JP2649199B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は入射光が散乱するように
液晶分子が無秩序に分布した分散タイプの液晶を含む液
晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device including a dispersion type liquid crystal in which liquid crystal molecules are randomly distributed so that incident light is scattered.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、液晶表示装置は種々の分野で応用
されるようになっており、表示品質の向上、例えば大画
面化、高精細化、及びカラー化等の要求は益々強くなっ
ている。液晶表示装置では種々のタイプの液晶が使用さ
れる。ツイストネマチック型液晶が最も多く使用されて
おり、この場合、液晶分子が基板に対して一定の方向に
配向している。また、高分子分散型液晶等の分散タイプ
の液晶も開発されており、この場合、入射光が散乱する
ように液晶分子が無秩序に分布している。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been applied in various fields, and demands for improvement of display quality, for example, enlargement of screen, high definition, colorization, etc. have been increasingly strong. . Various types of liquid crystals are used in liquid crystal display devices. Twisted nematic liquid crystals are most often used, in which case the liquid crystal molecules are oriented in a certain direction with respect to the substrate. Also, a dispersion type liquid crystal such as a polymer dispersion type liquid crystal has been developed. In this case, liquid crystal molecules are randomly distributed so that incident light is scattered.
【０００３】図６は、ツイストネマチック型液晶を使用
した液晶表示装置の例を示す図である。この液晶表示装
置は、一対の対向する透明基板１、２と、その間に封入
された液晶３とからなる液晶パネルを含む。これらの透
明基板１、２の内面にはそれぞれ電極及び配向膜（図示
せず）が形成され、上方の透明基板１の配向膜は矢印１
ａで示す方向にラビングされ、下方の透明基板２の配向
膜は矢印２ａで示す方向にラビングされる。上方の透明
基板１の近くの液晶分子は矢印１ａで示す方向に配向
し、下方の透明基板２の近くの液晶分子は矢印２ａで示
す方向に配向し、下方の透明基板２と上方の透明基板１
の間においては、液晶は９０度ツイストする。透明基板
１、２の間の中間部に位置する液晶分子３ａが破線で示
されている。さらに、液晶パネルの外側には偏光板４、
５が配置される。偏光板４、５はそれぞれ上方の透明基
板１のラビング方向１ａ、下方の透明基板２のラビング
方向２ａと対応する偏光の透過軸４ａ、５ａを有する。FIG. 6 is a diagram showing an example of a liquid crystal display device using a twisted nematic liquid crystal. This liquid crystal display device includes a liquid crystal panel including a pair of opposed transparent substrates 1 and 2 and a liquid crystal 3 sealed therebetween. An electrode and an alignment film (not shown) are formed on the inner surfaces of these transparent substrates 1 and 2, respectively.
The rubbing is performed in the direction indicated by arrow a, and the alignment film of the transparent substrate 2 below is rubbed in the direction indicated by arrow 2a. The liquid crystal molecules near the upper transparent substrate 1 are oriented in the direction shown by the arrow 1a, the liquid crystal molecules near the lower transparent substrate 2 are oriented in the direction shown by the arrow 2a, and the lower transparent substrate 2 and the upper transparent substrate are oriented. 1
The liquid crystal is twisted by 90 degrees during the period. The liquid crystal molecules 3a located at an intermediate portion between the transparent substrates 1 and 2 are indicated by broken lines. Further, a polarizing plate 4 is provided outside the liquid crystal panel.
5 are arranged. The polarizing plates 4 and 5 have transmission axes 4a and 5a of polarized light corresponding to the rubbing direction 1a of the upper transparent substrate 1 and the rubbing direction 2a of the lower transparent substrate 2, respectively.
【０００４】図６において、線Ｚ−Ｚは画面の中央に立
てた垂線である。この液晶表示装置が垂直な平面内に立
てて配置された場合、線Ｘ−Ｘは画面の中心を横切る水
平な中心線であり、線Ｙ−Ｙは垂直な中心線である。こ
のようなツイストネマチック型液晶表示装置では、使用
者が画面を見る角度と透明基板１、２の間の中間部に位
置する液晶分子３ａの向きとの関係に従って視角特性が
現れる。図６では、θは線Ｚ−Ｚからの視角伏角であ
り、φは線Ｘ−Ｘからの視角回転角である。θが０度の
ときには使用者は液晶表示装置を正面から見ることにな
り、θが０度以外のときには使用者は液晶表示装置を斜
めから見ることになり、そしてφが９０度のときには使
用者は立てた液晶表示装置を上方から見ることになり、
φが２７０度のときには使用者は立てた液晶表示装置を
下方から見ることになる。[0006] In FIG. 6, a line ZZ is a perpendicular line set in the center of the screen. When this liquid crystal display device is arranged upright in a vertical plane, line XX is a horizontal center line that crosses the center of the screen, and line YY is a vertical center line. In such a twisted nematic liquid crystal display device, viewing angle characteristics appear according to the relationship between the angle at which the user looks at the screen and the orientation of the liquid crystal molecules 3a located at an intermediate portion between the transparent substrates 1 and 2. In FIG. 6, θ is the viewing angle inclination from the line ZZ, and φ is the viewing angle rotation angle from the line XX. When θ is 0 degrees, the user looks at the liquid crystal display device from the front, when θ is other than 0 degrees, the user looks at the liquid crystal display device obliquely, and when φ is 90 degrees, the user sees the liquid crystal display device obliquely. Will see the standing LCD display from above,
When φ is 270 degrees, the user looks at the standing liquid crystal display device from below.
