JPH03105318A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH03105318A
JPH03105318A JP1242048A JP24204889A JPH03105318A JP H03105318 A JPH03105318 A JP H03105318A JP 1242048 A JP1242048 A JP 1242048A JP 24204889 A JP24204889 A JP 24204889A JP H03105318 A JPH03105318 A JP H03105318A
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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〕 本発明は液晶表示装置に係り、特に優れた時分割駆動特
性を有し、かつ白黒及びカラー表示が可能な液晶表示装
置に関する． 〔従来の技術〕 ただし、時分割藺動特性を有する液晶表示装置は透過率
が低かった。そのため反射型タイプと言われるものは、
カラー表示は困難であった。反射型タイプとしては、例
えば、特開昭６０　−　２５２３２５号公報が挙げられ
る。
〔発明が解決しようとするＨ題〕
上記従来技術は、反射型タイプと言われるものは，偏光
板はいずれも液晶素子の外側にあり、光は透過電極、基
板をそれぞれ二回通過し，透過率の減衰が大きく暗い表
示となった。
本発明の目的は、液晶表示装置の透過率を向上させ、白
黒及び、カラー表示を可能にし、コントラスト比を向上
することである。
〔課題を解決するための手段〕
Ｅ記目的は、偏光板と位相板あるいはそのいずれか一方
を一対の基板間、望ましくは電極の内側に設けることに
より達成される。
〔作用〕
優れた時分割駆動特性を有する液晶表示装置は，透過率
が低く，反射型には適さない。位相板を一対の基板間、
望ましくは電極の内側に設けることにより、透過率を高
め、さらにコントラスト比の向上が可能となる。
〔実施例〕
（実施例↓） 以ト、本発明を実施するに好適な液晶表示装置について
，図面を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明になる液晶表示装置の素子構造の断面図
である。ガラス基板２，１０に液晶が挾持され、ガラス
基板２の外側に偏光板１が配置されている．また、ガラ
ス基板と液晶層の間には電極が配置され、上側電極３は
ＩＴＯなどの透明電極であるが、下側電極９は透明でな
くてもよく、たとえばクロム，アルミ，金などの金属電
極が適している。さらに，下側電極９の下に酸化アルミ
などの反射板を配置するが、上記金ｐ！ｔ電極を用いる
ことにより，反射板を兼ねることも可能である。
反射性を向上するため白色塗料をぬるなどしてもよい． 下側電極９と配向膜６の間にはポリジアセチレン膜によ
り作威された偏光板８が配置されている。
ここで、偏光板８は次のようにして作成した。すなわち
ｐ−３ＢＣＭＵ　（第１表（ａ）の化合物）の０．５ｇ
／Ｑ　　のクロロホルム溶液を調製し，その溶液をＬＢ
膜作或装置内の純水で満たされた展開槽に数滴展開した
。クロロホルムが完全に輝発した後に，対向する二方向
から圧縮速度１００ａ＃／ｗｉｎで圧縮し、表面圧２０
ｍＮ／ｍの単分子膜を作或した．このように気水界面に
おいて作製した，ｐ−３ＢＣＭＵの配向有機膜を基板上
に、水平付着法により写しとった。これらの基板上に作
製したｐ−３ＢＣＭＵ配向有機膜は，いずれもｐ−３Ｂ
ＣＭＵの高い配向性を保持した膜圧約２７人の良好なも
のであった。この操作を３０回繰り返すことにより、偏
光板を作製した。
フォトリサーチ社製の輝度計１９８０Ｂによる測定で，
