JPH03290617A - 液晶表示装置 - Google Patents
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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。
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関する。
[従来の技術]
従来のスーパーライマチラドネマチック型液晶表示装置
(STN)の表示品質を向上させるため(二上下偏光板
の間に一軸性の光学的異方体(延伸加工処理を行なった
高分子シート)を挟む液晶表示装置が提案されている。
(STN)の表示品質を向上させるため(二上下偏光板
の間に一軸性の光学的異方体(延伸加工処理を行なった
高分子シート)を挟む液晶表示装置が提案されている。
第3図に一軸性の光学異方体を用いた従来の液晶表示装
置の断面図を示す6図面において、上側偏光板31と下
側偏光板320間に光学的異方体33と液晶セル34が
挟持されている。この液晶セル34は、下面に電極35
aを有する上側電極基板36aと、上面に電極35bを
有する下側電極基板36bとの間にネマチック液晶37
を挟持している。このネマチック液晶は、これと接する
上下電極基板36a、36bにラビング等を施すことに
よりねじれ配向されている。また、スペーサ38により
上記ネマチック液晶37を上下電極基板36a、36b
の間に保持すると共に、液晶層厚を一定に保っている。
置の断面図を示す6図面において、上側偏光板31と下
側偏光板320間に光学的異方体33と液晶セル34が
挟持されている。この液晶セル34は、下面に電極35
aを有する上側電極基板36aと、上面に電極35bを
有する下側電極基板36bとの間にネマチック液晶37
を挟持している。このネマチック液晶は、これと接する
上下電極基板36a、36bにラビング等を施すことに
よりねじれ配向されている。また、スペーサ38により
上記ネマチック液晶37を上下電極基板36a、36b
の間に保持すると共に、液晶層厚を一定に保っている。
このときの各軸の関係を第4図に示す。
同図においてR46a、R46bはそれぞれ液晶セル3
4の上側電極基板36aおよび下側電極基板36bのラ
ビング方向、T4は液晶セル内の液晶分子の第3図の上
から下に向かってのねじれ方向と角度、P41.P42
はそれぞれ上側偏光板31および下側偏光板32の偏光
軸の方向、A−A′は観察方向、θ41は観察方向A−
A’ と上側電極基板36aのラビング方向R46aと
のなす角度、θ42は観察方向A−A’ と下側電極基
板36bのラビング方向R46bとのなす角度を示す、
角度θ41と042はほぼ同じ大きさである。
4の上側電極基板36aおよび下側電極基板36bのラ
ビング方向、T4は液晶セル内の液晶分子の第3図の上
から下に向かってのねじれ方向と角度、P41.P42
はそれぞれ上側偏光板31および下側偏光板32の偏光
軸の方向、A−A′は観察方向、θ41は観察方向A−
A’ と上側電極基板36aのラビング方向R46aと
のなす角度、θ42は観察方向A−A’ と下側電極基
板36bのラビング方向R46bとのなす角度を示す、
角度θ41と042はほぼ同じ大きさである。
[発明が解決しようとする課題]
従来の液晶表示装置では、STNに用いた液晶パネルに
対して、コントラストを向上させ、かつ白黒表示となる
ように一軸性の光学的異方体のリタデーション値や各軸
の関係を設定している。そのためSTNよりも高コント
ラストでより白黒に近い表示となっているが視角特性に
ついては考慮されていなかった。そこでコントラストや
白黒表示のレベルだけでなく視角特性まで考慮した液晶
表示装置が求められていた。
対して、コントラストを向上させ、かつ白黒表示となる
ように一軸性の光学的異方体のリタデーション値や各軸
の関係を設定している。そのためSTNよりも高コント
ラストでより白黒に近い表示となっているが視角特性に
ついては考慮されていなかった。そこでコントラストや
白黒表示のレベルだけでなく視角特性まで考慮した液晶
表示装置が求められていた。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり
、その目的とするところは、白黒表示のコントラストが
高く且つ視角特性も良好な液晶表示装置を提供すること
にある。
、その目的とするところは、白黒表示のコントラストが
高く且つ視角特性も良好な液晶表示装置を提供すること
にある。
[課題を解決するための手段1
上記の目的を達成するために本発明の液晶表示装置は、
対向して配置する2枚の電極基板間にねしれ配向したネ
