JPH02275416A - liquid crystal display device - Google Patents

liquid crystal display device

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JPH02275416A
JPH02275416A JP9775189A JP9775189A JPH02275416A JP H02275416 A JPH02275416 A JP H02275416A JP 9775189 A JP9775189 A JP 9775189A JP 9775189 A JP9775189 A JP 9775189A JP H02275416 A JPH02275416 A JP H02275416A
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liquid crystal
display
optical compensation
crystal layer
display device
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Masako Okada
岡田 正子
Shuichi Kanzaki
修一 神崎
Fumiaki Funada
船田 文明
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Abstract

PURPOSE:To improve the visual angle dependency of a liquid crystal display and to improve its display quality by laminating a display liquid crystal element and a liquid crystal element for optical compensation, applying a predetermined electric field to the liquid crystal layer and adjusting the angles of the long axes of liquid crystal molecules to a substrate, and eliminating extraordinary light. CONSTITUTION:The display liquid crystal element 1 and liquid crystal element 2 for optical compensation are laminated and a couple of polarizing members 15 and 16 are arranged on the mutually opposite sides in the laminating direction of both the liquid crystal elements. Further, both the liquid crystal elements 1 and 2 are provided with means for applying electric fields to the liquid crystal layers 13 and 14 respectively, and the angles of the long axes of liquid crystal molecules to the substrate are varied according to the electric fields applied to the liquid crystal layers to adjust the ellipticity of the elliptic polarized light beam transmitted through both the liquid crystal elements 1 and 2 and the extents of changes of the elliptic long-axis directions mutually. Consequently, a display of high quality can be made at a wide visual angle and the liquid crystal display device which has visual angle characteristics free from gradation inversion is obtained as a color liquid crystal display device which needs to make, specially, a gradational display.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液晶表示装置に関し、さらに詳しくは表示の
視角特性を改善した液晶表示装置に間する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device with improved viewing angle characteristics.

従来の技術 従来から液晶表示装置は、薄形軽量、低消費電力という
特徴を生かして、時計や電卓などの数値セグメント型表
示装置に広く用いられてきた。近年では、さらにより多
くの情報を表示するために、マトリックス型表示方式が
採用されている。マトリックス型液晶表示装置は、?!
数の表示画素を選択的に表示駆動することによって、パ
ーソナルコンピュータ、文章作成機(ワードプロセッサ
)、複写機などのオフィスオートメーション(Offi
ce^utow@Lion )機器の表示端末として利
用されている。さらに、表示情報の高密度化、大面積化
、および多様化に対応して、色情報を加えたカラー液晶
表示装置などのカラー表示方式に関連して数多くの技術
開発がなされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, liquid crystal display devices have been widely used in numerical segment display devices such as watches and calculators, taking advantage of their characteristics of being thin, lightweight, and low power consumption. In recent years, matrix display systems have been adopted to display even more information. What is a matrix type liquid crystal display device? !
By selectively driving a number of display pixels, office automation such as personal computers, word processors, copying machines, etc.
ce^utow@Lion) It is used as a display terminal for devices. Furthermore, in response to the increasing density, larger area, and diversification of display information, numerous technological developments have been made in connection with color display systems, such as color liquid crystal display devices that add color information.

これまでに、カラー液晶表示装置の表示方式としては主
に、次の(1)〜(4)の方式が提案されている。
Up to now, the following methods (1) to (4) have been mainly proposed as display methods for color liquid crystal display devices.

(1)液晶中に、色素分子の方向によって透過色が異な
る色素を混入して、液晶分子の配向方向の変化に色素分
子の配向を追随させて2色表示を行うゲスト・・ホス)
−効果型液晶セルを用いた方式、〈2)ツィステッドネ
マティック型液晶セルとカラー偏光板とを組きわせてカ
ラー表示を行う方式、 〈3)印加される電界に従う液晶の複屈折率変化を利用
してカラー表示を行う電界制御複屈折干渉(Elect
rically Controlled [liref
ringence)型液晶セルを用いる方式、 (4)赤色、緑色、青色などのカラーフィルタ層が設け
られた液晶セルにおいて、液晶層を光シャッタとして用
いてカラー表示を行う方式。
(1) A guest phos that displays two colors by mixing dyes whose transmitted color differs depending on the direction of the dye molecules in the liquid crystal and causing the alignment of the dye molecules to follow changes in the alignment direction of the liquid crystal molecules.
- A method using an effect-type liquid crystal cell, <2) A method in which color display is performed by combining a twisted nematic liquid crystal cell and a color polarizing plate, <3) A method in which the birefringence of liquid crystal changes according to an applied electric field. Electric field controlled birefringence interference (Elect
Rally Controlled [liref
(4) In a liquid crystal cell provided with color filter layers for red, green, blue, etc., a method uses the liquid crystal layer as an optical shutter to display color.

以上(1)〜(4)の方式において、特に(4)の方式
は、薄膜トランジスタなどの能動素子を、液晶表示装置
における表示画素を選択するスイッチング手段として形
成した基板を用いることによって、高コントラストのマ
トリックス型フルカラー表示が行えるという特徴を有し
ており、現在数も注目されている表示方式である。
Among the above methods (1) to (4), method (4) in particular uses a substrate on which active elements such as thin film transistors are formed as switching means for selecting display pixels in a liquid crystal display device, thereby achieving high contrast. It has the feature of being able to perform matrix-type full-color display, and is a display method that is currently attracting attention.

また(4)の方式では、一般的に、ネマティック液晶を
90°捩れ配向させたツィステッドネマティック型液晶
表示方式が探られている。さらにこの方式は、一対の偏
光板の配置の仕方によって大きく2種類に分けられる。
As for the method (4), a twisted nematic liquid crystal display method in which nematic liquid crystal is twisted and oriented by 90 degrees is generally being investigated. Furthermore, this method can be roughly divided into two types depending on how the pair of polarizing plates are arranged.

すなわち、一対の偏光板の偏光方向を相互に平行に配置
して、液晶層に電圧を印加しない状す(オフ状態〉で黒
色を表示するノーマリブラック方式と、偏光方向が相互
に直交するように配置して、前記オフ状態で白色を表示
するノーマリホワイ)・方式である。詩に、表示コント
ラスト、色再現性、表示の視角依存性などの表示特性に
おいてノーマリホワイト方式が有力である。
In other words, there is a normally black method in which the polarization directions of a pair of polarizing plates are arranged parallel to each other and a black color is displayed when no voltage is applied to the liquid crystal layer (off state), and a method in which the polarization directions of a pair of polarizing plates are arranged orthogonal to each other. This is a normally white (normally white) method that displays white in the off state. Generally, the normally white method is effective in terms of display characteristics such as display contrast, color reproducibility, and viewing angle dependence.

第7図は、従来のツィステッド本マチイック型液晶表示
装置の液晶表示セル17を分解して示す断面図である。
FIG. 7 is an exploded cross-sectional view showing a liquid crystal display cell 17 of a conventional twisted type liquid crystal display device.

ここで参照符号は、後述する実施例と対応する部材につ
いて同一符号を用いている。
Here, the same reference numerals are used for members corresponding to the embodiments described later.

液晶表示セル17は、一対のガラス基板3,4の対向す
るそれぞれの面に錫添加酸化インジウム(Indium
 Tin 0xide、以下、rlTOjと略記する)
から成る透光性$15.6がパターン形成され、その表
面に配向膜7,8が被覆されている。これらガラス基板
3,4は、図示しないシール樹脂を介して貼り会わされ
、液晶層13が封入されて液晶表示セル17が構成され
る。
The liquid crystal display cell 17 includes tin-doped indium oxide (Indium Oxide) on each opposing surface of a pair of glass substrates 3 and 4.
Tin Oxide (hereinafter abbreviated as rlTOj)
A translucent $15.6 film consisting of is patterned and its surface is coated with alignment films 7 and 8. These glass substrates 3 and 4 are pasted together with a sealing resin (not shown) interposed therebetween, and a liquid crystal layer 13 is sealed therein to form a liquid crystal display cell 17.

