JPH0356926A - 液晶表示素子 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、特に良好な白黒表示性能と視角特性を有する
、表示層と色補償層とを重ね合わせた２層式Ｓ　Ｔ　Ｎ
モード液晶表示素子に関する。

［従来の技術］ 液晶の捩じれ角を２００〜３００度と大きくしたＳＴＮ
モードの液晶表示素子は、透過率一電圧特性が急峻なし
きい電圧値を有するため，特に優れた時分割肚動特性が
得られるが、液品の複屈折性のため、光の波長によって
其の透過率が異なるため、透過光が着色する。このよう
な着色を防止して白黒表示が出来るように着色ネ１０償
液晶層を重ねた２層式ＳＴＮモード液晶表示素子に関し
ては、例えば、テレビジョン学会、テレビジョン学会技
術報告（１９８７−１１）第７９〜８４頁に奥村等によ
って論じられている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の技術では、偏光板の偏光軸方向と隣接する液
晶分子のダイレクタとのなす角度の方向によって液晶表
示の視認性の視角依存度が変化するという問題が生じて
いた。

本発明は、視′Ｌ３できる視角範囲を広くし、かつ高コ
ントラストで明るい、着色袖償液晶Ｊ（ｆを重ねた２層
式Ｓ　Ｔ　Ｎモート液品表示素子を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段コ 上記目的を達或するために本発明においては，対向する
基板間に誘電異方性が正の捩じれたネマチック液晶を挾
んだ第１層と、同様な構造で第↓層とは逆方向にほぼ同
じたけ捩じれた第２層とを、両Ｊ＜’Ｊのｌ’Ｊ５接す
る液晶分子軸がほぼ直交するように重ね合わせたものを
、工対の偏光板で挾んだ液晶表示素子において、偏光板
の吸収軸に対して隣接する液晶分子の分子軸がなす角が
、隣接する液晶層の液晶分子軸が層の厚さにつれて捩し
れるのと同一方向に、３０〜６０度の範囲内に存在し、
かつ、第１層側の偏光板吸収軸と隣接する液晶分子軸が
なす角が，第２層側の偏光仮吸収軸と隣接する液晶分子
軸がなす角より５±３度大きくなるように設定し、更に
、第Ｉ　Ｊｅのみを駆動して表示を行うようにした。

［作用］ 本発明は発明者の下記の実験結果に赳づく。

第工図は実験用液品表示素子の基本構成を示すが、この
表示素子は、対向する面に夫々透明電極３、４と配向膜
５、６を形或させ、配向膜５、６の面にラビングを施し
た２枚のガラス基板上，２の間に，適当な捩しれ力を有
するネマチック液晶７を挾んだ表示層と、対向する面に
配向膜１ｏ、１１のみを形或させ、配向膜１０．１１の
面にラビングを施した２枚のガラス基板８、９の間に表
示層とは逆方向の捩しれ力を有するネマチック液晶１２
を挾んだ色袖債層とを重ね合わせ、１対の偏光板１３、
ｌ４で挾んだ構造になっている。この表示素子の下側１
こ光源を置き、上側からｍｌ　ｉｌｌｌｌするものとす
る。

