JPH0273223A - 液晶表示器 - 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】 イ）産業上の利用分野 本発明は、高時分割駆動に適し１表示の見易い液晶表示
器に関する。

口）従来の技術 近年、液晶分子が１８０〜３００度の捩角の螺旋構造を
取るように配向することにより、良コントラストの視野
角が広く高時分割駆動できるようにした液晶表示器が商
品化されてきたが、液晶の複屈折性のために表示色が青
または黄色に着色して見える。これは液晶層で光線が楕
円偏向するから色Ｖが現れるのである。そこで、ねじら
れた光をねじりかえすという目的で、駆動用の液晶パネ
ルと同じ液晶パネルを色消用として積層するものが特開
昭６３　１５１９２４号公報などに示されている。とこ
ろがこのような液晶パネルは高時分割駆動に適している
ので表示面積は大きくな９゜液晶層の制御は厳密に管理
されるので歩留まりも悪く高価である。さらに表示器全
体が厚くなるので、視差による表示位置のずれやコント
ラストの変化が生じて好ましくない。

一方液晶表示器での色相を調節するという点では、２波
長板や位相板を用いるという考えが古くから存在し、例
えば特開昭５０−７２６４５号公報、特開昭５５−６０
０号公報などがある。しかし円偏光板やに波長板による
色消しは事実上困難であり、位相板を用いる時は液晶層
の特性が特定されていなければ効果が得られないので、
コントラストが低くなったり、ほかの干渉色が現れるな
ど、実用にならなかった。

ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は上述の点を考慮してなされたもので、液晶分子
の捩角の大きい液晶表示器において、液晶を光学的一軸
性の層になるように補償する位相板を積層し、その際に
生じやすい干渉色や色相むらをなくした液晶表示器を提
供するものである。

二）課題を解決する手段 本発明は上述した液晶分子が１８０〜３００度の螺旋構
造をなした表示モードにおいて、液晶層と偏光子の間に
、基板にアクリル系の接着剤で貼付された位相板を挿入
したもので、さらにはその位相板は光学的一軸性を有し
、また液晶層の複屈折異方性Δｎと厚みｄの積Δｎ−ｄ
（ＬＣ）と位相板の複屈折異方性Δｎと厚みｄの積Δｎ
−ｄ（ＰＨ）が ０．６Δｎ・ｄ（ＬＣ）４６０＜Δｎ・ｄ（ＰＨ）＜０
．６Δｎｄ（ＬＣ）＋２１０　ｎｍまたは （７，５Ｘ１０−’　）（Ｉｎ・ｄ（ＬＣ）−４００）
◆ｌＳＯ＜Δｎ−ｄ（ＰＨ）＜　（７，５Ｘ１０−４）
（Δｎ−ｄ（ＬＣ）−４００）’＄３００　ｎｍの関係
を有する樹脂製の位相板を使用するものである。

また本発明は、ホモジニアス配向され厚みがｌＯ７７ｍ
以下でΔｎ−ｄ（ＬＣ）が０．６−０．９μｍ、液晶分
子が１８０〜３００度の螺旋構造をなして基板に挟持さ
れたネマティック液晶層と、その液晶層を挟持する基板
に実質的に複屈折異方性を示さない厚さ０．２１！ｌｆ
ｆ１以下の接着層で貼付されたΔｎ・ｄ（ＰＨ）が７０
０ｎｍ以下の樹脂製の位相板と、液晶層と位相板を挟む
ように設けられた偏光子とを具備した液晶表示器である
。

さらに本発明は複屈折性を呈する液晶セルに、複屈折異
方性Δｎと厚みｄの積Δｎ−ｄ（ＰＨ）が７７−００ｎ
以下であって、少なくとも一面に厚さ２００μｍ以下の
透明な低温接着剤（常温若しくは８０℃以下で接着する
もの）を有した樹脂製の位相板を用いたことを特徴とす
る液晶表示器である。

ホ）作用 これにより液晶表示器は着色されない光線と遮光された
黒色で表示を行うことができ、板状体の積層にらかかわ
らず光学特性を損なわず、又、干渉色等も現れないので
、紙に印刷されたような表示品位の高い表示ができ、コ
ントラストも高い。