【０００５】さらに、図７は、ツイストネマチック型液
晶表示装置に光が種々の方向Ａ、Ｂ、Ｃから入射する場
合を示している。矢印Ｃは液晶パネルに垂直に入射する
光を示し、矢印Ａ、Ｂは液晶パネルに斜めに入射する光
を示す。また、（Ａ）は印加電圧Ｖが０の場合であり、
（Ｂ）は印加電圧Ｖが比較的に小さい値ＶS の場合、
（Ｃ）は印加電圧Ｖが比較的に大きい値ＶL の場合を示
している。ツイストネマチック型液晶は液晶分子のツイ
ストに従って旋光し、出射偏光の振動面が入射偏光の振
動面から９０度回転する。従って、偏光板５（図６）を
通った偏光は、９０度回転してもう一つの偏光板４を透
過できる。そして、（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるよう
に、印加電圧が高くなるにつれて液晶分子３ａが立ち上
がり、液晶分子３ａの長軸方向と光の伝播方向との間の
角度が変化し、複屈折による光学的効果に変化が生じ、
透過光量が減少する。複屈折による光学的効果は、光
Ａ、Ｂ、Ｃに対して異なる。例えば、液晶パネルに垂直
な光Ｃについて見ると、複屈折による光学的効果は
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に大、中、小になり、透過
光量は（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に小さくなる。液晶
分子３ａのチルトと同じ傾斜方向の光Ａについて見る
と、複屈折による光学的効果は（Ａ）で中、（Ｂ）で
小、（Ｃ）で中になる。また、逆方向の斜めの光Ｂにつ
いて見ると、複屈折による光学的効果は（Ａ）で中、
（Ｂ）で大、（Ｃ）で中になる。FIG. 7 shows a case where light is incident on the twisted nematic liquid crystal display device from various directions A, B, and C. Arrow C indicates light that is vertically incident on the liquid crystal panel, and arrows A and B indicate light that is obliquely incident on the liquid crystal panel. (A) is a case where the applied voltage V is 0,
(B) shows that when the applied voltage V is a relatively small value V S ,
(C) shows a case where the applied voltage V is a relatively large value VL . The twisted nematic liquid crystal rotates according to the twist of the liquid crystal molecules, and the oscillation plane of the output polarized light rotates by 90 degrees from the oscillation plane of the incident polarization. Therefore, the polarized light passing through the polarizing plate 5 (FIG. 6) can be rotated by 90 degrees and transmitted through another polarizing plate 4. Then, as shown in (B) and (C), as the applied voltage increases, the liquid crystal molecules 3a rise, the angle between the long axis direction of the liquid crystal molecules 3a and the light propagation direction changes, and birefringence occurs. Changes in the optical effect due to
The amount of transmitted light decreases. The optical effect due to birefringence is different for light A, B, C. For example, looking at the light C perpendicular to the liquid crystal panel, the optical effect due to birefringence becomes large, medium, and small in the order of (A), (B), and (C), and the transmitted light amount is (A), (B). ) And (C). Looking at the light A in the same inclination direction as the tilt of the liquid crystal molecules 3a, the optical effect due to birefringence is medium in (A), small in (B), and medium in (C). Looking at the oblique light B in the opposite direction, the optical effect due to birefringence is (A).
Large in (B) and medium in (C).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このようなツイストネ
マチック型液晶表示装置の視角特性は、図５に要約して
示される。この視角特性は、液晶３に電圧を印加したと
きの印加電圧Ｖと液晶３を透過する光の量Ｔの（Ｔ−
Ｖ）関係で示される。曲線Ｆは液晶表示装置を正面から
見た場合の視角特性であり、図７の垂直入射光Ｃの場合
の特性に相当する。曲線Ｇは液晶表示装置を下方から見
た場合の視角特性であり、図７の斜め入射光Ａの場合の
特性に相当する。曲線Ｈは液晶表示装置を上方から見た
場合の視角特性であり、図７の斜め入射光Ｂの場合の特
性に相当する。液晶表示装置を下方から見た場合の視角
特性Ｇは、印加電圧がわずかに上昇するとすぐに透過光
量が減少し、明るい白表示が得にくく、さらにＭで示さ
れるように明るさが反転する部分がある。このため、印
加電圧と透過光量とを対応させて階調表示を行う場合、
本来黒表示を行う部分が灰色表示になったり、灰色表示
である部分が黒表示となったりする、表示反転現象が生
じるという問題点があった。逆に、液晶表示装置を上方
から見た場合の視角特性Ｈは、印加電圧が相当に上昇し
ても透過光量が減少せず、黒表示が得にくい。The viewing angle characteristics of such a twisted nematic liquid crystal display device are summarized in FIG. This viewing angle characteristic is expressed by (T−T−V) of the applied voltage V when a voltage is applied to the liquid crystal 3 and the amount of light
V) shown in relation. A curve F is a viewing angle characteristic when the liquid crystal display device is viewed from the front, and corresponds to the characteristic in the case of the vertically incident light C in FIG. A curve G is a viewing angle characteristic when the liquid crystal display device is viewed from below, and corresponds to the characteristic in the case of oblique incident light A in FIG. A curve H is a viewing angle characteristic when the liquid crystal display device is viewed from above, and corresponds to the characteristic in the case of oblique incident light B in FIG. The viewing angle characteristic G when the liquid crystal display device is viewed from below is a portion where the amount of transmitted light decreases as soon as the applied voltage slightly increases, it is difficult to obtain a bright white display, and the brightness is inverted as indicated by M. There is. For this reason, when performing gradation display by making the applied voltage correspond to the amount of transmitted light,
There has been a problem that a portion where black display is originally performed becomes gray display, and a portion which is gray display becomes black display, and a display inversion phenomenon occurs. Conversely, the viewing angle characteristic H when the liquid crystal display device is viewed from above does not decrease the amount of transmitted light even when the applied voltage is considerably increased, and it is difficult to obtain black display.
【０００７】このように、液晶分子を一定の方向に配向
させた液晶表示装置では液晶分子の配向方向に起因して
視角特性が悪くなるという問題がある。これに対して、
高分子分散型液晶表示装置のように、入射光が散乱する
ように液晶分子が無秩序に分布した分散タイプの液晶を
含む液晶表示装置は、入射光の散乱が全方向に生じるの
で特定の視角方向がなく、ツイストネマチック型液晶表
示装置の問題点を解決することができる。As described above, in the liquid crystal display device in which the liquid crystal molecules are aligned in a certain direction, there is a problem that the viewing angle characteristic is deteriorated due to the alignment direction of the liquid crystal molecules. On the contrary,
Like a polymer-dispersed liquid crystal display device, a liquid crystal display device including a dispersion-type liquid crystal in which liquid crystal molecules are randomly distributed so that incident light is scattered has a specific viewing angle direction because scattering of incident light occurs in all directions. Therefore, the problem of the twisted nematic liquid crystal display device can be solved.
【０００８】しかし、分散タイプの液晶を含む液晶表示
装置の使用においては、電圧無印加時に液晶分子に当た
った入射光が散乱するようにして白表示を行い、電圧印
加時に液晶分子が基板に垂直に立ち上がるようにして黒
表示を行うようにするのが好ましい。しかし、散乱を利
用して白表示を行う場合、入射光が液晶分子に当たって
生じる散乱光のうち、出射側の偏光板の透過軸と同じ振
動面の偏光だけが出射側の偏光板を透過し、白表示に利
用されることになり、出射側の偏光板の透過軸とは異な
る振動面の偏光は出射側の偏光板を透過しないので利用
されず、光の利用効率が低いという問題点があった。ま
た、高分子分散型液晶表示装置の場合には、液晶は例え
ばカプセル状になって高分子の中に分散しているので、
斜め光が液晶カプセルから高分子へ、又はその逆に進む
ときに、光の進路が曲がり、黒表示をぼかす洩れ光を生
じる可能性があった。However, when a liquid crystal display device including a dispersion type liquid crystal is used, white display is performed so that incident light hitting the liquid crystal molecules is scattered when no voltage is applied, and the liquid crystal molecules are perpendicular to the substrate when a voltage is applied. It is preferable that black display is performed by standing up. However, when performing white display using scattering, of the scattered light generated when the incident light hits the liquid crystal molecules, only the polarized light having the same vibration plane as the transmission axis of the polarizing plate on the output side transmits through the polarizing plate on the output side, It is used for white display, and the polarized light of the vibrating surface different from the transmission axis of the exit-side polarizing plate is not used because it does not pass through the exit-side polarizing plate. Was. In the case of a polymer-dispersed liquid crystal display device, the liquid crystal is dispersed in a polymer, for example, in a capsule shape.
