JPS62135810A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液晶表示素子に関する。更に詳しくは液晶表示
素子の１枚乃至２枚の偏光膜のうちの少な（とも１枚が
その偏光軸が互いに直交するように配置された部分偏光
領域（パターン、）を有する偏光膜であることを特徴と
するツウイステッドネマチック型又はゲストホスト型液
晶表示素子に関する。

従来の技術 従来のツウイステッドネマチック（ＴＮ）Ｗ又はゲスト
・ホス１−（ＧＨＪ型液晶表示素子においては液晶保持
層及び透明電極からなる積層体の両面ＣＴＮ型）又は片
面ＣＧＨ型ノに単一偏光軸を有する偏光膜を積層し、液
晶分子の持つ光のスイッチング機能と偏光板のもつ光の
遮蔽機能を利用して表示面上に文字、画像を形成させる
というものである。しかし、これらの文字、画像（以下
これらを併せて単に画像とい５）は二次元としての平面
像であり三次元としての像即ち立体画像としてとらえる
ことは出来ない。

問題点を解決する為の手段 本発明者らは二眼式偏光メガネで見たときその画像が立
体的に見えるような表示素子につき鋭意研究した結果本
発明に至ったものである。即ち本発明はツウイステッド
ネマチック型又はゲストホスト型液晶表示素子においを
有しかつ隣接した該部分偏光膜領域（パターン）の偏光
軸が互いに直交するように配置されてなる偏光膜である
ことを特徴とするツウイステッドネマチック型又はゲス
トホスト型液晶表示素子 本発明の液晶表示素子による画像はこれを二眼式偏光メ
ガネで見ることによってその画像を立体像としてとらえ
ることが出来るものである。

本発明の液晶表示素子を具体的に説明する。

まず本発明の液晶表示素子において用いられるその偏光
軸が互いに直交する部分偏光膜領域（パターン〕を有す
る偏光膜（以下単に「直交部分偏光膜」という）につき
説明する。

直交部分偏光膜は偏光領域（パターンラがその偏光軸が
直交するように配置された一枚の偏光膜であってもよ（
又、例えば我々が特願昭６０−２３６４１８として特許
出願した方法によって調製された２枚の偏光膜からなる
部分偏光膜の積層体であってもよい。又部分偏光膜の偏
光膜領域の形（パターン）としては種々のものが可能で
あるがその代表的なものを第１図乃至第３図に示す。第
１図は互いに直交する偏光膜領域がドツトマトリックス
状に配置されたものであり又第２図は同じ（ストライプ
状に、更に第３図は３ドツトを１単位にグループ化した
ドツトマトリックス状に配置したものである。偏光膜領
域を直交させて積層された直交部分偏光膜の積層体とし
ては上記以外にも種々のパターンのものが使用される。

又隣接する部分偏光膜領域はその偏光軸が直交（９０度
〕するように配置されるのが最も望ましいが製造工程等
の都合によって１０度前後の変更を行ってもさしつかえ
ない。これらの直交部分偏光膜は例えば次のような方法
によって製造する事が出来る。

即ちプラスチックフィルムまたはガラス基板で片面支持
された第１の偏光素膜にネガ型またはポジ型のホトレジ
ストまたは印刷インクで保護パターンを形成し、保護パ
ターン以外の露呈された部分を二色性染料またはヨウ素
で染色し、然る後硬化したレジストまたは印刷インクを
剥離し、第１層目の部分偏光膜を形成する。ここで使用
する偏光素膜は例えばポリビニルアルコール等の親水性
フィルムを一軸延伸し、片面を支持体フィルムまたはガ
ラス基板に積層接着または仮接着するか、あるいは支持
体フィルムまたはガラス基板上に親水性樹脂を塗布し、
一定方向にラビングして樹脂の配向を整えることによっ
て形成される。

第１層目の部分偏光膜上に、延伸またはラビング方向が
これと直交する方向に第２層目の偏光素膜を接着剤層お
よび必要に応じて防染剤層を介して積層し第１層目の着
色部（偏光膜領域）に相半する第２層目の領域にホトレ
ジストまたは印刷インクの保護パターンを形成し、それ
以外の露呈した部分を二色性染料またはヨウ素で染色し
、然る後保護パターンを剥離する事により第１図乃至第
３図に例示した様なその偏光軸が互いに直交する２種類
の偏光膜領域（ｌとｒ）が交互に配置された直交部分偏
光膜かえられる。その断面図を第４図に示す。なお別の
方法として片面支持された偏光素膜の代りにヨウ素で染
色された偏光膜を使用し、染色する代りに保護パターン
以外の部分を脱色剤によりヨウ素を脱色し、偏光性能を
消滅させる方法によっても同様な直交部分偏光膜を形成
することが出来る。更にこの様に形成された直交部分偏
光膜の第２層目の偏光膜の表面をさらにコーティングま
たは透明支持体で保護することも出来るし、逆に一層目
の偏光膜を支持するプラスチックフィルムまたはガラス
基板を剥離して支持板なしの直交部分偏光膜としてもよ
い。