この表示は白黒反転できるので、ネガ表示もポジ表示ら
でき、さらに色フィルターや着色偏光板によりカラー表
示も行える。

そして液晶パネルは一枚しか用いないし、位相板は基板
との接着性がよいので光損失がなく、透過型のみならず
反射型にも利用できる。

さらに表示器全体を薄く博成できるので、視差による表
示位置のずれやコントラストの変化が生じない。

ヘ）実施例 第１図は本発明実施例の液晶表示器の断面図である。１
は透明を極と液晶分子の配向膜とを内面に存したガラス
板等からなる基板で、透明電極は例えばドントマトリノ
クス表示を行うよう上下の基板で直交するように配置さ
れ、配向膜は液晶分子をホモジニアス配向するように配
向処理がされている。これらの基板１はシール剤により
平行に張り合わされ容器を形成している。２は基板ｌに
挟持された正の誘電異方性をもつカイラルネマティック
相液晶からなる液晶層で、液晶分子が１８０〜３００度
の捩角の螺旋構造、例えば２４０度カイラルネマティッ
クとなっている。３は液晶層２を挟持するように基板１
の外側に配置された２枚の偏光子で、背面の偏光子は反
射板付きの偏光子となっていてもよい。４は液晶層２と
偏光子３の間に位置するように基板１の表面に設けられ
た位相板で、ポリエステル甜脂、ポリスチレン法（脂な
どの高分子甜脂からなり、接着剤５で貼付されている。

各々の光学特性につき、まず本発明の原理について説明
する。

液晶層２は液晶分子の複屈折性に基づく光学特性と、螺
旋構造による旋光性とにより複雑な光学特性の複合的光
学特性を示しているので、これを光学的一軸性異方体に
近似することを考えた。

一般に光学的一軸性異方体を直交ニコルで挟持した場合
、最大コントラストを得るには、よく知られたように偏
光板の偏光軸と光学的一軸性異方体の光軸を４５度ずら
した状態とする。しかしながら液晶層の場合には、液晶
分子が螺旋構造をとっているので旋光性が生じ、光軸が
ねじれに沿って回転するため理論通りにならない。そこ
で一方の偏光子の偏光軸を近接する液晶分子の配向方向
と４５度をなすように設定し、もう一方の偏光子を回転
させて、透過光の分光スペクトルを調べたところ、可視
光領域において理論に対応する透過光強度特性を示す角
度が２つある事を確認した。この時の回転させた偏光子
の偏光軸とそれに近接する液晶分子軸とのなす角は、液
晶分子軸を基点として液晶分子のねじれと同じ方向に、
はぼ４０〜６０度及び１３０〜１５０度であった。係る
原理に基ずいて導いた実験式によると、液晶層の複屈折
異方性Δｎと厚みｄの積Δｎ−ｄ（ＬＣ）と位相板の複
屈折異方性Δｎと厚みｄの積Δｎ・ｄ（ＰＨ）が ０．６Δｎ・ｄ（ＬＣ）＄６０＜Δｎ−ｄ（Ｐ）Ｉ）＜
０．６Δ計ｄ（ＬＣ）＋２１０　ｎｍ関係を満たす時に
光学的一軸性異方体として光路補償ができた。

この式において、可視光の略１／２波長だけ光路差の少
ない位相板に於ても同様に表示色を無彩色とすることが
できる。この時の実験式は以下の如くになった。

（７，５Ｘ１０−”　）（Δｎ−ｄ（ＬＣ）−４００）
”＋１５０＜Δｎ−ｄ（Ｐ）ｌ）＜　（７，５Ｘ１０−
”）（Δｎ−ｄ（ＬＣ）−４００）”＋３００　ｎｒｎ
これらの場合の範囲、及び、代表的な例を第２図並びに
以下に示す。

以下余白 ここでロットｉは比較のために掲げた好ましくない例で
ある。

この様な好ましい実施例において位相板の光軸方向と近
接する液晶分子の配向方向とのなす角δが７０度以上１
１０度以下であり、また偏光子の偏光軸と近接する液晶
分子の配向方向とがなす角は３０度以上６０度以下の場
合に高いコントラストを示した。