従来液晶素子の透過率が３５％程度であったが，４０％
に向上した． さらに下側偏光板８と配向膜９の間には第１表に示され
るポリジアセチレン膜により作成された位相板７が配置
され、液晶表示装置の表示色を変化させることが可能で
ある．この位相板の屈折率の異方性の差Δｎと厚さｄの
積Δｎｄは、コン１〜ラスト，明るさ，色の点から０．
４　　μｍ≦Δｎ・ｄ≦１．５μｍの条件を満たすこと
が望ましい。
ここで位相板の配置する位置は、第１図（ｂ）に示す配
向膜とＩＴＯの間、あるいは第１図（ｃ）に示す偏光板
とＩＴ○の間でもよい．また、下偏光板８を上偏光板１
と同様の、たとえば日東電工第　　１ 表 Ｒ１ ｌ 一←Ｃ−ＣミＣ−Ｃ→Ｔ Ｒ２ Ｈ （ｎ；２．５〜１２） Ｈ （ｄ）Ｒｌ＝Ｒｚ；　　ＣＨ２　−０−Ｃ−Ｎ−ＣｚＨ
＋ｓ山 Ｏ Ｈ （ｅ）Ｒｒ＝Ｒｚ：−ＣＨｚ−０−Ｃ−Ｎ−ＣａＨａ１
１ ０ （ｆ）　Ｒｓ＝Ｒｚ；　　（ＣＨｚ）ａ　　Ｏ−Ｃ−Ｎ
−Ｃ２Ｈ５ロ Ｏ （ｉ）　Ｒ＋＝Ｒｚ；　−ＣＨ２−○−Ｓ　０２−Ｃａ
Ｈ＋ＣＨｓ（ｊ）Ｒｔ＝Ｒｚ；−ＣＨｚ−０−ＳＯｘ−
ＣｅＨａＦ（ｋ）Ｒｔ＝Ｒｚ；　一（ＣＨｚ）ａ○Ｓ○
２Ｃｅ　Ｈ４　Ｃ　Ｈ　ａ（１）Ｒｔ＝Ｒｚ；−ＣＨｚ
Ｎ−Ｃ１２Ｈ８（ｍ）Ｒｌ＝Ｒｚ；−ＣａＨ＋ＮＨＣＯ
ＣＨａ（ｎ）　Ｒ＋．＝Ｒｚ　；　一（ＣＨｚ）２０Ｈ
（０）　Ｒｌ：Ｒ２；　−ＣＨｚＣＯｚ（ＣＨ２）ａＣ
Ｈｓ（Ｐ〉Ｒｔ　：　　ＣＨ３　　Ｒｚ　；　−ＣＨｚ
ＯＨ（Ｑ）　Ｒｔ　；　−（ＣＩＨｚ）ｓｃＨａＲ２：
二（ＣＨ２）ｎＣＯＯＨ　　　　　（ｍ；　３〜ｌ６，
ｎ　；２　〜１０）（ｒ）　Ｒｘ＝Ｒｘ　；　−ＣａＨ
４０ＣＯ（ＣＨｚ）ａ○ＣＯＣｓＨａ一製Ｇ１２２９Ｄ
Ｕを用いた場合、位相板の配置する位置は，第１図（ｄ
）に示す配向膜とＩＴ○の間、あるいは第１図（ｆ）に
示すＩＴ○とガラス基板の間，あるいは第１図（ｇ）に
示すガラス基板と偏光板の間でもよい。さらに、電極と
上側ガラス基板の間，上側ガラス基板の外側、でもよい
。
（実施例２） 本発明を実施するに好適な別の実施例を示す。
第２図において、液晶層１２と下側電極１４の間に配置
された位相板１３は、Ａの部分とＢの部分で複屈折性の
大きさが異なり、あるいは複屈折性を持たない場合も可
能である。たとえば，複屈折性を持たない画素では表示
色が黄色であり、複屈折性の値Δｎ−ｄが０．４μｍか
ら１．０μｍの範囲にある画素では紮色であり、複屈折
性の値Δｎ・ｄが１．０μｍから１．５μｍの範囲にあ
る画素では水色となり、この三画素の組合せにより第４
図に示すようにカラーフィルターを用いずにカラー表示
が可能となる。
また、位相板の画素上での形状は、第２図（ｂ）に示す
ように電極に平行なストライプ状，あるいは第２図（ｃ
）に示すように電極に垂直なストライプ状，あるいは第
２図（ｄ），第２図（ｅ），第２図（ｆ）に示すように
モザイク状でもよい。
この時、位相板の光軸と偏光板の偏光軸のなす角度は１
０度から８０度が好ましく、４５度のとき最も透過率が
高くなる。また、複屈折性の消去にはレーザーアニール
等が有効である。その他の条件は実施例ｌと同じである
。
（実施例３） 本発明を実施するに好適な別の実施例を示す。
第５図は本発明になる液晶表示素子の素子構造の斜視図
である。
液晶分子２０のねじれ方向とねじれ角（ツイスト角）α
は、上側電極基板１８のラビング方向１９と下側電極基
板２１のラビング方向２２及びネマチツク液晶に添加さ
れる旋光性物質の種類と量によって規定される。
ねじれ角αは、しきい値近傍の点灯状態が光を散乱する
配向となることから最大値が制限され、３００度が上限
であり、また下限はコントラストによって制限され、１
８０度が限界である。
本実施例では、走査線数が２００本以上でも、コントラ
