[go: up one dir, main page]

JP2573383B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

Info

Publication number
JP2573383B2
JP2573383B2 JP1115690A JP1115690A JP2573383B2 JP 2573383 B2 JP2573383 B2 JP 2573383B2 JP 1115690 A JP1115690 A JP 1115690A JP 1115690 A JP1115690 A JP 1115690A JP 2573383 B2 JP2573383 B2 JP 2573383B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
retardation
degrees
retardation plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1115690A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03215826A (ja
Inventor
浩 大西
敏幸 吉水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP1115690A priority Critical patent/JP2573383B2/ja
Priority to US07/564,769 priority patent/US5126866A/en
Priority to KR1019900012297A priority patent/KR940006983B1/ko
Priority to DE69025670T priority patent/DE69025670T2/de
Priority to EP90308844A priority patent/EP0412844B1/en
Publication of JPH03215826A publication Critical patent/JPH03215826A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2573383B2 publication Critical patent/JP2573383B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は位相差板が付与されたスーパーツイスト型の
液晶表示装置に関するものである。
<従来の技術> 一般に、スーパーツイスト型液晶表示装置は、イエロ
ーグリーンあるいは、ブルーに着色するが、光学補償板
をもちいることにより、色補正を行い明るく鮮明な白/
黒表示が得られる。そのため、表示品位が向上し、ワー
プロ,コンピュータなどのOA機器の表示体として利用す
ることが出来る。
色補償を施したスーパーツイスト型液晶表示装置とし
ては、2層型のスーパーツイスト型液晶表示装置があ
り、1層目(駆動用パネル)で生じた着色を2層目(光
学補償用パネル)で色補正をし、無彩色化している。こ
の構造は、単層スーパーツイスト型液晶表示装置と比較
して液晶パネルが2枚必要である為、表示装置の厚みが
厚くなり重量が増加するという問題点をもっている。
この問題点を解決するために光学補償板として一軸延
伸高分子フィルムからなる位相差板を用いることによ
り、薄型で軽量なスーパーツイスト型液晶表示装置(以
下単に位相差板方式STN液晶表示装置という)が開発さ
れた。ところが位相差板は、高分子フィルムを延伸して
作られるため、フィルムの延伸方向とこれに直交する方
向とでは、光学的性質が異なり、2層型のスーパーツイ
スト型液晶表示装置に比べ、位相差板方式STN液晶表示
装置は、方位角あるいは仰角による色変化が大きい、つ
まり、視角が狭いという問題点をもつている。
<発明が解決しようとする課題> 一軸延伸高分子フィルムが位相差板として用いられる
のはその光学異方性による。即ち、高分子フィルムの延
伸方向とこれに直交する方向では、屈折率が異なる(複
屈折性)。この屈折率異方性△nとフィルムの厚みdの
積で与えられるレターデーション(△n・d)は、フィ
ルムを通過するときに生じる光の位相差を与える物理量
であるが、この値の仰角による変化が延伸方向とこれに
直交する方向では異なっている。例えばポリカーボネイ
トからなる位相差板では、仰角が大きくなるに従い、延
伸方向でレターデーションは減少し、これに直交する方
向では増加する性質がある。この結果、液晶表示パネル
と組み合わせたとき、法線方向では光学補償関係が完全
であっても、仰角が大きくなるにつれて位相差板のレタ
ーデーションと液晶表示パネルのレターデーションの差
