JPH02272431A - 液晶装置 - 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〕 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〕

この発明は液晶装置に関し、詳しくは一対の透明基板間
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パネルを使った液晶表示装置におい
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−対の上下偏光板の各々の内側にあることに
より、液晶表示装置の透過スペクトルを可視光域におい
てニュートラルにし、背景色を白色に、表示色を黒色に
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〕

ドツトマトリクスタイプの表示装置として、薄型、軽量
、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’以上ねじ
った螺旋構造を持つＳ　Ｔ　Ｎ　（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉ
ｓｔｅｄ　Ｎｅｎａｔｉｃ）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。具体的には、液晶パネルを２層にし、２枚目の液晶
層を位相補償板として使用している。

この２層型液晶装置を第５図に示す。５１ａ１５１ｂ、
５１ｃ、５１ｄは透明基板、５２ａ、５２ｂ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駆動電圧が印加され、
５５の液晶パネルは位相補償板の役目をする。この位相
補償板は表示パネルと面対称のねじれ構造をしている。

５６は偏光子、５７は検光子である。

第６図は２層型液晶装置の動作原理を説明する図で、６
１は光源、６２は偏光子、６３は液晶駆動電圧が印加さ
れる液晶パネル、６４は位相補償板として使用する液晶
パネル、６５は検光子である。偏光子と検光子は透過軸
が直交になるようにする。

光源からの光は６２の偏光子を通り直線偏光しさらに６
３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
くる楕円偏光の度合いが異なるが、６４のように面対称
な液晶パネルを置くと、これが位相補償板の役割をし各
波長光とも元の直線偏光に戻る。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子からも
れ、これにより表示を行なう。

［以上ＮＩＫＫＥＩ　ＥＬＥＣＴＩ？０ＮＩＣ３１９８
７，１１，２（ｎｏ、４３３）ｐ、　１３２参照］ 〔発明が解決しようとする課題〕 このような２層型液晶表示装置では、２枚の液晶パネル
のリタデーション、つまり屈折率異方性（△ｎ）と液晶
層の厚み（ｄ）の積△ｎＸｄを同じにしなければならな
い。近年液晶表示装置は大型化しているが液晶パネル全
面おいて均一・同一に△ｎＸｄを作り込むことは製造上
困難であった。

また液晶パネルを２枚使用するため、１枚の場合と比較
して製造コストが高くなる、重量が重くなる、厚くなる
という問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題を解決するためにこの発明は、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面において、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上
下偏光板の各々内側にある様に決められていることを特
徴とするものである。

〔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、ｌ
ｌｂ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１２ａ、１２ｂと、
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が設けられている、
基板１１ａと］、　１　ｂはその配向膜層どおしを対向
させ、液晶分子１４が１８００以上ねじれた螺旋構造〕
５をとるようになっている。透明電極層１２ａ、］２ｂ
には液晶駆動電圧が印加される。１７ａ、１７ｂは位相
補償板で屈折率の異方性を有している。

１８は光源、］、　９　ａは偏光子、１９ｂは検光子で
ある。ＬＡ、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、２１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、２５ａ、２５ｂ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
子のねじれ螺旋角度すなわちツイスト角度（以下［Ｂ］
と略す）、２７は下偏光板透過軸方向から下基板の液晶
分子の配向方向までの角度（以下［Ｇ１］と略す）、２
８は下偏光板透過軸方向から上偏光板透過軸方向までの
角度（以下［Ｈ］と略す）、２９は下偏光板透過軸方向
から上基板の液晶分子の配向方向までの角度（以下［Ｇ
２］と略す）、３０は下偏光板透過軸方向から屈折率の
異方性を有する層（第一図中の１７ａ）における屈折率
の最大方向までの角度（以下［Ｄ１］と略す）である。

３１は下偏光板透過軸方向から屈折率の異方性を有する
層（第一図中の１７ｂ）における屈折率の最大方向まで
の角度（以下［Ｄ２］と略す）である。

Ａｌ１定には屈折率の異方性を有する層としてポリカー
ボネイト系の一輔延伸フィルムを使用した。

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、表示色の黒レベ
ルが低下する（遮光性が減る）場合、すなわちネガ・モ
ードの例を示す。

ツイスト角度［Ｂ］−２４００１Ａｎｄ−０゜８３（μ
ｍ）の液晶パネルを使用した。［Ｄ１］−６０°　　［
Ｄ２］−６５°　　［Ｇ１］−１５’［Ｇ２］　−７５
’　　　［Ｈ］−６０’である。