このような直交部分偏光膜をＴＮ型またはＧＨ型液晶表
示体に適用する場合、単色の立体表示に使用する事も出
来るが、二色以上のカラーフィルターを＠父部分偏光膜
に積層するか、直交部分偏光膜自体を二色以上のカラー
偏光膜で調装することによりカラーの立体表示を行うこ
とも可能である。

ＴＮ型又はＧＨ型液晶表示素子の２枚ＣＴＮ型ノ又は１
枚ＣＧＨ型ノの偏光膜の５ちの少なくとも１枚を前記し
たような直交部分偏光膜におきかえかつ右眼用左眼用で
はその偏光軸が互いに直交しているメガネ（偏光メガネ
フを用いて観察した場合、左眼メガネ（偏光軸の方向は
直交部分偏光膜の１と一致２では直交部分偏光膜の偏光
領域Ｉを又右眼メガネ（偏光軸の方向は直交部分偏光膜
のｒと一致２では直交部分偏光膜の偏光領域「をそれぞ
れに独立に見ることにより画像を立体感のある画像とし
て認識することが出来るものである。

前記したような直交部分偏光膜付のＴＮ型又はＧＨ型液
晶表示素子につき図によって説明する。

まず例えば第１図に示されるような直交部分偏光膜（第
１図において１は第１層の偏光膜を、又２は第２層の偏
光膜を示すうに第５図に示されるよ５にＲ（赤）　Ｇ　
Ｃａｔ　Ｂ　（青）が交ｒとＲ，Ｇ、　Ｂの三原色カラ
ーフィルターの組み合せの６画素（ドツト〕より構成す
る。第２図のストライブ状の直交部分偏光膜に適用素４
（第４図）を又第３図のドツト状の直交素５をそれぞれ
形成せしめることができる。

鎗 これらの総素３．４．５を観測者が見る場合、６画素は
ごく近い距離に存在するため、ドツトとして認識されず
しかもこれらのカラーフィルターが積層された直交部分
偏光膜の偏光軸と直交する偏光メガネで画像を観察する
場合左眼用画素Ｒ１，Ｇ１．　Ｂｌ　を左眼で又右眼用
画素Ｒｒ、　Ｇｒ、　Ｂｒを右眼で観察することになる
。

Ｒ（赤）、Ｇ唾）及びＢ（青）のカラー偏光膜を使用し
た場合には、互いに直交した２種の偏光軸交するカラー
偏光膜は前記の単色の直交部分偏光膜と同様な方法で製
造することが出来る。

（第８図） 即ち、例えばプラスチックフィルムまたはガラス基板で
片面支持された第１偏光素膜の５／６の領域に、ホトレ
ジストまたは印刷インクにより保護パターンを形成し、
まず赤色（２）の二色性染料で露呈している偏光素膜を
染色し、然る後保護パターンを剥離する。次に赤色の偏
光膜領域を含む部分偏光膜の５／６の領域に同様に保護
パターンを形成し、緑色（Ｑ染料で染色し保護パターン
を剥離する。同様な方法で責色（」の偏光膜領域を作り
第１偏光膜６を形成する。第１偏光膜６上にそれと直交
する方向に第２偏光素膜を形成し、同様な方法でＲ，Ｇ
、　Ｂの３原色カラー偏光膜領域より成る第２偏光膜７
を形成することにより互いに直交する偏光軸を有する偏
光膜領域（Ｉ、ｒ）より成り、かつそれぞれの領域がＲ
，Ｇ、　Ｂの三原色カラー偏光膜である直交部分偏光膜
（第８図）かえられる。

本発明の液晶表示素子を具体例によって詳細に説明する
。第９図は直交部分偏光膜をＧＦＩ方式へ適用した場合
の一例を示すものである。本例では直交部分偏光膜８と
カラーフィルター９を一万の透明基板１２の下面に積層
し、その上に透明電極１０を積層し、−万、別の透明基
板１２上に透明電極１１を積層しこの２つの透明電極部
が内側になる様に透明基板を配し、その中に液晶１３及
び黒の二色性色素１４を入れスペーサーで封止したもの
である。なお直交部分偏光膜８は観察者の偏光メガネの
左眼用偏光膜と平行な偏光膜１とし又左眼用偏光膜と平
行な偏光膜をｒとして第９図に示す様に配置される。第
９図において電圧が印加されていない時、Ａ、Ｄによっ
て示されるように二色性色素１４の光軸と直交部分偏光
膜８の偏光軸が直交し右眼用画素（イ）も左眼用画素の
）も暗の表示となる。−万、電圧が印加された場合はＢ
、Ｃによって示されるように液晶分子と共に二色性色素
が電界方向に平行に向けられ色素による光の吸収が最小
となり、左眼用画素（Ｂｌも右眼用画素（ｑも光は透過
しカラーフィルターの色を見る（認識するりことになる
。