When oblique light travels from the liquid crystal capsule to the polymer, or vice versa, the path of the light may bend and leak light may blur the black display.
【０００９】本発明の目的は、視角特性の低下がなく、
黒表示性能が低下することがなく、光の利用効率を向上
することができる分散タイプの液晶を含む液晶表示装置
を提供することである。[0009] An object of the present invention is to prevent the viewing angle characteristics from being reduced.
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device including a dispersion type liquid crystal capable of improving light use efficiency without lowering black display performance.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示装
置は、透明電極を有する第１の透明基板１０と、該第１
の透明基板１０と小さな間隔で対向して配置され且つ透
明電極を有する第２の透明基板１２と、該第１及び第２
の透明基板の間に挿入された液晶層１４とからなる液晶
パネルと、該液晶パネルの外側にそれぞれ配置される第
１及び第２の偏光板３２、３４とからなる。 The liquid crystal display device according to the present onset bright SUMMARY OF THE INVENTION comprises a first transparent substrate 10 having transparent electrodes, said first
A second transparent substrate 12 having disposed between the transparent substrate 10 of the opposite small intervals and transparent electrodes, first and second
Liquid crystal composition inserted liquid crystal layer 14. During the transparent substrate
It comprises a panel and first and second polarizers 32 and 34 arranged outside the liquid crystal panel .
【００１１】そして、該液晶層が、電圧無印加時に液晶
分子に当たった入射光が散乱するように液晶分子が無秩
序に分布し且つ電圧印加時に液晶分子が該第１及び第２
の透明基板に対して一様に立ち上がる分散タイプの液晶
からなり、該液晶パネルの散乱性が、液晶パネルをレー
ザー光源と光検出装置との間に所定の関係で配置して該
光検出装置によりほぼ６度の取り込み角度で検出した該
液晶パネルの透過光量と、該レーザー光源と該光検出装
置とを上記と同じ関係で液晶なしで配置した場合の該レ
ーザー光源の光量との比の百分率で示されるとき、該液
晶パネルの散乱性が１パーセント以上であることを特徴
とする。[0011] Then, the liquid crystal layer, during no voltage application liquid crystal molecules are first and second when the liquid crystal molecules are randomly distributed and the voltage applied to the incident light striking the liquid crystal molecules is scattered
The liquid crystal panel is made of a dispersion type liquid crystal that rises uniformly with respect to the transparent substrate, and the scattering property of the liquid crystal panel is such that the liquid crystal panel is arranged in a predetermined relationship between the laser light source and the light detection device, and Percentage of the ratio between the amount of transmitted light of the liquid crystal panel detected at a capture angle of about 6 degrees and the amount of light of the laser light source when the laser light source and the photodetector are arranged without liquid crystal in the same relationship as above. As shown, the liquid crystal panel has a scattering property of 1% or more.
【００１２】[0012]
【作用】上記特徴においては、液晶は、電圧無印加時に
入射光を散乱させて白表示を行い、電圧印加時に液晶分
子が第１及び第２の透明基板に対して一様に立ち上がる
ようにして黒表示を行う。 In [act] above Kitoku symptoms, liquid crystal, when no voltage is applied
White display is performed by scattering incident light.
Child rises uniformly with respect to the first and second transparent substrates
Black display is performed as described above.
【００１３】そして、光検出装置によりほぼ６度の取り
込み角度で検出した透過光量と、液晶なしの場合の光量
との比の百分率で示されるこの液晶パネルの散乱性が、
１パーセント以上であるように定められる。本発明によ
れば、このように選択された液晶パネルを使用するとき
に、光の利用効率を向上することができることが分かっ
た。[0013] Then, the transmitted light quantity detected by the acquisition angle of approximately 6 degrees by the light detector, the scattering of the liquid crystal panel shown as a percentage of the ratio of the amount of light when no liquid is,
It is determined to be 1% or more. According to the present invention, it has been found that the light use efficiency can be improved when the liquid crystal panel selected in this way is used.
【００１４】[0014]
【実施例】図１は本発明の第１実施例の液晶表示装置を
示す図である。この液晶表示装置は、第１の透明基板１
０と、第１の透明基板１０と小さな間隔で対向して配置
された第２の透明基板１２と、これらの第１及び第２の
透明基板１０、１２の間に挿入された液晶層１４とから
なる液晶パネルを含む。第１の透明基板１０の内面には
透明電極２２と配向膜２４とが設けられ、同様に、第２
の透明基板１２の内面には透明電極２８と配向膜３０と
が設けられる。配向膜２４、３０はポリイミド樹脂を５
０ｎｍの厚さにスピンコートしたものであり、ラビング
は行われていない。配向膜２４、３０は好ましくは垂直
配向膜である。透明電極２２、２８はＩＴＯ（In2O3-Sn
O2）の膜であり、電源３６にスイッチ３８を介して接続
される。一方の透明電極２２は共通電極であり、他方の
透明電極２８は画素毎に設けられる画素電極である。こ
のような透明電極２８をアクティブマトリクス駆動する
ことは公知である。FIG. 1 is a diagram showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. This liquid crystal display device includes a first transparent substrate 1
0, a second transparent substrate 12 disposed opposite to the first transparent substrate 10 at a small interval, and a liquid crystal layer 14 inserted between the first and second transparent substrates 10 and 12. Includes a liquid crystal panel consisting of On the inner surface of the first transparent substrate 10, a transparent electrode 22 and an alignment film 24 are provided.
On the inner surface of the transparent substrate 12, a transparent electrode 28 and an alignment film 30 are provided. The alignment films 24 and 30 are made of polyimide resin 5
This was spin-coated to a thickness of 0 nm, and rubbing was not performed. The alignment films 24 and 30 are preferably vertical alignment films. The transparent electrodes 22 and 28 are made of ITO (In 2 O 3 -Sn
O 2 ), which is connected to a power supply 36 via a switch 38. One transparent electrode 22 is a common electrode, and the other transparent electrode 28 is a pixel electrode provided for each pixel. Active matrix driving of such a transparent electrode 28 is known.