配向膜7.8の表面には、ラビング処理が予め施され、
これによって封入された液晶層13の本マチイック液晶
は、第7図において模式的に示されるようにガラス基板
3,4間で90゛の捩れ配向をする。したがってたとえ
ばマトリックス状に対向して形成された電極5.6には
、図示しない駆動回路が接続され、電極5,6の交差す
る部位の画素に選択的に所定の電圧を印加して、液晶層
13の配向状態を変化させることができる。さらにガラ
ス基板3.4の相互に反対側には、偏光方向が相互に直
交する偏光板15.16が設けられる。
The surface of the alignment film 7.8 is subjected to a rubbing treatment in advance,
As a result, the liquid crystal in the liquid crystal layer 13 sealed therein is twisted by 90° between the glass substrates 3 and 4, as schematically shown in FIG. Therefore, for example, a drive circuit (not shown) is connected to the electrodes 5 and 6 formed facing each other in a matrix, and selectively applies a predetermined voltage to the pixels at the intersection of the electrodes 5 and 6 to form a liquid crystal layer. The orientation state of 13 can be changed. Further, on mutually opposite sides of the glass substrate 3.4, polarizing plates 15,16 whose polarization directions are orthogonal to each other are provided.

たとえば$極5,6間に電圧が印加されていないときに
は、矢符19方向に入射した光源光は偏光[15によっ
てその偏光方向が矢符20方向のものだけが選択的に透
過する。この矢符20方向の直線偏光は、90°の捩れ
配向した液晶層13によってその偏光方向が90゛旋光
された状態でガラス基板4から偏光板16へ入射する。
For example, when no voltage is applied between the $ poles 5 and 6, the light source light incident in the direction of arrow 19 is polarized [15], and only that polarization direction in the direction of arrow 20 is selectively transmitted. This linearly polarized light in the direction of arrow 20 enters the polarizing plate 16 from the glass substrate 4 with its polarization direction rotated by 90 degrees by the liquid crystal layer 13 twisted at 90 degrees.

上述したように偏光板16の偏光方向は、偏光板15の
偏光方向20に対して直交方向、すなわち矢符21で示
す紙面垂直方向であるから、偏光板16を光が透過する
As described above, the polarizing direction of the polarizing plate 16 is perpendicular to the polarizing direction 20 of the polarizing plate 15, that is, the direction perpendicular to the plane of the paper shown by the arrow 21, so that light is transmitted through the polarizing plate 16.

他方、′&掻5.6問に所定の電圧が印加されると、液
晶層13は上記の捩れ配向を示さなくなる。
On the other hand, when a predetermined voltage is applied to '&', the liquid crystal layer 13 no longer exhibits the above-mentioned twisted orientation.

したが−)て液晶層13に入射する光もまたその偏光方
向が旋光されることはない、これによってガラス基[4
から偏光板16へ入射する光の偏光方向と、偏光板16
の矢符21で示される偏光方向とが直交し、光は遮断さ
れて透過されない。
However, the polarization direction of the light incident on the liquid crystal layer 13 is not rotated by the glass substrate [4].
The polarization direction of the light incident on the polarizing plate 16 from the polarizing plate 16
is perpendicular to the polarization direction shown by the arrow 21, and the light is blocked and not transmitted.

発明が解決しようとする課題 第8図は、次に示す実験データおよび後述される実施例
における実験データの媒介変数θを説明するための図で
ある。一般に、液晶表示セル17には、表示コントラス
トが最大となる特定の方向22が存在する。液晶表示セ
ル17のガラス基板上において、表示コントラストが最
大の方向22と法線23とが作る平面24を考える。こ
の平面24上で、視線25と法線23とが成す角度を以
下、「視角θ」と称する。
Problems to be Solved by the Invention FIG. 8 is a diagram for explaining the experimental data shown below and the parameter θ of the experimental data in the examples described later. Generally, the liquid crystal display cell 17 has a specific direction 22 in which the display contrast is maximum. Consider a plane 24 formed by a direction 22 with the maximum display contrast and a normal line 23 on the glass substrate of the liquid crystal display cell 17. The angle formed by the line of sight 25 and the normal line 23 on this plane 24 will hereinafter be referred to as "visual angle θ."

第9図は、第7図に示した構成の液晶表示セル17にお
ける光透過率−印加電圧特性(以下、「T−V特性」と
略記する)の視角依存性を測定したデータに基づくグラ
フである。第9図のグラフにおいて、測定線11は視角
θ==−O″″の渇きのT−■特性を示し、測定線12
は視角θ〉0°の範囲の任意の視角θに対するT−V特
性を概括的に示す、第9図から明らかなように、測定線
12のT−V特性においては、印加電圧が2.5v付近
で光透過率が一旦はぼ0%となったものが、印加電圧が
3.0〜4.Ovの範囲において再び上昇するという光
透過率の持上り現象(このときの光透過率の極大値を以
下、’T’peak)と記す)が生じている。
FIG. 9 is a graph based on data obtained by measuring the viewing angle dependence of the light transmittance-applied voltage characteristic (hereinafter abbreviated as "TV characteristic") in the liquid crystal display cell 17 having the configuration shown in FIG. be. In the graph of FIG. 9, the measurement line 11 shows the T-■ characteristic of thirst at the viewing angle θ==-O″, and the measurement line 12
generally shows the TV characteristics for any viewing angle θ in the range of viewing angle θ>0°.As is clear from FIG. 9, in the TV characteristics of the measurement line 12, the applied voltage is 2.5V. The light transmittance was once around 0% in the vicinity, but when the applied voltage was 3.0 to 4. A phenomenon in which the light transmittance rises again in the range of Ov (the maximum value of the light transmittance at this time is hereinafter referred to as 'T'peak) occurs.

第10図は、液晶表示セル17の視角θと光透過率T’
peakとの関係を示すグラフである。一般に、視角θ
=0°ではT’peakは現れないが、視角θ〉0°で
は視角θを増大すれば正の相関を以てT’peak値が
増大する。このため、この現象が生じる視角θ〉0°に
おいては、液晶表示セル17の表示の際の階調がこの光
透過率T’pe@kが存在するために反転してしまう、
特に、階調表示が必要となるカラー液晶表示装置などの
カラー表示においては、T’peak値が0でないため
に所定の色が表示されずに階調反転が生じる原因となっ
ていた。したがって良好な視角特性を有する液晶表示装
置を実現するためには、この光透過率T’peakを解
消する必要がある。
FIG. 10 shows the viewing angle θ and light transmittance T' of the liquid crystal display cell 17.
It is a graph showing the relationship with peak. In general, the viewing angle θ
= 0°, T'peak does not appear, but when viewing angle θ>0°, increasing viewing angle θ increases the T'peak value with a positive correlation. For this reason, at a viewing angle θ>0° where this phenomenon occurs, the gradation during display on the liquid crystal display cell 17 is reversed due to the existence of this light transmittance T'pe@k.
In particular, in a color display such as a color liquid crystal display device that requires gradation display, the T'peak value is not 0, which causes a predetermined color to not be displayed, causing gradation inversion. Therefore, in order to realize a liquid crystal display device with good viewing angle characteristics, it is necessary to eliminate this light transmittance T'peak.

