JPH0968706A - 液晶表示素子 - Google Patents
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 プラスチックフィルムやプラスチック板など
の光学異方性を有する基板を用いても、表示品質を損な
うことなく量産性の良い、軽量で割れないＳＴＮ型液晶
表示素子の提供。 【解決手段】 偏光板の光吸収軸方向または光透過軸方
向と、該偏光板と隣接する基板表面上の液晶の配向方向
とのなす角度が４５°±２２．５°の範囲内にある液晶
表示素子において、一対の基板のリターデーション値を
５０ｎｍ以下とし、一方の基板の最大屈折率方向を、該
基板上の液晶分子の配向方向を中心に±４５°以内の範
囲に配置し、他方の基板の最大屈折率方向を、該基板上
の液晶分子の配向方向と直交する方向を中心に±４５°
以内の範囲に配置することを特徴とする液晶表示素子。
の光学異方性を有する基板を用いても、表示品質を損な
うことなく量産性の良い、軽量で割れないＳＴＮ型液晶
表示素子の提供。 【解決手段】 偏光板の光吸収軸方向または光透過軸方
向と、該偏光板と隣接する基板表面上の液晶の配向方向
とのなす角度が４５°±２２．５°の範囲内にある液晶
表示素子において、一対の基板のリターデーション値を
５０ｎｍ以下とし、一方の基板の最大屈折率方向を、該
基板上の液晶分子の配向方向を中心に±４５°以内の範
囲に配置し、他方の基板の最大屈折率方向を、該基板上
の液晶分子の配向方向と直交する方向を中心に±４５°
以内の範囲に配置することを特徴とする液晶表示素子。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、光学異方性を有する基板を用い
たＳＴＮ型液晶表示素子に関する。
たＳＴＮ型液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来技術】ＳＴＮ型の液晶セルと色補償用の光学異方
体を組み合わせて、背景色と表示色を無彩色化し、視認
性を良くしたＳＴＮ型液晶表示素子は、パーソナルコン
ピュータや携帯用情報端末の表示部に広く用いられてい
る。一方、従来のガラス基板を用いた液晶表示素子にか
わって、プラスチックフィルムやプラスチック板を基板
として用いる液晶表示素子が、軽量で、かつ落下した場
合にも割れないという利点から注目され、小型のＴＮ型
液晶表示素子で実用化されている。プラスチックフィル
ムやプラスチック板は、一般には光学異方性を持つた
め、液晶表示素子の基板として用いる場合には、光学異
方性が液晶表示素子の光学特性に与える影響を考慮する
必要がある。例えば特開昭６０−７８４２０号公報で
は、プラスチック基板のリターデーション値（基板の
厚さと基板の屈折率異方性の積）を１５ｎｍ以下とす
る、または、基板の光学異方軸と液晶配向処理方向と
のなす角度を、基板のリターデーション値に対応して４
５°より小さな所定の角度とする、ことにより、基板の
光学異方性による、液晶表示素子のコントラスト低下や
着色現象を防止していた。ところが、これらの方法は、
公報には明記されていないが、主にＴＮ型液晶表示素子
を対象としていて、いずれかの方法をＳＴＮ型液晶表示
素子に適用した場合、基板のリターデーション値が１５
ｎｍ以下であっても、液晶表示素子のコントラスト低下
や、着色現象を生じていた。これは基板の光学異方性
が、見かけ上の液晶層のリターデーション値を増減させ
るためである。ＳＴＮ型液晶表示素子で、ＴＮ型液晶表
示素子に比べて基板の光学異方性の影響が大きい理由
は、ＴＮ型液晶表示素子は液晶層の旋光性を利用して
表示を行うのに対して、ＳＴＮ型液晶表示素子では、液
晶層の旋光性と複屈折性を利用しており、見かけ上の液
晶層のリターデーション値の増減が、表示特性の変化と
して現れやすい、ＳＴＮ型液晶セルと光学異方体を組
み合わせた液晶表示素子では、少なくとも一方の基板と
偏光板との間に光学異方体が有るために、偏光板の光吸
収軸と基板の最大屈折率方向を一致または直交しても、
基板の光学異方性の影響を打ち消すことができない、た
めである。したがって、プラスチックフィルムやプラス
チック板などの光学異方性を有する基板を用いたＳＴＮ
型の液晶表示素子では、基板の光学異方性に起因する明
るさの低下、駆動電圧のシフト、コントラストの低下等
の表示品質の低下が生じていた。
体を組み合わせて、背景色と表示色を無彩色化し、視認
性を良くしたＳＴＮ型液晶表示素子は、パーソナルコン
ピュータや携帯用情報端末の表示部に広く用いられてい
る。一方、従来のガラス基板を用いた液晶表示素子にか
わって、プラスチックフィルムやプラスチック板を基板
として用いる液晶表示素子が、軽量で、かつ落下した場
合にも割れないという利点から注目され、小型のＴＮ型
液晶表示素子で実用化されている。プラスチックフィル
ムやプラスチック板は、一般には光学異方性を持つた
め、液晶表示素子の基板として用いる場合には、光学異
方性が液晶表示素子の光学特性に与える影響を考慮する
必要がある。例えば特開昭６０−７８４２０号公報で
は、プラスチック基板のリターデーション値（基板の
厚さと基板の屈折率異方性の積）を１５ｎｍ以下とす
る、または、基板の光学異方軸と液晶配向処理方向と
のなす角度を、基板のリターデーション値に対応して４
５°より小さな所定の角度とする、ことにより、基板の
光学異方性による、液晶表示素子のコントラスト低下や
着色現象を防止していた。ところが、これらの方法は、
公報には明記されていないが、主にＴＮ型液晶表示素子
を対象としていて、いずれかの方法をＳＴＮ型液晶表示
素子に適用した場合、基板のリターデーション値が１５
ｎｍ以下であっても、液晶表示素子のコントラスト低下
や、着色現象を生じていた。これは基板の光学異方性