ストが十分に満足できるような白黒表示が可能な液晶素
子を提供することを目的としたので、ねじれ角αは２６
０度とした。
本実施例では、偏光板として例えば日東電工製Ｇ１２２
９Ｄυを用い、上側偏光板１６の偏光軸（あるいは吸収
軸）１７と下側偏光板２５の偏光軸（あるいは吸収軸）
２６とのなす角βδは、概略垂直あるいは平行とする。
また、下側偏光板２９の偏光軸（あるいは吸収軸）２５
と下側電極基板２】のラビング方向２２とのなす角β２
はコントラスト，明るさ及び色等を考慮すると３０度か
ら６０度（あるいは】．２０度から１５０度）の範囲が
望ましい。本実例ではβ１を１３５度、β２を４５度と
した。また、本実施例になる液晶表示素子は、顕著なΔ
ｎ−ｄ依存性を示し、コントラスト，明るさ，色の点か
ら０．４μｍ≦Δｎ−ｄ≦１．５μｍの条件を満足する
と、特に良好な特性を示し、０．４μｍ以下では透過率
が低く、１．５μｍ以上ではコントラスト比が低いため
に表示特性が低下する。ここで，Δｎの値については波
長依存性があり，短波長側で大きく、長波長側で小さく
なる傾向がある。本明細書で使用しているΔｎの値は、
Ｈ　ｅ　−　Ｎ　ｓレーザ光（波長６３２８λ）を使用
し、２５℃で測定したものである。本実施例ではビフェ
ノール系液晶とエステルシクロヘキサン系液晶を主成分
とするネマチツク液晶で，旋光性物質としてメルク社の
８８１１を０．５　重量％添加したものである。
また、本実施例では、Δｎ＝０．０８３　　の液晶を用
い、液晶層の厚さは６μｍとした。したがって、本実施
例の液晶素子のΔｎ−ｄは、０．８　　になるように設
定した． 第６図において、上記のような液晶表示素子と偏光板の
構或では、前述したように背景と表示部に色が付くので
、本発明では、液晶表示素子と上側偏光板２７との間に
光学補償用の第二の液晶素子を配置した。
この時、ツイスト角は第一の液晶素子と等しくし逆ねじ
りとすることにより、−２６０度とし、またΔｎ−ｄは
０．８　　になるように設定した。
尚，本実施例では、光源２６．２５として冷陰極管を用
いたが、熱ｌＩ３極管やエレクトロルミネッセントでも
よく、また光源を用いずに反射板を用いた外光利用型で
も，同様の無彩色が得られる。
（実施例４） 本発明を実施するに好適な別の実施例を示す。
第一の液晶素子にカラーフィルタを設け、他の構成は第
１図と同じとする。
また、第７図は第一の液晶素子の断面図であるが、下側
基板４８と液晶分子４７の成す角度（プレチルト角）と
上側基板４６と液晶分子４７のなす角度は異なり、カラ
ーフィルター側のプレチルト角はＯ゜から５゜の範囲が
好ましく、反対側の基板のプレチル１一角は３°から１
５″の範囲が好ましい。
第８図はカラーフィルターの断面図を示す。カラーフィ
ルターは顔料印刷，電着あるいはフォトリソタイプであ
る．検，青，緑の各画素の幅は９０μｍ、その間は互い
に重なり合い、その幅及び淳さは電極間隔と厚さに等し
く、基板面は概略平坦となる。
また、フィルターの無い基板の電極間はクロムなどのブ
ラックマトリクスをもうけたり、あるいはポリイミドな
どの透明な材料を塗布することにより、概略平坦化する
． 第９図には本実施例における表示色の範囲をＣＩＥ色度
座標に示した．同図において、色再現性の範囲は市販の
カラーテレビと同等である。またコントラスト比は、１
０対１になった。
以上２６０度ツイストの液晶素子について説明を行なっ
てきたが、液晶素子のΔｎ−ｄの範囲が０．４μｍから
１．５μｍの時、ツイスト角すなわちねじれ角αが１８
０度から３６０度の範囲、さらに、それ以上の範囲でも
同様に背景色及び表示色を無彩色にすることができる。
また、光源１９に近い液晶素子を駆動用としたが、補償
素子としても同様の結果が得られる。