本発明の出願人は、前述の光透過率T ’、 peak
を効果的に解消するための手段として、次に述べるよう
な数値的条件の設定に関する出願(特願昭63−728
05)を既に行った。
The applicant of the present invention has determined that the above-mentioned light transmittance T', peak
As a means to effectively eliminate the
05) has already been performed.

液晶の屈折率異方性を示す複屈折率Δn(=n 、 −
rl。、n、:液晶分子軸方向の屈折率、n、:液晶分
子軸方向と垂直方向の屈折率)と液晶セルの液晶層厚d
との積である・リターデイション値へ〇・dを次式の範
囲に設定すること。
Birefringence Δn (=n, −
rl. , n, : refractive index in the liquid crystal molecule axis direction, n, : refractive index in the direction perpendicular to the liquid crystal molecule axis direction) and the liquid crystal layer thickness d of the liquid crystal cell
Set d to the retardation value, which is the product of the following formula.

0.3um≦ΔrI−d≦0.6um       ・
・・(1)液晶の曲げ弾性定数K)3と広がり弾性定数
に++の比K 33/ K + +を1.0程度以下の
値とし、かつ液晶の曲げ弾性定数に33と捩れ弾性定数
によ□との比K sy/ K 22を2.0程度以上の
値とすること。
0.3um≦ΔrI-d≦0.6um・
...(1) The ratio of the bending elastic constant K)3 of the liquid crystal to the spreading elastic constant +++ is set to a value of about 1.0 or less, and the bending elastic constant of the liquid crystal is 33 and the torsional elastic constant The ratio K sy/K 22 with y □ should be set to a value of about 2.0 or more.

第11図は、ツィステッド本マチイック型液晶表示セル
に用いられる液晶材料の組成比を様々に変えた場きの前
記K 33/ K ++とK 3)/ K tzとの関
係を、測定値に基づいて「×」記号で表示したグラフで
ある。第11図のグラフに表われているように、従来か
らもほぼ知られていた事実ではあるが、一般的に、K 
s s/ K + 1とK ss/ K 22どの間に
は正の相関関係があることが判る。したがって上述した
ようにK 33/ K + 1の値を1.0以下に、K
ss/に2□の値を2.0以上にそれぞれ設定すること
は、第11図に表われている正の相関関係から困難性が
あり、したがってT’peak値を充分に低減すること
もまたできない、また液晶表示装置の大面積化(たとえ
ば5インチ以上の表示)に対応するためには、入園の視
覚的特性を統計的に考慮して、光透過率T“pe@kが
3.0%程度以下であることが望まれる。
FIG. 11 shows the relationship between K33/K++ and K3)/Ktz when the composition ratio of the liquid crystal material used in the twisted type liquid crystal display cell is varied, based on measured values. This is a graph shown with an "x" symbol. As shown in the graph of Figure 11, this is a fact that has been known for a long time, but in general, K
It can be seen that there is a positive correlation between ss/K+1 and Kss/K22. Therefore, as mentioned above, the value of K 33 / K + 1 is set to 1.0 or less, and K
It is difficult to set the value of 2□ to 2.0 or more for ss/ due to the positive correlation shown in Figure 11, and therefore it is also difficult to sufficiently reduce the T'peak value. In addition, in order to cope with the increase in the area of liquid crystal display devices (for example, displays of 5 inches or more), the optical transmittance T"pe@k should be set to 3.0 by statistically considering the visual characteristics of entering the kindergarten. % or less.

本発明の目的は、上述した技術的問題点を解決して、広
範囲の視角に対して高品質の表示が可能であり、特に階
調表示が必要であるカラー液晶表示装置などにおいて、
階調反転が生じることのない視角特性を有する液晶表示
装置を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems and to enable high-quality display over a wide range of viewing angles, particularly in color liquid crystal display devices that require gradation display.
It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device having viewing angle characteristics in which gradation inversion does not occur.

課題を解決するための手段 本発明は、透光性電極がそれぞれ形成された一対の透光
性基板間に液晶層を介在して構成される表示用液晶素子
と、 前記表示用液晶素子の積層方向の一方側に配置され、透
光性電極がそれぞれ形成された一対の透光性基[問に液
晶層を介在して構成される光学的補償用液晶素子と、 前記表示用液晶素子の液晶層に電界を印加する手段と、 前記光学的補償用液晶素子の液晶層に電界を印加する手
段と、 上記表示用および光学的補償用液晶素子の積層方向の相
互に反対側に配置される一対の偏光部材とを含み、 上記表示用および光学的補償用液晶素子の少なくともい
ずれか一方の液晶層に予め定められる電界を印加し、液
晶分子の長軸が基板に対して成す角度を調整して、前記
各液晶素子の透過光に含まれる異常光を、それらの液晶
層が有する光学的複屈折性に基づいて、相互に解消する
ようにしたことを特徴とする液晶表示装置である。
Means for Solving the Problems The present invention provides a display liquid crystal element configured by interposing a liquid crystal layer between a pair of transparent substrates each having a transparent electrode formed thereon, and a stack of the display liquid crystal elements. a pair of light-transmitting groups disposed on one side of the direction, each having a light-transmitting electrode formed thereon; a liquid crystal element for optical compensation configured with a liquid crystal layer interposed therebetween; and a liquid crystal element of the display liquid crystal element; means for applying an electric field to the layer; means for applying an electric field to the liquid crystal layer of the optical compensation liquid crystal element; and a pair of display and optical compensation liquid crystal elements disposed on mutually opposite sides in the stacking direction. a polarizing member, and applying a predetermined electric field to the liquid crystal layer of at least one of the display and optical compensation liquid crystal elements to adjust the angle that the long axis of the liquid crystal molecules makes with the substrate. , a liquid crystal display device characterized in that the abnormal light contained in the transmitted light of each of the liquid crystal elements is mutually canceled out based on the optical birefringence of the liquid crystal layers.

作用 本発明においては、表示用液晶素子と光学的補償用液晶
素子とが積層されて設けられ、これら両液晶素子の積層
方向の相互に反対側には一対の偏光部材が配置される。
In the present invention, a liquid crystal element for display and a liquid crystal element for optical compensation are provided in a stacked manner, and a pair of polarizing members are arranged on mutually opposite sides in the stacking direction of both liquid crystal elements.

上記の両液晶素子の液晶層は、液晶分子軸方向の屈折率
と、この分子軸方向と垂直方向の屈折率との差異によっ
て光学的複屈折性を有する。したがって偏光部材を透過
した直線偏光は、表示用または光学的補償用液晶素子を
透過するとき、液晶層の前記複屈折性に起因して正常光
と異常光とを発生し、それらの位相差に対応した楕円偏
光となる場きがある。
The liquid crystal layers of both of the liquid crystal elements described above have optical birefringence due to the difference between the refractive index in the direction of the liquid crystal molecular axis and the refractive index in the direction perpendicular to the molecular axis direction. Therefore, when linearly polarized light that has passed through a polarizing member passes through a liquid crystal element for display or optical compensation, normal light and extraordinary light are generated due to the birefringence of the liquid crystal layer, and due to the phase difference between them, normal light and extraordinary light are generated. There are cases where the corresponding elliptical polarization occurs.