上述した位相板は厚みが薄いほど光学特性を均一にでき
るが、一方、係る位相板を基板の上に積層すると、その
隙間における空気層によって、コントラスト低下を招い
たり、屈折率の複数回の変ｆヒにより、視差による表示
位置のずれ、即ち観察方向によって表示の位置や濃さや
色彩が変化したす、さらにはその空気層の厚みの変化に
よって、Ｔ−１、あるいはニュートンリングが観測され
るので注意を要する。

そこで本発明に於てはこの位相板を基板に貼付すること
を検討した。この場合接着剤に求められる特性は、粘着
性と光学特性が要求される。

粘着性としてはガラス又は鉗脂の基板と高分子鉗脂シー
トとの接着においてファンデルワールス力が強く、しか
も均一であって、とりわけ空気層や気泡を含まないこと
が要求される。また、基板に貼付するまでは接η持性を
保つために接着層表面を保護する必要がある。

この場合、その接着剤の接着面保護のため保護シートを
設けるのがよいが、この保護シートに吋して適度の接着
性を示しながら保護シートの剥離が容易で、かつ剥離に
際し接着剤が光学特性を変化させないようにしなくては
ならない。

さらに取扱を良くするためには、基板に接着剤を塗布す
るよりも（ｉ摺板に接着剤を塗布等した方が良い。これ
は又、基板に接着剤を塗布等すると硬質平板への塗布・
印刷等であるから接着剤の伸びなどにより接着剤の層が
光学的−軸延伸を成して複屈折性を示しやすく、これに
よって位相板の調整された光学特性を変化させ表示特性
を損なうことが多いのに対し、可撓性のある高分子樹脂
シートである位相板に接着剤を塗布・印刷等すると素材
の伸縮やぬれ性（親和性）によって接着剤に応力が加わ
らず、接着剤が光学的等方性を保つので好ましいことで
もあった。

以上の条件に対し１種々の接着剤を検討した結果、以下
の如くとなった。

ビニル系の接着剤は粘着力はよかったが光学特性が好ま
しくなく、又耐候性として太陽光に長時間曝すと変色し
たので好ましくない。

アミノ酸系、石炭酸系、ポリエステル系、フラン樹脂系
、エポキシ樹脂系、インシアナート系の各々の接着剤は
硬化中に接着剤や位相板の光学特性がしばしば変化して
、所定の表示色特性を損なう結果となった。これは接着
剤の特性というよりも、係る接着剤が熱硬化性であって
硬化に際して加熱するｌ・要がある為、その加熱による
影響と考えられる。

シリコンゴム系の接着剤は光学特性を変化させること無
く、かつ上述した接着特性を満足した。

しかし乍ら厚みを厚くすると光透過量が減少し、散乱性
すら生じ、ざらに厚くなると光学的等方性を損なうこと
らあった。所定の光学的特性・接着性を安定して得る為
には、接着剤の厚みを２００μｍ以下、より好ましくは
８０〜２５μｍとするのが良い。

アクリル系の接着剤１例えば主剤を、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸エチルとする物な
どはそれぞれシリコンゴム系に対し光学特性、とりわけ
耐候性がやや劣ったが、光学的等方性を保ち、接着性も
良好であった。この種類の接着剤は接着力があまり強く
ないことを利用し保護シートに対する剥離性を良くする
ことは容易であるから、添加剤などにより、耐候性をた
かめ、あるいは接着力の持続性を向上させることができ
た。塗布・印刷などによって光学的等方性が多少損なわ
れることがあるが、位相板を長時間室温で放置しておけ
ば、光学的等方性をとりもどすことが確認できた。

またこの場合も接着剤の厚みにより光学的特性を損なう
ケースが生じた。添加剤や印刷・塗布方法により差が生
じるが、５００〜２００μｍ以下の厚みとする必要があ
る。溶剤やエマルジョンを少なめにして粘度を高め、４
０〜１００μｍとすると最ら取扱が容易であった。この
接着剤は前述のシリコンゴム系の接着剤に比べ光学的等
方性を保つことが容易であり、また廉価であるので有用
性は高い。

このような接着剤は厚みによる制限があることを述べた
が、液晶層が薄いと光学特性を一定レベルに保ちやすい
。例えば液晶の厚みが１０μｍ以丁でΔｎ　−ｄ（ＬＣ
）が０．６−０．９μｍとすると上述した実質的に複屈
折異方性を示さない厚さ０．２Ｍ以下のシリコンゴム系
やアクリル系の接着層で貼付されたΔｎ−ｄ（ＰＨ）が
７００口ｍ以下の財脂製の位相板とは光の透過量が多く
、かつ背景色を無彩色にできる。

