JPH01304423A - 液晶装置 - Google Patents

液晶装置

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JPH01304423A
JPH01304423A JP63135931A JP13593188A JPH01304423A JP H01304423 A JPH01304423 A JP H01304423A JP 63135931 A JP63135931 A JP 63135931A JP 13593188 A JP13593188 A JP 13593188A JP H01304423 A JPH01304423 A JP H01304423A
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JP
Japan
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liquid crystal
refractive index
anisotropy
pair
polarizing plates
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JP63135931A
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English (en)
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Takayoshi Hanami
孝義 葉波
Mitsuyoshi Hara
光義 原
Hiroaki Odai
尾台 弘章
Koji Iwasa
浩二 岩佐
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
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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] この発明は、コンピュータ一端末、画像表示装置、シャ
ッターのようなシステムに使用される液晶を用いた電気
光学装置に関する。
[発明の概要] この発明は、−・対の透明基板間に液晶が挟持され、そ
の厚さ方向に 180°以上ねじれた螺旋構造を持ち、
かつ透明基板の外側に一対の偏光板をそなえることによ
り、高コントラスト化、無彩色化をねらった液晶表示装
置に関し、屈折率の異方性を持った層が一対の偏光板の
内側に少なくとも1層あり、かつ液晶か、屈折率の異方
性を持った層か、透明基板か、偏光板中に色素を含有す
ることにより、液晶パネルの透過スペクトルを可視光域
においてフラットにし背景色を白色に近づけることによ
り画質の向上を狙ったものである。
[従来の技術] ドラ[・マトリクスタイプの表示装置として、j型、軽
敬、低消費電力の特徴を生かした液晶表示装置が注目さ
れている。
従来の液晶表示装置のツイストネマチックタイプは、液
晶分子層が90°ねじれた螺旋構造を有するものであっ
た。近年、印加電圧変化に対する液晶分子の立ち上がり
特性を急峻にするため、液晶分子層を 180°以」二
ねしった螺旋構造を持つSTN (Super 丁wi
sted Nematjc)型液晶表示装置が考案され
、大容量・高コントラストの液晶表示装置として、実用
化されている。
しかしSTN型液晶表示装置は複屈折効果により表示を
行なうため、黄色や紺色の着色が避けられなかった。そ
こで液晶層を通った時の複屈折効果による楕円偏光を位
相板で位相補正して黒白表示にする方法が考案されてい
る。
位相補正板としては、液晶パネルを2屑にし、2枚目の
液晶層を位相補償板として使用する方法がある。
この位相補正板を持つ液晶装置を第5図に示す。
51a、51bは透明基板、5zは液晶分子層、53は
シーリング材である。54の液晶パネルは表示用で液晶
即動電圧が印加され、55は液晶の位相補償板である。
56は偏光子、57は検光子である。
第6図は位相補正板を持つ液晶装置の動作原理を説明す
る図で、61は光源、62は偏光子、63は液晶量動電
圧が印加される液晶パネル、64は液晶の位相補償板、
65は検光子である。
光源からの光は62の偏光子を通り直線偏光し、さらに
63の液晶パネル内の液晶の屈折率異方性により楕円偏
光になる。この屈折率異方性が波長により異なるため出
てくる楕円偏光の長軸の方向と楕円率が異なるが、64
の位相補償板により各波長光ともほぼ同じ振動方向の直
線偏光になる。65の検光子を偏光方向に直角にすれば
ほとんど光は通さなくなり黒色になる。
63の液晶パネルに電圧が印加されると楕円偏光補償の
バランスがくずれるため補償できない光が検光チからも
れ、これにより表示を行なう。[以上NIににE! E
LECTRONIC3]、987.11.2 (no、
433) P、132参照] [発明が解決しようとする課題] 位相補正板として液晶パネルを使用すると、価格が高く
なる、液晶装置の重量が重くなる。厚くなるという問題
があり、液晶表示装置がすべて2層型に置き代るまでに