が、見かけ上の液晶層のリターデーション値を増減させ
るためである。ＳＴＮ型液晶表示素子で、ＴＮ型液晶表
示素子に比べて基板の光学異方性の影響が大きい理由
は、ＴＮ型液晶表示素子は液晶層の旋光性を利用して
表示を行うのに対して、ＳＴＮ型液晶表示素子では、液
晶層の旋光性と複屈折性を利用しており、見かけ上の液
晶層のリターデーション値の増減が、表示特性の変化と
して現れやすい、ＳＴＮ型液晶セルと光学異方体を組
み合わせた液晶表示素子では、少なくとも一方の基板と
偏光板との間に光学異方体が有るために、偏光板の光吸
収軸と基板の最大屈折率方向を一致または直交しても、
基板の光学異方性の影響を打ち消すことができない、た
めである。したがって、プラスチックフィルムやプラス
チック板などの光学異方性を有する基板を用いたＳＴＮ
型の液晶表示素子では、基板の光学異方性に起因する明
るさの低下、駆動電圧のシフト、コントラストの低下等
の表示品質の低下が生じていた。
【０００３】
【目的】本発明は、このような状況に鑑み、プラスチッ
クフィルムやプラスチック板などの光学異方性を有する
基板を用いても、表示品質を損なうことなく量産性の良
い、軽量で割れないＳＴＮ型液晶表示素子を提供するこ
とを目的とする。
クフィルムやプラスチック板などの光学異方性を有する
基板を用いても、表示品質を損なうことなく量産性の良
い、軽量で割れないＳＴＮ型液晶表示素子を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【構成】本発明は、少なくとも一つの偏光板（Ａ）と、
少なくとも一つの光学異方体（Ｂ）と、光学的異方性を
有する一対の基板（Ｃ）と、該一対の基板（Ｃ）の一方
の基板表面から他方の基板表面にわたって液晶分子の配
向方向が９０°以上ねじれたネマティック液晶層（Ｄ）
と、反射板または半透過板（Ｅ）の各光学要素を積層し
てなり、前記偏光板（Ａ）の光吸収軸方向または光透過
軸方向と、該偏光板（Ａ）と隣接する前記光学異方体
（Ｂ）の最大屈折率方向とのなす角度が４５°±２２．
５°の範囲内にあり、前記偏光板（Ａ）の光吸収軸方向
または光透過軸方向と、該偏光板（Ａ）と隣接する基板
表面上の液晶の配向方向とのなす角度が４５°±２２．
５°の範囲内にある液晶表示素子において、一対の基板
（Ｃ）のリターデーション値を５０ｎｍ以下とし、一方
の基板の最大屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向
方向を中心に±４５°以内の範囲に配置し、他方の基板
の最大屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向方向と
直交する方向を中心に±４５°以内の範囲に配置するこ
とを特徴とする液晶表示素子に関する。すなわち本発明
者らは、プラスチックフィルムやプラスチックフィルム
板等の光学異方性を有する基板を用いたＳＴＮ型の液晶
表示素子において、上下基板の各光学要素の方位、およ
びリターデーションについて検討した結果、一対の基板
のリターデーション値を５０ｎｍ以下とし、一方の基板
の最大屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向方向を
中心に±４５°以内の範囲に配置し、他方の基板の最大
屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向方向と直交す
る方向を中心に±４５°以内の範囲に配置することによ
り、上下基板の光学異方性が打ち消されることに着目
し、基板の光学異方性による明るさの低下がなく、色づ
きが小さく、コントラストの低下もない液晶表示素子を
完成することができた。前記一対の基板のリターデーシ
ョン値は、好ましくは０〜２０ｎｍである。また、前記
一対の基板の最大屈折率方向が互いに実質的に直交し、
一方の基板の最大屈折率方向は外形が矩形である液晶表
示素子の上下または左右の辺と平行であることが量産性
の観点から好ましい。前記実質的に直交とは、例えば８
０°〜１００°である。あるいは、一対の基板の最大屈
折率方向を実質的に同じとすることにより、基板の製法
上、温度や湿度などの環境の変化による寸法変化が、最
大屈折率方向を基準とした方向によって異なる場合に、
上下基板の寸法変化の異方軸が一致させることができる
ので、液晶表示素子の製造工程中で環境が変動し、基板
の寸法が変化した場合にも、上下の基板にそれぞれ形成
された表示用電極パターンの重ね合わせずれ等の不良が
生じにくく、量産性に優れている。前記実質的に同じと
は全く同一方向である必要はなく、０°〜２０°程度は
異なっていてもよい。本発明の液晶表示素子は、該素子
の表示を、電圧無印加時に明表示、電圧印加時に暗表示
になるように構成すると、表示の背景が明るく、表示品
質が良いので好ましい。
少なくとも一つの光学異方体（Ｂ）と、光学的異方性を
有する一対の基板（Ｃ）と、該一対の基板（Ｃ）の一方
の基板表面から他方の基板表面にわたって液晶分子の配
向方向が９０°以上ねじれたネマティック液晶層（Ｄ）
と、反射板または半透過板（Ｅ）の各光学要素を積層し
てなり、前記偏光板（Ａ）の光吸収軸方向または光透過
軸方向と、該偏光板（Ａ）と隣接する前記光学異方体
（Ｂ）の最大屈折率方向とのなす角度が４５°±２２．
５°の範囲内にあり、前記偏光板（Ａ）の光吸収軸方向
または光透過軸方向と、該偏光板（Ａ）と隣接する基板
表面上の液晶の配向方向とのなす角度が４５°±２２．
５°の範囲内にある液晶表示素子において、一対の基板
（Ｃ）のリターデーション値を５０ｎｍ以下とし、一方
の基板の最大屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向