ここで、表示用および光学的補償用の両液晶素子が積層
して設けられることによって、一方の液晶素子からの楕
円偏光を他方の液晶素子が有する複屈折性に基づいて、
前記位相差を補償して透過光に含まれる異常光を相互に
解消する。これによって、一方の偏光部材を透過した直
線偏光は、積層された表示用および光学的補償用の両液
晶素子を透過しても直線偏光であり、他方の偏光部材に
よって遮断または透過される。
Here, by providing both liquid crystal elements for display and optical compensation in a stacked manner, elliptically polarized light from one liquid crystal element is absorbed by the other liquid crystal element based on its birefringence.
The phase difference is compensated to mutually eliminate abnormal light contained in the transmitted light. As a result, the linearly polarized light transmitted through one polarizing member remains linearly polarized light even when transmitted through both the stacked display and optical compensation liquid crystal elements, and is blocked or transmitted by the other polarizing member.

さらに本発明においては、表示用および光学的補償用液
晶素子にはその液晶層に電界を印加する手段がそれぞれ
設けられ、液晶層に印加される電界に応じて液晶分子の
長軸が基板に対して成す角度は変、化し、表示用および
光学的補償用液晶素子を透過した楕円偏光の楕円率およ
び楕円長軸方向の変化の程度を相互に調節することがで
きる。
Furthermore, in the present invention, the display and optical compensation liquid crystal elements are each provided with means for applying an electric field to the liquid crystal layer, and the long axes of the liquid crystal molecules are aligned relative to the substrate in accordance with the electric field applied to the liquid crystal layer. The angle formed by the ellipsoids changes, and the degree of change in the ellipticity and the major axis direction of the elliptically polarized light transmitted through the liquid crystal element for display and optical compensation can be mutually adjusted.

これによって、前記従来の技術の項で述べた光透過率T
’peakを、液晶表示装置の視認可能な視角はぼ全域
に亘って解消するように表示用および光学的補償用液晶
素子の少なくともいずれが一方の液晶層に°印加する電
界を調節して、表示の際に階調が反転する事態を防止す
ることができる。また特に、lIl調表示を行うカラー
液晶表示装置に本発明を実施すれば、所定の色表示が成
されないといった階y4反転を抑えることができ、液晶
表示装置の表示品位が向上する。
As a result, the light transmittance T
At least one of the display and optical compensation liquid crystal elements adjusts the electric field applied to one of the liquid crystal layers so as to eliminate 'peak over the entire visible viewing angle of the liquid crystal display device. It is possible to prevent a situation in which the gradation is inverted during the process. Particularly, if the present invention is applied to a color liquid crystal display device that performs IIl tone display, it is possible to suppress gradation y4 inversion where a predetermined color display is not achieved, and the display quality of the liquid crystal display device is improved.

実施例 第1図は、本発明の一実施例である液晶表示装置18の
分解断面図である。液晶表示装置18は、表示用液晶セ
ル1、光学的補償用液晶セル2および一対の偏光板15
.16を含んで構成される。
Embodiment FIG. 1 is an exploded sectional view of a liquid crystal display device 18 which is an embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 18 includes a display liquid crystal cell 1, an optical compensation liquid crystal cell 2, and a pair of polarizing plates 15.
.. 16.

表示用液晶セル1は、一対の透光性基板であるガラス基
板3,4の対向する各表面にITOから成る透光性の電
極5.6がパターン形成され、さらにその表面にはたと
えばポリイミド系の有機薄膜から成る配向膜7.8が形
成されている。この配向膜7,8には、ガラス基板3,
4間に後述する液晶材料を封入して液晶層13を形成し
たときに、その液晶分子が90°の捩れ配向するように
その表面に予めラビング処理を施しておく。
The display liquid crystal cell 1 has a pattern of transparent electrodes 5 and 6 made of ITO formed on each opposing surface of a pair of glass substrates 3 and 4, which are a pair of transparent substrates. An alignment film 7.8 made of an organic thin film is formed. The alignment films 7 and 8 include a glass substrate 3,
When the liquid crystal layer 13 is formed by sealing a liquid crystal material, which will be described later, between the two layers, the surface thereof is subjected to a rubbing treatment in advance so that the liquid crystal molecules are twisted at 90 degrees.

光学的補償用液晶セル2は、一対のガラス基板9.10
の対向する各表面にITOがら成る透光性の電極11.
12が全面に形成され、さらにその表面には、たとえば
ポリイミド系の有機薄膜がら成る配向膜29,30が形
成されている。この配向膜29.30にもまた予めラビ
ング処理が施され、介在される液晶層14の液晶分子は
相互に平行ないわゆるホモジニアス配自となる。
The optical compensation liquid crystal cell 2 includes a pair of glass substrates 9.10.
A translucent electrode 11 made of ITO is provided on each opposing surface of the electrode 11.
12 is formed on the entire surface, and alignment films 29 and 30 made of, for example, polyimide-based organic thin films are further formed on the surface thereof. The alignment films 29 and 30 are also subjected to a rubbing treatment in advance, so that the liquid crystal molecules of the interposed liquid crystal layer 14 are arranged in a so-called homogeneous alignment parallel to each other.

以上の各部材を含んで構成される表示用および光学的補
償用液晶セル1.2は、図示しないシール樹脂を介して
貼り会わされ、液晶層13.14が封入されて表示用液
晶セル1および光学的補償用液晶セル2がそれぞれ作成
される。これら表示用および光学的補償用液晶セル1.
2は、ガラス基板3,10が相互に当接して貼り会わさ
れ、ガラス基板4,9の相互に反対側には一対の偏光板
1516が重ね会わされる。ここで偏光板15゜16の
(暮光方向は、前述したノーマリホワイト表示方式を実
現するために、たとえば矢符20,21で示されるよう
に、互いに直交する方向に設定される。
The liquid crystal cell 1.2 for display and optical compensation, which includes each of the above-mentioned members, is pasted together via a sealing resin (not shown), and a liquid crystal layer 13.14 is sealed in the liquid crystal cell 1.2 for display and optical compensation. Each optical compensation liquid crystal cell 2 is created. These liquid crystal cells for display and optical compensation 1.
2, the glass substrates 3 and 10 are attached to each other in contact with each other, and a pair of polarizing plates 1516 are stacked on opposite sides of the glass substrates 4 and 9. In order to realize the above-mentioned normally white display method, the polarizing plates 15 and 16 are set in directions perpendicular to each other, as shown by arrows 20 and 21, for example.

さらに、表示用液晶セル1の電4f15.6には駆動回
路27が接続され、光字的補償用液晶セル2の電極11
.12には駆動回路28が接続される。
Furthermore, a drive circuit 27 is connected to the electrode 4f15.6 of the liquid crystal cell 1 for display, and the electrode 11 of the liquid crystal cell 2 for optical compensation is connected to the drive circuit 27.
.. A drive circuit 28 is connected to 12.

これら駆動回路27 、 ’28には制御回路26が接
続され、駆動回路27は表示用液晶セル1の液晶層13
に予め定められる態様の電圧を印加して表示駆動を行い
、駆動回路28は光学的補償用液晶セル2の液晶層14
に対する印加電圧を調節して、液晶層14を構成する液
晶分子の長軸がガラス基板9.10に対して成す角度を
調整する。これによ−)て、表示用および光学的補償用
液晶セル1゜2の両液晶層13.14が有する光学的複
屈折性に基づいて、それらの透過光に含まれる異常光を
後述するように相互に解消する。
A control circuit 26 is connected to these drive circuits 27 and '28, and the drive circuit 27 is connected to the liquid crystal layer 13 of the display liquid crystal cell 1.
The drive circuit 28 performs display driving by applying a predetermined voltage to the liquid crystal layer 14 of the optical compensation liquid crystal cell 2.
The angle that the long axis of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 14 forms with respect to the glass substrate 9.10 is adjusted by adjusting the voltage applied to the glass substrate 9.10. Based on the optical birefringence of both the liquid crystal layers 13 and 14 of the display and optical compensation liquid crystal cells 1.2, the extraordinary light contained in the transmitted light is determined as described below. be mutually resolved.

