各画素の透過スペクトルの中心値をλと
したとき、直線位相子のΔｎｄを各画素のほぼλ／４と
するとよい。画素ごとに異なる色部分を有するカラーフ
ィルタを含み、該カラーフィルタの透過スペクトルの中
心値をλとし、あるいは、カラーフィルタの透過スペク
トルが連続であるようにする。
した位相子からなる構成とすることもできる。この場
合、前記位相子の光軸のツイスト角度が４５度以下で、
且つΔｎｄが２５０ｎｍ以下とするとよい。また、前記
偏光回転手段が画素ごとに異なるΔｎｄをもつ構成とす
ることもできる。この場合、前記偏光回転手段が直線位
相子からなり、各画素の透過スペクトルの中心値をλと
したとき、直線位相子のΔｎｄを各画素のほぼλ／４と
するとよい。画素ごとに異なる色部分を有するカラーフ
ィルタを含み、該カラーフィルタの透過スペクトルの中
心値をλとし、あるいは、カラーフィルタの透過スペク
トルが連続であるようにする。
【００１２】また、前記偏光回転手段と前記反射板とを
液晶表示パネルの基板の内側に形成する構成とすること
もできる。前記偏光回転手段が画素ごとに異なるΔｎｄ
をもつ直線位相子からなり、Δｎｄを変えるために、該
直線位相子の厚さｄ、Δｎ、及び液晶表示パネルの基板
に対する光軸のプレチルト角の少なくとも１つが変えら
れている。また、前記偏光回転手段が熱又はＵＶキュア
ラブル液晶、又はサーモトロピック液晶で作られた位相
子からなる構成とすることもできる。
液晶表示パネルの基板の内側に形成する構成とすること
もできる。前記偏光回転手段が画素ごとに異なるΔｎｄ
をもつ直線位相子からなり、Δｎｄを変えるために、該
直線位相子の厚さｄ、Δｎ、及び液晶表示パネルの基板
に対する光軸のプレチルト角の少なくとも１つが変えら
れている。また、前記偏光回転手段が熱又はＵＶキュア
ラブル液晶、又はサーモトロピック液晶で作られた位相
子からなる構成とすることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一例を示す断面図
である。液晶表示パネル１０は２色性色素を添加したＧ
Ｈ液晶層１２と、反射板１４と、液晶層１２と反射板１
４との間に配置された偏光回転手段１６とを含む。液晶
層１２は一対の透明な基板１８、２０の間に挿入された
ものであり、各基板１８、２０の内面側にはそれぞれ透
明電極２２、２４及び配向膜２６、２８が設けられてい
る。
である。液晶表示パネル１０は２色性色素を添加したＧ
Ｈ液晶層１２と、反射板１４と、液晶層１２と反射板１
４との間に配置された偏光回転手段１６とを含む。液晶
層１２は一対の透明な基板１８、２０の間に挿入された
ものであり、各基板１８、２０の内面側にはそれぞれ透
明電極２２、２４及び配向膜２６、２８が設けられてい
る。
【００１４】図３に示されるように、液晶層１２は液晶
分子３０と２色性色素３２とを含み、配向膜２６は矢印
Ａで示される方向にラビングされ、配向膜２８は矢印Ｂ
で示される方向にラビングされる。ラビング方向Ａとラ
ビング方向Ｂとは互いに平行で方向が逆である。従っ
て、液晶分子３０は、ラビング方向Ａ、Ｂと平行な配向
方向にプレチルトをもってホモジニアス配向する。２色
性色素３２は液晶分子３０の配向方向に従って配向す
る。液晶は例えば三菱化学（株）製のＬＡ−１０３／Ｚ
ＬＩ−４７９２を使用でき、配向膜２６、２８を形成し
たギャップ８μｍの空セルに注入する。
分子３０と２色性色素３２とを含み、配向膜２６は矢印
Ａで示される方向にラビングされ、配向膜２８は矢印Ｂ
で示される方向にラビングされる。ラビング方向Ａとラ
ビング方向Ｂとは互いに平行で方向が逆である。従っ
て、液晶分子３０は、ラビング方向Ａ、Ｂと平行な配向
方向にプレチルトをもってホモジニアス配向する。２色
性色素３２は液晶分子３０の配向方向に従って配向す
る。液晶は例えば三菱化学（株）製のＬＡ−１０３／Ｚ
ＬＩ−４７９２を使用でき、配向膜２６、２８を形成し
たギャップ８μｍの空セルに注入する。
【００１５】偏光回転手段１６は、重ねて配置された第
１の直線位相子３４及び第２の直線位相子３６からな
る。直線位相子３４、３６としては、日東電工（株）製