（実施例５） 本発明を実施するに好適な別の実施例を第３図に示す。
第３図に示すように、上偏光板３０１，上基板３０２，
強誘電性液晶３０８，位相板３０３，下基板３０９，下
偏光Ｆｉ３０５の順で配置されている。上ラピング軸方
向３０７と下ラビング軸方向３０４とは，同じ向きであ
り、本液晶３０８は、ねじりを持っていない。光の吸収
軸は、上側は符号３０６で示され下側は符号３１０で示
される。
液晶として強誘電液品を用いたことを特徴とし、他の構
成は実施例１，２．３と同じである。本実施例によれば
、位相補正がしやすく、応答速度が速い。
（実施例６） 本発明を実施するに好適な別の実施例を示す。
第１０図は本発明の液晶素子をディスプレイとして用い
た場合を示す。符号１０９，１０９’は偏光板、符号１
００は液晶セル、符号１ｌ１，ｌ１１′は偏光板の偏光
軸、符号１１２はラビング方向，符号１１３，１１３’
はマトリクス電極、符号１１４，１１４’は電極の駆動
回路、符号１２０，１２０′は、基板を示す。また，第
１１図は本実施例における液晶表示装置をラップトップ
コンピュータに用いた場合の装置図を示す。
第１１図中で、本実施例の液晶表示装［１１０２はラッ
プトップコンピュータの蓋部分に埋め込まれている。蓋
部分とファンクションキー１１０４，テンキー１１０５
及びアルファベットキー１１０３を形成だキーボード部
とは、切り離し可能となっている。切り離した場合、ア
ンテナ１１０１を通信手段とできるようになっている。
他の構成は実施例１，２．３と同じである。
本発明の液晶素子は、光利用効率が高いので、バックラ
イトを不要又は小形化できるので、小型のディスプレイ
が実現でき、ラップトップコンピュータの軽量化に役立
つ。
〔発明の効果〕 本発明によれば、液晶素子の内側、すなわち電極の内側
に位相板を設けることにより、透過率が向上し、白黒及
びカラー表示を実現し，さらにコントラスト比の向上と
階調表示が可能になるという効果がある，
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の液晶表示素子の断面図、第２図は本発
明の別な実施例における液晶表示素子の断面図、第３図
は本発明の実施例５における装置＊Ｆ１８図、第４図は
本発明における液晶表示素子の表示色、第５図は本発明
における液晶表示素子の斜視図，第６図は本発明におけ
る別な実施例における液晶表示素子の斜視図、第７図は
本発明の別な実施例における液晶表示素子の断面図、第
８図は本発明におけるカラーフィルターの断面図．第９
図は本発明による別の実施例における液晶表示素子の表
示色の範囲をＣＩＥ色度座標上に示した図、第１０図は
本発明における液晶表示装置の駆動回を示す図、第１１
図は本発明における液晶表示装置をラップトップコンピ
ュータなどに用いた場合の装置の斜視図である。 １．１６．２７・・・上側偏光板．１７，２８・・・上
側偏光板の偏光軸、２，３０，３７．４６・・・液晶表
示素子の上側基板、１０．１５，２１，３３，４０．４
８・・・液晶表示素子の下側基板，３．１８，２９．３
６・・・液晶表示素子の上側電極、９，２３，３５．４
２・・・液晶表示素子の下側電極、２０，３２，３９．
４７・・・液晶分子、８，２５．４３・・・下側偏光板
、２５．４４・・・下側偏光板の偏光軸，１９，３１．
３８・・・上側基板のラビング方向、２２，３４．４１
・・・下側電極基板のラビング方向，第 １ 図 （ｂｌ （Ｃ） （ｄ） （ｅ） 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図 第 ７ 図 第 ６ 図 ４４ 第 ８ 図 ２２，ガラス基板 第 ９ 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、電極を有する一対の基板の少なくとも一方が透明で