上記液晶層13.14の液晶材料としては、たとえば正
の誘電率異方性を有するネマティック液晶材料、たとえ
ばシクロヘキサン系化合物の一種類または複数種類が用
いられるけれども、これに限定されるものではない、第
1V!iに模式的に示されているように、液晶層13は
配向膜7,8間で、電極5.6閏に電圧を印加しない状
態(オフ状vA)でその液晶分子が90°に捩れ配向す
る。また液晶層14は、配向膜29.30間で電極11
.12間に電圧を印加しない状態でその液晶分子がホモ
ジニアス配向する。これによって、液晶表示装置18は
、電極5,6間に電圧を印加しないオフ状態で白色を表
示するノーマリホワイト方式の表示を行うことができる
As the liquid crystal material for the liquid crystal layer 13, 14, for example, a nematic liquid crystal material having positive dielectric constant anisotropy, such as one or more types of cyclohexane-based compounds, is used, but the material is not limited thereto. 1st V! As schematically shown in i, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 13 are twisted at 90° and aligned between the alignment films 7 and 8 when no voltage is applied to the electrodes 5 and 6 (off state vA). do. Further, the liquid crystal layer 14 is arranged between the electrodes 11 and 29 between the alignment films 29 and 30.
.. When no voltage is applied between 12 and 12, the liquid crystal molecules are homogeneously aligned. Thereby, the liquid crystal display device 18 can perform a normally white display in which white is displayed in an off state in which no voltage is applied between the electrodes 5 and 6.

次に、以上の構成から成る液晶表示装置18について第
2目に光透過率−印加電圧特性を示し、第3図に1足来
の液晶表示セル17の同特性を比較例として示す、第2
図および第3図に示される特性曲線14.15:16.
17は、以下に述べる条件下での測定結果である。
Next, the light transmittance-applied voltage characteristics of the liquid crystal display device 18 having the above-described configuration are shown in the second section, and the same characteristics of the liquid crystal display cell 17 from the previous generation are shown in the second section as a comparative example in FIG.
Characteristic curves 14.15:16. shown in FIG.
17 shows the measurement results under the conditions described below.

表示用および光学的補償用液晶セル1.2の液晶層13
.14の組成比をそれぞれ調整して、入射光の波長^−
55Orr mで、液晶層13の屈折率異方性Δn1=
0.10、液晶層14の屈折率異方性Δr+2=0.0
6となるように設定した。
Liquid crystal layer 13 of display and optical compensation liquid crystal cell 1.2
.. By adjusting each of the 14 composition ratios, the wavelength of the incident light ^-
At 55 Orr m, the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 13 Δn1=
0.10, refractive index anisotropy Δr+2 of liquid crystal layer 14 = 0.0
It was set to be 6.

また、表示用および光学的補償用液晶セル1.2の液晶
層13の層厚cil=5.0μm、液晶層14の層厚d
2=2.0μmに設定した。
Further, the layer thickness cil of the liquid crystal layer 13 of the display and optical compensation liquid crystal cell 1.2 is 5.0 μm, and the layer thickness d of the liquid crystal layer 14 is
2=2.0 μm.

したがって、表示用および光学的補償用液晶セル1.2
の各リターデイション値は、液晶層13゜14のプレテ
ィルト角がほぼOoであると近C,したMkキ、Δn 
1 ・d 1=0.50um、Δrt 2 ・d2=0
.12μmに設定される。
Therefore, the display and optical compensation liquid crystal cell 1.2
The retardation values are approximately C, Mk, Δn when the pretilt angle of the liquid crystal layer 13°14 is approximately Oo.
1 ・d 1=0.50um, Δrt 2 ・d2=0
.. It is set to 12 μm.

また、光学的補償用液晶セル2の電極11,12には、
駆動回路28から光学的補償用液晶セル2の光軸が、ガ
ラス基板9.10に対してほぼ垂直となるように閾値電
圧よりも゛充分高い電圧を印加する。
Further, the electrodes 11 and 12 of the liquid crystal cell 2 for optical compensation include
A voltage sufficiently higher than the threshold voltage is applied from the drive circuit 28 so that the optical axis of the optical compensation liquid crystal cell 2 is substantially perpendicular to the glass substrate 9.10.

偏光板15を透過した直線偏光が、表示駆動の際に閾値
電圧が印加されて捩れ配向が解かれた液晶層13を透過
すると、液晶の複屈折性に起因して正常光と異常光とが
発生する。それらの位相差に対応して透過光は楕円偏光
となる4会がある。
When the linearly polarized light that has passed through the polarizing plate 15 passes through the liquid crystal layer 13, which has been twisted and unoriented by applying a threshold voltage during display driving, normal light and extraordinary light are separated due to the birefringence of the liquid crystal. Occur. Corresponding to these phase differences, there are four types of transmitted light that become elliptically polarized light.

ここで、上記各条件に基づいて構成され、閾値電圧より
も充分高い予め定める電圧が印加された光学的補償用液
晶セル2は前記位相差を解消し、これら表示用および光
学的補償用液晶セル1.2を透過する光を再び直線偏光
とする。
Here, the optical compensation liquid crystal cell 2 configured based on the above conditions and to which a predetermined voltage sufficiently higher than the threshold voltage is applied eliminates the phase difference, and these display and optical compensation liquid crystal cells 1. The light passing through 2 is made linearly polarized again.

これによって、偏光板15を透過した矢P20方向の直
線偏光は、表示用および光学的補償用の各液晶セル1.
2を透過しても直線偏光のままである、したがって偏光
板16には参照符21方向とは垂直方向の直線偏光が入
射し、偏光[15によって遮断され、液晶表示装置18
を第1図下方側から見るとき、#調反転のない液晶表示
が行われる。
As a result, the linearly polarized light in the direction of arrow P20 transmitted through the polarizing plate 15 is transmitted to each liquid crystal cell 1 for display and optical compensation.
Therefore, the linearly polarized light in the direction perpendicular to the direction of the reference mark 21 enters the polarizing plate 16, is blocked by the polarized light [15, and is transmitted to the liquid crystal display device 18.
When viewed from the bottom side of FIG. 1, a liquid crystal display without #-key inversion is performed.

また液晶表示装置18を第1図下方側から見るときの前
記視角θがある程度以上大きくなると、偏光板16など
の表面における全反射が起こり、液晶表示装置18によ
る表示内容が視認できなくなる。一方、従来例において
、液晶表示セル17を用いた場きにはO°基以外任意の
視角θで前記光透過率T’peakが現れてしまう、し
かしながら実際には、上記全反射の発生などにより、臨
界角θC(たとえば約50”程度)付近において前記光
透過率T’peakの発生を解消するようにすれば充分
であると言える。
Further, when the viewing angle θ when viewing the liquid crystal display device 18 from the lower side in FIG. 1 becomes larger than a certain degree, total reflection occurs on the surface of the polarizing plate 16, etc., and the display contents of the liquid crystal display device 18 become invisible. On the other hand, in the conventional example, when the liquid crystal display cell 17 is used, the light transmittance T'peak appears at any viewing angle θ other than 0°.However, in reality, due to the occurrence of total reflection, etc. It can be said that it is sufficient to eliminate the occurrence of the light transmittance T'peak near the critical angle θC (for example, about 50'').