【００１５】第１及び第２の透明基板１０、１２の外側
にはそれぞれ第１及び第２の偏光板３２、３４が配置さ
れる。第１及び第２の偏光板３２、３４は、両頭矢印で
示されるように、それらの偏光の透過軸が互いに垂直に
配置される。さらに、第１の透明基板１０と第１の偏光
板３２との間には、負の一軸性の屈折率異方性を有する
フィルム２６が配置される。このフィルム２６は例えば
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を２次元（二軸あるい
は多軸）延伸して得られる。First and second polarizers 32 and 34 are disposed outside the first and second transparent substrates 10 and 12, respectively. As shown by the double-headed arrows, the transmission axes of the polarized light of the first and second polarizing plates 32 and 34 are arranged perpendicular to each other. Further, a film 26 having a negative uniaxial refractive index anisotropy is disposed between the first transparent substrate 10 and the first polarizing plate 32. The film 26 is obtained by, for example, stretching polyvinyl alcohol (PVA) two-dimensionally (biaxially or multiaxially).
【００１６】液晶層１４は、第１の透明基板１０の配向
膜２４と第２の透明基板１２の配向膜３０との間に存在
する第１の液晶１６と、該第１の液晶１６に分散され且
つ第２の液晶１８を含む液晶カプセル２０とからなる。
第２の液晶１８を含む液晶カプセル２０の量が第１の液
晶１６の量よりも多く、例えば、第２の液晶１８の量と
第１の液晶１６の量との比は約９対１である。従って、
第１の液晶１６は高分子分散型液晶表示装置の高分子の
ように液晶カプセル２０を分散させる媒体として作用
し、主として第２の液晶１８が表示性能を支配する。The liquid crystal layer 14 is composed of a first liquid crystal 16 existing between the alignment film 24 of the first transparent substrate 10 and the alignment film 30 of the second transparent substrate 12, and is dispersed in the first liquid crystal 16. And a liquid crystal capsule 20 containing the second liquid crystal 18.
The amount of the liquid crystal capsule 20 including the second liquid crystal 18 is larger than the amount of the first liquid crystal 16, for example, the ratio of the amount of the second liquid crystal 18 to the amount of the first liquid crystal 16 is about 9: 1. is there. Therefore,
The first liquid crystal 16 acts as a medium for dispersing the liquid crystal capsule 20 like a polymer of a polymer dispersion type liquid crystal display device, and the second liquid crystal 18 mainly controls display performance.
【００１７】第１の液晶１６は複屈折率及び誘電率が正
のｐ型ネマチッチ液晶（例えばΔｎ＝０．２、Δε＝１
５）からなる。第１の液晶１６の液晶分子１６ａは、図
１及び図２に示されるように、電圧が印加されていない
とき、並びに電圧が印加されているときに、常に第１の
透明基板１０の配向膜２４と第２の透明基板１２の配向
膜３０との間で一様に立ち上がった状態で垂直に配向し
ている。The first liquid crystal 16 is a p-type nematic liquid crystal having a positive birefringence and a dielectric constant (for example, Δn = 0.2, Δε = 1).
5). As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal molecules 16 a of the first liquid crystal 16 always have the alignment film of the first transparent substrate 10 when no voltage is applied and when a voltage is applied. The liquid crystal molecules are vertically aligned while standing up uniformly between the alignment film 24 and the alignment film 30 of the second transparent substrate 12.
【００１８】第２の液晶１８は、第１の液晶１６と同じ
ｐ型ネマチッチ液晶からなる。この液晶材が例えばポリ
メチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂からなるカプ
セルに封入されて液晶カプセル２０となっている。液晶
カプセル２０の大きさは直径１〜２０μｍである。第２
の液晶１８の液晶分子１８ａは、液晶カプセル２０内で
特定の配向規制を受けることなく無秩序に分布してい
る。The second liquid crystal 18 is made of the same p-type nematic liquid crystal as the first liquid crystal 16. This liquid crystal material is sealed in a capsule made of, for example, polymethyl methacrylate (PMMA) resin to form a liquid crystal capsule 20. The size of the liquid crystal capsule 20 is 1 to 20 μm in diameter. Second
The liquid crystal molecules 18a of the liquid crystal 18 are randomly distributed in the liquid crystal capsule 20 without being subjected to specific alignment control.
【００１９】図１に示されるように、電圧無印加時に
は、第２の偏光板３２を経て第１の液晶１６に斜め及び
垂直に入射した入射偏光Ａ、Ｃは液晶分子１６ａを透過
するが、第１の偏光板３４で遮断される。第２の液晶１
８に斜め及び垂直に入射した入射偏光Ａ、Ｃは液晶分子
１８ａに当たって散乱する。散乱は種々の方向の反射、
屈折及び複屈折を含み、散乱光の伝播方向及び偏光の振
動面をもつようになる。この散乱光のうち、第１の偏光
板３２の透過軸と同じ振動面の偏光はこの第１の偏光板
３２を透過でき、白表示を行うことができる。散乱光の
うち、第１の偏光板３２の透過軸とは異なる振動面の偏
光は出射側の偏光板は透過しない。第１の液晶１６に対
する第２の液晶１８の割合が多いほど、散乱光が多くな
って明るい表示が得られる。As shown in FIG. 1, when no voltage is applied, incident polarized lights A and C which are obliquely and vertically incident on the first liquid crystal 16 through the second polarizing plate 32 pass through the liquid crystal molecules 16a. The light is blocked by the first polarizing plate 34. Second liquid crystal 1
The incident polarized lights A and C obliquely and perpendicularly incident on 8 scatter on the liquid crystal molecules 18a. Scattering is reflection in various directions,
It has refraction and birefringence, and has a vibration direction of scattered light propagation and polarization. Of the scattered light, polarized light having the same vibration plane as the transmission axis of the first polarizing plate 32 can be transmitted through the first polarizing plate 32, and white display can be performed. Of the scattered light, polarized light having a vibration plane different from the transmission axis of the first polarizing plate 32 does not pass through the exit-side polarizing plate. As the ratio of the second liquid crystal 18 to the first liquid crystal 16 increases, the scattered light increases and a bright display is obtained.
【００２０】図２に示されるように、電圧印加時には、
第２の偏光板３２を経て第１の液晶１６に斜め及び垂直
に入射した入射偏光Ａ、Ｃは液晶分子１６ａを透過する
が、第１の偏光板３４で遮断される。第２の液晶１８の
液晶分子１８ａは電圧印加により第１の液晶１６の液晶
分子と同様に立ち上がり、従って、第２の液晶１８に入
射した入射偏光Ａ、Ｃも液晶分子１８ａを透過するが、
第１の偏光板３４で遮断される。従って、この場合には
黒表示となる。As shown in FIG. 2, when a voltage is applied,
Incident polarized lights A and C which are obliquely and perpendicularly incident on the first liquid crystal 16 through the second polarizer 32 are transmitted through the liquid crystal molecules 16 a but are blocked by the first polarizer 34. The liquid crystal molecules 18a of the second liquid crystal 18 rise in the same manner as the liquid crystal molecules of the first liquid crystal 16 by applying a voltage. Therefore, the incident polarized lights A and C incident on the second liquid crystal 18 pass through the liquid crystal molecules 18a.
The light is blocked by the first polarizing plate 34. Therefore, in this case, black display is performed.