方向を中心に±４５°以内の範囲に配置し、他方の基板
の最大屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向方向と
直交する方向を中心に±４５°以内の範囲に配置するこ
とを特徴とする液晶表示素子に関する。すなわち本発明
者らは、プラスチックフィルムやプラスチックフィルム
板等の光学異方性を有する基板を用いたＳＴＮ型の液晶
表示素子において、上下基板の各光学要素の方位、およ
びリターデーションについて検討した結果、一対の基板
のリターデーション値を５０ｎｍ以下とし、一方の基板
の最大屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向方向を
中心に±４５°以内の範囲に配置し、他方の基板の最大
屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向方向と直交す
る方向を中心に±４５°以内の範囲に配置することによ
り、上下基板の光学異方性が打ち消されることに着目
し、基板の光学異方性による明るさの低下がなく、色づ
きが小さく、コントラストの低下もない液晶表示素子を
完成することができた。前記一対の基板のリターデーシ
ョン値は、好ましくは０〜２０ｎｍである。また、前記
一対の基板の最大屈折率方向が互いに実質的に直交し、
一方の基板の最大屈折率方向は外形が矩形である液晶表
示素子の上下または左右の辺と平行であることが量産性
の観点から好ましい。前記実質的に直交とは、例えば８
０°〜１００°である。あるいは、一対の基板の最大屈
折率方向を実質的に同じとすることにより、基板の製法
上、温度や湿度などの環境の変化による寸法変化が、最
大屈折率方向を基準とした方向によって異なる場合に、
上下基板の寸法変化の異方軸が一致させることができる
ので、液晶表示素子の製造工程中で環境が変動し、基板
の寸法が変化した場合にも、上下の基板にそれぞれ形成
された表示用電極パターンの重ね合わせずれ等の不良が
生じにくく、量産性に優れている。前記実質的に同じと
は全く同一方向である必要はなく、０°〜２０°程度は
異なっていてもよい。本発明の液晶表示素子は、該素子
の表示を、電圧無印加時に明表示、電圧印加時に暗表示
になるように構成すると、表示の背景が明るく、表示品
質が良いので好ましい。
【０００５】
実施例１ 液晶のねじれ角２４０°（液晶のねじれは、左ねじ
れ）、液晶層の厚さ６．７μｍの液晶表示素子を厚さ２
１０μｍ、リターデーション値５０ｎｍのプラスチック
フィルム基板を用いて、上下基板の最大屈折率方向の配
置を０°から１８０°の範囲で種々にかえて作製した。
プラスチックフィルム基板は、厚さ１８０μｍのポリカ
ーボネートフィルムをベースとして、ガスバリアー層、
耐溶剤層が両面にコートしてあり、片面に厚さ約１３０
ｎｍのＩＴＯからなる透明導電膜がスパッタ法で形成さ
れたものを使用した。液晶表示素子の構成を図１に示
す。プラスチックフィルム基板のリターデーション値
は、オーク製作所製の自動複屈折測定装置ＡＤＲ−２０
０Ｂ（測定光波長６３２．８ｎｍ）を用いて測定した値
から、Ｃａｕｃｈｙの分散式により、波長５５０ｎｍで
の値に換算した値である。各光学要素の方位の関係を図
２に示す。上基板と上偏光板の間には、色補償用の光学
異方体として、厚さ８０μｍ、リターデーション値５８
０ｎｍのポリカーボネートフィルムの位相差板を配置し
た。各光学要素の方位は、液晶表示素子を正置し、上面
からみて、６時方向を基準に反時計方向を正として、下
偏光板の光吸収軸を７５°、下基板の液晶層側表面のラ
ビング方向を１２０°、上基板の液晶層側表面のラビン
グ方向を６０°、位相差板の最大屈折率方向を１５０
°、上偏光板の光吸収軸方向を１５°とした。作製した
液晶表示素子の分光反射率を大塚電子製液晶評価装置Ｌ
ＣＤ−５０００を用いて、標準白色板をリファレンスと
して測定し、明度と色度を求めた。明度と色度は、ＪＩ
Ｓ−Ｚ８７０１に定められた方法により、２度視野ＸＹ
Ｚ表色系における等色関数と標準光源Ｄ65の光源分布を
用いて、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを計算し、さらに、ＪＩＳ
−Ｚ８７２９に定められた方法により明度指数Ｌ*およ
びクロマティクネス指数ａ*，ｂ*を計算した。比較のた
め、同様の液晶表示素子を厚さ１．１ｍｍの光学的に等
方性なガラス基板を用いて作製し、明度と色度を求めた
結果、Ｌ*＝６０．１，ａ*＝−４．０７，ｂ*＝１１．
９１であり、電圧を印加したときのコントラストは良好
であった。上下基板の最大屈折率方向をそれぞれ１６０
°，１１０°とした液晶表示素子の明度と色度はＬ*＝
５９．８，ａ*＝−４．５０，ｂ*＝１０．４６で比較の
ために作製したガラス基板液晶表示素子と明るさ、色が
ほぼ同じで、電圧を印加したときのコントラストもほぼ
同じであり、表示品質は良好であった。上下基板の最大
屈折率方向をそれぞれ９０°，０°とした液晶表示素子
も、表示品質は良好であった。さらに、詳細に検討した
結果、下基板の最大屈折率方向を、下基板表面での液晶
分子の配向方向を中心に±４５°以内の範囲に配置した
場合には、基板の光学異方性による表示品質の低下が小
さい上基板の最大屈折率方向が、上基板表面での液晶分
子の配向方向と直交する方向を中心に±４５°以内の範
囲にあり、下基板の最大屈折率方向を、下基板表面で
の、液晶分子の配向方向と直交する方向を中心に±４５
°以内の範囲に配置した場合には、基板の光学異方性に
よる表示品質の低下が小さい上基板の最大屈折率方向
が、上基板表面での液晶分子の配向方向を中心に±４５
°以内の範囲にあることがわかった。これは、下基板の
最大屈折率方向が下基板表面での液晶分子の配向方向を