このように複屈折異方性Δｎと厚みｄの積Δｎ・ｄ（Ｐ
Ｈ）が７００口ｍ以下であって、少なくとも一面に厚さ
２００μｍ以下の透明な低温接着剤（常温若しくは８０
℃以下で接着するもの）を有した１Ｂ脂製の位相板は、
位相板が製造しやすいのみでなく、所定の光学特性、と
りわけ位相板の初期の複屈折性を保持しておけるので、
複屈折性を呈する液晶セルに好適である。

ト）躇明の効果 以上の９口くにより液晶表示器は液晶パネルによ）道屈
折旋光された光線を光学的一軸性異方体として補償する
ことによって着色されない光線（これにより地の色を白
色にできる）と遮光された黒色で表示を行うことができ
るので、白紙に黒色印刷されたような表示品位の高い表
示ができ、コントラストら高い。この表示は白黒反転で
きるのでネガ表示もポジ表示もできる。又三原色フィル
ターなどを用いることによりカラー表示を行うこともで
きる。

そして液晶パネルは一枚しか用いないし、位相板は基板
との接着性がよいので光損失がなく、透過型のみならず
反射型にも利用できる。

さらに表示器全体を薄く構成できるので、視差による表
示位置のずれやコントラストの変化が生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の液晶表示器の断面図、第２図は
本発明の複屈折異方性に関する特性図である。 １・・基板、２・・・液晶層、３・・・偏光子、４・・
・位相板、５・・・・・接着剤。 出願人　三洋電機株式会社外１名 代理人　弁理士　西野卓嗣（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板と、正の誘電異方性を有し液晶分子が１８０〜
   ３００度の捩角の螺旋構造をなすようにホモジニアス配
   向されて基板の間に挟持されたネマティック液晶層と、
   該液晶層を挟むように配置された偏光子と、液晶層と偏
   光子の間に挿入された位相板とを具備し、前記位相板は
   前記基板にアクリル系の接着剤で貼付されていることを
   特徴とする液晶表示器。 ２）前記位相板は光学的一軸性を有し、前記液晶層の複
   屈折異方性Δｎと厚みｄの積Δｎ・ｄ（ＬＣ）と位相板
   の複屈折異方性Δｎと厚みｄの積Δｎ・ｄ（ＰＨ）が ０．６Δｎ・ｄ（ＬＣ）＋６０＜Δｎ・ｄ（ＰＨ）＜０
   ．６Δｎ・ｄ（ＬＣ）＋２１０ｎｍまたは （７．５×１０＾−＾４）（Δｎ・ｄ（ＬＣ）−４００
   ）＾２＋１５０＜Δｎ・ｄ（ＰＨ）＜（７．５×１０＾
   −＾４）（Δｎ・ｄ（ＬＣ）−４００）＾２＋３００ｎ
   ｍの関係を満たす事を特徴とする特許請求の範囲１項記
   載の液晶表示器。 ３）ホモジニアス配向され厚みが１０μｍ以下で複屈折
   異方性Δｎと厚みｄの積Δｎ・ｄ（ＬＣ）が０．６μｍ
   より大きく０．９μｍより小さく、液晶分子が１８０〜
   ３００度の捩角の螺旋構造をなして基板に挟持されたネ
   マティック液晶層と、その液晶層を挟持する基板に実質
   的に複屈折異方性を示さない厚さ０．２ｍ以下の接着層
   で貼付された、複屈折異方性Δｎと厚みｄの積Δｎ・ｄ
   （ＰＨ）が０．７μｍ以下の樹脂製の位相板と、液晶層
   と位相板を挟むように設けられた偏光子とを具備したこ
   とを特徴とする液晶表示器。 ４）複屈折性を呈する液晶セルに、複屈折異方性Δｎと
   厚みｄの積Δｎ・ｄ（ＰＨ）が７００ｎｍ以下であって
   少なくとも一面に厚さ２００μｍ以下の透明な低温接着
   剤を有した樹脂製の位相板を用いたことを特徴とする液
   晶表示器。