【００２１】上記したように、第２の偏光板３２を経て
第１の液晶１６に斜め及び垂直に入射した入射偏光Ａ、
Ｃは液晶分子１６ａを透過するが、第１の偏光板３４で
遮断される。第１の液晶１６に斜めに入射した入射偏光
Ａは液晶分子１６ａを伝播するときに複屈折の光学的効
果を受ける。従って、入射偏光Ａの振動面が液晶分子１
６ａを出るときに変化し、第１の偏光板３４を透過でき
る成分が発生する。この第１の偏光板３４を透過できる
成分は、黒表示を行うときに洩れ光となって不都合であ
る。As described above, the incident polarized light A, which is obliquely and vertically incident on the first liquid crystal 16 via the second polarizing plate 32,
C transmits through the liquid crystal molecules 16 a, but is blocked by the first polarizing plate 34. The incident polarized light A obliquely incident on the first liquid crystal 16 receives an optical effect of birefringence when propagating through the liquid crystal molecules 16a. Therefore, the vibration plane of the incident polarized light A is
When the light exits from the first polarizing plate 34, a component is generated. The component that can pass through the first polarizing plate 34 is inconvenient as leakage light when performing black display.
【００２２】第１の透明基板１０と第１の偏光板３２と
の間に配置された負の一軸性の屈折率異方性を有するフ
ィルム２６は、この洩れ光を防止する作用をするもので
ある。図３を参照すると、（Ａ）はこのフィルム２６の
屈折率の楕円体を示し、３軸方向の屈折率がｎX 、
ｎY 、ｎZ で示されている。この場合、ｎX ＝ｎY ＞ｎ
Zの関係がある。（Ｂ）はこの屈折率の楕円体を斜めに
入射した入射偏光Ａに垂直な平面で切断した切断面を示
す図である。複屈折の光学効果は、屈折率の楕円体の切
断面で特徴つけられ、光軸と斜め入射偏光Ａとの間の角
度が大きくなるほど、ｎ1 からｎ2 へと低下していく。A film 26 having a negative uniaxial refractive index anisotropy disposed between the first transparent substrate 10 and the first polarizing plate 32 functions to prevent the leakage light. is there. Referring to FIG. 3, (A) shows an ellipsoid of the refractive index of the film 26, and the refractive index in the three-axis direction is n x ,
These are indicated by n Y and n Z. In this case, n X = n Y > n
There is a relationship of Z. (B) is a diagram showing a cut surface obtained by cutting the ellipsoid of the refractive index at a plane perpendicular to the incident polarized light A obliquely incident. The optical effect of birefringence is characterized by the cut surface of the ellipsoid of refractive index, and decreases from n 1 to n 2 as the angle between the optical axis and the obliquely incident polarized light A increases.
【００２３】図３の（Ｃ）は，ｐ型のネマチック液晶の
屈折率の楕円体を示し、３軸方向の屈折率がｎX 、
ｎY 、ｎZ で示されている。ｐ型のネマチック液晶は正
の一軸性の屈折率異方性を有する結晶と同様の屈折率特
性を示し、ｎX ＝ｎY ＜ｎZ の関係がある。（Ｄ）はこ
の屈折率の楕円体を斜めに入射した入射偏光Ａに垂直な
平面で切断した切断面を示す図である。複屈折の光学効
果は、光軸と斜め入射偏光Ａとの間の角度が大きくなる
ほど、ｎ1 からｎ2 へと増加していく。FIG. 3C shows an ellipsoid of the refractive index of the p-type nematic liquid crystal, in which the refractive index in the three axial directions is n x ,
These are indicated by n Y and n Z. p-type nematic liquid crystal is the refractive index characteristics similar to the crystal having a refractive index anisotropy of the positive uniaxial, a relationship of n X = n Y <n Z . (D) is a diagram showing a cut surface obtained by cutting the ellipsoid of this refractive index by a plane perpendicular to the incident polarized light A obliquely incident. The optical effect of birefringence increases from n 1 to n 2 as the angle between the optical axis and the obliquely incident polarized light A increases.
【００２４】従って、第１の液晶１６に斜めに入射した
入射偏光Ａの受ける複複屈折の光学的効果は入射偏光Ａ
の入射角度が大きいほど大きくなるが、そのような偏光
が入射するフィルム２６の複複屈折の光学的効果は入射
偏光Ａの入射角度が大きいほど小さくなり、結局、第２
の偏光板３２からの入射偏光Ａの振動面が第１の液晶１
６を通るときに変化するが、フィルム２６の複複屈折の
光学的効果が偏光の振動面を入射偏光Ａの振動面の方へ
戻す作用をする。従って、フィルム２６を透過した偏光
は第１の偏光板３４を透過しなくなり、洩れ光を防止で
きる。Therefore, the optical effect of the birefringence of the incident polarized light A obliquely incident on the first liquid crystal 16 is the incident polarized light A.
Becomes larger as the incident angle of the incident polarized light A increases, and the optical effect of the birefringence of the film 26 on which such polarized light enters becomes smaller as the incident angle of the incident polarized light A increases.
The oscillation plane of the incident polarized light A from the polarizing plate 32 of the first liquid crystal 1
6, the optical effect of the birefringence of the film 26 has the effect of returning the plane of oscillation of the polarized light to the plane of oscillation of the incident polarized light A. Therefore, the polarized light transmitted through the film 26 does not pass through the first polarizing plate 34, and leakage light can be prevented.
【００２５】図４は図１の液晶表示装置の視角特性を示
す図である。視角特性は、液晶１４に電圧を印加したと
きの印加電圧Ｖと液晶１４を透過する光の量Ｔの（Ｔ−
Ｖ）関係で示される。θ及びφは図６で定義したものと
同じである。図４の曲線Ｆは液晶表示装置を正面から見
た場合の視角特性であり、図５の曲線Ｆと類似してい
る。曲線Ｇはフィルム２６のない液晶表示装置を上方及
び下方から見た場合の視角特性であり、図５の曲線Ｇ及
びＨで示されるような視角による特性の差はない。しか
し、フィルム２６のない液晶表示装置の場合には、洩れ
光があるので、電圧の高い領域において曲線Ｇは曲線Ｆ
よりも高い透過光量を示している。一方、曲線Ｊはフィ
ルム２６を設けた液晶表示装置を上方及び下方から見た
場合の視角特性であり、視角による特性の差はなくなる
とともに、洩れ光が防止されているので曲線Ｇは曲線Ｆ
に近づいている。FIG. 4 is a diagram showing viewing angle characteristics of the liquid crystal display device of FIG. The viewing angle characteristics are expressed as (T−T−V) of the applied voltage V when a voltage is applied to the liquid crystal 14 and the amount T of light transmitted through the liquid crystal 14.
