JPH02256019A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH02256019A
JPH02256019A JP1078849A JP7884989A JPH02256019A JP H02256019 A JPH02256019 A JP H02256019A JP 1078849 A JP1078849 A JP 1078849A JP 7884989 A JP7884989 A JP 7884989A JP H02256019 A JPH02256019 A JP H02256019A
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JP
Japan
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liquid crystal
layer
display device
crystal layer
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP1078849A
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English (en)
Inventor
Shingo Fujita
晋吾 藤田
Shirou Sumida
祉朗 炭田
Hiroshi Yamazoe
山添 博司
Isao Ota
勲夫 太田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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 本発明は、文字や記号、あるいは画像の表示を行う液晶
表示装置に関するものである。
従来の技術 液晶表示装置は、時計、電卓等の表示から、端末用表示
や画像表示へとその応用分野が広がりつつあるが、そこ
で求められるのは高品位にしかも大容量のマトリクス表
示を実現する能力である。
この目的のために、STN型液晶表示装置(例えば、テ
レビジョン学会技術報告 IPD10’9−4昭和61
年8月5日発表 17〜22ページ)が特に端末用表示
装置として広く用いられている。
また、最近、S T N型液晶表示装置における背景色
の色付きを解消した二層式STN型液晶表示装置(例え
ば、第48回 応用物理学会学術講演会昭和62年10
月19日発表 講演番号19pZB−10)が発表され
た。この方式によって、白黒表示が可能となり、また、
カラーフィルター層との組合せにより、カラー表示も容
易となった。
以下に従来の液晶表示装置の例として二層式STN型液
晶表示装置について説明する。
第4図は二層式STN型液晶表示装置の構成を示す断面
図である。第4図において41a、41b。
41c、41dはガラス基板、42a、42bは透明電
極、43a、43b、43c、43dは液晶分子配向膜
層、44aは第一液晶層、44bは第二液晶層、45a
、45bは偏光板、46a。
46b、46c、46dはスペーサである。
STN型液晶表示装置と同様に、液晶層内で液晶分子は
層の厚み方向に通常180°〜270°程度のねじれ角
のねじれ構造をなしている。ただし、液晶層44aと4
4bにおいては、液晶分子のねじれ方向が互いに逆であ
ることを除いては同じ構成である。さらに、液晶N44
aと44bにおいて最も近接する液晶分子の長袖方向が
互いにほぼ直交するように配置されている。また、第一
液晶層44aを挾持する基板41a、41bには電圧を
印加する手段が設定されている。
次に、二層式STN型液晶表示装置の動作を説明する。
電圧が印加されない状態では、第一液晶層44aおよび
第二液晶層44bは互いに光学的に逆の作用をする。つ
まり、第一液晶層44aに入射した直線偏光は第一液晶
層中で液晶層の複屈折性に依存してその偏光状態を変え
ながら伝播し、第二液晶層44bに入射するが、第二液
晶層中では第一液晶層における偏光状態の逆の変化を辿
り、入射直線偏光と同じ方向に同じく直線偏光状態とな
って出射する。従って、偏光板45a、45bを直交に
配置すれば暗状態が、平行に配置すれば明状態が得られ
る。
一方、第二液晶層44bはそのままで、第一液晶層44
aに電圧を印加すると、第一液晶層内の液晶分子の配列
が変化し、それに伴って複屈折の大きさも変化する。従
って、第二液晶層通過後の偏光状態は直線偏光状態から