中心に±４５°以内の範囲にあるときには、下基板の光
学異方性は液晶層の見かけのリターデーションを増加さ
せ、上基板の最大屈折率方向が上基板表面での液晶分子
の配向方向と直交する方向を中心に±４５°以内の範囲
にあるときは、上基板の光学異方性は液晶層の見かけの
リターデーションを減少させ、結果として上下基板の光
学異方性が打ち消されるためである。本実施例では液晶
のねじれ角が２４０°で左ねじれのネマティック液晶層
の場合について説明したが、ネマティック液晶層のねじ
れ角を９０°から３６０°の範囲でかえた場合や、右ね
じれの場合でも、同様の効果が得られる。本実施例で
は、色補償用の光学異方体を、上基板と上偏光板の間に
ひとつだけ配置する場合ついて説明したが、下基板と下
偏光板の間にひとつだけ配置する場合や、上基板と上偏
光板、下基板と下偏光板の両方に配置する場合にも同様
の効果が得られる。ただし、前記光学異方体を液晶層よ
りも視方側に配置すると、光学異方体を液晶層よりも視
方向では反対側に配置する場合にくらべて、光学異方体
の厚さによって生じる２重像がなく、表示品質が良い。
本実施例では、色補償用の光学異方体として、ポリカー
ボネートフィルムを用いたが、該光学異方体としては例
えば高分子液晶を配向させてフィルム状としたものな
ど、ポリカーボネート以外の光学位相板として通常用い
られる光学素子を使用してもよく、このような光学異方
体として高分子物質を延伸したフィルムを用いることに
より、液晶表示素子の厚さを薄くすることができる。前
記光学異方性の基板を構成するプラスチックフィルムあ
るいはプラスチック板としては、厚さ３００μｍ以下の
ものが、厚さによる光路のずれで生じる２重像が見えに
くくなり、表示品質が良いので好ましい。
れ）、液晶層の厚さ６．７μｍの液晶表示素子を厚さ２
１０μｍ、リターデーション値５０ｎｍのプラスチック
フィルム基板を用いて、上下基板の最大屈折率方向の配
置を０°から１８０°の範囲で種々にかえて作製した。
プラスチックフィルム基板は、厚さ１８０μｍのポリカ
ーボネートフィルムをベースとして、ガスバリアー層、
耐溶剤層が両面にコートしてあり、片面に厚さ約１３０
ｎｍのＩＴＯからなる透明導電膜がスパッタ法で形成さ
れたものを使用した。液晶表示素子の構成を図１に示
す。プラスチックフィルム基板のリターデーション値
は、オーク製作所製の自動複屈折測定装置ＡＤＲ−２０
０Ｂ（測定光波長６３２．８ｎｍ）を用いて測定した値
から、Ｃａｕｃｈｙの分散式により、波長５５０ｎｍで
の値に換算した値である。各光学要素の方位の関係を図
２に示す。上基板と上偏光板の間には、色補償用の光学
異方体として、厚さ８０μｍ、リターデーション値５８
０ｎｍのポリカーボネートフィルムの位相差板を配置し
た。各光学要素の方位は、液晶表示素子を正置し、上面
からみて、６時方向を基準に反時計方向を正として、下
偏光板の光吸収軸を７５°、下基板の液晶層側表面のラ
ビング方向を１２０°、上基板の液晶層側表面のラビン
グ方向を６０°、位相差板の最大屈折率方向を１５０
°、上偏光板の光吸収軸方向を１５°とした。作製した
液晶表示素子の分光反射率を大塚電子製液晶評価装置Ｌ
ＣＤ−５０００を用いて、標準白色板をリファレンスと
して測定し、明度と色度を求めた。明度と色度は、ＪＩ
Ｓ−Ｚ８７０１に定められた方法により、２度視野ＸＹ
Ｚ表色系における等色関数と標準光源Ｄ65の光源分布を
用いて、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを計算し、さらに、ＪＩＳ
−Ｚ８７２９に定められた方法により明度指数Ｌ*およ
びクロマティクネス指数ａ*，ｂ*を計算した。比較のた
め、同様の液晶表示素子を厚さ１．１ｍｍの光学的に等
方性なガラス基板を用いて作製し、明度と色度を求めた
結果、Ｌ*＝６０．１，ａ*＝−４．０７，ｂ*＝１１．
９１であり、電圧を印加したときのコントラストは良好
であった。上下基板の最大屈折率方向をそれぞれ１６０
°，１１０°とした液晶表示素子の明度と色度はＬ*＝
５９．８，ａ*＝−４．５０，ｂ*＝１０．４６で比較の
ために作製したガラス基板液晶表示素子と明るさ、色が
ほぼ同じで、電圧を印加したときのコントラストもほぼ
同じであり、表示品質は良好であった。上下基板の最大
屈折率方向をそれぞれ９０°，０°とした液晶表示素子
も、表示品質は良好であった。さらに、詳細に検討した
結果、下基板の最大屈折率方向を、下基板表面での液晶
分子の配向方向を中心に±４５°以内の範囲に配置した
場合には、基板の光学異方性による表示品質の低下が小
さい上基板の最大屈折率方向が、上基板表面での液晶分
子の配向方向と直交する方向を中心に±４５°以内の範
囲にあり、下基板の最大屈折率方向を、下基板表面で
の、液晶分子の配向方向と直交する方向を中心に±４５
°以内の範囲に配置した場合には、基板の光学異方性に
よる表示品質の低下が小さい上基板の最大屈折率方向
が、上基板表面での液晶分子の配向方向を中心に±４５
°以内の範囲にあることがわかった。これは、下基板の
最大屈折率方向が下基板表面での液晶分子の配向方向を
中心に±４５°以内の範囲にあるときには、下基板の光
学異方性は液晶層の見かけのリターデーションを増加さ
せ、上基板の最大屈折率方向が上基板表面での液晶分子
の配向方向と直交する方向を中心に±４５°以内の範囲
にあるときは、上基板の光学異方性は液晶層の見かけの
リターデーションを減少させ、結果として上下基板の光
学異方性が打ち消されるためである。本実施例では液晶
のねじれ角が２４０°で左ねじれのネマティック液晶層
の場合について説明したが、ネマティック液晶層のねじ
れ角を９０°から３６０°の範囲でかえた場合や、右ね
じれの場合でも、同様の効果が得られる。本実施例で