V) shown in relation. θ and φ are the same as those defined in FIG. A curve F in FIG. 4 is a viewing angle characteristic when the liquid crystal display device is viewed from the front, and is similar to the curve F in FIG. A curve G is a viewing angle characteristic when the liquid crystal display device without the film 26 is viewed from above and below, and there is no difference in characteristics due to viewing angles as shown by curves G and H in FIG. However, in the case of a liquid crystal display device without the film 26, there is light leakage, so that the curve G is equal to the curve F in a high voltage region.
It shows a higher transmitted light amount. On the other hand, a curve J is a viewing angle characteristic when the liquid crystal display device provided with the film 26 is viewed from above and below. There is no difference in characteristics due to the viewing angle, and since the leakage light is prevented, the curve G is a curve F.
Is approaching.
【００２６】図８は液晶パネルの散乱性の測定装置を示
す図である。この測定装置はレーザー光源４０と光検出
装置４２からなる。レーザー光源４０はＨｅ−Ｎｅレー
ザーを使用した。光検出装置４２は所定の開口を有する
フォトマルやフォトダイオード等を使用できる。この測
定装置は、図１に示した第１の液晶１６に第２の液晶１
８を分散させた液晶層１４を含む液晶パネルの散乱性、
あるいは図９、図１３、及び図１５に示されるような高
分子分散型液晶層１４を含む液晶パネルの散乱性を定め
るために使用するものである。以下の説明は図９の高分
子分散型液晶表示装置に適用した例である。FIG. 8 is a view showing an apparatus for measuring the scattering of a liquid crystal panel. This measuring device comprises a laser light source 40 and a light detecting device 42. The laser light source 40 used the He-Ne laser. The photodetector 42 can use a photomultiplier or a photodiode having a predetermined opening. This measuring device uses the first liquid crystal 16 shown in FIG.
Of the liquid crystal panel including the liquid crystal layer 14 in which 8 is dispersed,
Alternatively, it is used to determine the scattering of a liquid crystal panel including a polymer dispersed liquid crystal layer 14 as shown in FIGS. 9, 13 and 15. The following description is an example applied to the polymer-dispersed liquid crystal display device shown in FIG.
【００２７】図９はポリマー分散型液晶表示装置（Poly
mer Dispersed Liquid Crystal Display）と呼ばれる液
晶表示装置であり、第１の透明基板１０と第２の透明基
板１２との間に液晶層１４を挿入してなる液晶パネルを
含む。第１及び第２の透明基板１０、１２はそれぞれＩ
ＴＯの透明電極２２、２８を有し、これらの透明電極２
２、２８は電源３６にスイッチ３８を介して接続され
る。一方の透明電極２２は共通電極であり、他方の透明
電極２８は画素毎に設けられる画素電極である。透明電
極２８をアクティブマトリクス駆動することができる。
液晶パネルの外側にはそれぞれ第１及び第２の偏光板３
２、３４が配置される。第１及び第２の偏光板３２、３
４は、両頭矢印で示されるように、それらの偏光の透過
軸が互いに垂直に配置される。さらに、第１の透明基板
１０と第１の偏光板３２との間には、負の一軸性の屈折
率異方性を有するフィルム２６が配置される。以上の構
成は図１の実施例のものと類似している。FIG. 9 shows a polymer dispersion type liquid crystal display device (Poly
This is a liquid crystal display device called a “mer dispersed liquid crystal display” and includes a liquid crystal panel in which a liquid crystal layer 14 is inserted between a first transparent substrate 10 and a second transparent substrate 12. The first and second transparent substrates 10 and 12 respectively have I
It has TO transparent electrodes 22 and 28, and these transparent electrodes 2
2 and 28 are connected to a power supply 36 via a switch 38. One transparent electrode 22 is a common electrode, and the other transparent electrode 28 is a pixel electrode provided for each pixel. The transparent electrode 28 can be driven in an active matrix.
First and second polarizing plates 3 are provided outside the liquid crystal panel, respectively.
2, 34 are arranged. First and second polarizing plates 32, 3
In No. 4, the transmission axes of the polarized lights are arranged perpendicular to each other as indicated by a double-headed arrow. Further, a film 26 having a negative uniaxial refractive index anisotropy is disposed between the first transparent substrate 10 and the first polarizing plate 32. The above configuration is similar to that of the embodiment of FIG.
【００２８】液晶層１４は、高分子層４４の中に液晶１
８を含む液晶カプセル２０を分散させてなるものであ
る。液晶層１４は、複屈折率及び誘電率が正のｐ型ネマ
チッチ液晶１８を高分子層４４となるべき液状高分子材
料と混合し、高分子材料を紫外線照射により硬化するこ
とにより得られる。紫外線硬化により、液晶材料が高分
子層４４の中でカプセルとなって分散し、液晶カプセル
２０となる。また、液晶１８を揮発性成分あるいは加熱
乾燥により蒸発する成分を含む高分子材料と混合し、高
分子材料中の揮発性成分を揮発させるか、あるいは加
熱、乾燥により蒸発する成分を蒸発させることによって
高分子材料を硬化させ、液晶カプセル２０を形成するこ
ともできる。液晶カプセル２０内では液晶分子が無秩序
に分布し、液晶カプセル２０の第２の液晶１８と同様の
作用を有するものである。すなわち、図９に示されるよ
うに、電圧無印加時に液晶分子に当たった入射光が散乱
し、白表示を行うことができる。また、図１０に示され
るように、電圧印加時に液晶分子が第１及び第２の透明
基板１０、１２に対して一様に立ち上がり、黒表示を行
うことができる。The liquid crystal layer 14 includes a liquid crystal 1 in a polymer layer 44.
8 are dispersed in a liquid crystal capsule 20 containing the same. The liquid crystal layer 14 is obtained by mixing a p-type nematic liquid crystal 18 having a positive birefringence and a dielectric constant with a liquid polymer material to be a polymer layer 44 and curing the polymer material by irradiation with ultraviolet rays. The liquid crystal material is dispersed as capsules in the polymer layer 44 by the ultraviolet curing, and the liquid crystal capsules 20 are formed. Further, by mixing the liquid crystal 18 with a polymer material containing a volatile component or a component which evaporates by heating and drying, the volatile component in the polymer material is volatilized, or the component which evaporates by heating and drying is evaporated. The polymer material may be cured to form the liquid crystal capsule 20. The liquid crystal molecules are randomly distributed in the liquid crystal capsule 20, and have the same function as the second liquid crystal 18 of the liquid crystal capsule 20. That is, as shown in FIG. 9, when no voltage is applied, incident light hitting the liquid crystal molecules is scattered, and white display can be performed. Further, as shown in FIG. 10, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules rise uniformly with respect to the first and second transparent substrates 10 and 12, and black display can be performed.