マチック液晶を挟持してなる液晶セルと、前記液晶セル
を挟んで両側に配置された一対の偏光板と、前記一対の
偏光板に挟まれている少なくとも一層の光学的異方体か
らなる液晶表示装置において、前記光学的異方体の光軸
の方向と観察方向のなす角が0°から30°あるいは6
0°から90″′であることを特徴とする。
対向して配置する2枚の電極基板間にねしれ配向したネ
マチック液晶を挟持してなる液晶セルと、前記液晶セル
を挟んで両側に配置された一対の偏光板と、前記一対の
偏光板に挟まれている少なくとも一層の光学的異方体か
らなる液晶表示装置において、前記光学的異方体の光軸
の方向と観察方向のなす角が0°から30°あるいは6
0°から90″′であることを特徴とする。
ここで、観察方向について第5図で説明する。
観察方向は液晶表示装置を使用する場合に、最も多く表
示を見る方向のことであり、多くの場合第5図で示すよ
うに表示装置の長手方向に対して直交する方向A−A’
である。同図においてαは表示装置面に対する垂直方向
OCと視線方向ODとのなす角度、βは表示装置面上で
の観察方向と視線方向OD′とのなす角度である。
示を見る方向のことであり、多くの場合第5図で示すよ
うに表示装置の長手方向に対して直交する方向A−A’
である。同図においてαは表示装置面に対する垂直方向
OCと視線方向ODとのなす角度、βは表示装置面上で
の観察方向と視線方向OD′とのなす角度である。
[実 施 例]
表示の視角特性としては、観察方向に対して左斜め前方
と右斜め前方からの視角の広さがほぼ同じ、さらに左右
方向の視角の広さがほぼ同じであるということが求めら
れている。そこで、液晶セルと光学的異方体を2枚の偏
光板で挟んだ構造において、偏光板の偏光軸の方向、液
晶セルのラビングの方向等の各軸の方向や、軸同士のな
す角度の大きさが視角特性にどのように影響を与えてい
るかを、等コントラスト曲線(第5図における、一定の
コントラストが得られるαとβの値の関係)等を用いて
調べた。その結果、等コントラスト曲線が約左右対称と
なる中心線の方向は、光学的異方体の光軸の方向とほぼ
同しであることが解つた・ 第1図に本発明の液晶表示装置において光学的異方体を
1層用いた場合の概略構成の断面図を示す。同図におい
て、上側偏光板lと下側偏光板2の間に光学的異方体3
と液晶セル4が挟持されている。この液晶セル4は、下
面に電極5aを有する上側電極基板6aと、上面に電極
5bを有する下側電極基板6bとの間に、ネマチック液
晶7を挟持している。このネマチック液晶は、これを接
する上下電極基板6a、6bにラビング処理等を施すこ
とによりねじれ配向されている。また、スペーサ8によ
り上記ネマチック液晶7を上下電極基板6a、6bの間
に保持すると共に、液晶層厚を一定に保っている。さら
に液晶層厚さを保つためにグラスファイバーやガラスポ
ール等の間隔保持部材を電極基板間に散布することもあ
る。
と右斜め前方からの視角の広さがほぼ同じ、さらに左右
方向の視角の広さがほぼ同じであるということが求めら
れている。そこで、液晶セルと光学的異方体を2枚の偏
光板で挟んだ構造において、偏光板の偏光軸の方向、液
晶セルのラビングの方向等の各軸の方向や、軸同士のな
す角度の大きさが視角特性にどのように影響を与えてい
るかを、等コントラスト曲線(第5図における、一定の
コントラストが得られるαとβの値の関係)等を用いて
調べた。その結果、等コントラスト曲線が約左右対称と
なる中心線の方向は、光学的異方体の光軸の方向とほぼ
同しであることが解つた・ 第1図に本発明の液晶表示装置において光学的異方体を
1層用いた場合の概略構成の断面図を示す。同図におい
て、上側偏光板lと下側偏光板2の間に光学的異方体3
と液晶セル4が挟持されている。この液晶セル4は、下
面に電極5aを有する上側電極基板6aと、上面に電極
5bを有する下側電極基板6bとの間に、ネマチック液
晶7を挟持している。このネマチック液晶は、これを接
する上下電極基板6a、6bにラビング処理等を施すこ
とによりねじれ配向されている。また、スペーサ8によ
り上記ネマチック液晶7を上下電極基板6a、6bの間
に保持すると共に、液晶層厚を一定に保っている。さら
に液晶層厚さを保つためにグラスファイバーやガラスポ
ール等の間隔保持部材を電極基板間に散布することもあ
る。
第2図は上記第1図の液晶表示装置における各軸の関係
を示す説明図である。なお、本発明において液晶分子を
配向させる手段としてはラビング処理に限られるもので
はないが、説明の便宜上、電極基板に隣接する液晶分子
の分子長軸の配向方向をラビング方向として説明する。
を示す説明図である。なお、本発明において液晶分子を
配向させる手段としてはラビング処理に限られるもので