−軸延伸フィルムのリタデーションは、第１図中の１７
ａは△ｎｄ−０，３０（μｍ）　、第１図中の１７ｂは
△ｎｄ＝０．６０　（μｍ）である。

第３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
になる様に調整している。

３２は選択電圧が印加されている時、３３は非選択電圧
が印加されている時のスペクトルである。

また第４図はツイスト角度２４０″、Ａｎｄ−０，８３
（μｍ）の液晶パネルを使用した従来の２層型液晶装置
の電圧印加時の透過スペクトルである。３４は選択電圧
が印加されている時、３５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３図、第４図の選択電圧が印加されている場合（白レ
ベル）の色度（ｘＸｙ）を求めると、表１のようになる
。

表Ｉ　Ｙ値・色度（ｘ、ｙ）の比較 第３図−ａＳｂから明らかなようにスペクトルの形状、
表１のＹ値と色度（ｘ、ｙ）がほぼ同一であるので、従
来の２層型液晶装置の位相補正板用の液晶パネルを、積
層した延伸フィルムに置き換えても、同様の効果が得ら
れることが解る。

（実施例２） ツイスト角度［Ｂ］　−２４０”　、Ａｎｄ−０゜８３
（μｍ）の液晶パネルを使用した。［Ｄ１］−４５°　
　［Ｄ２］−５°　　［Ｇ１］−１５’［Ｇ２コ　−７
５’　　　［Ｈコ’−−２０°である。

−軸延伸フィルムのリタデーションは、第１図中の１７
ａは△ｎｄ−０，３０（μｍ）　、第１図中の１７ｂは
△ｎｄ−０．６０　（μｍ）である。

（実施例１）と同様の効果があった。

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
射板を使用すれば、反射型の液晶表示装置として使用す
ることができる。

（実施例１）、（実施例２）では角度を固定した場合の
結果を示したが、角度［Ｂ］、［Ｄ１］、［Ｄ２］　、
　　［Ｇ　１］　、　　［Ｇ２コ　、　　［Ｈ］　　を
−３０６〜＋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Ａｎｄを固定した場合
の結果を示したが、Ａｎｄを−０，１〜十〇、１（μｍ
）変化させても、液晶パネルと延伸フィルムのＡｎｄ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−Ｃも液晶パネルと延伸フィルムのＡｎｄ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３） 前記実施例と同じ液晶装置の構成で、材質の異なる屈折
率異方性を有する層について効果を調べた。その結果、 セロハン、サクサンセルロース、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
スチレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフ
タレート、ナイロン、塩酸ゴム、ポリテトラフルオロエ
チレン、ポリイミドのフィルムにおいてもフィルムの△
ｎｄが前記実施例と同一であれば同様の効果が得られた
。

〔発明の効果〕

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
をそなえた液晶装置において、液晶及び偏光板以外に、
屈折率の異方性を持った層が一対の上下偏光板の各々の
内側にあることにより、液晶パネルの複屈折による着色
が屈折率の異方性を持った層により補正され、透過スペ
クトルがフラットになり無彩色化することが可能となり
、高画質の液晶装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の液晶装置の構成図、第２
図は本発明による実施例の液晶装置における光学軸方向
を示す図、第３図は本発明の実施例による液晶装置の透
過スペクトル図、第４図は従来の液晶装置の透過スペク
トル図、第５図は従来の位相補正用の液晶パネルを有す
る液晶装置の構成図、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である。 １１ａ、１１．ｂ・・透明基板 １２ａ、１２ｂ・・透明電極層 １３ａ１１３ｂ・・配向膜 １４・・・・・・・液晶分子 １５・・・・・・・螺旋構造 １６・・・・・・・液晶駆動用パネル １７ａ、１７ｂ・・屈折率の異方性を有する層１８・・
・・・・・光源 １９ａ・・・・・・偏光子 １９ｂ・・・・・轡検光子 ＩＡ、ＩＢ・・・液晶分子を封入するためのシーリング １９ム 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 代理人　弁理士　　林　　　敬　之　助第 図 ’に学力藺を示す同 第　２　図 末ｊヒ日月の寅方ピ伊ＪＨ二よる液晶装置ゎ透し急スペ
クトルロ第３図 従来、、２に晶装置ａ透ｊへスタフトル図第　　　＋　
　凹 第 図 （ｉｐ　　　　　　ｃａｔ ２．４型ｊ親品＠置の璽力作原ヂＷε言箔明すり８沸　
６　回

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
   前記一対の上下偏光板の各々の内側にあることを特徴と
   する液晶装置。