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JPH01120527A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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Publication number
JPH01120527A
JPH01120527A JP62278959A JP27895987A JPH01120527A JP H01120527 A JPH01120527 A JP H01120527A JP 62278959 A JP62278959 A JP 62278959A JP 27895987 A JP27895987 A JP 27895987A JP H01120527 A JPH01120527 A JP H01120527A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
analyzer
glass substrate
display device
Prior art date
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Pending
Application number
JP62278959A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuichi Kanzaki
修一 神崎
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 JP62278959A priority Critical patent/JPH01120527A/ja
Priority to US07/264,345 priority patent/US4973137A/en
Priority to EP88310422A priority patent/EP0315484B1/en
Priority to KR1019880014511A priority patent/KR890008592A/ko
Priority to DE3852863T priority patent/DE3852863T2/de
Publication of JPH01120527A publication Critical patent/JPH01120527A/ja
Priority to KR2019930003570U priority patent/KR940001473Y1/ko
Pending legal-status Critical Current

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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、ツィステッド・ネマチック（ＴＮ）型液晶表
示装置の改良に関する。
〈従来の技術〉 液晶表示装置は、現在、時計、電卓をはじめとして、コ
ンピュータの端末、ワープロのデイスプレィ、ＴＶ等の
広い分野にわたって利用されている。
ところで、この液晶表示装置の表示モードとしては、コ
ントラストの観点から液晶分子を１８０’〜２７０°付
近までねじることによってマルチプレックス駆動特性を
向上させたＳｕｐｅｒｔｗｉｓｔｅｄ［１ｉｒｅｆｒｉ
ｎｇｅｎｃｅ　　Ｉ！ｆｆｅｃｔ　　（Ｓ　Ｂ　Ｅ　）
型表示モードが主流となりつつある。このＳＢＥ型液晶
セルの模式的断面構造を第５図に示す。同図において、
２枚の電極形成基板１７．１８間で正の誘電率異方性を
有するネマチック液晶をねじれ角度φのらせん構造にす
るためには、例えば斜方蒸着法や液晶の電極基板に接す
る面を布で〒方向にこするラビング法等の配向処理を行
ないミさらに上記ネマチック液晶に光学活性物質を添加
することによって誘起されるらせんピッチＰと、液晶セ
ルの層厚ｄとの比ｄ／Ｐを（φ／２π−１／４）＜ｄ／
Ｐく（φ／２π＋ｌ／４）の範囲に設定すればよい。
第６図にはＳＢＥ型液晶セルにおける典型的な電圧−透
過率特性を示す。観測方向は、液晶表示面の法線方向で
ある。ここで、この電圧−透過率特性の闇値特性の急峻
性を表わすパラメータとしてα値を定義する。このα値
は、透過率が９０％になる電圧Ｖ、。％と透過率が１０
％になる電圧■１゜％の比ＶＩＯ％／　ｖ　ｑ。％であ
る。このα値が１に近付く程、闇値特性が急峻になり、
マルチプレックス駆動特性が向上することになる。そこ
で、ＳＢＥ型液晶セルに液晶材料としてフェニルシクロ
へサン系（以下、ＰＣＨ系と称す）を用いた場合と従来
のねじれ角度が９０°のＴＮ型液晶の場合のα値を測定
したところ、前者においてはα値は１．０８であったの
に対して、後者ではα値は１．４０であった。このよう
に、ＳＢＥ型液晶セルは、非常に鋭い闇値特性を有して
いることがわかる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 第７図は従来のＳＢＥ型液晶セルのオン状態とオフ状態
における透過率の波長依存性を示し、第８図は従来のね
じれ角度が９０°のＴＮ型液晶セルのオン状態とオフ状
態における透過率の波長依存性を示す。この２つの図か