はないが、説明の便宜上、電極基板に隣接する液晶分子
の分子長軸の配向方向をラビング方向として説明する。
後述する実施例についても同様である。さらに、光学的
異方体としては、−軸延伸加工を行なったポリカーボネ
ートを用いた。以後これを位相差板と呼ぶ、同図におい
て、R6a、R6bはそれぞれ液晶セル4の上側電極基
板6aおよび下側電極基板6bのラビング方向、Tは液
晶セル内の液晶分子の第1図の上から下に向かってのね
じれ方向と角度、Pl、P2はそれぞれ上側偏光板1お
よび下側偏光板2の偏光軸の方向、A−A’は観察方向
、θ1は観察方向A−A’ と上側偏光板lの偏光軸の
方向Piとのなす角度、θ2は観察方向A−A′と下側
偏光板2の偏光軸の方向P2とのなす角度、θ3は観察
方向A−A’ と位相差板3の光軸の方向R3とのなす
角度、θ4は観察方向A−A’ と上側電極基板6aの
ラビング方向R6aとのなす角度を示す。θは観察方向
A−A′に対して右回りを正とする6本実施例では偏光
軸を用いているが、これが吸収軸であっても同様である
。また、本実施例ではネガ表示モード(電圧無印加時に
は暗く、電圧印加時に明る(なる)で説明を行なうが、
ポジ表示モード(を圧無印加時には明るく、電圧印加時
に暗くなる)でも本発明の効果は同様に得られる。
異方体としては、−軸延伸加工を行なったポリカーボネ
ートを用いた。以後これを位相差板と呼ぶ、同図におい
て、R6a、R6bはそれぞれ液晶セル4の上側電極基
板6aおよび下側電極基板6bのラビング方向、Tは液
晶セル内の液晶分子の第1図の上から下に向かってのね
じれ方向と角度、Pl、P2はそれぞれ上側偏光板1お
よび下側偏光板2の偏光軸の方向、A−A’は観察方向
、θ1は観察方向A−A’ と上側偏光板lの偏光軸の
方向Piとのなす角度、θ2は観察方向A−A′と下側
偏光板2の偏光軸の方向P2とのなす角度、θ3は観察
方向A−A’ と位相差板3の光軸の方向R3とのなす
角度、θ4は観察方向A−A’ と上側電極基板6aの
ラビング方向R6aとのなす角度を示す。θは観察方向
A−A′に対して右回りを正とする6本実施例では偏光
軸を用いているが、これが吸収軸であっても同様である
。また、本実施例ではネガ表示モード(電圧無印加時に
は暗く、電圧印加時に明る(なる)で説明を行なうが、
ポジ表示モード(を圧無印加時には明るく、電圧印加時
に暗くなる)でも本発明の効果は同様に得られる。
第1図において、液晶セルの液晶の屈折率異方性Δnと
液晶層厚dの積Δn−d=0.9μm、液晶のねじれ角
T=240°で左ねじれ、位相差板の屈折率異方性Δn
fと層厚dfの積△nf・df=0.55um、θ1=
135’、θ2=75°、θ3;0°、θ4=90”
としたところ第6図のように液晶セルの観察方向を中心
として左右での等コントラスト曲線がほぼ対称となり、
見やすい表示装置となっている。上記条件を実施例1と
して表1に実施例1から実施例10まで、比較例1から
比較例3までを示した。同表において、観察方向を中心
にしたときに左右方向でのコントラストがほぼ対称にな
り見やすい表示となっているかを00×で示した。0は
非常に見やすい、Oは見やすい、×は見づらいを意味し
ている。この表から左右方向でのコントラストがほぼ対
称となる見やすい表示を得るためには、位相差板の光軸
の方向と観察方向のなす角度を30°以内となすことが
望ましいといえる。また、コントラストが観察方向と直
交する方向を対称軸とする表示を得るために、表2に示
すように実施例11から実施例20とした。また、比較
例4から比較例6まで示した。この場合は観察方向に対
して前後方向のコントラストがほぼ対称なっているかを
00×で示した。0は非常に見やすい、○は見やすい、
×は見づらいを意味している0表2から、観察方向に対
して前後方向でコントラストが対称となる表示を得るた
めには1位相差板の光軸の方向と観察方向のなす角度を
606から90°とすることが望ましいといえる1本発
明で用いる光学的異方体としては、ポリカーボネートの
みではなく、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、ポ
リアミド。ポリイミド、ポリエーテルサルフオン、ポリ
サルフォル ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコー
ル、アクリル、ポリメチルメタアクリレート、系の単体
あるいは重合体を一軸延伸加工したものを用いてもよい
。
液晶層厚dの積Δn−d=0.9μm、液晶のねじれ角
T=240°で左ねじれ、位相差板の屈折率異方性Δn
fと層厚dfの積△nf・df=0.55um、θ1=
135’、θ2=75°、θ3;0°、θ4=90”