が大きくなり、光学補償関係がくずれる。つまり色変化
が生じ、表示のコントラストが低下する為視角が狭くな
る。
本発明はこのような問題点を解決するものであり、薄
型、軽量で鮮明な白/黒表示が得られ、かつ広視野角が
得られる液晶表示装置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> 我々は、数々検討した結果、位相差板方式STN液晶表
示装置における視角を拡大するためには、次の2つの配
置構造が有効であることを見いだした。
第1の配置は2枚の位相差板をレターデーションが相
加される様に互いの遅相軸をずらして積層する構造であ
り、第2の配置は最大屈折率方向がその膜厚方向にある
高分子フィルムと位相差板を積層する構造である。
更に第1の配置構造を詳細に検討した結果、2枚の位
相差板の積層は互いの遅相軸の交差角が30度から40度を
なすように積層し、かつ液晶表示パネルに隣接する位相
差板の遅相軸と液晶表示パネルの隣接する基板のラビン
グ軸との交差角が70度から90度であるとき、視角拡大効
果が最も大きくなるという条件を見いだした。
又第2の配置構造についても配設条件を検討した結
果、最大屈折率方向がその膜厚方向にある高分子フィル
ムはその延伸方向を位相差板の遅相軸に対して45度の交
差角をなすように積層し、かつ液晶表示パネルに隣接す
る位相差板の遅相軸と液晶表示パネルの隣接する基板の
ラビング軸との交差角が70度から90度であるとき、視角
拡大効果が最も大きくなるという条件を見いだした。以
下、この最大屈折率方向が膜厚方向にある高分子フィル
ムを視角補償板と呼ぶ。
<作 用> 一軸延伸高分子フィルムが位相差板として使用される
のは、その光学異方性のためである。即ち、延伸方向の
屈折率とこれに直交する方向の屈折率が異なる性質を利
用している。
液晶表示パネルを通過した光(常光線と異常光線)の
相対位相差は位相差板を透過する時にその屈折率異方性
△nと膜厚dの積、つまりレターデーションによって打
ち消されるか、又は全波長が同位相に揃えられる事にな
る。しかし、これは表示装置を法線方向から見た場合で
あり、斜め方向から見た場合、即ち、視角特性を考える
場合位相差板の3次元的屈折率を考慮に入れなければな
らない。今、位相差板の3次元方向の屈折率をNMD(延
伸方向),NTD(延伸方向と直交する方向),NZD(厚み方
向)とすると、延伸方向とこれに直交する方向から見た
ときの屈折率異方性とレターデーションは、位相差板の
法線方向からの仰角をψとすると、次式で与えられる。
(1)延伸方向から見たとき 屈折率異方性△NMD={NMD 2NZD 2 /(NMD 2sin2ψ+NZD 2cos2ψ)}1/2 −NTD 位相差RMD=△NMD・d/cosψ (2)延伸方向と直交する方向から見たとき 屈折率異方性△NTD=NMD−{NTD 2NZD 2 /(NTD 2sin2ψ+NZD 2cos2ψ)}1/2 位相差RTD=△NTD・d/cosψ 3次元方向の屈折率をそれぞれ測定した上式に代入す
ると第3図が得られる。この結果より位相差板の延伸方
向ではレターデーションが減少し、延伸方向と直交する
方向ではレターデーションが増加する性質があることが
判る。
代表的な位相差板であるポリカーボネイトの場合につ
いて実際に仰角によるレターデーション変化をセナルモ
ンの方法を用いて測定した結果を第4図に示す。この結
果は上述の理論式より得られる傾向と一致している。第
4図より各仰角について方位角による変化を求めると第
5図が得られる。同様にして液晶表示パネルの方位角と
仰角によるレターデーション変化を求めた結果を第6図
に示す。
このような位相差板と液晶表示パネルを組み合わせた
表示装置を斜めから見たとき、両者のレターデーション
変化の傾向が異なるので光学補償関係はくずれ、光漏れ
や色変化が生じるので表示のコントラストが低下し、視
角が狭くなる。従って、視角を拡大するためには位相差
板の仰角によるレターデーション変化を小さくする必要
がある。
第1の配置構造、即ち2枚の位相差板を積層する構造
では第5図に示されたように仰角に対するレターデーシ
ョン変化が最も小さい方位が延伸方向に対して30度から
40度ずれた方位に存在するので、一方の位相差板の遅相
軸(ポリカーボネイトの場合は延伸方向)をこの変化の
最も小さい方位に合わせるように積層すれば、仰角に対
するレターデーション変化を小さくすることが出来る。
これは2枚の位相差板を互いの遅相軸の交差角が30度か
ら40度で積層するということに他ならない。
一方、第2の配置構造のおいて、視角補償板の仰角に
対するレターデーション変化を計算によって求めた結果
を第7図に示す。延伸方向とこれに直交する方向のレタ
ーデーション変化は位相差板とは逆に延伸方向で増加
し、これに直交する方向では減少する。この特徴を生か
し位相差板の仰角に対するレターデーション変化を相殺