    、スペーサーを介して配置された前記一対の基板間に液
    晶物質が挾持され、前記液晶物質に前記電極より電界を
    加えることにより表示する液晶表示装置に於いて、複屈
    折性を有する膜を前記一対の基板間に挾持したことを特
    徴とする液晶表示装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置において
    、前記複屈折性を有する膜が二種類以上前記液晶性物質
    と前記一方の基板の間に挾持することを特徴とする液晶
    表示装置。３、特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装
    置において、前記電極がストライプ状であつて、前記一
    対の基板のストライプ電極を互いに交差させることによ
    り、複数の画素を形成し、前記複屈折性を有する膜を持
    つ画素と、複屈得性を有する膜を持たない画素を、或い
    は複屈折性の異なる膜を持つた画素とを混在させたこと
    を特徴とする液晶表示装置。 ４、特許請求の範囲第１乃至３項のいずれか記載の液晶
    表示装置において、前記複屈折性を有する膜の光軸と少
    なくとも第一の偏光板のその偏光軸あるいは吸収軸との
    なす角度が１０゜から８０゜の間であることを特徴とす
    る液晶表示装置。 ５、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか記載の
    液晶表示装置において、前記複屈折性を有する膜は、概
    略一軸方向に配列したポリジアセチレン膜をヨウ素をド
    ープしほぼ無色透明であることを特徴とする液晶表示装
    置。 ６、特許請求の範囲第４項記載の液晶表示装置において
    、前記角度がほぼ４５゜であることを特徴とする液晶表
    示装置。 ７、特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか記載の
    液晶表示素子において、前記液晶物質が正の誘電異方性
    を有し、旋光性物質が添加されたネマチツク液晶であり
    、配向膜の作用により厚さ方向にねじれた螺旋構造が誘
    起されたことを特徴とする液晶表示装置。 ８、特許請求の範囲第７項記載の液晶表示装置において
    、前記一対の基板の外側に設けた第二の偏光板と、前記
    一対の基板と前記第二の偏光板との間に、ネマチツク液
    晶を挾持した他の一対の基板を挿入し、他の一対の基板
    間のネマチック液晶には旋光性物質が添加され、他の一
    対の基板間に設けられた配向膜及び旋光性物質が有する
    固有のねじれ力と前記一対の基板間の液晶物質の螺旋の
    向きと逆方向のねじれ構造が誘起され、ネマチツク液晶
    を挾持した他の一対の基板が液晶物質を挾持した前記一
    対の基板により生じた光学的位相差を補償することを特
    徴とする液晶表示装置。 ９、特許請求の範囲第７項及び第８項記載の液晶表示装
    置において、前記一対の基板間の配向膜界面と液晶分子
    のなす角度、すなわちプレチルト角が、前記第二の偏光
    板に近い側が、他方より高いことを特徴とする液晶表示
    装置。 １０、特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか記載
    の液晶表示装置において、前記液晶性物質が強誘電性液
    晶であることを特徴とする液晶表示素子。
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