【００２９】このような分散タイプの液晶層１４を有す
る液晶パネルでは、白表示を行うときに散乱光の一部が
第１の偏光板３２を透過し、散乱光の残りは利用されな
い。このため、分散タイプの液晶層１４を有する液晶パ
ネルでは光の利用効率が低いと言える。また、第１の偏
光板３２を透過できる光の量は、液晶パネルの散乱性に
依存する。本発明は、最適の散乱性をもった液晶パネル
を備えた、光の利用効率の高い液晶表示装置を形成する
ものである。In the liquid crystal panel having such a dispersion type liquid crystal layer 14, a part of the scattered light passes through the first polarizing plate 32 when white display is performed, and the rest of the scattered light is not used. Therefore, it can be said that the light use efficiency of the liquid crystal panel having the dispersion type liquid crystal layer 14 is low. The amount of light that can pass through the first polarizing plate 32 depends on the scattering of the liquid crystal panel. The present invention is to form a liquid crystal display device having a liquid crystal panel having an optimal scattering property and having high light use efficiency.
【００３０】本発明では、液晶パネルの散乱性は、図８
に示すレーザー光源４０と光検出装置４２とからなる測
定装置で測定された値で定義する。図８においては、分
散タイプの液晶層１４を有する液晶パネルＰをレーザー
光源４０と光検出装置４２との間に所定の関係で配置す
る。液晶パネルＰは偏光板３２、３４及びフィルム２６
を含まないものである。レーザー光源４０からレーザー
を液晶パネルＰに照射すると、液晶パネルＰを透過する
光は液晶カプセル２０内の液晶１８の液晶分子に当たっ
て散乱し、液晶パネルＰから散乱光Ｓが出射する。この
散乱光Ｓは散乱性に応じて種々の方向に広がる。光検出
装置４２はこの散乱光Ｓをほぼ６度の取り込み角度で検
出するように配置される。ほぼ６度の取り込み角度とな
るようにするためには、例えば、光検出装置４２の開口
の長さＬが６ｍｍの場合、液晶パネルＰと光検出装置４
２との距離Ｄを５７２ｍｍにする。開口の長さＬの異な
る光検出装置を使用する場合には、その開口の長さＬに
応じて液晶パネルＰと光検出装置４２との距離Ｄを変え
ることにより、パネルＰからの散乱光をほぼ６度の取り
込み角度で検出することができる。In the present invention, the scattering property of the liquid crystal panel is shown in FIG.
Are defined by the values measured by the measuring device including the laser light source 40 and the light detecting device 42 shown in FIG. In FIG. 8, a liquid crystal panel P having a dispersion type liquid crystal layer 14 is arranged between a laser light source 40 and a photodetector 42 in a predetermined relationship. The liquid crystal panel P includes polarizing plates 32 and 34 and a film 26.
Is not included. When a laser is emitted from the laser light source 40 to the liquid crystal panel P, the light transmitted through the liquid crystal panel P hits the liquid crystal molecules of the liquid crystal 18 in the liquid crystal capsule 20 and is scattered, and the scattered light S is emitted from the liquid crystal panel P. The scattered light S spreads in various directions according to the scattering property. The light detecting device 42 is arranged so as to detect the scattered light S at a take-in angle of approximately 6 degrees. In order to make the take-in angle approximately 6 degrees, for example, when the length L of the opening of the photodetector 42 is 6 mm, the liquid crystal panel P and the photodetector 4
The distance D with respect to 2 is set to 572 mm. When a photodetector having a different opening length L is used, the distance D between the liquid crystal panel P and the photodetector 42 is changed according to the length L of the opening to reduce the scattered light from the panel P. It can be detected at a capture angle of about 6 degrees.
【００３１】このようにして液晶パネルＰの透過光量Ｔ
を測定する。次に液晶パネルＰを移動して、レーザー光
源４０と光検出装置４２を上記と同じ関係で液晶なしで
配置して、レーザー光源４０の光量Ｌを測定する。本発
明では、液晶パネルＰの散乱性を、液晶パネルＰの透過
光量Ｔとレーザー光源４０の光量Ｌとの比（Ｔ／Ｌ）の
百分率で定義する。この定義の散乱性の値が大きいほ
ど、液晶パネルＰの透過光量Ｔはレーザー光源４０の光
量Ｌに近いので、液晶１８による散乱の程度は小さい。
逆に、この定義の散乱性の値が小さいほど、液晶パネル
Ｐの透過光量Ｔはレーザー光源４０の光量Ｌより少なく
なり、液晶１８による散乱の程度は大きくなる。つま
り、散乱の程度が大きくなると６度の取り込み角度に入
る部分が小さくなる。Thus, the transmitted light amount T of the liquid crystal panel P
Is measured. Next, the liquid crystal panel P is moved, and the laser light source 40 and the photodetector 42 are arranged without liquid crystal in the same relationship as described above, and the light amount L of the laser light source 40 is measured. In the present invention, the scattering of the liquid crystal panel P is defined as a percentage of the ratio (T / L) of the transmitted light amount T of the liquid crystal panel P and the light amount L of the laser light source 40. The larger the value of the scattering property defined in this definition, the smaller the degree of scattering by the liquid crystal 18 since the transmitted light amount T of the liquid crystal panel P is closer to the light amount L of the laser light source 40.
Conversely, the smaller the value of the scattering property defined in this definition, the smaller the transmitted light amount T of the liquid crystal panel P than the light amount L of the laser light source 40, and the greater the degree of scattering by the liquid crystal 18. In other words, as the degree of scattering increases, the portion falling within the 6 ° take-in angle decreases.
【００３２】散乱性の最適値を求めるために、種々の散
乱性の５種類の液晶パネルＰのサンプルを作成した。種
々の散乱性は液晶層１４の厚さ、液晶１８の比率、カプ
セル２０の大きさ等を変えることによって異ならせた。
これらの５個の液晶パネルＰのサンプルについて、上記
した方法で散乱性を求めた。それから、これらの５個の
液晶パネルＰのサンプルに第１及び第２の偏光板３２、
３４及びフィルム２６を取りつけて５個の図９の高分子
分散型液晶表示装置を構成した。In order to determine the optimum value of the scattering property, five kinds of liquid crystal panel P samples having various scattering properties were prepared. Various scattering properties were varied by changing the thickness of the liquid crystal layer 14, the ratio of the liquid crystal 18, the size of the capsule 20, and the like.
The scattering properties of the five samples of the liquid crystal panel P were determined by the method described above. Then, the first and second polarizers 32,
By attaching the film 34 and the film 26, five polymer dispersed liquid crystal display devices of FIG. 9 were constructed.
【００３３】図１１はこれらの５個の図９の高分子分散
型液晶表示装置を使用して透過光量とコントラストを測
定した試験結果を示す図である。図１１の横軸に示され
るように、５個の液晶パネルＰのサンプルの上記定義に
よる散乱性は、０．５、１．０、５、９、３０であっ
た。白表示のときに液晶表示装置を透過する透過光量
は、丸印と直線でプロットされている。さらに、コント
ラストが三角印と直線でプロットされている。FIG. 11 is a diagram showing test results obtained by measuring the amount of transmitted light and contrast using these five polymer-dispersed liquid crystal display devices shown in FIG. As shown in the horizontal axis of FIG. 11, the scattering properties of the five liquid crystal panel P samples according to the above definition were 0.5, 1.0, 5, 9, and 30. The amount of light transmitted through the liquid crystal display device during white display is plotted with a circle and a straight line. Further, the contrast is plotted with a triangle and a straight line.