のＮＲＦ位相差板を使用する。第１の直線位相子３４に
は、２７５ｎｍの位相差板を使用し、第２の直線位相子
には、１３８ｎｍの位相差板を使用する。反射板１４と
しては、日東電工（株）製のＳタイプ反射板を使用す
る。
１の直線位相子３４及び第２の直線位相子３６からな
る。直線位相子３４、３６としては、日東電工（株）製
のＮＲＦ位相差板を使用する。第１の直線位相子３４に
は、２７５ｎｍの位相差板を使用し、第２の直線位相子
には、１３８ｎｍの位相差板を使用する。反射板１４と
しては、日東電工（株）製のＳタイプ反射板を使用す
る。
【００１６】画素の透過スペクトルの中心値をλ0 とし
た場合、液晶側に配置される第１の直線位相子３４のΔ
ｎｄがほぼλ0 ／２であり、第２の直線位相子３６のΔ
ｎｄがほぼλ0 ／４である。すなわち、第１の直線位相
子３４はλ／２板であり、第２の直線位相子３６はλ／
４板である。この組み合わせにより、液晶側に配置され
る第１の直線位相子３４は偏光状態の波長分散を生じて
も、第２の直線位相子３６は第１の直線位相子３４で生
じた偏光状態の波長分散を補償し、光の偏光状態の波長
分散を減少する。
た場合、液晶側に配置される第１の直線位相子３４のΔ
ｎｄがほぼλ0 ／２であり、第２の直線位相子３６のΔ
ｎｄがほぼλ0 ／４である。すなわち、第１の直線位相
子３４はλ／２板であり、第２の直線位相子３６はλ／
４板である。この組み合わせにより、液晶側に配置され
る第１の直線位相子３４は偏光状態の波長分散を生じて
も、第２の直線位相子３６は第１の直線位相子３４で生
じた偏光状態の波長分散を補償し、光の偏光状態の波長
分散を減少する。
【００１７】図２は、液晶の配向方向又は液晶の配向方
向と垂直な方向を起線３８とした場合の、起線３８から
第１の方向にとった起線３８と第１の直線位相子３４の
遅相軸４０との間の角度Δφf1、及び起線３８から第１
の方向にとった起線３８と第２の直線位相子３６の遅相
軸４２との間の角度Δφf2を示す図である。第１の方向
とは、起線３８と第１の直線位相子３４の遅相軸４０と
の間の角度Δφf1が鋭角となる方向を言う。
向と垂直な方向を起線３８とした場合の、起線３８から
第１の方向にとった起線３８と第１の直線位相子３４の
遅相軸４０との間の角度Δφf1、及び起線３８から第１
の方向にとった起線３８と第２の直線位相子３６の遅相
軸４２との間の角度Δφf2を示す図である。第１の方向
とは、起線３８と第１の直線位相子３４の遅相軸４０と
の間の角度Δφf1が鋭角となる方向を言う。
【００１８】好ましくは、、起線３８と第１の直線位相
子３４の遅相軸４０との間の角度Δφf1は、１５±１０
度の範囲、すなわち、５度から２５度の範囲にある。ま
た、起線３８と第２の直線位相子３６の遅相軸４２との
間の角度Δφf2は、２Δφf1±５度、すなわち、２Δφ
f1＋４０度から２Δφf1＋５０度の範囲に設定される。
子３４の遅相軸４０との間の角度Δφf1は、１５±１０
度の範囲、すなわち、５度から２５度の範囲にある。ま
た、起線３８と第２の直線位相子３６の遅相軸４２との
間の角度Δφf2は、２Δφf1±５度、すなわち、２Δφ
f1＋４０度から２Δφf1＋５０度の範囲に設定される。
【００１９】図４に示されるように、液晶分子３０が基
板面とほぼ平行な状態にあるときには、液晶の配向方向
と平行な振動面を有する入射偏光Ｌ1 は２色性色素３２
で吸収される。液晶の配向方向と直交する振動面を有す
る入射偏光Ｌ2 は２色性色素３２で吸収されることなく
液晶層１２を透過して偏光回転手段１６に向かって進
み、偏光回転手段１６を２度通る間にほぼ９０度回転さ
せられ、反射板１４で反射して液晶層１２に達する。今
度は偏光の振動面が９０度回転しているので、入射偏光
Ｌ2 は２色性色素３２で吸収され、液晶層１２を透過す
ることはない。従って、液晶分子３０が基板面とほぼ平
行な状態にあるときには（電圧不印加時には）、黒表示
を達成することができる。また、液晶分子３０が基板面
とほぼ垂直な状態にあるときには（電圧印加時には）、
入射偏光が液晶分子及び２色性色素を透過して白表示を