するように視角補償板を配設すれば良い。この場合、延
伸による視角補償板の面内残余レターデーションがある
ので、その影響を最小限にするため位相差板の遅相軸と
の交差角を45度にする。これは最大屈折率方向が膜厚方
向にある高分子フィルム、即ち視角補償板の延伸方向と
位相差板の遅相軸との交差角を45度にして積層するとい
う事に他ならない。
ここで、これら2つの視角改良構造を位相差板方式ST
N液晶表示装置に適用する場合、まず基本となる位相差
板システムを決める必要がある。我々はシュミレーショ
ンによって高いコントラスト比が得られるシステムを求
めたところ、位相差板は1枚より2枚使用した方が良
く、2枚使用する場合はSTN液晶表示パネルの前面及び
背面にそれぞれ少なくとも1枚以上配設した方が良いと
いうことを見いだした。この基本システムにたいして2
つの視角改良構造を組み合わせる構成として次の5つが
提案できる。
液晶表示パネルの前面あるいは背面どちらか一方に第
1の配置構造を採用する。他方は位相差板1枚を配設す
る。
液晶表示パネルの前面あるいは背面どちらか一方に第
2の配置構造を採用する。他方は位相差板1枚を配設す
る。
液晶表示パネルの前面及び背面に第1の配置構造を採
用する。
液晶表示パネルの前面及び背面に第2の配置構造を採
用する。
液晶表示パネルの前面あるいは背面どちらか一方は第
1の配置構造を、他方は第2の配置構造を採用する。
視角拡大効果としては第1の配置構造の方が大きいの
でこれら5つの構成を比較すると、<<<<
の順に広くなるが、の構成は位相差板を4枚使用する
のでON時の透過率が低下して位相差板方式STN液晶表示
装置の特徴である明るい表示が損なわれてしまう。従っ
て、高コントラスト比で明るい表示という従来の特徴を
生かしたまま視角拡大効果が得られのはの構成とな
る。すなわち、第1の配置構造と第2の配置構造を組み
合わせた本発明の構成のことである。
<実施例> 以下第1図乃至第2図に従って本発明の一実施例を説
明する。
高分子材料でその主鎖方向に直交する方向に分極をも
つ材料、例えばPMMA(ポリメタクリル酸メチル),EMMA
(エチレンメタクリル酸),PS(ポリスチレン)は、延
伸によるフィルム形成でその厚み方向に最大屈折率方向
をもつ高分子フィルムとなる。これは本発明に使用され
る視角補償板となる。以下、ポリスチレンを使用した場
合の実施例について述べる。
第1図は本発明の実施例による液晶表示装置の分解断
面図である。
1,2は偏光板で、単体透過率42%,偏光度99.99%のニ
ュートラルグレイタイプの偏光板を用い、3,4,5は一軸
延伸高分子フィルム(ポリカーボネイト)からなる厚み
50μの位相差板の各々のレターデーション値は200nm,20
0nm,400nmである。6はポリスチレンフィルムからなる
視角補償板で面内のレターデーション値は50nm、厚み方
向のレターデーション値は90nmである。7,8はガラス基
板であり、そのうえには透明電極ITO9,10が形成されて
いる。更にそのうえに11,12の有機配向膜が形成され、
液晶層13が240度捩れ構造をとるようにラビング配向処
理されている。
液晶層13の液晶材料としては、正の誘電異方性を有す
るネマティック液晶、例えばフェニイルシクロヘキサン
(PCH)系液晶に捩れ方向を規制するためにカイラルド
ーパントとしてコレステリックノナネイト(CN)を1.45
wt%添加した混合液晶を用いる。混合液晶の屈折率異方
性△nは0.123であり、液晶層13の厚みは7.5μmに設定
する。
第2図は本実施例の各部材の配設条件を示す図であ
る。P1は表側偏光板1の吸収軸方向で12時方向から3時
方向へ40度、P2は偏光板1に隣接する位相差板3の遅相
軸方向で12時方向から3時方向へ55度、P3はガラス基板
7に隣接する位相差板4の遅相軸方向で12時方向から3
時方向へ25度の角度をなす。この場合、積層された位相
差板3,4の遅相軸の交差角は30度になっている。P4,P5は
上側ガラス基板7、下側ガラス基板8の液晶分子配向軸
(ラビング軸)で時計方向に240度捩れた関係になって
いる。P6は下側ガラス基板8に隣接する位相差板5の遅
相軸方向で12時方向から9時方向へ25度、P7は視角補償
板6の延伸方向でP6とは45度の角度をなす。P8は下側偏
光板2の吸収軸方向で12時方向から9時方向へ75度の角
度になっている。
第8図は本実施例と従来例の12時−6時方向を含む平
面で見た視角−コントラスト特性図である。aの特性曲
線は本実施例、bの特性曲線は従来例を示している。白
黒表示が反転する、即ち、コントラスト比Coが1.0以下
になる視角範囲で比較した場合、従来例が52度なのに対
して本実施例では94度と約1.8倍に拡大する。ここで従
来例とはSTN液晶表示パネルの前面、背面に各々1枚の
位相差板を配設したものを言う。
