JPH01270024A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は液晶表示素子に係り、特に電圧無印加時にほ
ぼ垂直配向させ、電圧印加により複屈折を制御し表示を
行なういわゆる複屈折制御形液晶表示素子に関する。

（従来の技術） 従来、複屈折制御形の液晶表示素子は、誘電率異方性が
負の液晶を透明電極の形成しである基板間に垂直配向さ
せて液晶セルとし、この液晶セルの両側にそれぞれ偏光
板を配置した構造となっている。

そして、電極に電界を印加しない状態では、複屈折の効
果がないため、光は透過せず、黒状態である。電極に電
界を印加した状態では、液晶分子は水平方向に傾き、そ
の複屈折効果により光が透過するようになり、明状態と
なる。この時、分子が傾く方向がランダムであるより、
一定の方向に揃っていた方が、画面の均一性が良く、見
易い表示が得られる。

通常、この構成をとった場合、パネル真正面では、フン
トラスト比の高い表示が得られるが、正面から傾斜した
方向では、正面と比べ複屈折の大きさが変化するため、
表示に色が付いたり、光の洩れが多くなり、コントラス
ト比が低い表示となる。

そこで、特開昭６０−２５６１２１号公報に記載されて
いるような複屈折を補償する偏光手段、即ち、円偏光に
近い偏光を用いることによって、斜め方向から観測した
時のコントラスト比の改善を行なう方法が提案されてい
る。

第３図に、この液晶表示素子の構成を示す。

図中の１は第１の偏光板、２は第１の１／４波長位相差
板、３は第１の基板、４は第２の基板、５は第２の１／
４波長位相差板、６は第２の偏光板、７は液晶、８はラ
ビング方向、９は最大吸収軸、１０は延伸軸、１１は光
源、１２は液晶セルである。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この特開昭６０−２５６１２１号公報に記載さ
れ液晶表示素子でも、良好なコントラスト比が得られる
視野角の範囲は、ある一定の観測面内で斜方向から観測
する範囲で狭く、実用上、広範囲の観測面で斜方向から
良好なコントラスト比を得ることが出来ず問題であった
。

又、上記のような第１、第２の１／４波長位相差板２．
５′や第１、第２の偏光板１．６の配置では、暗状態が
得難く、可成りの光が透過して来るので、見難い表示で
問題となる。

この発明は、上記のような従来の課題を解決し、広い範
囲で斜方向から観ｉｌＪ　しても、高いコントラスト比
が得られる複屈折制御形の液晶表示素子を提供すること
を目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 第１面に走査電極とその上の０．０２〜５″の微少プレ
ティルト角を有する垂直配向層を有する第１の基板と、
上記第１面に信号電極とその上の０．０２〜５＠の微少
プレティルト角を有する垂直配向層を有する第２の基板
とをそれぞれの基板の第１面が相対向するようにほぼ設
置し、これら第１、第２の基板間に誘電率異方性が負の
液晶組成物を挾持してなる液晶セルと、上記第１、第２
の基板のそれぞれの第２面の外側に配設された第１、第
２の偏光板とを具備した液晶表示素子において、 上記第１、第２の基板のそれぞれの第２面と上記第１、
第２の偏光板との間に、第１、第２の１／４波長位相差
板を第１の１／４波長位相差板の延伸軸方向が上記液晶
セルの中央での液晶分子のティルト方向を第１の基板に
投影して得る直線に対しほぼ４５″の角度をなしており
、且つ第１、第２の１／４波長位相差板がその延伸軸が
互いにほぼ９０＠になるように配置され、又、上記第１
の偏光板と第２の偏光板のそれぞれの最大吸収軸が上記
第１の１／４波長位相差板の延伸軸に対しほぼ４５″の
角度で配置し、且つ第１の偏光板の最大吸収軸と第２の
偏光板の最大吸収軸とがなす角度がほぼ９０″であるこ
とを特徴とする液晶表示素子である。

そして、液晶セルのパネル面中心部の法線から斜方向へ
視角方向を定めた場合に、視角方向からパネル中心部へ
向かう直線を液晶セルのパネルへ投影して得る直線に対
し、液晶セル中央での液晶分子のティルト方向を液晶セ
ルの基板に投影して得る直線に対して約４５″ずらして
配置している。