は、色補償用の光学異方体を、上基板と上偏光板の間に
ひとつだけ配置する場合ついて説明したが、下基板と下
偏光板の間にひとつだけ配置する場合や、上基板と上偏
光板、下基板と下偏光板の両方に配置する場合にも同様
の効果が得られる。ただし、前記光学異方体を液晶層よ
りも視方側に配置すると、光学異方体を液晶層よりも視
方向では反対側に配置する場合にくらべて、光学異方体
の厚さによって生じる２重像がなく、表示品質が良い。
本実施例では、色補償用の光学異方体として、ポリカー
ボネートフィルムを用いたが、該光学異方体としては例
えば高分子液晶を配向させてフィルム状としたものな
ど、ポリカーボネート以外の光学位相板として通常用い
られる光学素子を使用してもよく、このような光学異方
体として高分子物質を延伸したフィルムを用いることに
より、液晶表示素子の厚さを薄くすることができる。前
記光学異方性の基板を構成するプラスチックフィルムあ
るいはプラスチック板としては、厚さ３００μｍ以下の
ものが、厚さによる光路のずれで生じる２重像が見えに
くくなり、表示品質が良いので好ましい。
【０００６】比較例１ 実施例１で作製した液晶表示素子のうち、上下基板の最
大屈折率方向を６０°、１２０°とそれぞれ上下の基板
表面での液晶の配向方向と一致させた液晶表示素子の明
度と色度はＬ*＝４７．６，ａ*＝−６．８８，ｂ*＝２
２．５２で、ガラス基板液晶表示素子とは大きく異な
り、暗く、色づきが大きかった。上下基板の最大屈折率
方向を、１５０°、３０°とそれぞれ上下の基板表面で
の液晶の配向方向と直交させた液晶表示素子の明度と色
度は、Ｌ*＝４２．６，ａ*＝１０．７４，ｂ*＝７．２
９で暗く、色づきが大きかった。このように、色補償用
の光学異方体が基板と偏光板の間にある液晶表示素子で
は、上下基板の最大屈折率方向を、それぞれ上下の基板
表面での液晶の配向方向と一致または直交させた場合に
は、基板の光学異方性の影響が大きい。
大屈折率方向を６０°、１２０°とそれぞれ上下の基板
表面での液晶の配向方向と一致させた液晶表示素子の明
度と色度はＬ*＝４７．６，ａ*＝−６．８８，ｂ*＝２
２．５２で、ガラス基板液晶表示素子とは大きく異な
り、暗く、色づきが大きかった。上下基板の最大屈折率
方向を、１５０°、３０°とそれぞれ上下の基板表面で
の液晶の配向方向と直交させた液晶表示素子の明度と色
度は、Ｌ*＝４２．６，ａ*＝１０．７４，ｂ*＝７．２
９で暗く、色づきが大きかった。このように、色補償用
の光学異方体が基板と偏光板の間にある液晶表示素子で
は、上下基板の最大屈折率方向を、それぞれ上下の基板
表面での液晶の配向方向と一致または直交させた場合に
は、基板の光学異方性の影響が大きい。
【０００７】実施例２ 液晶のねじれ角２４０°（液晶のねじれは、左ねじ
れ）、液晶層の厚さ６．７μｍの液晶表示素子を実施例
１と同じ材質で厚さ１５０μｍ、リターデーション値２
０ｎｍのプラスチックフィルム基板を用いて、上下基板
の最大屈折率方向の配置を０°から１８０°の範囲で種
々にかえて作製した。構成は実施例１と同様である。各
光学要素の方位は、液晶表示素子を正置し、上面からみ
て、６時方向を基準に反時計方向を正として、下偏光板
の光吸収軸を７０°、下基板の液晶層側表面のラビング
方向を１２０°、上基板の液晶層側表面のラビング方向
を６０°、位相差板の最大屈折率方向を１５０°、上偏
光板の光吸収軸方向を１５°とした。作製した液晶表示
素子のうち、下基板の最大屈折率方向を下基板表面での
液晶の配向方向を中心に±３０°の範囲（９０°から１
５０°）で配置したものは、上基板の最大屈折率方向
が、上基板表面での液晶の配向方向と直交する方向を中
心に±３０°の範囲（１２０°から１８０°）で変わっ
ても、色はほとんど変わらず、電圧を印加した場合のコ
ントラストもほぼ同じであった。同様の液晶表示素子を
厚さ１．１ｍｍ、光学的に等方性なガラス基板を用いて
作製し、明度と色度を求めた結果、Ｌ*＝６０．０，ａ*
＝−８．１９，ｂ*＝９．５７であった。上下基板の最
大屈折率方向を上記の範囲内で変えた液晶表示素子の色
と、ガラス基板液晶表示素子の色との違いを、色差△Ｅ
*で表示した結果を図３に示す。色差は、上下基板の最
大屈折率方向を変えても小さく、基板の光学異方性の影
響は小さい。色差は、
れ）、液晶層の厚さ６．７μｍの液晶表示素子を実施例
１と同じ材質で厚さ１５０μｍ、リターデーション値２
０ｎｍのプラスチックフィルム基板を用いて、上下基板
の最大屈折率方向の配置を０°から１８０°の範囲で種
々にかえて作製した。構成は実施例１と同様である。各
光学要素の方位は、液晶表示素子を正置し、上面からみ
て、６時方向を基準に反時計方向を正として、下偏光板
の光吸収軸を７０°、下基板の液晶層側表面のラビング
方向を１２０°、上基板の液晶層側表面のラビング方向
を６０°、位相差板の最大屈折率方向を１５０°、上偏
光板の光吸収軸方向を１５°とした。作製した液晶表示
素子のうち、下基板の最大屈折率方向を下基板表面での
液晶の配向方向を中心に±３０°の範囲（９０°から１
５０°）で配置したものは、上基板の最大屈折率方向
が、上基板表面での液晶の配向方向と直交する方向を中
心に±３０°の範囲（１２０°から１８０°）で変わっ
ても、色はほとんど変わらず、電圧を印加した場合のコ
ントラストもほぼ同じであった。同様の液晶表示素子を
厚さ１．１ｍｍ、光学的に等方性なガラス基板を用いて
作製し、明度と色度を求めた結果、Ｌ*＝６０．０，ａ*
＝−８．１９，ｂ*＝９．５７であった。上下基板の最
大屈折率方向を上記の範囲内で変えた液晶表示素子の色
と、ガラス基板液晶表示素子の色との違いを、色差△Ｅ
*で表示した結果を図３に示す。色差は、上下基板の最
大屈折率方向を変えても小さく、基板の光学異方性の影
響は小さい。色差は、