<発明の効果> 以上本発明によれば、2枚の位相差板の積層構造と視
角補償板と位相差板の積層構造をSTN液晶表示パネルの
前面、背面に各々配設することによって、従来の位相差
板方式白黒液晶表示装置がもっていた仰角による色変
化、白黒表示の反転という現象による視角の狭さという
欠点を解消し、高コントラスト比で広視野角の白黒液晶
表示装置を実現出来、特に1024×768ドット、1120×800
ドット等の高精細で大型のディスプレイに適しており、
ワークステーション等への展開が可能となる。又、白黒
表示が安定していることからカラー表示においても視角
による表示色変化が最小となり、表示品位を著しく向上
させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による実施例の液晶表示装置の断面図、
第2図は本発明による実施例の各部材の配設条件を示す
図、第3図は位相差板の仰角によるレターデーション変
化を計算によって求めた図、第4図は実測した位相差板
の仰角によるレターデーション変化を示す図である。第
5図は位相差板の全方位に対するレターデーシヨンの変
化率を示す図、第6図はSTN液晶表示パネル(240度ツイ
スト)の全方位に対するレターデーシヨンの変化率を示
す図である。第7図は視角補償板の仰角に対するレター
デシヨン変化を計算によって求めた図である。第8図は
本発明の実施例と従来例の視角−コントラスト特性の比
較図である。 1,2……偏光板、3,4,5……位相差板(一軸延伸高分子フ
ィルム)、6……視角補償板、7,8……ガラス基板、9,1
0……透明電極、11,12……、13……液晶層。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学補償板として一軸延伸高分子フィルム
    からなる位相差板をパネルの前面及び背面に配設したス
    ーパーツイスト型の液晶表示装置において、前記光学補
    償板のいずれか一方は2枚の位相差板の積層構造からな
    り、他方は最大屈折率方向がその膜厚方向にある高分子
    フィルムと位相差板の積層構造からなることを特徴とす
    る液晶表示装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の液晶表示装置
    において、2枚の位相差板の積層は互いの遅相軸の交差
    角が30度から40度をなし、かつ液晶表示パネルに隣接す
    る位相差板の遅相軸と液晶表示パネルの隣接する基板の
    ラビング軸との交差角が70度から90度であり、一方最大
    屈折率方向が膜厚方向にある高分子フィルムと位相差板
    の積層は、位相差板の遅相軸と高分子フィルムの延伸方
    向が45度の交差角をなすように配設し、かつ液晶表示パ
    ネルに隣接する位相差板の遅相軸と液晶表示パネルの隣
    接する基板のラビング軸との交差角が70度から90度であ
    ることを特徴とする液晶表示装置。
JP1115690A 1989-08-11 1990-01-19 液晶表示装置 Expired - Lifetime JP2573383B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1115690A JP2573383B2 (ja) 1990-01-19 1990-01-19 液晶表示装置
US07/564,769 US5126866A (en) 1989-08-11 1990-08-09 Liquid crystal display with a plurality of phase difference plates the slow axes of which form an angle of 20 to 40 degrees
KR1019900012297A KR940006983B1 (ko) 1989-08-11 1990-08-10 액정표시장치
DE69025670T DE69025670T2 (de) 1989-08-11 1990-08-10 Flüssigkristallanzeige
EP90308844A EP0412844B1 (en) 1989-08-11 1990-08-10 Liquid crystal display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1115690A JP2573383B2 (ja) 1990-01-19 1990-01-19 液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03215826A JPH03215826A (ja) 1991-09-20
JP2573383B2 true JP2573383B2 (ja) 1997-01-22