ら明らかなように、ＳＢＥ型液晶セルでは、ＴＮ型液晶
セルに比べて透過率の波長依存性が大きいことがわかる
。これは、ＳＢＥ型表示モードが液晶の複屈折効果を利
用しているためである。したがって、ＳＢＥ型液晶セル
では、可視光領域金膜にわたって均等に光をスイッチン
グすることができず、表示に色づきが生じる。これは、
表示品位を著しく低下させる原因になっている。
〈問題点を解決するための手段〉 上記問題点に鑑み、本発明者は、表示の色づきがなく且
つ高品位の白黒表示を得るための条件について種々検討
を行なった。その結果、本発明の液晶表示装置は、ＳＢ
Ｅ型液晶セルにおいて検光子と電極基板との間あるいは
偏光子と電極基板との間の少なくとも一方に、面内方向
に光学的な一軸性を示すフィルム状シート（以下、補償
板と称す）を設けた構造をもつ。
く作用〉 本発明の液晶表示装置は、上述の構造によって、ＳＢＥ
型液晶セルにおける透過率特性が波長に対してほぼ平坦
になり、白黒の良好な表示が得られると共に、電圧−透
過率特性において鋭い闇値特性が得られる。
〈実施例〉 以下、実施例に基づいて本発明を詳述する。
第１図は本発明に係る液晶表示装置の一実施例の模式的
断面構造を示す。図において、１は上側ガラス基板、２
は下側ガラス基板、３は補償板、４．５は透明電極、６
．７は配向膜、８は液晶層、９は検光子（上側偏光板）
、１０は偏光子（下側偏光板）、１１は光源である。
上側ガラス基板１と下側ガラス基板２は上下−対の電極
基板を構成し、上側ガラス基板１の下面と下側ガラス基
板２の上面に酸化インジウムからなる透明電極４．５が
それぞれパターン化して形成されている。この透明電極
４．５の表面には、ポリイミドシラン系高分子被膜から
なる配向膜６．７がそれぞれ形成されており、この配向
膜６．７の表面には布による一定方向のラビング処理が
施されている。
上下の配向膜６．７の間に液晶層８が存在する。
この液晶Ｎ８は、光学活性物質が添加された正の誘電率
異方性を有するネマチック液晶層であり、上下の配向膜
６．７によって液晶層の厚さ方向に液晶分子が９０″よ
り大きいねじれ角度でねじれたらせん構造を形成するよ
うに挟持されている。
液晶層８は、ＰＣＨ系でその組成比が表１に示すものが
好適であるが、ＰＣＨ系以外にはビフェニール系、ピリ
ミジン系、エステル系などでもよい。
上側ガラス基板１とその上側の検光子９との間には、複
屈折性を有する補償板３が配設されている。この補償板
３は、第２図に示すように面内方向に光学的な一軸性を
もったフィルム状シートにより形成されている。この補
償板３は、材質としてはポリエステル系のものが好適で
あるが、ポリエステル系以外には面内方向に光学的な一
軸性を示スポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ナ
イロン、アセテートなどのフィルム状シートが用いられ
る。この補償板３は、下側ガラス基板２とその下側の偏
光子１０の間に配設してもよいし、上側ガラス基板１と
検光子９の間と下側ガラス基板２と偏光子１０の間の両
方に配設してもよい。
第３図は上述の構成の液晶セルにおけるラビング角度ψ
、液晶分子のねじれ角度φ、検光子（上側偏光板）９の
設定角度β、偏光子（下側偏光板）１０の設定角度γ、
補償板３の設定角度θの関係を示している。図において
、ψは、上側ガラス基板１のラビング方向１２すなわら
上側ガラス基板１上の液晶分子の長軸方向と下側ガラス
基板２のラビング方向１３すなわち下側ガラス基板２上
の液晶分子の長軸方向とのなす角度を表す。φは、液晶
分子のねじれ角度を表し、ψ＝３６０°−φを満たすよ
うに調節されている。ところで、液晶分子のねじれ角度
φは、ネマチック液晶に光学活性物質を添加することに
より誘起される固有のらせんピッチＰと液晶層の層厚ｄ
との比ｄ／Ｐに依存し、液晶分子のねじれ角度をψにす
るためには（φ／２π−１／４）＜ｄ／ｐ＜　（φ／２
π＋１７４）の範囲に調節する必要があることは周知の
事実である。具体的には、ねじれ角度φは、１８０＠≦
φ≦３００６の範囲である。βとγについては、検光子
９の偏光軸方向１４と検光子９側の電極基板１上の液晶
分子の長軸方向１２とのなす角度がβであり、偏光子１
０の偏光軸方向１５と偏光子１０側の電極基板２上の液
晶分子の長軸方向１３とのなす角度がγである。θは、
−軸性を示すフィルム状シートからなる補償板３の光学
軸方向１６と電極基板１上の液晶分子の長軸方向１２と
のなす角度である。
第４図は補償板を設けた上述の構造のＳＢＥ型液晶セル
における透過率の波長依存性を示す。この場合、液晶材
料はＰＣＨ系であり、この液晶の屈折率異方性Δｎは０
．１３、液晶Ｎ８の層厚ｄは５μｍであり、したがって
Δｎ−ｄの値は０．６５μｍである。また、補償板３は
、その材質がポリエステルであり、面内方向における屈
折率異方性Δｎ°は０．０４、膜厚ｄ゛は６ｐｍであり
、したがってΔｎ゛　・ｄ′の値は０．２４μｍである
。この図から、補償板を設けたＳＢＥ型液晶セルにおけ
る透過率特性が波長に対して充分に乍坦になっているこ
とがわかる。さらに、この場合におけるα値は１．０４
であり、これに対して前述のよに補償板を設けない場合
のα値が１．０８であったことから、マルチプレックス
駆動特性も向上していることがわかる。