達成することができる。
板面とほぼ平行な状態にあるときには、液晶の配向方向
と平行な振動面を有する入射偏光Ｌ1 は２色性色素３２
で吸収される。液晶の配向方向と直交する振動面を有す
る入射偏光Ｌ2 は２色性色素３２で吸収されることなく
液晶層１２を透過して偏光回転手段１６に向かって進
み、偏光回転手段１６を２度通る間にほぼ９０度回転さ
せられ、反射板１４で反射して液晶層１２に達する。今
度は偏光の振動面が９０度回転しているので、入射偏光
Ｌ2 は２色性色素３２で吸収され、液晶層１２を透過す
ることはない。従って、液晶分子３０が基板面とほぼ平
行な状態にあるときには（電圧不印加時には）、黒表示
を達成することができる。また、液晶分子３０が基板面
とほぼ垂直な状態にあるときには（電圧印加時には）、
入射偏光が液晶分子及び２色性色素を透過して白表示を
達成することができる。
【００２０】本発明においては、第１の直線位相子３４
を通る直線偏光は直線偏光のまま偏光の振動面を回転せ
しめられる。第２の直線位相子３６を通る直線偏光は円
偏光に変換され、そして反射板１４で反射して第２の直
線位相子３６を通る円偏光は直線偏光変換され、偏光の
振動面を回転させて液晶層１２に入射する。従って、第
１の直線位相子３４で生じた偏光の波長分散を第２の直
線位相子３６で逆方向に補償することによって偏光の波
長分散が小さくなる。
を通る直線偏光は直線偏光のまま偏光の振動面を回転せ
しめられる。第２の直線位相子３６を通る直線偏光は円
偏光に変換され、そして反射板１４で反射して第２の直
線位相子３６を通る円偏光は直線偏光変換され、偏光の
振動面を回転させて液晶層１２に入射する。従って、第
１の直線位相子３４で生じた偏光の波長分散を第２の直
線位相子３６で逆方向に補償することによって偏光の波
長分散が小さくなる。
【００２１】図５は、起線３８と第１の直線位相子３４
の遅相軸４０との間の角度Δφf1を変えたときの液晶表
示パネル１０の反射率分布（反射率スペクトラム）を示
す図である。黒表示をしたいときには入射光はできるだ
け吸収され、反射率はできるだけ低い方がよい。
の遅相軸４０との間の角度Δφf1を変えたときの液晶表
示パネル１０の反射率分布（反射率スペクトラム）を示
す図である。黒表示をしたいときには入射光はできるだ
け吸収され、反射率はできるだけ低い方がよい。
【００２２】図５においては、Δφf1＝０は、第１の直
線位相子３４がなく、第２の直線位相子３６を４５度で
配置した従来の場合に相当する。この場合、特定の波長
（例えば５５０ｎｍ）においては反射率は小さくできる
が、波長が大きい領域、及び波長が小さい領域において
反射率が高くなる。すなわち、光の偏光状態の波長分散
が大きい。
線位相子３４がなく、第２の直線位相子３６を４５度で
配置した従来の場合に相当する。この場合、特定の波長
（例えば５５０ｎｍ）においては反射率は小さくできる
が、波長が大きい領域、及び波長が小さい領域において
反射率が高くなる。すなわち、光の偏光状態の波長分散
が大きい。
【００２３】角度Δφf1を１５度とするときに、波長ご
との反射率の変化、すなわち光の偏光状態の波長分散が
最も小さくなる。角度Δφf1が１５度より大きくする又
は小さくするにつれて波長ごとの反射率の変化、すなわ
ち光の偏光状態の波長分散が大きくなっていくことが分
かった。そして、角度Δφf1が１５±１０度の範囲にあ
る場合に満足のいく結果が得られることが分かった。さ
らに、起線３８と第２の直線位相子３６の遅相軸４２と
の間の角度Δφf2が２Δφf1＋４５度のときに最も好ま
しい結果がえられ、角度Δφf2が２Δφf1＋４５±５度
の範囲にある場合に満足のいく結果が得られた。
との反射率の変化、すなわち光の偏光状態の波長分散が
最も小さくなる。角度Δφf1が１５度より大きくする又
は小さくするにつれて波長ごとの反射率の変化、すなわ
ち光の偏光状態の波長分散が大きくなっていくことが分
かった。そして、角度Δφf1が１５±１０度の範囲にあ
る場合に満足のいく結果が得られることが分かった。さ
らに、起線３８と第２の直線位相子３６の遅相軸４２と