第２図は上記実験用液晶表示素子の軸構造を示し、１５
は表示層下基板１のラビング軸、１６は表示層上基板２
のラビング軸、１７は色補償層下基板８のラビング軸、
１８は色補償層上基板９のラビング軸、工９は上偏光板
ｌ４の吸収軸、２０は下偏光板１３の吸収軸、２工は表
示層上基板２のラビング軸ｌ６と色補償層下基板８のラ
ビング軸１７のなす角、２２は表示層の液晶の捩じれ角
度、２３は色補償層の液晶の捩しれ角度、２４は表示層
下基仮１のラビング軸１５と下偏光板１３の吸収軸２０
のなす角、２５は上偏光板ｌ４の吸収＠１９と色補償層
上基板９のラビング軸１８のなす角である。表示層液品
捩しれ角度２２の力向、色補償層液晶捩しれ角度２３の
方向、表示層下基板ラビング軸ｌ５と下偏光板吸収軸２
０とのなす角２４の方向、上偏光板吸収軸１９と色補償
層上Ｕ＋反ラビング軸１８とのなす角２５の方向は、観
測側から深さ方向への角度を正とする。本実験用液品表
示素子は、表示層液晶捩しれ角度２２を左回り２４０度
、色補償層液晶捩しれ角度２３を右周り２４０度とし，
表示層上基板ラビング軸１６と色補償層下基板ラビンタ
軸１７のなす角２１が９０度となるように重ね合わせた
。表示層下基板ラビング軸１５と下偏光板吸収軸２０と
がなす角２４は左回りを正、上偏光板吸収軸１９と色補
１″ｆｔ暦上基板ラビング軸１８とがなす角２５は右回
りを正とし、以後、角２４をα、角２５をβと略称する
。

α＝βとして、これらの角度とコントラスト及び選択部
透過率の関係を第３図（ａ）に，これらの角度と左右方
向視角範囲（度）の関係を第３図（ｂ）に、これらの角
度と上下方向視角範囲（度）の関係を第３図（ｃ）に示
す。ここで視角範囲とは、コントラスト比が２：１以上
で視Ｌ３できる範囲である。

なお，このときの馳動条件は、ｌ／２００デューティ、
１／１エバイアスであった。第３図（ａ）において、選
択部透過率はα＝０度を中心にほぼ左右対称であり、α
＝±４５度のときが最も明るくなっており、コントラス
ト比もこれに近い形になっている。第３図（ｃ）におい
て、上下方向視角も、α＝０度を中心にほぼ左右対称で
、α＝±４５度のときが最も視角範囲が広い。第３図（
ｂ）において、左右方１ｉ’＋Ｊ視角範囲は対称となっ
ておらず、αが正のときの方かヘフや視角範囲が広い。

従って、α及びβは正で，しかも４５度を中心に３０度
から６０度ぐらいにすると表示特性が良くなる。

β＝３０度一定にしてαだけを変化させたときの左右方
向視角特性を第４図（ａ）に、β＝４５度一定にしてα
だけを変化させたときの左右方向視角特性を第４図（ｂ
）に、β＝６０度一定にしてαだけを変化させたときの
左右方向視角特性を第・１図（ｃ）に示す。何れの場合
も、αをβよりも大きくするとコントラストが高くなり
、視角も広くなる。αがβよりＳ度ぐらい大きいとき、
コンＩ−ラストは最人となり，それ以上αを大きくして
行くと、コントラストは低下し、αがβより１０度ぐら
い大きいときに、α＝βのときとほぼ同しコントラスト
になる。視角に関しては、αを大きくするほど広くなる
。従って、αはβより５±３度程度大きい方が良い。

以上の実験結果から本発明は導き出された。なお、液晶
の捩じれ角やΔｎ−ｄ（但し、Δｎは液晶の屈折率異方
性、ｄは液晶層の厚さ）などを変えても同様の傾向を示
した。

［実施例コ く実施例上〉 本発明の実施例１の素子構造および軸構或は、第上図、
第２図に示すとおりとし、第５図（ａ）に示すように、
表示サイズが１１インチの液晶表示素子とする。この場
合、第５図（ｂ）に示す通り，５００ｍｎ離れた点から
見た左右の視角差は約±１３度となる。α＝４９度、β
＝４５度にすると、コントラストは第４図（ｂ）より、
左端、中央、右端でそれぞれ３４：１，３３：１，３０
＝１となり、視角差があるにもかかわらず、視角差によ
るコントラストむらが少なく、しかも晶いコントラスト
の表示が得られる。