第2図において、特性曲線14は視角θ−0゜の場合の
光透過率−印加電圧特性であり、特性曲線15はたとえ
ば視角θ−45°の4訃の同時性である。また第3図に
示される比較例において、特性曲線16は視角θ−〇゛
の渇きの光透過率−印加電圧特性であり、特性曲線17
は視角θ−45°の場合の同時性である。
In FIG. 2, a characteristic curve 14 is a light transmittance-applied voltage characteristic when the viewing angle is θ-0°, and a characteristic curve 15 is, for example, the simultaneity of four beams at a viewing angle of θ-45°. Further, in the comparative example shown in FIG. 3, the characteristic curve 16 is the thirst light transmittance-applied voltage characteristic at the viewing angle θ-゛, and the characteristic curve 17
is the simultaneity when the viewing angle is θ-45°.

第2図(実施例)および第3図〈比較例)を比較すれば
明らかなように、視角θ=0°の場きの光透過率−印加
電圧特性曲線14.16は共にほぼ同様の傾向を示し、
特に印加電圧が4.0■以上においては光透過率は共に
ほぼ0%に遮断されている。
As is clear from comparing Figure 2 (Example) and Figure 3 (Comparative Example), the light transmittance-applied voltage characteristic curves 14 and 16 at the viewing angle θ = 0° have almost the same tendency. shows,
In particular, when the applied voltage is 4.0 square meters or more, the light transmittance is cut off to almost 0%.

一方、視角θ−45°の場合の特性曲線15゜I7を比
較すると、第2図の実施例においては印加電圧が3.0
■以上で光透過率がほぼ0%であるのに対して、第3図
に示される比較例の特性曲線17では印加電圧が2.5
v付近で光透過率がほぼ0%に一旦遮断されるけれども
、印加電圧が3.0〜4.0■の間において再び光透過
率が上昇する持上り現象が発生している。
On the other hand, when comparing the characteristic curve 15°I7 when the viewing angle is θ-45°, the applied voltage is 3.0° in the embodiment shown in FIG.
■The light transmittance is almost 0% in the above cases, whereas in the characteristic curve 17 of the comparative example shown in Fig. 3, the applied voltage is 2.5%.
Although the light transmittance is once cut off to approximately 0% near v, a lifting phenomenon occurs in which the light transmittance increases again when the applied voltage is between 3.0 and 4.0 .

したがって本発明によれば、視角θン・0゛の場合にお
ける光透過率T’peakを解消することができ、白黒
表示やカラー表示における1ilaljE転などといっ
た表示状態が改善されて液晶表示装置の表示品位が向上
する。
Therefore, according to the present invention, it is possible to eliminate the light transmittance T'peak in the case of viewing angle θ and 0゛, and display conditions such as monochrome display and color display are improved, and the display of the liquid crystal display device is improved. Improves quality.

このような効果は、視角θが臨界角θCとO。Such an effect occurs when the visual angle θ is the critical angle θC and O.

との閏でのみ達成されるものではなく、前述したように
視角θ〕−0°である限り、任意の視角θに対して実現
できるものである。前記臨界角θCは、全反射などを勘
案した場合の実用上の範囲を示すにすぎないものである
This is not achieved only by leaping between the two angles, but can be achieved for any viewing angle θ as long as the viewing angle θ]−0° as described above. The critical angle θC merely indicates a practical range when total reflection and the like are taken into consideration.

次に、光透過率T’peak″=tO%として階調反転
を解消するための各リターデイション値ΔロトdiΔr
t 2・dlの間の関係について、以下実験結果に基づ
いて説明する。
Next, each retardation value ΔrotodiΔr is set to eliminate the tone inversion by setting the light transmittance T'peak''=tO%.
The relationship between t 2 and dl will be explained below based on experimental results.

第4図は、リターデイション値Δr監1・dlを一定値
に固定した場合における光透過率T’peakのりター
デイジョン値Δn2・dlに対する依存性を示す、すな
わち、同図は表示用液晶セル1のリターデイション値Δ
n1・dl=0.5μmに対して、光学的補償用液晶七
ル2のリターデイション値Δr凰2・dlを様々に変化
させた渇きにおける視角θ=45°方向の光透過率T′
”’ peakを示す、同図の測定曲線18から、光透
過率Tパ0°peakが実用上の基準レベルである3%
以下となるΔn2・dlの範囲が存在し、さらにT ”
”” peak騎0となる極小T””” peak値に
対する最適なりターデイジョン値ΔrI2・dlが存在
することが判る。特に第4図に示す条件下では、前記最
適値はΔr+ 2・d2=0.12μmである。
Figure 4 shows the dependence of the light transmittance T'peak on the retardation value Δn2·dl when the retardation value Δr1·dl is fixed at a constant value. Retardation value Δ of cell 1
Light transmittance T' in the direction of viewing angle θ = 45° when the retardation value Δr凰2·dl of the liquid crystal 7 for optical compensation was variously changed for n1·dl = 0.5 μm
From the measurement curve 18 in the same figure showing the peak, the light transmittance Tp0° peak is 3%, which is the practical standard level.
There exists a range of Δn2・dl that is as follows, and furthermore, T ”
It can be seen that there is an optimal tardition value ΔrI2·dl for the peak value, which is the minimum T for which the peak value is 0. In particular, under the conditions shown in FIG. 4, the optimum value is Δr+2·d2= It is 0.12 μm.

第5図は、各リターデイション値Δn1・dlに対する
リターデイション値Δ口2・dlの前記最適値の関係を
示す、同図の測定曲線19に示されるように、各リター
デイション値Δn l・dl。
FIG. 5 shows the relationship between the optimum value of the retardation value Δn1·dl and the retardation value Δn1·dl, as shown in the measurement curve 19 of the figure. l・dl.

6口2・dlの間には、正の相関関係が存在する。There is a positive correlation between 6 mouths 2·dl.

以上の第411!および第5図は、視角θ=45゛の場
合について図示しているけれども、視角θ=45°の光
透過率T ’ peak”i 0%であれば視角θが0
゛≦θ≦45°の範囲でも同様な結果が得られることが
確認されている。
Above is the 411th! Although FIG. 5 shows the case where the viewing angle θ=45°, if the light transmittance T'peak”i at the viewing angle θ=45° is 0%, the viewing angle θ is 0.
It has been confirmed that similar results can be obtained in the range of ゛≦θ≦45°.

上述の第521を利用すれば、任意のりターデイジョン
値Δrr l・dlを有する表示用液晶セル1に対して
、光透過率T’peakζ0とするために設けるべき光
学的補償用液晶セル2のリターデイション値Δn2・d
2の設計値を定めることができる。しかしながら、液晶
セル1,2の量産性の点から各リターデイション値Δn
1・dl、Δr皇2・d2をそれぞれ設計値どおりに製
造することには困難性がある。
If the above-mentioned No. 521 is used, the optical compensation liquid crystal cell 2 to be provided in order to set the light transmittance T'peakζ0 to the display liquid crystal cell 1 having an arbitrary litter radiation value Δrr l·dl can be obtained. Retardation value Δn2・d
2 design values can be determined. However, from the viewpoint of mass production of liquid crystal cells 1 and 2, each retardation value Δn
It is difficult to manufacture Δr 1.dl and Δr 2.d2 according to their designed values.

すなわち表示用および光学的補償用液晶セル1゜2は、
その各リターデイション値Δr11・dl。
In other words, the display and optical compensation liquid crystal cell 1゜2 is
Each retardation value Δr11·dl.

Δn 2・d2が設計値を中心としたばらつきを以て製
造される。したがって、各リターデイションの規格値を
厳密に定めることは、製造品の歩留まりの低下を招いて
しまう。
Manufactured with variations in Δn 2 ·d2 around the design value. Therefore, strictly determining the standard value of each retardation results in a decrease in the yield of manufactured products.