としたところ第6図のように液晶セルの観察方向を中心
として左右での等コントラスト曲線がほぼ対称となり、
見やすい表示装置となっている。上記条件を実施例1と
して表1に実施例1から実施例10まで、比較例1から
比較例3までを示した。同表において、観察方向を中心
にしたときに左右方向でのコントラストがほぼ対称にな
り見やすい表示となっているかを00×で示した。0は
非常に見やすい、Oは見やすい、×は見づらいを意味し
ている。この表から左右方向でのコントラストがほぼ対
称となる見やすい表示を得るためには、位相差板の光軸
の方向と観察方向のなす角度を30°以内となすことが
望ましいといえる。また、コントラストが観察方向と直
交する方向を対称軸とする表示を得るために、表2に示
すように実施例11から実施例20とした。また、比較
例4から比較例6まで示した。この場合は観察方向に対
して前後方向のコントラストがほぼ対称なっているかを
00×で示した。0は非常に見やすい、○は見やすい、
×は見づらいを意味している0表2から、観察方向に対
して前後方向でコントラストが対称となる表示を得るた
めには1位相差板の光軸の方向と観察方向のなす角度を
606から90°とすることが望ましいといえる1本発
明で用いる光学的異方体としては、ポリカーボネートの
みではなく、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、ポ
リアミド。ポリイミド、ポリエーテルサルフオン、ポリ
サルフォル ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコー
ル、アクリル、ポリメチルメタアクリレート、系の単体
あるいは重合体を一軸延伸加工したものを用いてもよい
。
表 1
表2
〔発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、光学的異方体を用い
た液晶表示装置において観察方向を中心とする左右での
コントラストをほぼ対称とすることができ、左右方向で
バランスのとれた見やすい表示が得られるという極めて
優れた効果が得られる。
た液晶表示装置において観察方向を中心とする左右での
コントラストをほぼ対称とすることができ、左右方向で
バランスのとれた見やすい表示が得られるという極めて
優れた効果が得られる。
第1図は、本発明の液晶表示装置の構造をモデル的に説
明した断面図。 第2図は、本発明の液晶表示装置の各軸の関係を示した
図。 第3図は、従来の液晶表示装置の構造をモデル的に説明
した断面図。 第4図は、従来の液晶表示装置の各軸の関係を示した図
。 第5図は、駅察方向を示した図。 第6図は、本発明の実施例1における、等コントラスト
曲線を示す図。 l ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ 4 ・ ・ ・ 5 a ・ ・ 5 b ・ ・ 6 a ・ ・ 6 b ・ ・ 7 ・ ・ ・ 8 ・ ・ ・ A−A’ P 1 ・ ・ P 2 ・ ・ R3・ ・ R6a ・ R6b ・ T ・ ・ ・ θ l ・ ・ θ 2 ・ ・ 上側偏光板 下側偏光板 光学的異方体 液晶セル 上側電極 下側電極 上側電極基板 下側電極基板 液晶 スペーサー 観察方向 上側偏光板の偏光軸の方向 下側偏光板の偏光軸の方向 光学的異方体の光軸の方向 上側電極基板のラビング方向 下側電極基板のラビング方向 液晶のねじれ角 方向P1と観察方向とのなす角度 方向P2と観察方向とのなす角度 θ3・・・・方向P3と観察方向とのなす角度θ4・・
・・方向R6aと観察方向とのなす角度 R46a・・上側電極基板のラビング方向R46b・・
下側電極基板のラビング方向θ41・・・方向R46a
と観察方向とのなす角度 θ42・・・方向R46bと観察方向とのなす角度 OC・・・・表示装置面に垂直な方向 OD・・・・視線方向 OD′ ・・・表示装置面上の視線方向α・・・・・視
線方向と表示装置面に垂直な方向とのなす角度 β・・・・・表示装置面上の視線方向と観察方向とのな
す角度 以上
明した断面図。 第2図は、本発明の液晶表示装置の各軸の関係を示した
図。 第3図は、従来の液晶表示装置の構造をモデル的に説明
した断面図。 第4図は、従来の液晶表示装置の各軸の関係を示した図
。 第5図は、駅察方向を示した図。 第6図は、本発明の実施例1における、等コントラスト