は至っていない。
また屈折率の異方性を持つ板やフィルムを位相補償板と
して使用した場合、液晶パネルを透過した楕円偏光を位
相補正板で完全に同じ振動方向の直線偏光にすることは
理論上できない。
第7図は位相補正板を持つ液晶装置の電圧印加時の透過
スペクトルの一例である。240°ツイスト、Δnd=
0.65(μm)、位相補正板にはΔnd=0.4(μ
m)のポリカーボネイト系のフィルムを使用している。
ここでは液晶装置の電圧印加時の透過スペク1−ルで、
l/200デユーティ−のマルチプレックス駆動波形印
加時である。印加電圧はコン1〜ラストが最大になる様
に調整している。71は選択電圧が印加されている時、
72は非選択電圧が印加されている時のスペクトルであ
る。440(nm)にスペク1〜ルが現れており、この
場合液晶パネルは青色になってしまい、視認性が悪く、
またカラー化する場合、青色が強くなってしまうという
問題があった。
[課題を解決するための手段] 」二足間層を解決するためにこの発明は1.一対の透明
基板間に液晶が挟持され、その厚さ方向に180°以」
二ねじれた螺旋by造を持ち、かつ透明基板の外側に一
対の偏光板をそなえた液晶表示装置であって、屈折率の
異方性を持った層が一対の偏光板の内側に少なくとも1
1Gあり、かつ液晶か。
屈折率の異方性を持った層か、透明基板か、偏光板中に
色素を含有することにより、液晶パネルの透過スペクト
ルを可視光域においてフラットにし背景色を白色に近づ
けることを特徴とするものである。
[作用] その結果、スペクI〜ルのピークが色素により吸収され
、透過スペクトルが可視光域においてフラットになり無
彩色にすることができる。
[実施例] 以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明す
る。
第1図は本発明に係る液晶装置で、図中符号11a、H
bは液晶分子を挟持するためのガラス、プラスチック等
の透明基板で、表面に透明電極層1.2a、12bど、
さらに印刷、ディッピング、蒸着等によって、ポリイミ
ド、テフロン等の薄膜を形成し、一方向にラビング処理
した一軸性配向膜層13a、13bが設けら九でいる。
基板11aとllbはその配向膜層どうしを対向させ、
液晶分子14が180’以上ねじれた螺旋構造15をと
るようになっている。16は液晶駆動電圧が印加される
液晶パネル、17は位相補償板である。18は光源、1
9aは偏光子、]9bは検光子である。IA、 IBは
液晶分子を封入するためのシーリングである。
ここで本発明になる液晶装置の具体的実施例と測定結果
を説明する。
第2図は第1図で示した液晶装置における光学軸方向を
示した図であり、2Iは上偏光板透過軸方向、22は上
基板の配向方向、23は下基板の配向方向、24は下偏
光板透過軸方向、25は屈折率の異方性を有する層にお
ける屈折率の最大方向である。
26は液晶分子のねじれfs旋角度すなわちツイスト角
度(以下[A]と略す)、27は上偏光板透過軸方向か
ら上基板の配向方向までの角度(以下[B]と略す)、
28は下偏光板透過軸方向から下基板の配向方向までの
角度(以下IC]と略す)、29は下偏光板透過軸方向
から屈折率の異方性を有する層における屈折率の最大方
向までの角度(以下〔D]と略す)である。
測定には屈折率の異方性を有する層としてポリカーボネ
イト系の一軸延伸フィルムを使用した。
また角度の方向は時計回りを「+」とした。
(実施例1〕 ここでは印加電圧値が増加するに従い、表示色の湯レベ
ルが低下する(遮光性が減る)場合、すなオ)ちネガ・
モードの例を示す。ツイスト角度[^]= 240°、
Δnd=0.65(′ALm)の液晶パネルを使用した
。 [Bコニ60° 、 [Cコニ 150° 、  
[Dコニ35° 、 −十向延伸フィルムは Δnd=
0.4 (It +n)である。
第3図中31は使用した色素の透過スペクトルを示して
いる。ここでは前記の液晶パネル16の透過スペク1〜
ルであり、ツイスト角度240″、Δnd=0.65 
(μra)の液晶パネル中に色素を添加した場合である
第4図は本発明による液晶装置の電圧印加時の透過スペ
クトルで、1/200デユーティ−のマルチプレックス
駆動波形印加時である。印加電圧はコントラストが最大
になる様にご4整している。4】は選択電圧が印加され
ている時、42は非選択電圧が印加されている時のスペ
クトルである。
第4図、第7図の比較から明らかなように440(nm
)付近のスペクトルのピークが色素により吸収され、透
過スペクトルが可視光域においてフラットになり無彩色
化されていることがわかる。ここで色素添加量がこれ以
上多くなると、透過スペクトルがフラン1−でなくなっ
てしまい無形色化できなくなってしまう。
実施例では240’ツイスト、Δnd:0.63(μm
)の場合だが、他の場合でも透過スペクトルがフラット
になるように色素の種類と添加量を変化させれば同じ効
果が得られる。
実施例では第1図に示したように、液晶装置の背面に光
源を配置した状態で測定しているが、光源の代わりに反
射板を使用下れば、反射型の液晶表示!、’2置として