【数１】 △Ｅ*＝〔（△Ｌ*）2＋（△ａ*）2＋（△ｂ*）2〕1/2 により計算した。ただし△Ｌ*，△ａ*，△ｂ*はそれぞ
れ、異なる２つの明度と色度の差を表わす。
れ、異なる２つの明度と色度の差を表わす。
【０００８】実施例３ 液晶のねじれ角２４０°（液晶のねじれは、左ねじ
れ）、液晶層の厚さ６．３μｍの液晶表示素子を厚さ１
５０μｍ、リターデーション値２０ｎｍのプラスチック
フィルム基板を用いて、上下基板の最大屈折率方向の配
置を０°から１８０°の範囲で種々にかえて作製した。
構成は実施例１と同様である。各光学要素の方位は、液
晶表示素子を正置し、上面からみて、６時方向を基準に
反時計方向を正として、下偏光板の光吸収軸を８０°、
下基板の液晶層側表面のラビング方向を１２０°、上基
板の液晶層側表面のラビング方向を６０°、位相差板の
最大屈折率方向を１４０°、上偏光板の光吸収軸方向を
２０°とした。作製した液晶表示素子のうち、下基板の
最大屈折率方向を下基板表面での液晶の配向方向と直交
する方向を中心に±３０°の範囲（０°から６０°）で
配置したものは、上基板の最大屈折率方向が、上基板表
面での液晶の配向方向を中心に±３０°の範囲（３０°
から９０°）で変わっても、色はほとんど変わらず、電
圧を印加した場合のコントラストもほぼ同じであった。
同様の液晶表示素子を厚さ１．１ｍｍ、光学的に等方性
なガラス基板を用いて作製し、明度と色度を求めた結
果、Ｌ*＝５８．６，ａ*＝−９．９６，ｂ*＝６．８２
であった。上下基板の最大屈折率方向を上記の範囲内で
変えた液晶表示素子の色と、ガラス基板液晶表示素子の
色との違いは、上下基板の最大屈折率方向を変えても小
さく、基板の光学異方性の影響は小さい。
れ）、液晶層の厚さ６．３μｍの液晶表示素子を厚さ１
５０μｍ、リターデーション値２０ｎｍのプラスチック
フィルム基板を用いて、上下基板の最大屈折率方向の配
置を０°から１８０°の範囲で種々にかえて作製した。
構成は実施例１と同様である。各光学要素の方位は、液
晶表示素子を正置し、上面からみて、６時方向を基準に
反時計方向を正として、下偏光板の光吸収軸を８０°、
下基板の液晶層側表面のラビング方向を１２０°、上基
板の液晶層側表面のラビング方向を６０°、位相差板の
最大屈折率方向を１４０°、上偏光板の光吸収軸方向を
２０°とした。作製した液晶表示素子のうち、下基板の
最大屈折率方向を下基板表面での液晶の配向方向と直交
する方向を中心に±３０°の範囲（０°から６０°）で
配置したものは、上基板の最大屈折率方向が、上基板表
面での液晶の配向方向を中心に±３０°の範囲（３０°
から９０°）で変わっても、色はほとんど変わらず、電
圧を印加した場合のコントラストもほぼ同じであった。
同様の液晶表示素子を厚さ１．１ｍｍ、光学的に等方性
なガラス基板を用いて作製し、明度と色度を求めた結
果、Ｌ*＝５８．６，ａ*＝−９．９６，ｂ*＝６．８２
であった。上下基板の最大屈折率方向を上記の範囲内で
変えた液晶表示素子の色と、ガラス基板液晶表示素子の
色との違いは、上下基板の最大屈折率方向を変えても小
さく、基板の光学異方性の影響は小さい。
【０００９】
（１）請求項１の発明によれば、一対の光学的異方性を
もつ基板を用いた、色補償用の光学異方体を有するＳＴ
Ｎ型液晶表示素子において、基板のリターデーション値
を５０ｎｍ以下とし、一方の基板の最大屈折率方向を該
基板上の液晶分子の配向方向を中心に±４５°以内の範
囲に配置し、他方の基板の最大屈折率方向を該基板上の
液晶分子の配向方向と直交する方向を中心に±４５°以
内の範囲に配置するようにしたので、そうでない場合に
比べて基板の光学異方性による液晶表示素子の明るさの
低下がなく、色づきが小さく、コントラストの低下もな
い。 （２）請求項２の発明においては、基板のリターデーシ
ョン値を２０ｎｍ以下とし、一方の基板の最大屈折率方
向を該基板上の液晶分子の配向方向を中心に±３０°以
内の範囲に配置し、他方の基板の最大屈折率方向を該基
板上の液晶分子の配向方向と直交する方向を中心に±３
０°以内の範囲に配置するようにしたので、そうでない
場合に比べて基板の光学異方性による明るさの低下がな
く、色づきが小さく、コントラストの低下もない。さら
に基板のリターデーション値が、０〜２０ｎｍ以下の範
囲で変動しても、明るさや色の変化が小さいため、基板
原反のリターデーション値が、基板の製造工程での環境
変化などによって変動した場合でも、液晶表示素子の表
示品質に影響しないので量産性に優れている。 （３）請求項３の発明においては、一対の基板の最大屈
折率方向が直交し、一方の基板の最大屈折率方向が、液
晶表示素子の上下または左右の辺と平行としたので、基
板原反の最大屈折率方向が、基板原反の上下または左右
の辺に平行であるような基板を用いて、その外形が矩形
である液晶表示素子を作製する場合に、上下基板ともそ
の最大屈折率方向が液晶表示素子の上下または左右の辺
に平行となるため、基板原反上にななめ方向にレイアウ
トする場合に比べて、有効に上下基板をレイアウトする
ことができ、量産性に優れている。例えば、プラスチッ
クフィルム基板の場合は、原反がロール状に巻かれてい
て、最大屈折率方向はプラスチックフィルムの巻き取り
方向に平行もしくは直交するように制御するのが製法上
容易である。
もつ基板を用いた、色補償用の光学異方体を有するＳＴ
Ｎ型液晶表示素子において、基板のリターデーション値
を５０ｎｍ以下とし、一方の基板の最大屈折率方向を該
基板上の液晶分子の配向方向を中心に±４５°以内の範
囲に配置し、他方の基板の最大屈折率方向を該基板上の
液晶分子の配向方向と直交する方向を中心に±４５°以
内の範囲に配置するようにしたので、そうでない場合に
比べて基板の光学異方性による液晶表示素子の明るさの