（作用） この発明によれば、上記のように構成されているので、
広い範囲で斜方向から観ｉＤＪ　Ｌでも、高いコントラ
スト比が得られる。而も、視野角の方向と、その左右に
わたる広い範囲において、良好なコントラスト比を有し
ている。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。

この発明による複屈折制御形の液晶表示素子は、第１図
及び第２図に示すように構成され、従来例（第３図）と
同一箇所は同一符号を付すことにする。

即ち、この発明の液晶表示素子は、液晶セル１２と、こ
の液晶セル１２の外側に対向して配設された第１、第２
の偏光板１．６と、この第１、第２の偏光板１．６と液
晶セル１２との間に配設された第１、第２の１／４波長
位相差板２．５とからなっている。

そして、液晶セル１２は対向して配設された第１、第２
の基板３．４と、これら第１、第２の基板３．４間に充
填された誘電率異方性が負の液晶７より構成されている
。第１の基板３は、第１面（液晶７側の面）に透明な走
査電極とその上の０．０２〜５″の微少プレティルト角
を有する垂直配向層を有している。又、第２の基板４は
、第１面（液晶７側の面）に透明な信号電極とその上の
０．０２〜５″の微少プレティルト角を有する垂直配向
層を有している。尚、この実施例では垂直配向剤として
、−塩基性クロム錯体を用いた。

又、液晶にはＥＮ−１８（チッソ社）を用いた。

更に、既述のように第１、第２の基板３．４のそれぞれ
の第２面と第１、第２の偏光板１．６との間には、第１
、第２の１／４波長位相差板２．５が配設されている。

この場合、第１の１／４波長位相差板２の延伸軸方向が
、液晶セル１２の中央での液晶分子のティルト方向を第
１の基板３に投影して得る直線に対し、はぼ４５’の角
度をなすように設定されている。

又、第１、第２の１／４波長位相差板２．５は、その延
伸軸が互いにほぼ９０＠になるように配置されている。

更に、第１の偏光板１と第２の偏光板６は、それぞれの
最大吸収軸が第１の１７４波長位相差板２の延伸軸に対
しほぼ４５＠の角度をなすように配置され、且つ第１の
偏光板１の最大吸収軸と第２の偏光板６の最大吸収軸と
がなす角度がほぼ９０″に設定されている。

又、液晶セル１２のパネル面中心部の法線から斜方向へ
視角方向を定めた場合に、視角方向からパネル中心部へ
向かう直線を液晶セル１２のパネルへ投影して得る直線
に対し、液晶セル１２中央での液晶分子のティルト方向
を第１、第２の基板３．４に投影して得る直線に対して
約４５＠ずらして配置している。

さて動作時には、走査電極と信号電極との間に誘電率異
方性が負の液晶を垂直配向させた液晶セル１２に、電圧
を印加すると、液晶分子は水平方向に傾く。ここで、電
圧無印加時に第１、第２の基板３．４に対し、液晶分子
が垂直に位置していれば、電圧印加時に液晶分子は垂直
方向からランダムな方向に傾く。

ところで、液晶セル１２を第１、第２の偏光板１．６間
に配置して観察した場合には、同一画素中に明状態と暗
状態が存在することになる。又、視野角を変化した場合
には、明状態と暗状態が反転し、更に見難い表示となる
。この改善手法としては、電圧印加時に液晶分子を同一
方向に揃えてティルトさせる方法を取る。そのためには
、予め液晶分子を垂直からやや傾いた角度（プレティル
ト角）で配列させる必要がある。

プレティルト角は、表示性能を劣化させないために、０
．０２〜５″の範囲が良く、５＠を越えると、電圧−透
過率特性の立上がりが悪くなったり、暗状態であるべき
が光を僅かながら透過するようになる。

この発明では液晶セル１２の両側に第１、第２の１／４
波長位相差板２．５及び第１、第２の偏光板１．６とを
組合わせたいわゆる円偏光板を配置している。

偏光板の最大吸収軸と１／４波長位相差板の延伸軸との
なす角は通常４５″であるが、１７４波長位を目差板の
若干の位相のずれを補正するために、僅かながら角度を
修正する場合もある。

そして、上記特開昭６０−２５６１２１号公報に記載さ
れているように、偏光板と１７４波長位相差板を第３図
に示すような配置にすることで１、　　斜方向から入射
する光が液晶セルを通る時に生じる位相差を１／４波長
位相差板で補償し、斜方向から見た場合のコントラスト
比を改善している。