これに対して本発明者等が提供する第1図に示す液晶表
示装置18によれば、光学的補償用液晶セル2の液晶層
14に印加する電圧を調節することで光透過率T ’ 
peak ”v 0%とすることができ、したがって前
記各リターデイション値Δn1・(量1、Δrl 2・
d2の製造段階でのばらつきによらず、光透過率T’p
e@kに起因した表示の階調反転を抑えることができる
On the other hand, according to the liquid crystal display device 18 shown in FIG. 1 provided by the present inventors, by adjusting the voltage applied to the liquid crystal layer 14 of the optical compensation liquid crystal cell 2, the light transmittance T'
peak ”v can be 0%, so each of the retardation values Δn1·(amount 1, Δrl 2·
Light transmittance T'p regardless of variations in the manufacturing stage of d2
Display gradation inversion caused by e@k can be suppressed.

すなわち、光学的補償用液晶セル2を透過した光の楕円
偏光状態に関係するりターデイシコン値Rは、液晶分子
が基板に対して成すティルト角αを考慮した場き、次式
によって定義される。
That is, the terdisicon value R, which is related to the elliptically polarized state of light transmitted through the optically compensating liquid crystal cell 2, is defined by the following equation, taking into account the tilt angle α that the liquid crystal molecules form with respect to the substrate.

R=Δn2−d2cos” a         ・・
−(2)上記第2式中のティルト角αは、液晶層14に
印加する電圧に応じて変化し、したがって光学的補償用
液晶セル2のリターデイション値Rもまた第2式に従っ
て変化する。
R=Δn2−d2cos”a...
-(2) The tilt angle α in the second equation above changes depending on the voltage applied to the liquid crystal layer 14, and therefore the retardation value R of the optical compensation liquid crystal cell 2 also changes according to the second equation. .

第6図は、光透過率T’peakを液晶層14に対する
印加電圧■に対して示すグラフである。同図に示される
結果は、光学的補償用液晶セル2をΔn2・d2=0.
15μmに設定し、表示用液晶セル1のΔr+ 1・d
lをパラメータとして図示したものであり、パラメータ
Δrr l・dl=0.4゜0.5,0.6μmの各値
に対してそれぞれ測定された曲線110.Z 11.Z
 12が示されている。
FIG. 6 is a graph showing the light transmittance T'peak with respect to the voltage applied to the liquid crystal layer 14. The results shown in the figure show that the optical compensation liquid crystal cell 2 is Δn2·d2=0.
Δr+ 1・d of display liquid crystal cell 1
The curve 110.l is shown as a parameter, and the curves 110. Z 11. Z
12 are shown.

第6図に示される測定結果から明らかなように、Δn2
・d2=0.15μmの一定値に対してパラメータΔn
1・dlが変化しても光学的補償用液晶セル2に対する
印加電圧を閾値電圧Vahよりも充分高い値の範囲でた
とえば電圧V p =V p +V p 2 、 V 
p 3などに調整することによって、光透過率T’pe
ak片θ%とすることが可能である。
As is clear from the measurement results shown in Figure 6, Δn2
・Parameter Δn for a constant value of d2 = 0.15 μm
Even if 1·dl changes, the voltage applied to the optical compensation liquid crystal cell 2 is kept within a value range sufficiently higher than the threshold voltage Vah, for example, voltage V p =V p +V p 2 , V
By adjusting p to 3, etc., the light transmittance T'pe
It is possible to set the ak piece to θ%.

したがって、第5図示の相関関係によって、予め定めら
れる各リターデイシ3ン値Δn l・dl。
Therefore, each retardation value Δn l·dl is predetermined based on the correlation shown in FIG.

Δr12・d2に対して、製造された表示用および光学
的補償用の各液晶セル1.2のりターデイジョン値のば
らつきは、実際にこれら両液晶セル1゜2を用いて、第
1図示の液晶表示装置18を構成して表示駆動を行う際
に、光学的補償用液晶セル2の液晶層14に印加する電
圧を、たとえば視角θ−45°において光透過率T ’
 peak崎0%とする印加電圧■、に設定することに
よって、光透過率T’peakの前記持ち上がりを解消
することができる。
With respect to Δr12・d2, the variation in the polarization value of each of the manufactured display and optical compensation liquid crystal cells 1.2 is calculated as shown in the first figure when actually using both of these liquid crystal cells 1.2. When configuring the liquid crystal display device 18 and performing display driving, the voltage applied to the liquid crystal layer 14 of the optically compensating liquid crystal cell 2 is set to a light transmittance T' at a viewing angle of θ-45°, for example.
By setting the applied voltage to 0%, the rise in the light transmittance T'peak can be eliminated.

なお、実用的な視角範囲(−45°≦θ≦45°)にお
いて光透過率T ’ peak!=tO%とするために
は、表示用および光学的補償用液晶セル1.2のりター
デイジョン値Δrx 1・di、Δn 2・d2として
は、次式の範囲に設定することが好ましい。
In addition, the light transmittance T' peak! in a practical viewing angle range (-45°≦θ≦45°). =tO%, it is preferable to set the ratio dion values Δrx 1·di and Δn 2·d2 of the liquid crystal cell 1.2 for display and optical compensation within the range of the following formula.

0.3μm<Δn 1 −  d 1<0. 6μm 
          −(3)0.05um−二Δn2
−d2<0.3μm      ・=<4>このように
本発明によれば、視角θ:、−o ’の渇きにおける光
透過率T’peakを、表示用および光学的補償用液晶
セル1.2の製造工程で生じるΔn1・d 1 、Δr
t 2・d2などの値のばら−)きに対応して解消する
ことができ、白点表示やカラー表示における階調反転な
どといった不所望な表示状態が改善し、液晶表示装置の
表示品位が向上する。
0.3μm<Δn1−d1<0. 6μm
-(3)0.05um-2Δn2
-d2<0.3μm ・=<4> Thus, according to the present invention, the light transmittance T'peak at the viewing angle θ:, -o' is set to 1.2 for the liquid crystal cell for display and optical compensation. Δn1・d 1 , Δr generated in the manufacturing process of
It is possible to resolve variations in values such as t2 and d2, improve undesirable display conditions such as white dots and gradation inversion in color displays, and improve the display quality of liquid crystal display devices. improves.

以上の実aiPi4では、表示方式をノーマリホワイト
方式とし、光学的補償用液晶セル2に印加する電圧■、
によってのみ光透過率T’peakを解消するようにし
た。しかしながら本発明はそれらに限定されるもめでは
なく、ノーマリブラック表示方式においても、また表示
用および光学的補償用液晶セル1.2に印加する電圧を
相互に調整することによって光透過率T’peakを解
消するように本発明を実施することも可能である。
In the actual aiPi4 described above, the display method is a normally white method, and the voltages applied to the optical compensation liquid crystal cell 2,
The light transmittance T'peak is resolved only by this. However, the present invention is not limited to these, and can also be applied to a normally black display system by mutually adjusting the voltages applied to the display and optical compensation liquid crystal cells 1.2 to achieve the light transmittance T'. It is also possible to implement the present invention so as to eliminate the peak.

またツィステッド本マチイック型液晶表示装置に関して
本発明を説明したけれども、他のたとえば液晶の捩れ配
向を90°以上としたスーパーツィステッドネマティッ
ク型液晶表示装置などに関連してら、本発明を実施する
ことができる。
Furthermore, although the present invention has been described with respect to a twisted nematic type liquid crystal display device, the present invention can be practiced in connection with other types of liquid crystal display devices, such as a super twisted nematic type liquid crystal display device in which the twisted orientation of the liquid crystal is 90° or more. can.