低下がなく、色づきが小さく、コントラストの低下もな
い。 （２）請求項２の発明においては、基板のリターデーシ
ョン値を２０ｎｍ以下とし、一方の基板の最大屈折率方
向を該基板上の液晶分子の配向方向を中心に±３０°以
内の範囲に配置し、他方の基板の最大屈折率方向を該基
板上の液晶分子の配向方向と直交する方向を中心に±３
０°以内の範囲に配置するようにしたので、そうでない
場合に比べて基板の光学異方性による明るさの低下がな
く、色づきが小さく、コントラストの低下もない。さら
に基板のリターデーション値が、０〜２０ｎｍ以下の範
囲で変動しても、明るさや色の変化が小さいため、基板
原反のリターデーション値が、基板の製造工程での環境
変化などによって変動した場合でも、液晶表示素子の表
示品質に影響しないので量産性に優れている。 （３）請求項３の発明においては、一対の基板の最大屈
折率方向が直交し、一方の基板の最大屈折率方向が、液
晶表示素子の上下または左右の辺と平行としたので、基
板原反の最大屈折率方向が、基板原反の上下または左右
の辺に平行であるような基板を用いて、その外形が矩形
である液晶表示素子を作製する場合に、上下基板ともそ
の最大屈折率方向が液晶表示素子の上下または左右の辺
に平行となるため、基板原反上にななめ方向にレイアウ
トする場合に比べて、有効に上下基板をレイアウトする
ことができ、量産性に優れている。例えば、プラスチッ
クフィルム基板の場合は、原反がロール状に巻かれてい
て、最大屈折率方向はプラスチックフィルムの巻き取り
方向に平行もしくは直交するように制御するのが製法上
容易である。
【図１】実施例１の液晶表示素子の構成を模式的に示す
図である。
図である。
【図２】実施例１の液晶表示素子の光学要素の方位関係
を示す図である。
を示す図である。
【図３】実施例２の上下基板の最大屈折率方向を変えた
液晶表示素子と比較用のガラス基板液晶表示素子との色
差△Ｅ*を示す図である。
液晶表示素子と比較用のガラス基板液晶表示素子との色
差△Ｅ*を示す図である。
２１ 上基板 ２２ 下基板 ２３ 上基板ラビング方向 ２４ 下基板ラビング方向 ２５ 上基板最大屈折率方向 ２６ 下基板最大屈折率方向 ２７ 上偏光板吸収軸方向 ２８ 下偏光板吸収軸方向 ２９ 位相差板最大屈折率方向
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも一つの偏光板（Ａ）と、少な
くとも一つの光学異方体（Ｂ）と、光学的異方性を有す
る一対の基板（Ｃ）と、該一対の基板（Ｃ）の一方の基
板表面から他方の基板表面にわたって液晶分子の配向方
向が９０°以上ねじれたネマティック液晶層（Ｄ）と、
反射板または半透過板（Ｅ）の各光学要素を積層してな
り、前記偏光板（Ａ）の光吸収軸方向または光透過軸方
向と、該偏光板（Ａ）と隣接する前記光学異方体（Ｂ）
の最大屈折率方向とのなす角度が４５°±２２．５°の
範囲内にあり、前記偏光板（Ａ）の光吸収軸方向または
光透過軸方向と、該偏光板（Ａ）と隣接する基板表面上
の液晶の配向方向とのなす角度が４５°±２２．５°の
範囲内にある液晶表示素子において、一対の基板（Ｃ）
のリターデーション値を５０ｎｍ以下とし、一方の基板
の最大屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向方向を
中心に±４５°以内の範囲に配置し、他方の基板の最大
屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向方向と直交す
る方向を中心に±４５°以内の範囲に配置することを特
徴とする液晶表示素子。 - 【請求項２】 請求項１において、一対の基板（Ｃ）の
リターデーション値を２０ｎｍ以下とし、一方の基板の
最大屈折率方向を、該基板上の液晶分子の配向方向を中
心に±３０°以内の範囲に配置し、他方の基板の最大屈
折率方向を、該基板上の液晶分子の配向方向と直交する
方向を中心に±３０°以内の範囲に配置することを特徴
とする液晶表示素子。 - 【請求項３】 請求項１において、一対の基板（Ｃ）の
最大屈折率方向が互いに直交し、一方の基板の最大屈折
率方向は外形が矩形である液晶表示素子の上下または左
右の辺と平行であることを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項４】 請求項１または２記載の液晶表示素子に
おいて、一対の基板（Ｃ）が、最大屈折率方向が実質的
に同一である液晶表示素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7248635A JPH0968706A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 液晶表示素子 |
| US08/706,835 US6233030B1 (en) | 1995-09-01 | 1998-02-09 | Liquid crystal display apparatus having high definition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7248635A JPH0968706A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0968706A true JPH0968706A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=17181050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7248635A Pending JPH0968706A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 液晶表示素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6233030B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0968706A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100335662B1 (ko) * | 1999-06-30 | 2002-05-06 | 가시오 가즈오 | 광시야각도범위를 갖는 액정표시장치 |