変化し、一般には楕円偏光状態となるので、明度や色度
、あるいはその両者の異なった表示を行うことができる
上述した動作原理を用いることにより、二層式STN型
液晶表示装置はSTN型液晶表示装置に比較して暗状態
をさらに暗くできるので、大きなコントラスト比を得る
ことが可能である。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述の様な二層式STN型液晶パネルに
おいては、垂直光に対する複屈折性の補償はできるが、
斜め光に対しては色補償は不完全であって、斜めからパ
ネルを見ると着色している。
このことは、オフ電圧印加時(この時、Δn、  dの
大きさはほぼ最大である)において、色補償するように
設定されているために、視野角依存性が強い条件である
ことに起因している。
本発明は上記問題点に鑑み、大表示容量、かつ、色付き
がなく、視野角範囲の広い液晶表示装置を提供するもの
である。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の液晶表示装置は、二
枚の直線偏光板の間に、ねじれ配向方向が互いに逆であ
るネマチック液晶層を二層積層した構成であって、前記
液晶層は互いに最近接する液晶分子の配向方位を直交す
る様に配置し、前記第一および第二液晶層の層厚d1、
d2と複屈折値Δn1.Δn2が、Δn2 、  d2
 <0.7 XΔn1゜dlなる条件を満足し、さらに
、第一液晶層にのみ電圧印加手段が具備されていること
により、オン電圧印加時において色補償することを特徴
とするものである。
この場合、第二液晶層は波長板の機能を果しているが、
同様の目的で表示領域全面に同一の電圧が印加される手
段が具備されている液晶層であってもよいし、また、光
学異方体の積層であっても、効果的である。
作用 二層式STN型液晶パネルにおいて色補償の目的で、液
晶パネルからなる補償セルか、ポリカーボネイトなどの
フィルムが用いられるが、従来、これらはオフ時におい
て、色補償がなされるように設定されている。本発明に
おいては、オン時において色補償がなされるように補償
セルの構成条件を設定することに特徴がある。つまり、
ライトバルブの複屈折の大きさΔn1、d、はオン時で
はオフ時に較べて、有効な値としては小さくなっている
が、この状態の旋光分散を補償するように、補償セルの
Δn2.d2を設定することを意味する。また、このΔ
n2.d2に対してオフ状態ではほぼ90’の旋光を実
現しなければならない。
コノような解は、Δn2 、d2 <0.7XΔn1゜
dlなる条件の内にある。
上記のように補償セルのΔn2.d2を設定することは
、従来の二層式STN型液晶パネルに較べて、色補償を
Δn、dの小さい値に対して行うことになり、視野角依
存性を緩和させることができる。また、−軸性のフィル
ムの積層によって、液晶パネルの光学補償させる場合に
おいても、Δn、dが小さいことは積層フィルムの枚数
を減少させることができるなど利点がある。
実施例 以下本発明の一実施例の液晶表示装置について、図面を
参照しながら説明する。
(実施例1) 第1図は本発明の第一の実施例における液晶表示装置の
構成を示す断面図である。第1図においてla、lb、
lc、ldはガラス基板、2a。
2bは透明電極、3i+、3b、3c、3dは液晶分子
配向膜層、4a、4bは液晶層、5a、5bは偏光板、
6a、6b、6c、6dはスヘーサーである。la1、
b、2a、2b、3a、3b4a、6a、6bから構成
される7はライトバルブであり、lc、ld、3c、3
d、4b、6c。
6dから構成される8は光学補償セルである。
ガラス基板La、lb、lc、ldとしては、厚さが約
llll11のソーダガラスを用いる。透明電極2a 
 2bはSno!を添加したIn2O3をスパッタ法や
電子ビーム法により蒸着したものをフォトリソグラフィ
によりパターン形成して得る。
液晶分子配向膜層3a、3b、3c、3dはポリイミド
樹脂を印刷塗布した後、加熱硬化させ、レーヨンの布で
所定の方向にラビング処理して形成した。また、これは
酸化珪素の斜方蒸着膜であってもよい。
ライトバルブ70液晶i4aは、ネマチック液晶に小量
の光学活性物質を添加させたものである。
具体的な条件は、セル厚d1を6μmとし、Δnlが0
.15のネマチック液晶にチッソ社製の光学活性物質C
M34(右ねじれ)を0.7 w t%不添加、液晶分