く実施例２〉 第６図は本発明の実施例２を示す。素子構造および軸構
戊が第↓図、第２図に示した通りの２層式ＳＴＮモード
液晶表示素子２６をオーバヘッドプ口ジェクタ２７に載
せ、外部のコンピュータ２８等で書き込んだ表示を即座
にスクリーン２９に拡大投写できるようにしたものであ
る。本発明によれば，高いコントラストの視角を正面付
近に集中でき，しかもコントラストが均一な視角範囲を
広くとれるため、オーバヘソドプ口ジェクタのように、
レンズ（視点）が固定でレンズ（視点）から原稿（液晶
表示素子）までの距離が短く、面内の視角差が大きいも
のでも、スクリーン上でのコントラストむらを小さくす
ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、色補償層を有する
２層式ＳＴＮモード液晶表示素子の明るさ、コントラス
ト、視角一コントラスト特性を向上させることができ，
明るく，鮮明で視認できる視角範囲が広い液晶表示を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実験用液晶表示素子の基本構成を示す図、第２
図は上記実験用液晶表示素子の軸構造を示す図、第３図
（ａ）は第２図中に示す角αとβをα＝βとして同時に
変化させたときの選択部透過率、コントラスト比の変化
を示す図，第３図（ｂ）は角αとβをα＝βとして同時
に変化させたときの左右方向の視角範囲を示す図，第３
図（ｃ）は角αとβをα＝βとして同時に変化させたと
きの上下方向視角＠囲を示す図、第４図（ａ）はβ＝３
０度に固定しαだけを変えた時の左右方向視角（度）と
コントラスト比の関係を示す図、第４図（ｂ）はβ＝４
５度に固定しαだけを変えた時の左右方向視角（度）と
コントラスト比の関係を示す図、第４図（ｃ）はβ＝６
０度に固定しαだけを変えた時の左右方向視角（度）と
コントラスト比の関係を示す図、第５図（ａ），（ｂ）
は本発明実施例工の表示サイズ及びその時の視角差を示
す図，第６図は本発１１ＪＪ実施例２の模式的構成図で
ある。 １、２、８、９・・・ガラス基板、　３、４・・透明電
極、　５、６、１０、１１・・・配向膜、　７・・・表
示用液晶層、　　１２・・色Ｍｉ償用液品層、　　１３
、１４・・・偏光板、　　上５・・・表示層下基仮ラビ
ング軸，１６・・・表示層上基板ラビング軸、　　ｌ７
・・・色補償層下基板ラビング軸、　　１８・・・色補
償層上基板ラビング軸、　　１９・・上偏光板吸収軸、
　　２ｏ・・・下偏光仮吸収軸、　　２ｌ・・・表示層
上基板ラビング軸と色補償層下基板ラビング軸のなす角
，　　２２・・・表示層液品の捩じれ角度，　　２３・
・・色補償Ｒｊ液品の捩しれ角度、　　２４・・・表示
層下基板ラビング軸と下偏光板吸収軸のなす角（α）、
　　２５・・・上偏光板吸収軸と色補償Ｍ上基板ラビン
グ軸のなす角（β）、　２６・・・２層式ＳＴＮモード
液晶表示素子、２７・・・オーハヘットフロジエクタ、
　２８・・・コン第 １ 図 第 ２ 図 第 ４ 図 （ａｌ 亙 なも方向様誦度】 七 第 ４ 図 （Ｃｌ 第 ５ 図 （０） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、対向する基板間に誘電異方性が正の捩じれたネマチ
   ック液晶を挾んだ第１層と、同様な構造で第１層とは逆
   方向にほぼ同じだけ捩じれた第２層とを、両層の隣接す
   る液晶分子軸がほぼ直交するように重ね合わせたものを
   、１対の偏光板で挾んだ液晶表示素子において、偏光板
   の吸収軸に対して隣接する液晶分子の分子軸がなす角が
   、隣接する液晶層の液晶分子軸が層の厚さにつれて捩じ
   れるのと同一方向に、３０〜６０度の範囲内に存在し、
   かつ、第１層側の偏光板吸収軸と隣接する液晶分子軸が
   なす角が、第２層側の偏光板吸収軸と隣接する液晶分子
   軸がなす角より５±３度大きくなるように設定し、更に
   、第１層のみを駆動して表示を行うようにしたことを特
   徴とする液晶表示素子。