使用することができる。
実施例では角度を固定した場合の結果を示したが、角度
[Bコ、[C]、[0]を一30°〜+30°ずらして
も同様の効果が得られる。また液晶パネル、延伸フィル
ムのΔndを固定した場合の結果を示したが、Δndを
−0,1〜+0.1(7z m)変化させても、液晶パ
ネルと延伸フィルムのΔndを最適の値になるよう変化
させれば同様の効果が得られる。
実施例では240°ツイストの場合だが、他のツイスト
角度でも液晶パネルと延伸フィルl−のΔndを最適の
値になるよう変化させれば同様の効果が得られる。
また実施例では屈折率の異方性を有する層として、ポリ
カーボネイト系の延伸フィルムを使用したが、特定の屈
折率異方性を有する材料であれば、その月質、製造方法
、屈折率異方性を有する層の数は問わない。
(実施例2) [A]= 240’ 、And=0.65(/A m)
の液晶パネルを使用した。[Bコニ60°、[C]= 
150°、 [Dコニ35°、−軸延伸フィルムは Δ
nd=0.4 (p m)である。
゛−輪軸延伸フィルム中第3図で示した色素を添加した
。色素の添加量は透過スペクトルがフラン1〜になるよ
うにした。
その結果(実施例1)と同様の効果があった。
(実施例3) [A]= 240’ 、Δnd=0.05(μm)の液
晶パネルを使用した。[8]=60’ 、 [Cコニ1
50’ 、 [r)]=35°、−軸延伸フィルムは 
Δnd=0.4 (μm)である。
透明基板中に第3図で示した色素を添加した。
色ノ・ミの添加量は透過スペクトルがフラットになるよ
うにした。
その結果(実施例1)と同様の効果があった。
(実施例4) [A]= 240’ 、Δr1d:0.65(/14 
m)の液晶パネルを使用した。 [8]=00°、 [
C]:150’ 、[D]−35’ 、−軸延伸フィル
ムは Δnd=0.4 (μIII)である。
偏光板中に第3図で示した色素を添加した。色素の添加
量は透過スペクトルがフラットになるようにした。
その結果(実施例1)と同様の効果があった。
(実施例5) [A]= 240” 、Δnd=0.65(/(m)の
液晶パネルを使用した。[R] :fi Oo、 [C
コニ 150’ 、 [D]=35°、−軸延伸フィル
ムは Δnd=0.4 (μm)である。
屈折率の異方性をほとんど持たない層を1層、液晶装置
中に加え、第3図で示した色素を添加した。色素の添加
量は透過スペクトルがフラットになるようにした。
その結果(実施例1)と同様の効果があった。
[発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、一対の透明基板間
に液晶が挟持され、その厚さ方向に180°以上ねじれ
た螺旋#、l造を持ち、かつ透明基板の外側に一対の偏
光板をそなえることにより高コントラスト化、無彩色化
をねらった液晶表示装置に関し、屈折率の異方性を持っ
た暦が一対の偏光板の内側に少なくとも1層あり、かつ
液晶が、屈折率の異方性を持った層か、透明基板か、偏
光板中に色素を含有することにより、透過スペクトルの
ピークが色素により吸収され、透過スペクトルがフラッ
トになり無彩色化され、白色化が可能となり、高画質の
液晶装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の液晶装置の構成図、第2図は
本発明の実施例の液晶装置における光学軸方向を示す図
、第3図は本発明による実施例の液晶装置に吏用した色
素の透過スペクトル図、第4図は本発明による実施例の
液晶装置の透過スペクトル図、第15図は従来の位相補
正用の液晶パネルを有する液晶装置の購成図、第6図は
液晶補正板を有する液晶装置の動作原理を説明する図、
第7図は従来の液晶装置の透過スペクトル図である。 Ib+ 、 111.+ ・・・・・透明基板12a 
、12b ・・・・・透明電極層13a 、 +3b 
・・・・・配向膜14・・・・・・・・・液晶分子 15・・・・・・・・・螺旋恰造 1G・・・・・・・・・液晶呼動用パネル17・・・・
・・・・・屈折率の異方性を有する層18・・・・・・
・・・光源 19a ・・・・・・・・偏光子 ]91)・・・・・・・・検光子 iA、 1B・・・・・・・液晶分子を封入するための
シーリング 出願人 セイコー電子工業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一対の透明基板間に液晶が挟持され、その厚さ方向に1
    80°以上ねじれた螺旋構造を持ち、かつ前記透明基板
    の外側に一対の偏光板をそなえた液晶装置において、前
    記液晶及び偏光板以外に、屈折率の異方性を持った層が
    前記一対の偏光板の内側に少なくとも1層あるとともに
    、前記一対の偏光板を含む間には、色素含有する部材が
    あることを特徴とする液晶装置。
JP63135931A 1988-06-02 1988-06-02 液晶装置 Pending JPH01304423A (ja)

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