さらに本発明が、薄膜トランジスタやM I M (M
etal In5ulator Metal)素子、ダ
イオードなどとい−)た能動素子を用いて表示駆動を行
うアクティブマトリックス型液晶表示装置などに対して
も好適に実施できることはいうまでもない。
Furthermore, the present invention provides thin film transistors and M I M (M
It goes without saying that the present invention can be suitably applied to an active matrix type liquid crystal display device that performs display drive using active elements such as metal insulator elements, diodes, and the like.

発明の効果 本発明によれば、表示用液晶素子と光学的補償用液晶素
子とを積層して液晶表示装置を構成するようにしたので
、液晶表示における表示の視角依存性は改善し、白黒表
示の際の階調反転やカラー表示における階調反転が解消
する。したがって、液晶表示装置の表示品位は格段に向
上する。
Effects of the Invention According to the present invention, a liquid crystal display device is constructed by laminating a liquid crystal element for display and a liquid crystal element for optical compensation, so that the viewing angle dependence of the display in the liquid crystal display is improved, and the black and white display is improved. This eliminates the gradation inversion during color display and the gradation inversion in color display. Therefore, the display quality of the liquid crystal display device is significantly improved.

また本発明によれば、表示用および光学的補償用液晶素
子の各液晶層に電界を印加する手段を設けるようにした
ので、製造工程で生じる前記各液晶素子の光学的複屈折
性などの特性値や液晶層厚などの設計値のばらつきに対
応した表示の視角依存性の改善が可能となり、液晶表示
装置の生産性が格段に向上する。
Further, according to the present invention, since a means for applying an electric field to each liquid crystal layer of the display and optical compensation liquid crystal elements is provided, characteristics such as optical birefringence of each of the liquid crystal elements that occur during the manufacturing process can be controlled. It becomes possible to improve the viewing angle dependence of display in response to variations in design values such as liquid crystal layer thickness and liquid crystal layer thickness, and the productivity of liquid crystal display devices is significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例である液晶表示装置18の構
成を示す分解断面図、第2図は液晶表示装置18の光透
過率−印加電圧特性を示すグラフ、第3図は比較例とし
て従来の液晶表示セル17の光透過率−印加電圧特性を
示すグラフ、第4図は光透過率T’peakとΔn2・
d2の関係を示すグラフ、第5図は光透過率T′pea
kζ0%とする場合のΔn1・dl、Δn2・d2の関
係を示すグラフ、第6図は光透過率T’peakと液晶
層14に対する印加電圧Vとの関係を示すグラフ、第7
図は従来の液晶表示セル17の構成を示す分解断面図、
第8図は視角θを定義する図、第9図は従来の液晶表示
セル17の光透過率−印加電圧特性を示すグラフ、第1
0図は液晶表示セル17の光透過率−視角の関係を示す
グラフ、第11図は弾性定数比K。/に11とK 35
/ K 12の相関関係を示すグラフである。 1・・・表示用液晶セル、2・・・光学的補償用液晶セ
ル、3,4,9.10・・・ガラス基板、5.6,11
.12・・・電極、7,8,29,3領・・・配向膜、
13.14・・・液晶層、15.16・・・偏光板、1
8・・液晶表示装置、26・・・制御回路、27.28
・・・駆動回路、dl・・・液晶層13の層厚、d2・
・・液晶層14の層厚、Δn1・・・液晶層13の複屈
折率、Δn2・・液晶層14の複屈折率、θ・・・視角
代理人  弁理士 西教 圭一部 第1図 第 図 ■電り 印加を圧(V) ■ρ1 卵加を瓜(V) Vp 第6図 第 図 第 図 第 図 第8 図 第 図 #Tl7711It圧(V) 第10図
FIG. 1 is an exploded cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal display device 18 which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the light transmittance-applied voltage characteristics of the liquid crystal display device 18, and FIG. 3 is a comparative example. 4 is a graph showing the light transmittance-applied voltage characteristics of the conventional liquid crystal display cell 17, and FIG. 4 shows the light transmittance T'peak and Δn2・
A graph showing the relationship between d2 and FIG. 5 is the light transmittance T'pea
FIG. 6 is a graph showing the relationship between Δn1·dl and Δn2·d2 when kζ0%. FIG. 6 is a graph showing the relationship between light transmittance T'peak and voltage V applied to the liquid crystal layer 14.
The figure is an exploded cross-sectional view showing the configuration of a conventional liquid crystal display cell 17.
FIG. 8 is a diagram defining the viewing angle θ, FIG. 9 is a graph showing the light transmittance-applied voltage characteristics of the conventional liquid crystal display cell 17, and FIG.
FIG. 0 is a graph showing the relationship between light transmittance and viewing angle of the liquid crystal display cell 17, and FIG. 11 is a graph showing the elastic constant ratio K. / to 11 and K 35
It is a graph showing the correlation of /K12. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Liquid crystal cell for display, 2... Liquid crystal cell for optical compensation, 3, 4, 9.10... Glass substrate, 5.6, 11
.. 12... Electrode, 7, 8, 29, 3rd region... Alignment film,
13.14...Liquid crystal layer, 15.16...Polarizing plate, 1
8...Liquid crystal display device, 26...Control circuit, 27.28
...Drive circuit, dl...Layer thickness of liquid crystal layer 13, d2.
...Thickness of the liquid crystal layer 14, Δn1...Birefringence of the liquid crystal layer 13, Δn2...Birefringence of the liquid crystal layer 14, θ...Viewing angle agent Patent attorney Kei Nishikyo Figure 1 ■Electricity applied to pressure (V) ■ρ1 Egg applied to melon (V) Vp Figure 6 Figure Figure Figure Figure Figure 8 Figure Figure #Tl7711It Pressure (V) Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】  透光性電極がそれぞれ形成された一対の透光性基板間
に液晶層を介在して構成される表示用液晶素子と、 前記表示用液晶素子の積層方向の一方側に配置され、透
光性電極がそれぞれ形成された一対の透光性基板間に液
晶層を介在して構成される光学的補償用液晶素子と、 前記表示用液晶素子の液晶層に電界を印加する手段と、 前記光学的補償用液晶素子の液晶層に電界を印加する手
段と、 上記表示用および光学的補償用液晶素子の積層方向の相
互に反対側に配置される一対の偏光部材とを含み、 上記表示用および光学的補償用液晶素子の少なくともい
ずれか一方の液晶層に予め定められる電界を印加し、液
晶分子の長軸が基板に対して成す角度を調整して、前記
各液晶素子の透過光に含まれる異常光を、それらの液晶
層が有する光学的複屈折性に基づいて、相互に解消する
ようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
[Scope of Claims] A display liquid crystal element configured by interposing a liquid crystal layer between a pair of light-transmitting substrates each having a light-transparent electrode formed thereon; an optical compensation liquid crystal element configured by interposing a liquid crystal layer between a pair of transparent substrates arranged and each having a transparent electrode formed thereon; and applying an electric field to the liquid crystal layer of the display liquid crystal element. means for applying an electric field to the liquid crystal layer of the liquid crystal element for optical compensation; and a pair of polarizing members disposed on mutually opposite sides in the stacking direction of the liquid crystal elements for display and for optical compensation. , by applying a predetermined electric field to the liquid crystal layer of at least one of the display and optical compensation liquid crystal elements, and adjusting the angle that the long axis of the liquid crystal molecules forms with the substrate, A liquid crystal display device characterized in that extraordinary light contained in transmitted light is mutually canceled out based on the optical birefringence of the liquid crystal layers.
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US5148299A (en) * 1990-08-20 1992-09-15 Stanley Electric Co., Ltd. Liquid crystal display device having connecting means for connecting the transparent electrode of the compensating cell to ground potential for preventing exterior static electricity

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