の間の角度Δφf2が２Δφf1＋４５度のときに最も好ま
しい結果がえられ、角度Δφf2が２Δφf1＋４５±５度
の範囲にある場合に満足のいく結果が得られた。
【００２４】図６は本発明の別の例を示す図である。液
晶表示パネル１０は２色性色素を添加したＧＨ液晶層１
２と、反射板１４と、液晶層１２と反射板１４との間に
配置された偏光回転手段１６とを含む。この例において
は、偏光回転手段１６の構成が前の例と異なっている。
晶表示パネル１０は２色性色素を添加したＧＨ液晶層１
２と、反射板１４と、液晶層１２と反射板１４との間に
配置された偏光回転手段１６とを含む。この例において
は、偏光回転手段１６の構成が前の例と異なっている。
【００２５】偏光回転手段１６は、光軸がツイストした
位相子からなる。光軸がツイストした偏光回転子の一例
は図７に示されている。この偏光回転子はメルク社製Ｚ
ＬＩ−４７９２等の液晶４６がギャップ２μｍの一対の
基板４８、５０の間に挿入されてなるものである。基板
４８、５０に設けた配向膜５２、５４には互いに４５度
をなす方向にラビングが施されている。偏光回転手段１
６の光軸のツイスト角度が４５度以下で、且つΔｎｄが
２５０ｎｍ以下であるのが好ましい。光軸がツイストし
た位相子からなる偏光回転手段１６の他の例としては、
例えば日本石油化学（株）製の日石ＬＣフィルムを使用
することができる。
位相子からなる。光軸がツイストした偏光回転子の一例
は図７に示されている。この偏光回転子はメルク社製Ｚ
ＬＩ−４７９２等の液晶４６がギャップ２μｍの一対の
基板４８、５０の間に挿入されてなるものである。基板
４８、５０に設けた配向膜５２、５４には互いに４５度
をなす方向にラビングが施されている。偏光回転手段１
６の光軸のツイスト角度が４５度以下で、且つΔｎｄが
２５０ｎｍ以下であるのが好ましい。光軸がツイストし
た位相子からなる偏光回転手段１６の他の例としては、
例えば日本石油化学（株）製の日石ＬＣフィルムを使用
することができる。
【００２６】図８及び図９に結果を示す。Δｎｄが２５
０ｎｍ以下でよい結果が得られ、Δｎｄが２００ｎｍあ
たりで反射スペクトルがほぼフラットになった。また、
液晶層１２の液晶分子の配向方向と液晶層１２に近い側
の位相子のツイストの起線ととの間の角度（φａ）が０
の場合（すなわち液晶分子の配向方向とツイストの起線
とが平行な場合）に反射率が最低になった。
０ｎｍ以下でよい結果が得られ、Δｎｄが２００ｎｍあ
たりで反射スペクトルがほぼフラットになった。また、
液晶層１２の液晶分子の配向方向と液晶層１２に近い側
の位相子のツイストの起線ととの間の角度（φａ）が０
の場合（すなわち液晶分子の配向方向とツイストの起線
とが平行な場合）に反射率が最低になった。
【００２７】図１０は、液晶セルがＧＨ液晶層１２及び
カラーフィルター５６を含み、回転偏光子１６は１層の
直線偏光子、すなわち各色の波長に応じて細分化された
λ／４板からなる。カラーフィルター５６は、赤色のカ
ラーフィルター５６Ｒ、緑色のカラーフィルター５６
Ｇ、青色のカラーフィルター５６Ｂを含み、回転偏光子
１６は各色のカラーフィルターに対応して赤色用直線位
相子１６Ｒ、緑色用直線位相子１６Ｇ、青色用直線位相
子１６Ｂを含む。各色用直線位相子１６Ｒ、１６Ｇ、１
６Ｂは各色のカラーフィルター５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ
の透過スペクトルの中心値をλとしたとき、そのΔｎｄ
がほぼλ／４となっている。
カラーフィルター５６を含み、回転偏光子１６は１層の
直線偏光子、すなわち各色の波長に応じて細分化された
λ／４板からなる。カラーフィルター５６は、赤色のカ
ラーフィルター５６Ｒ、緑色のカラーフィルター５６
Ｇ、青色のカラーフィルター５６Ｂを含み、回転偏光子
１６は各色のカラーフィルターに対応して赤色用直線位
相子１６Ｒ、緑色用直線位相子１６Ｇ、青色用直線位相
子１６Ｂを含む。各色用直線位相子１６Ｒ、１６Ｇ、１
６Ｂは各色のカラーフィルター５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ
の透過スペクトルの中心値をλとしたとき、そのΔｎｄ
がほぼλ／４となっている。
【００２８】図１１は、Δｎｄを変えたときの液晶表示
パネルの反射スペクトルを示す図である。赤色のカラー
フィルター５６Ｒにおける透過光の中心波長を４５０ｎ
ｍ、緑色のカラーフィルター５６Ｇにおける透過光の中
心波長を５５０ｎｍ、青色のカラーフィルター５６Ｂに
おける透過光の中心波長を６５０ｎｍとする。赤色のカ
ラーフィルター５６Ｒに対してはΔｎｄが１１０ｎｍの
赤色用直線位相子１６Ｒが適当であることが分かる。緑
色は同様にして１４０ｎｍ、青色は同様にして１６０ｎ
ｍの直線位相子が適当である。
パネルの反射スペクトルを示す図である。赤色のカラー
フィルター５６Ｒにおける透過光の中心波長を４５０ｎ
ｍ、緑色のカラーフィルター５６Ｇにおける透過光の中
心波長を５５０ｎｍ、青色のカラーフィルター５６Ｂに
おける透過光の中心波長を６５０ｎｍとする。赤色のカ
ラーフィルター５６Ｒに対してはΔｎｄが１１０ｎｍの
赤色用直線位相子１６Ｒが適当であることが分かる。緑
色は同様にして１４０ｎｍ、青色は同様にして１６０ｎ
ｍの直線位相子が適当である。
【００２９】カラーフィルタとしてはマゼンタなど透過
スペクトルが不連続な色は避けることが望ましい。以上
の例においては、反射板１４と回転偏光子１６とは液晶
表示パネルの外側に配置されていたが、反射板１４と回
転偏光子１６とは液晶表示パネルの内側に配置されるこ
とが望ましい。この場合、液晶セルの透明基板２０上に
反射膜１４を形成した後、直線位相子の膜を反射板１４
の上に形成する。直線位相子の膜としては、日本石油化
学（株）製の日石ＬＣフィルムを使用する。
スペクトルが不連続な色は避けることが望ましい。以上
の例においては、反射板１４と回転偏光子１６とは液晶
表示パネルの外側に配置されていたが、反射板１４と回
転偏光子１６とは液晶表示パネルの内側に配置されるこ
とが望ましい。この場合、液晶セルの透明基板２０上に
反射膜１４を形成した後、直線位相子の膜を反射板１４
の上に形成する。直線位相子の膜としては、日本石油化
学（株）製の日石ＬＣフィルムを使用する。
【００３０】図１２は、図６及び図７の光軸がツイスト
した位相子からなる偏光回転手段１６を含む液晶表示パ
ネルにおいて、反射板１４と回転偏光子１６とを液晶表
示パネルの内側に配置した例を示す図である。液晶セル
の透明基板２０上に反射膜１４を形成した後、回転偏光
子１６の配向膜５４を反射板１４の上に形成する。それ
から、回転偏光子１６の液晶層４６を塗布・硬化する。
回転偏光子１６の液晶層４６としては、適量のカイラル
を添加した大日本インキ化学工業（株）製のＵＶキュア
ラブル液晶（Journal of the SID, 3/3 1995, p139）等
を使用することができる。また、配向膜５４にはラビン
グを行う。それから、透明電極２４及び配向膜２８を形
成する。他方の透明基板１８には、透明電極２２及び配
向膜２６を形成する。
した位相子からなる偏光回転手段１６を含む液晶表示パ
ネルにおいて、反射板１４と回転偏光子１６とを液晶表
示パネルの内側に配置した例を示す図である。液晶セル
の透明基板２０上に反射膜１４を形成した後、回転偏光
子１６の配向膜５４を反射板１４の上に形成する。それ
から、回転偏光子１６の液晶層４６を塗布・硬化する。
回転偏光子１６の液晶層４６としては、適量のカイラル
を添加した大日本インキ化学工業（株）製のＵＶキュア
ラブル液晶（Journal of the SID, 3/3 1995, p139）等
を使用することができる。また、配向膜５４にはラビン
グを行う。それから、透明電極２４及び配向膜２８を形
成する。他方の透明基板１８には、透明電極２２及び配
向膜２６を形成する。
【００３１】２層の直線位相子を液晶表示パネルの内側
に形成する手段としては、日東電工（株）製の位相差板
を２枚積層する代わりに、１層目の直線位相子の膜を形
成した後に、光学的に等方的なＵＶ硬化性樹脂を塗布、
硬化させ、その上に２層目の直線位相子の膜を塗布し、