この構造の液晶表示素子において実用的な観点から十分
に平坦な透過率特性を得るためには、Δｎ−ｄの値とし
ては０．３　ｐ　ｍ≦Δｎ−ｄ≦０．９　ｐ　ｍの範囲
に設定することが望ましい。また、補償板３のΔｎ゛　
・ｄ゛の値としては、０．１μｍ≦Δｎ゛・ｄ゛　５０
．９８ｍの範囲に設定することが望ましい。
また、偏光子１０と検光子９の設定角度β、γ及び補償
Ｆｉ３の光学軸の設定角度θについては、偏光子１０側
の電極基板２から検光子９例の電極基板１に向って液晶
分子がねじれていく方向を正にしたとき、角度β、γ、
θをそれぞれ３０６≦β≦１００”、−１０″′≦γ≦
７０＠、４０°≦θ≦１２０＠あるいは一６０″≦β≦
１０＠、−１００’≦γ≦−２０″、−５０’　≦θ≦
３０　。
の範囲に設定することが望ましい。これによって、透過
率特性の波長依存性が少なくなり、白黒の良好な表示が
可能となる。
なお、以上の結果は、ＰＣＨ系以外の他の正の誘電率異
方性を有するネマチック液晶を用いても、また、光学的
に一軸性を有するフィルム状シートとしてはポリエステ
ル系以外の他の材質を用いても同様の結果であった。さ
らに、−軸性フィルムシートを偏光子１０と電極基板２
の間に設けても同様の結果であった。
次に、具体例について説明する。
液晶材料として表２に示す組成の液晶を用い、液晶分子
のねじれ角度φを２７０”、液晶層の層厚ｄを５．０μ
ｍとした。さらに、この液晶には、ねじれ角度φが２７
０＠になるように光学活性物質としてＳ−８１１（メル
ク社製）が１．１７ｗｔ％添加されている。この場合の
ｄ／Ｐの値は約０．６５になる。また、表２に示したネ
マチック液晶の屈折率異方性Δｎは０．１２であるので
、Δｎ−ｄ＝０．６μｍとなる。偏光板９の設定角度β
を６０”、偏光板１０の設定角度Ｔを２０’に設定し、
補償板３の光学軸の角度θを３０＠に設定した。補償！
３の面内方向における屈折率異方性Δｎ°は０゜０４で
あり、補償板３の膜厚ｄ°は６μｍである。
したがって、Δｎ゛　・ｄｏの値は０．２４μｍとなる
。以上のような条件のもとて液晶表示装置の透過率特性
は第４図に示すように十分に平坦なものであった。さら
に、この場合のα値は１．０４であり、印加電圧−透過
率特性における閾値特性が改善されていることが確認さ
れた。
〈発明の効果〉 以上発明したように本発明においては、Ｓ′ＢＥ型液晶
セルにおいて検光子と電極基板との間あるいは偏光子と
電極基板との間の少なくとも一方に面内方向に光学的な
一軸性を有するフィルム状シートを配設した構造とした
ことにより、透過率特性が波長に対してほぼ平坦になり
、表示品質に優れた高コントラストの白黒表示が得られ
る。さらに、印加電圧−透過率特性において鋭い闇値特
性が得られる。したがって、グラフィックデイスプレィ
やキャラクタ−用デイスプレィ、さらに液晶テレビなど
への適用にも極めて有効である。
表　　１ 表　　２
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例のＳＢＥ型液晶表示装置の模式的
な断面構造を示す図、 第２図は本発明実施例の補償板の構成を示す図、第３図
は本発明実施例のＳＢＥ型液晶表示装置におけるラビン
グ角度などの関係を示す図、第４図は本発明実施例のＳ
ＢＥ型液晶表示装置における透過率の波長依存性を示す
図、第５図は従来例のＳＢＥ型液晶表示装置の模式的断
面構造を示す図、 第６図は従来例のＳＢＥ型液晶セルの印加電圧−透過率
特性を示す図、 第７図は従来例のＳＢＥ型液晶セルの透過率の波長依存
性を示す図、 第８図は従来例のねじれ角度が９０°のＴＮ型液晶セル
における透過率の波長依存性を示す図である。 １・・・上側ガラス基板 ２・・・下側ガラス基板 ３・・・補償板 ４．５・・・透明電極 ６．７・・・配向膜 ８・・・液晶層 ９・・・検光子 １０・・・偏光子 １１・・・光源 特許出願人　　　　シャープ株式会社 代　理　人　　　　弁理士　西１）新 築１図 第２図 ７ｔ’ｏ：、１１−殺　・・ ｄ゛：膜厚 ４’ｒＬ　＝　ｒＬｅ−／ＬＯ 第３図 第５図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 相対向して配置された上下一対の電極基板間に、光学活
    性物質が添加された正の誘電率異方性を有するネマチッ
    ク液晶層をこの液晶層の厚さ方向に液晶分子が所定のね
    じれ角度を有してねじれたらせん構造を形成するように
    挟持し、かつ上記一対の電極基板の外側に検光子と偏光
    子を備えるとともに、上記検光子と上記電極基板との間
    あるいは上記偏光子と上記電極基板との間の少なくとも
    一方に複屈折性を示すフィルム状シートを備えたことを
    特徴とする液晶表示装置。
JP62278959A 1987-11-04 1987-11-04 液晶表示装置 Pending JPH01120527A (ja)

Priority Applications (6)

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JP62278959A JPH01120527A (ja) 1987-11-04 1987-11-04 液晶表示装置
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