Family

ID=11770165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1115690A Expired - Lifetime JP2573383B2 (ja) 1989-08-11 1990-01-19 液晶表示装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2573383B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020050614A1 (ko) * 2018-09-04 2020-03-12 주식회사 엘지화학 투과도 가변 디바이스

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04194820A (ja) * 1990-11-22 1992-07-14 Sharp Corp 液晶表示装置
KR100294680B1 (ko) * 1993-06-07 2001-09-17 구본준, 론 위라하디락사 필름보상형액정표시장치구조
US5737047A (en) * 1995-03-27 1998-04-07 Casio Computer Co., Ltd. Color liquid crystal display device with optical axes of retardation polarization plates set in an opposite direction of twist direction of LC molecules
JP3292809B2 (ja) * 1996-09-25 2002-06-17 松下電器産業株式会社 カラー液晶表示素子
CN1161642C (zh) * 1997-05-09 2004-08-11 夏普公司 叠层相位差板以及由该板构成的液晶显示装置
KR20040027216A (ko) * 2002-09-27 2004-04-01 삼성전자주식회사 Ocb모드 액정 표시 장치 그 구동 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020050614A1 (ko) * 2018-09-04 2020-03-12 주식회사 엘지화학 투과도 가변 디바이스
US11391991B2 (en) 2018-09-04 2022-07-19 Lg Chem, Ltd. Transmittance-variable device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03215826A (ja) 1991-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5249071A (en) Liquid crystal display having positive and negative uniaxially oriented polymer films
US5142393A (en) Electro-optical liquid crystal device with compensator having negative optical anisotropy
JPH02289824A (ja) 液晶表示素子
JPH09101515A (ja) 液晶表示装置
US5291323A (en) Liquid crystal display device with positive and negative compensating films each with its optical axis parallel to the surface
US8085370B2 (en) Single-polarizer reflective bistable twisted nematic (BTN) liquid crystal display device
EP0478383B1 (en) Liquid crystal display apparatus
JP2796210B2 (ja) 液晶表示装置
JP2573383B2 (ja) 液晶表示装置
KR20010072055A (ko) 새로운 복굴절 필름의 적층에 의한 lcd 스크린의시야각의 개선
JP3712833B2 (ja) 反射型液晶表示装置
Seiberle et al. Multidomain LCDs and complex optical retarders generated by photo-alignment
JP2892101B2 (ja) フルカラー液晶表示装置
JP2695671B2 (ja) 液晶表示装置
JP4553702B2 (ja) 液晶表示装置
JP2659810B2 (ja) 液晶表示装置
JPH06230368A (ja) 位相差板およびこれを用いた液晶表示装置
JPH01304422A (ja) 液晶装置
JP3031842B2 (ja) 液晶表示素子
JP3001767B2 (ja) 液晶表示装置
JP2571631B2 (ja) 液晶表示装置
KR20090083057A (ko) 수평 방향의 콘트라스트 비가 개선된 tn―lcd 및편광판
JPH0519251A (ja) 液晶表示装置
JPH03269412A (ja) 液晶表示装置
JP2008020929A (ja) 液晶ディスプレイ

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071024

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081024

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081024

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 13

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091024

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 13

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091024

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 14

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101024

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101024

Year of fee payment: 14