第１０図はＴＮ型液晶に直交部分偏光膜を適用した例を
示すものである。第１の直交部分偏光膜８、カラーフィ
ルター９および透明電極１０は第９図におけるのと同様
に構成し、これと対峙する透明基板１２上に第１の直交
部分偏光膜とその偏光軸が互いに平行になる様に第２の
直交部分偏光膜８′を配し、その上に透明電極１１を形
成し、セル内にＴＮ液晶を封入する。電圧が印加されて
いないＡ、Ｄ部は液晶分子が両電極間で９０ツイストす
るため偏光面が９０回軸する。従って液晶を透過した光
は２枚の直交部分偏光膜８，８′のうち、いずれか一方
の偏光軸と直交する為、右眼用囚、左眼用（Ｄ画素とも
暗の表示となる。又電圧が印加されたＢ、Ｃ部では液晶
分子が電界方向に配向し光は互いに平行に配置された直
交部分偏光膜８．８′を透過し、左右両眼ともカラーフ
ィルターの色画素を見る（認識する）ことになる。

第１１図には別の実施例を示す。本実施例においては一
方の透明基板１２の外側に共通偏光板１４を配置し、直
交部分偏光膜８と共通偏光板１４の偏光軸が直交する画
素に対応する透明電極１０には常法によりインバーター
ゲート１５を付加する。直交部分偏光膜８と共通偏光板
１４の偏光軸が平行な部分ＣＢ、Ｄ部ノは第１０図にお
ける場合と全（同様に作動する。即ち電極に電圧が印加
されていな〜・Ｄは暗の表示となり印加されたＢは光を
透過し、カラーフィルターの色となる一万Ａ、Ｃ部では
外部から電圧がかけられてもインバーターゲートの作用
により零位（ｏｖ）４ｃに変換され透明電極１０には印
加されないことになる。

逆に電圧を切るとインバーターゲートの作用により透明
電極１０に電圧が印加される。

即ちＡ部では電圧印加時、透明電極は無印加状態であり
、元は互いに直交して対峙している直交部分偏光膜８と
共通偏光板１４及びＴＮ液晶を透過し、カラーフィルタ
ーの色を表示する。逆に電圧無印加のＣ部では透明成極
に電圧が印加され、ＴＮ液晶は電界方向に配向し、光は
互いに直交して対峙している直交部分部″ｙｆ、膜８と
共通偏光板１４により遮断され暗の表示となる。

なお第１１図の具体例においてカラーフィルター及び直
交部分偏光＠を直交部分カラー偏光膜（例えばＲ，Ｇ、
　Ｂ三原色幅光膜）におきかえてもよい。また直交部分
偏光膜とカラーフィルターの配置順序については第９図
乃至第１１図の実施例においては透明基板に直交部分偏
光膜、カラーフィルター透明電極の順に配置しているが
部分ｉ光膜積層体、カラーフィルター、透明電極間の距
離が十分小されば特にこの順序に限定されるものではな
い。

例えば、透明基板１２に直交部分偏光膜透明電極、カラ
ーフィルターの順に積層する事も出来るし、又直交部分
偏光膜にポリエーテルスルホン、ポリスルホン、−軸延
伸ＰＥＴ等の支持体を積層し偏光膜一体型透明基板を形
成し、その上にカラーフィルター、透明電極の順、また
は透明電極、カラーフィルターの順に積層する事も出来
る。また、電気絶縁性および密着性向上の為これら各層
の間には必要に応じて電気絶縁層およびブライマ一層、
接着層、コーティング層等を設げる事が出来る。

又常法により液晶分子と接する界面には配向層を設け、
ラビングまたは蒸着手段等によりあらかじめ液晶分子を
特定方向に配向してお（のが望ましい。

本発明のＴＮ型又はＧＨ型液晶表示素子による画像はこ
れを偏光メガネで観察したときその画像を立体像として
とられることができるものであるが偏光メガネのない状
態で観察したときは通常の２次元の画像としてとらえる
ことができるものである。

発明の効果 左右のレンズでその偏光軸が直交している偏光メガネで
画像を観察したときにその画像を立体画像としてとらえ
ることの出来るＴＮ型又はＧ　Ｈ型液晶表示素子かえら
れた。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１１図においてｒ、Ｉは偏光軸が互いに直
交していることを示す。 第１図〜第３図直交部分偏光膜の例 （第１図及び第３図はドツトマトリックス状、第２図は
ストライプ状の偏光膜領を有する直交部分偏光膜ン 第４図直交部分偏光膜の断面図 第５図〜第７図直交部分偏光膜にカラーフィルターを積
層した例 第８図カラーの直交部分偏光膜の断面図第９図本発明の
ＧＨ型液晶表示素子の例第１０図、第１１図本発明のＴ
Ｎ型液晶表示素子の例

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ツウイステツドネマチツク型又はゲストホスト型
   液晶表示素子においてその１乃至２枚の偏光膜のうちの
   少なくとも１枚の偏光膜が多数の部分偏光膜領域（パタ
   ーン）を有しかつ隣接した該部分偏光膜領域（パターン
   ）の偏光軸が互いに直交するように配置されてなる偏光
   膜であることを特徴とするツウイステツドネマチツク型
   又はゲストホスト型液晶表示素子