硬化させる方法がある。使用する直線位相子の膜として
は、日石ＬＣフィルム、ラビングした配向膜に塗布・硬
化した液晶膜がある。
に形成する手段としては、日東電工（株）製の位相差板
を２枚積層する代わりに、１層目の直線位相子の膜を形
成した後に、光学的に等方的なＵＶ硬化性樹脂を塗布、
硬化させ、その上に２層目の直線位相子の膜を塗布し、
硬化させる方法がある。使用する直線位相子の膜として
は、日石ＬＣフィルム、ラビングした配向膜に塗布・硬
化した液晶膜がある。
【００３２】画素ごとにΔｎｄを最適化した位相子を形
成する手段として、（ａ）膜厚ｄを一定にしてΔｎの異
なるＵＶキュアラブル液晶を塗布し、画素ごとに選択硬
化させることを繰り返して位相子を形成する方法、
（ｂ）同じＵＶキュアラブル液晶を膜厚ｄを変えて塗布
し、画素ごとに選択硬化させることを繰り返して位相子
を形成する方法、（ｃ）あらかじめ反射板上に差分の凹
凸を光学的に等方的なＵＶ硬化樹脂などで形成しておく
ことによって、ＵＶキュアラブル液晶の厚さを変化させ
る方法、（ｄ）ＵＶキュアラブル液晶を硬化させると
き、電界の印加あるいは配向膜によって液晶分子をプレ
チルトさせておく方法等がある。サーモトロピック液晶
を使用する場合にも同様のプロセスが適用できる。この
場合、レジストを使用したフォトリソグラフィーによっ
て、画素ごとに選択的に異なる位相子を残すことにな
る。また、液晶を硬化させるためには液晶の温度を低下
させる。
成する手段として、（ａ）膜厚ｄを一定にしてΔｎの異
なるＵＶキュアラブル液晶を塗布し、画素ごとに選択硬
化させることを繰り返して位相子を形成する方法、
（ｂ）同じＵＶキュアラブル液晶を膜厚ｄを変えて塗布
し、画素ごとに選択硬化させることを繰り返して位相子
を形成する方法、（ｃ）あらかじめ反射板上に差分の凹
凸を光学的に等方的なＵＶ硬化樹脂などで形成しておく
ことによって、ＵＶキュアラブル液晶の厚さを変化させ
る方法、（ｄ）ＵＶキュアラブル液晶を硬化させると
き、電界の印加あるいは配向膜によって液晶分子をプレ
チルトさせておく方法等がある。サーモトロピック液晶
を使用する場合にも同様のプロセスが適用できる。この
場合、レジストを使用したフォトリソグラフィーによっ
て、画素ごとに選択的に異なる位相子を残すことにな
る。また、液晶を硬化させるためには液晶の温度を低下
させる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
波長の違いによる光の偏光状態のバラツキが小さくなる
ため、高いコントラストで着色のない表示が可能にな
り、表示パネルの視認性を高めることができ、液晶表示
パネルの性能の向上に寄与するところが大きい。
波長の違いによる光の偏光状態のバラツキが小さくなる
ため、高いコントラストで着色のない表示が可能にな
り、表示パネルの視認性を高めることができ、液晶表示
パネルの性能の向上に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】図１の液晶の配向方向と直線位相子の遅相軸と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図３】ＧＨ液晶層の構成を示す断面図である。
【図４】ＧＨ液晶層の入射偏光の吸収を説明する図であ
る。
る。
【図５】図１の偏光回転子を用いたＧＨ液晶パネルの波
長と反射率との関係を示す図である。
長と反射率との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図７】図６の光軸がツイストした位相子からなる偏光
回転子の例を示す図である。
回転子の例を示す図である。
【図８】図６の偏光回転子を用いたＧＨ液晶パネルの波
長と反射率との関係をΔｎｄをパラメータとして示す図
である。
長と反射率との関係をΔｎｄをパラメータとして示す図
である。
【図９】図６の偏光回転子を用いたＧＨ液晶パネルの波
長と反射率との関係をツイスト角度をパラメータとして
示す図である。
長と反射率との関係をツイスト角度をパラメータとして
示す図である。