子配向膜層3a、3bのラビング処理により、ツイスト
角を240°に設定した。これに対して光学補償セル8
の液晶1114bは、逆ねじれの光学活性物質を添加し
たネマチ・2り液晶からなっている。ここで、セル厚d
2は3μmとし、Δn2が0.15のネマチック液晶に
チッソ社製の光学活性物質CM33(左ねじれ)をQ、
 7 w t%不添加た。ツイスト角は240’とした
。また、ライトバルブ7と光学補償セル8とは、相互の
液晶層の最近接する液晶分子の配向方位が直交する様に
配置した。
さらに、偏光板5a、5bは互いに直交するように配置
させた。
上記の様に設定した液晶パネルに透明電極2a。
2bを介して表示信号電圧を印加したところ、オフ時に
は最高の透過率を示す明状態となり、オン時には十分な
暗状態が実現できた。この暗状態は、パネルの垂直方向
から約20°の斜め方向より見ても、垂直方向からの表
示特性とほぼ同等であった。従って、従来の二層式ST
Nパネルに比較して、視野角範囲が拡大していると言え
る。
(実施例2) 第2図は本発明の第二の実施例における液晶表示装置の
構成を示す断面図である。第2図において21a、21
b、21c、21dはガラス基暑反、22a、22b、
22c、22dは透明電極、23a、23b、23c、
23dは液晶分子配向膜層、24a、24bは液晶層、
25a、25bは偏光板、26a、26b、26c、2
6dはスペーサーである。21a、21b、22a、2
2b。
23a、23b、24a、26a、26bから構成され
る27はライトバルブであり、21C221d、22c
、22d、23c、23d、24b。
26c、26dから構成される28は光学補償セルであ
る。
実施例1との相違点は、光学補償セル2日に透明電極2
2c、22dを付加させたところである。
この透明電極は表示領域の全面に形成する。
ライトバルブ27の液晶Ji24aは、ツイスト角が2
50°かつ右ねじれで、dl、Δn、を0.92μmと
し、一方、光学補償セル28は、ツイスト角が250°
かつ左ねじれで、d2.Δn2を0.92μmとした。
また、ライトバルブ27と光学補償セル28とは、相互
の液晶層の最近接する液晶分子の配向方位が直交する様
に配置した。
さらに、偏光板25a、25bは互いに直交するように
配置させた。
上記の様に設定した液晶パネルに透明電極22a、22
bを介して表示信号電圧を印加するとともに、透明電極
22c、22dには実効値でオン電圧に相当する電圧を
印加したところ、従来の二層式STNパネルに比較して
、広い視野角範囲で良好なコントラスト特性を示した。
(実施例3) 第3図は本発明の第三の実施例における液晶表示装置の
構成を示す断面図である。第3図において31a、31
bはガラス基板、32a、32bは透明電極、33a、
33bは液晶分子配向膜層、34は液晶層、35a、3
5bは偏光板、36a。
36bはスペーサーである。31a、31b。
32a、32b、33a、33b、34.36a。
36bから構成される37はライトバルブであり、38
は光学補償フィルムである。
実施例1との相違点は、光学補償板として光学フィルム
を用いたところである。
ライトバルブ37の液晶層34は、ツイスト角が240
°かつ右ねじれで、dl、Δn1を0.90amとし、
一方、光学補償フィルム38としては、d2.Δn2が
0.40μmのフィルムを用いた。このための素材とし
ては、ポリカーボネート、ボリアリレート、ポリエステ
ルやセロハンなどが利用できる。
また、ライトバルブ37と光学補償フィルム38との配
置は、駆動条件に応じてその光学軸と液晶層34の最近
接する液晶分子の配向方位とのなす角度を適正化して決
定した。
さらに、偏光板35a、35bは互いに直交するように
配置させた。
上記の様に設定した液晶パネルに透明電極32a、32
bを介して表示信号電圧を印加した。
表示特性は他の実施例の液晶パネルとほぼ同等であった
発明の効果 以上のように本発明は表示信号電圧の印加される液晶層
と補償セルの光学的なパネル構成条件を適正化すること
により、オン状態における色補償を実現して、視野角範
囲の広い白黒表示を可能とする液晶表示装置を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例における液晶表示装置の
構成断面図、第2図は本発明の第二の実施例における液
晶表示装置の構成断面図、第3図は本発明の第三の実施
例における液晶表示装置の構成断面図、第4図は従来の