しかしながら、この効果は、第１の偏光板１の最大吸収
軸と第２の偏光板６の最大吸収軸とのなす角度が、９０
＠にした構成のほうが顕著になる。

従って、この発明では既述のように９０″に設定されて
いる。

即ち、ある一定の観測面内例えばｘ−ｚ平面でのみ、斜
方向角度φから観測した時のコントラスト比が改善され
たものが、第１図の構成を取ることによって広範囲に斜
方向から観測した場合においても、高いコントラスト比
が得られるようになる。しか−し、この場合に斜方向の
角度φの大きいところまでも良好なコントラスト比が得
られる視認性の優れる領域は、１／４波長位相差板の進
み軸の方向から斜方向を見る場合であり、視野角によっ
ては視認性が悪くなる。

そこで、人間が実際に見る方向に上記の視認性の最良方
向を合わせる。そのために、第２図に示すように１／４
波長位相差板の延伸軸を視野角方向に定め、この直線か
ら４５″ずらした直線が液晶セル１２の中央での液晶分
子のティルト方向を第１の基板３に投影して出来る直線
りと一致させることが必要である。

この構成を採ることによって、視野角の方向と、その左
右にわたる広い範囲において、良好なコントラスト比を
有する液晶表示素子を実現することが出来る。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、広い範囲で斜
方向から観測しても、高いコントラスト比が得られる。

即ち、この発明の液晶表示素子を１／２ｏ。

ｄｕｔｙで時分割駆動を行なったところ、その等コント
ラスト曲線は第４図に示すように視角方向とその左右に
おいて良好な曲線を示した。又、コントラスト比も実用
上十分な大きさであった。

尚、従来の液晶表示素子（第３図）における等コントラ
スト曲線を示すと第５図のようになり、コントラスト比
が低く、方向によって視野角の大きさが大巾に変化し、
見難い表示であった。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一実施例に係る液晶表示
素子を分解して示す斜視図、第３図は従来の液晶表示素
子を分解して示す斜視図、第４図はこの発明の液晶表示
素子（第２図）を周囲から見たときの視野角の大きさを
表す等コントラスト曲線を示す特性曲線図、第５図は従
来の液晶表示素子を周囲から見たときの視野角の大きさ
を表す等コントラスト曲線を示す特性曲線図である。 １・・・第１の偏光板、２・・・第１の１／４波長位相
差板、３・・・第１の基板、４・・・第２の基板、５・
・・第２の１／４波長位相差板、６・・・第２の偏光板
、７・・・液晶、８・・・ラビング方向、９・・・最大
吸収軸、１０・・・延伸軸、１１・・・光源、１２・・
・液晶セル、ｘ、ｙ、ｚ・・・直交座標軸、φ・・・視
野角角度、α・・・ティルト角。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 「 ＠）−ｖｌｌ 第１図 視角７句 ｐ〜１１ 第２図 孝見轡７百 針１１ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１面に走査電極とその上の０．０２〜５°の微少プレ
   ティルト角を有する垂直配向層を備えた第１の基板と、
   第１面に信号電極とその上の０．０２〜５°の微少プレ
   ティルト角を有する垂直配向層を有する第２の基板とを
   それぞれの基板の第１面が相対向するように設置し、こ
   れら第１、第２の基板間に誘電率異方性が負の液晶組成
   物を挾持してなる液晶セルと、上記第１、第２の基板の
   それぞれの第２面の外側に配設された第１、第２の偏光
   板とを具備した液晶表示素子において、上記第１、第２
   の基板のそれぞれの第２面と上記第１、第２の偏光板と
   の間に、第１、第２の１／４波長位相差板を第１の１／
   ４波長位相差板の延伸軸方向が上記液晶セルの中央での
   液晶分子のティルト方向を第１の基板に投影して得る直
   線に対しほぼ４５°の角度をなしており、且つ第１、第
   ２の１／４波長位相差板がその延伸軸が互いにほぼ９０
   °になるように配置し、又、上記第１の偏光板と第２の
   偏光板のそれぞれの最大吸収軸が上記第１の１／４波長
   位相差板の延伸軸に対しほぼ４５°の角度で配置し、且
   つ第１の偏光板の最大吸収軸と第２の偏光板の最大吸収
   軸とがなす角度がほぼ９０°であることを特徴とする液
   晶表示素子。