| JP2003195271A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | 表示装置用基板及びその製造方法 |
| KR100841625B1 (ko) * | 2002-04-03 | 2008-06-27 | 엘지디스플레이 주식회사 | 플라스틱 액정표시장치 및 그 제조방법 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001290118A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-10-19 | Sharp Corp | 液晶層の厚み測定方法および厚み測定装置 |
| EP1347630A3 (en) * | 2002-03-20 | 2004-11-03 | Ricoh Company | Image forming apparatus and method |
| KR20050067216A (ko) * | 2002-11-01 | 2005-06-30 | 코핀 코포레이션 | 다중-영역의 수직 정렬 액정 디스플레이 |
| WO2005114313A1 (en) * | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Kopin Corporation | Full symmetrical wide-viewing angle display |
| CN100464213C (zh) * | 2005-05-28 | 2009-02-25 | 群康科技(深圳)有限公司 | 穿透式液晶显示装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5793455A (en) * | 1993-11-22 | 1998-08-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Elliptically polarizing plate and liquid crystal display in which a compensation sheet direction of non-zero minimum retardation is inclined at 5 to 50 degrees |
| US5657140A (en) * | 1993-12-15 | 1997-08-12 | Ois Optical Imaging Systems, Inc. | Normally white twisted nematic LCD with positive and negative retarders |
| JPH10123503A (ja) * | 1996-10-17 | 1998-05-15 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| JP3452755B2 (ja) * | 1997-04-07 | 2003-09-29 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| US6141070A (en) * | 1997-06-13 | 2000-10-31 | Citizen Watch Co., Ltd. | Normally black liquid crystal display with twisted compensator and . .DELTAnd of 1500-1800 nm |
| JP3204182B2 (ja) * | 1997-10-24 | 2001-09-04 | 日本電気株式会社 | 横電界方式の液晶表示装置 |
-
1995
- 1995-09-01 JP JP7248635A patent/JPH0968706A/ja active Pending
-
1998
- 1998-02-09 US US08/706,835 patent/US6233030B1/en not_active Expired - Lifetime
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| KR100335662B1 (ko) * | 1999-06-30 | 2002-05-06 | 가시오 가즈오 | 광시야각도범위를 갖는 액정표시장치 |
| JP2003195271A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | 表示装置用基板及びその製造方法 |
| KR100841625B1 (ko) * | 2002-04-03 | 2008-06-27 | 엘지디스플레이 주식회사 | 플라스틱 액정표시장치 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6233030B1 (en) | 2001-05-15 |
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