一例における液晶表示装置の構成断面図である。 la、lb、lc、ld、21a、21b21c、21
 d、  31 a、  3 l b、41 a、41
 b41 C,41d・−・−ガラス基板、2a、2b
22a、22b、22c、22d、32a、32b。 42 a、  42 b−・・透明電極、3a、3b、
3c。 3d、23a、23b、23c、23d、33a。 33b、43a、43b、43c、43d−−−−−一
液晶分子配向膜層、4a、4b、24a、24b。 34、 44 a、  44 b・−−−−−液晶層、
5a、5b、25a、25b、35a、35b、45a
、45b・・・・・・偏光板、6a、6b、6c、6d
、26a26b、26c、26d、36a、36b、4
6a。 46b、46c、46d・・・・・・スペーサー、7,
27゜37・・・・・・ライトパルプ、8.28・・・
・・・光学補償セル、38・・・・・・光学補償フィル
ム。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名名 1 図 1ユ、 lb、 /乙、/l・一方゛ラス羞坂ム、 2
り−透朗眺極 3先3b、 3b、 3cL・・“液晶分与配同瑛層4
ヱ、4b・−決品層 5久、5b−・偏光板 l工、 lb、 1(−1tt−x ベ−”)−7−=
う/トハ2し7 8・−・光字影浦慣ゼル 一、5′b 2/a、 21b、 Z/e、 Z/et −−−1y
” ラ、CJ、 g22a−12Zb−Z20. ZZ
d−−−−& WE 畝h23tt、23b、Z3t1
、Z2d、−−−* A 父”r m巴麟1124ユ、
 24b ゛−液晶層 25の、 Z5b −イ扁−5fS坂 21a−,2乙す、 Zk、 Z6tL−7”: −”
) −2γ−・ライトノぐルデ 28− 光字補イ賞−t!Jし 第 3 図 31ぬ、31b・−ガラス基板 32tt1、 32b−一−え悶¥極 33a−,33b−Q 品分’8 El”l 1J43
4−浪品層 35cL、 35b−4光板 3乙の、36b・・−スヘ゛−丈− 37−ライトパルプ 3計−光字楕/I′iフィルA 5b

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)二枚の直線偏光板の間に、ねじれ配向方向が互い
    に逆であるネマチック液晶層を二層積層した構成であっ
    て、前記液晶層は互いに最近接する液晶分子の配向方位
    を直交する様に配置し、前記第一および第二液晶層の層
    厚d_1、d_2と複屈折値Δn_1、Δn_2が、Δ
    n_2、d_2<0.7×Δn_1、d_1なる条件を
    満足し、さらに、第一液晶層にのみ電圧印加手段が具備
    されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. (2)二枚の直線偏光板の間に、ねじれ配向方向が互い
    に逆であるネマチック液晶層を二層積層した構成であっ
    て、前記液晶層は互いに最近接する液晶分子の配向方位
    を直交する様に配置し、第一液晶層に表示信号電圧印加
    手段が、また第二液晶層には少なくとも表示領域全面に
    同一の電圧が印加される手段が具備されていることを特
    徴とする液晶表示装置。
  3. (3)二枚の直線偏光板の間に、ねじれ配向したネマチ
    ック液晶層と少なくとも一層の光学異方体を積層した構
    成であって、前記液晶層および光学異方体の層厚d_1
    、d_2と複屈折値Δn_1、Δn_2が、Δn_2、
    d_2<0.7×Δn_1、d_1なる条件を満足し、
    さらに、前記液晶層に電圧印加手段が具備されているこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
JP1078849A 1989-03-29 1989-03-29 液晶表示装置 Pending JPH02256019A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0540277A (ja) * 1991-02-07 1993-02-19 Toshiba Corp 液晶表示素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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