曲線を示す図。 l ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ 4 ・ ・ ・ 5 a ・ ・ 5 b ・ ・ 6 a ・ ・ 6 b ・ ・ 7 ・ ・ ・ 8 ・ ・ ・ A−A’ P 1 ・ ・ P 2 ・ ・ R3・ ・ R6a ・ R6b ・ T ・ ・ ・ θ l ・ ・ θ 2 ・ ・ 上側偏光板 下側偏光板 光学的異方体 液晶セル 上側電極 下側電極 上側電極基板 下側電極基板 液晶 スペーサー 観察方向 上側偏光板の偏光軸の方向 下側偏光板の偏光軸の方向 光学的異方体の光軸の方向 上側電極基板のラビング方向 下側電極基板のラビング方向 液晶のねじれ角 方向P1と観察方向とのなす角度 方向P2と観察方向とのなす角度 θ3・・・・方向P3と観察方向とのなす角度θ4・・
・・方向R6aと観察方向とのなす角度 R46a・・上側電極基板のラビング方向R46b・・
下側電極基板のラビング方向θ41・・・方向R46a
と観察方向とのなす角度 θ42・・・方向R46bと観察方向とのなす角度 OC・・・・表示装置面に垂直な方向 OD・・・・視線方向 OD′ ・・・表示装置面上の視線方向α・・・・・視
線方向と表示装置面に垂直な方向とのなす角度 β・・・・・表示装置面上の視線方向と観察方向とのな
す角度 以上
Claims (3)
- (1)対向して配置する2枚の電極基板間にねじれ配向
したネマチック液晶を挟持してなる液晶セルと、前記液
晶セルを挟んで両側に配置された一対の偏光板と、前記
一対の偏光板に挟まれている少なくとも一層の光学的異
方体からなる液晶表示装置において、前記光学的異方体
の光軸の方向と観察方向のなす角が0°〜30°あるい
は60°〜120°であることを特徴とした液晶表示装
置。 - (2)前記光学的異方体が一軸性であり、その光軸方向
と観察方向のなす角が30度以下であることを特徴とす
る請求項1記載の液晶表示装置。 - (3)前記光学的異方体が一軸性の高分子シートであり
、その光軸方向と観察方向のなす角が30°以下である
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
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| EP19910303065 EP0452062A3 (en) | 1990-04-09 | 1991-04-08 | Liquid crystal display device |
| US07/683,419 US5212819A (en) | 1990-04-09 | 1991-04-09 | Liquid crystal display device with particular angle between optical axis of optically anisotropic material and observation direction |
| US08/009,848 US5303075A (en) | 1990-04-09 | 1993-01-27 | Liquid crystal display with phase difference plate having particular .DELTA.Δnxd at 45° angle to surface |
| US08/226,187 US5426524A (en) | 1990-04-09 | 1994-04-11 | Liquid crystal display with phase difference plate having particular .DELTA.Δnxd at 45° angle to surface |
| US08/453,844 US5696567A (en) | 1990-04-09 | 1995-05-30 | Liquid crystal display device with phase difference plate having particular Δnxd perpendicular to surface over Δnxd at 45° angle to surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02093667A JP3084724B2 (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | 液晶表示装置 |
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| JP3084724B2 JP3084724B2 (ja) | 2000-09-04 |
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Family Applications (1)
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