【図１０】本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図１１】図１０の偏光回転子を用いたＧＨ液晶パネル
の波長と反射率との関係を示す図である。
の波長と反射率との関係を示す図である。
【図１２】本発明の第４実施例を示す断面図である。
１０…液晶表示パネル １２…液晶層 １４…反射板 １６…偏光回転手段 ２６，２８…配向膜 ３０…液晶分子 ３２…２色性色素
Claims (13)
- 【請求項１】 ２色性色素を添加した液晶層と、反射板
と、該液晶層と該反射板との間に配置され、入射偏光の
振動面を回転させ且つ光の偏光状態の波長分散を減少す
ることのできる偏光回転手段とを具備することを特徴と
する液晶表示パネル。 - 【請求項２】 前記液晶層がホモジニアス配向した液晶
からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パ
ネル。 - 【請求項３】 前記偏光回転手段が重ねて配置された第
１及び第２の直線位相子からなることを特徴とする請求
項１に記載の液晶表示パネル。 - 【請求項４】 画素の透過スペクトルの中心値をλ0 と
した場合、液晶側に配置される第１の直線位相子のΔｎ
ｄがほぼλ0 ／２であり、第２の直線位相子のΔｎｄが
ほぼλ0 ／４であることを特徴とする請求項３に記載の
液晶表示パネル。 - 【請求項５】 液晶の配向方向又は液晶の配向方向と垂
直な方向を起線とし、起線から第１の方向にとった起線
と第１の直線位相子の遅相軸との間の角度（Δφf1）が
５度から２５度の範囲にあり、起線から第１の方向にと
った起線と第２の直線位相子の遅相軸との間の角度（Δ
φf2）が、２Δφf1＋４０度から２Δφf1＋５０度の範
囲に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の
液晶表示パネル。 - 【請求項６】 前記偏光回転手段が光軸がツイストした
位相子からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶
表示パネル。 - 【請求項７】 前記位相子の光軸のツイスト角度が４５
度以下で、且つΔｎｄが２５０ｎｍ以下であることを特
徴とする請求項６に記載の液晶表示パネル。 - 【請求項８】 前記偏光回転手段が画素ごとに異なるΔ
ｎｄをもつことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
パネル。 - 【請求項９】 前記偏光回転手段が直線位相子からな
り、各画素の透過スペクトルの中心値をλとしたとき、
直線位相子のΔｎｄを各画素のほぼλ／４としたことを
特徴とする請求項８に記載の液晶表示パネル。 - 【請求項１０】 カラーフィルタの透過スペクトルが連
続であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示パ
ネル。 - 【請求項１１】 前記偏光回転手段と前記反射板とを液
晶表示パネルの基板の内側に形成したことを特徴とする
請求項１に記載の液晶表示パネル。 - 【請求項１２】 前記偏光回転手段が画素ごとに異なる
Δｎｄをもつ直線位相子からなり、Δｎｄを変えるため
に、該直線位相子の厚さｄ、Δｎ、及び液晶表示パネル
の基板に対する光軸のプレチルト角の少なくとも１つが
変えられていることを特徴とする請求項８に記載の液晶
表示パネル。 - 【請求項１３】 前記偏光回転手段が熱又はＵＶキュア
ラブル液晶、又はサーモトロピック液晶で作られた位相
子からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
パネル。
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| JP8216384A JPH1062773A (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 液晶表示パネル |
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