【００３４】図１１に示された試験結果から、液晶表示
装置を透過する透過光量は、散乱性が大きくなるにつれ
て増加し、あるピークに達すると散乱性が大きくなるに
つれて減少することが分かった。一方、コントラストは
散乱性が大きくなるにつれて増加することが分かった。
液晶パネルの散乱性が１パーセント以上であれば、透過
光量及びコントラストがともに満足できる程度になる。
特に、コントラストは液晶パネルの散乱性が１パーセン
トになったあたりから急に増加する。From the test results shown in FIG. 11, it was found that the amount of transmitted light passing through the liquid crystal display increased as the scattering increased, and decreased as the scattering increased when reaching a certain peak. On the other hand, it was found that the contrast increased as the scattering increased.
If the scattering property of the liquid crystal panel is 1% or more, both the amount of transmitted light and the contrast are satisfactory.
In particular, the contrast sharply increases when the scattering of the liquid crystal panel becomes 1%.
【００３５】さらに、液晶パネルの散乱性が３パーセン
ト以上であれば、透過光量及びコントラストがかなり満
足できる程度になる。そして、液晶パネルの散乱性が７
パーセントから２０パーセントの範囲内にあれば、透過
光量が最も高く、且つコントラストも十分に高くなって
いる。図１２は図４と同様の視角特性を示す図である。
種々の視角回転角φについて透過光量の変動が少なく、
例えば印加電圧５ボルトでほぼ完全に黒くなっている。
Ｔ−Ｖ曲線は滑らかであり、階調表示性も優れている。Further, if the scattering property of the liquid crystal panel is 3% or more, the amount of transmitted light and the contrast become sufficiently satisfactory. And the scattering property of the liquid crystal panel is 7
Within the range of 20% to 20%, the amount of transmitted light is the highest and the contrast is sufficiently high. FIG. 12 is a diagram showing the viewing angle characteristics similar to FIG.
There is little variation in the amount of transmitted light for various viewing angle rotation angles φ,
For example, it becomes almost completely black at an applied voltage of 5 volts.
The TV curve is smooth and the gradation display is excellent.
【００３６】図１３はポリマーネットワーク液晶表示装
置（Polymer Network Liquid Crystal Display）と呼ば
れる液晶表示装置を示す図であり、図１４は図１３の液
晶表示装置に電圧を印加した場合を示す図である。この
液晶表示装置は、第１の透明基板１０と第２の透明基板
１２との間に液晶層１４を挿入してなる液晶パネルを含
む。第１及び第２の透明基板１０、１２はそれぞれＩＴ
Ｏの透明電極２２、２８を有し、これらの透明電極２
２、２８は電源３６にスイッチ３８を介して接続され
る。第１及び第２の偏光板３２、３４（図示せず）はそ
れらの偏光の透過軸が互いに垂直に配置される。FIG. 13 is a diagram showing a liquid crystal display device called a polymer network liquid crystal display device (Polymer Network Liquid Crystal Display), and FIG. 14 is a diagram showing a case where a voltage is applied to the liquid crystal display device of FIG. This liquid crystal display device includes a liquid crystal panel having a liquid crystal layer 14 inserted between a first transparent substrate 10 and a second transparent substrate 12. The first and second transparent substrates 10 and 12 are each made of IT.
O transparent electrodes 22 and 28, and these transparent electrodes 2
2 and 28 are connected to a power supply 36 via a switch 38. The first and second polarizing plates 32 and 34 (not shown) are arranged such that their transmission axes of polarized light are perpendicular to each other.
【００３７】液晶層１４は、例えばスポンジ状の網目構
造の高分子層４６の中に液晶１８が分散されている。液
晶１８は網目の隙間に無秩序な分布で封入されている。
従って、電圧無印加時に液晶分子に当たった入射光が散
乱し、電圧印加時に液晶分子が第１及び第２の透明基板
１０、１２に対して一様に立ち上がる。この液晶パネル
も上記した散乱性を満足する。In the liquid crystal layer 14, for example, a liquid crystal 18 is dispersed in a polymer layer 46 having a spongy network structure. The liquid crystal 18 is sealed in a mesh distribution in a random distribution.
Therefore, when no voltage is applied, the incident light hitting the liquid crystal molecules is scattered, and when a voltage is applied, the liquid crystal molecules rise uniformly with respect to the first and second transparent substrates 10 and 12. This liquid crystal panel also satisfies the above-mentioned scattering properties.
【００３８】図１５は高分子液晶（液晶ポリマー）を使
用した液晶表示装置を示す図であり、図１６は図１５の
液晶表示装置に電圧を印加した場合を示す図である。こ
の液晶表示装置は、第１の透明基板１０と第２の透明基
板１２との間に液晶層１４を挿入してなる液晶パネルを
含む。第１及び第２の透明基板１０、１２はそれぞれＩ
ＴＯの透明電極２２、２８を有し、これらの透明電極２
２、２８は電源３６にスイッチ３８を介して接続され
る。第１及び第２の偏光板３２、３４（図示せず）はそ
れらの偏光の透過軸が互いに垂直に配置される。FIG. 15 is a diagram showing a liquid crystal display device using a high-molecular liquid crystal (liquid crystal polymer), and FIG. 16 is a diagram showing a case where a voltage is applied to the liquid crystal display device of FIG. This liquid crystal display device includes a liquid crystal panel having a liquid crystal layer 14 inserted between a first transparent substrate 10 and a second transparent substrate 12. The first and second transparent substrates 10 and 12 respectively have I
It has TO transparent electrodes 22 and 28, and these transparent electrodes 2
2 and 28 are connected to a power supply 36 via a switch 38. The first and second polarizing plates 32 and 34 (not shown) are arranged such that their transmission axes of polarized light are perpendicular to each other.
【００３９】液晶層１４は、主鎖型液晶ポリマーや側鎖
型液晶ポリマーとして知られている高分子液晶４８と、
低分子液晶１８とが混合されたものである。低分子液晶
１８は高分子液晶４８に沿って配向し、全体として無秩
序に分散している。従って、電圧無印加時に液晶分子に
当たった入射光が散乱し、電圧印加時に液晶分子が第１
及び第２の透明基板１０、１２に対して一様に立ち上が
る。この液晶パネルも上記した散乱性を満足する。The liquid crystal layer 14 comprises a polymer liquid crystal 48 known as a main chain type liquid crystal polymer or a side chain type liquid crystal polymer,
It is a mixture of low-molecular liquid crystal 18. The low-molecular liquid crystal 18 is oriented along the high-molecular liquid crystal 48 and is randomly dispersed as a whole. Therefore, when no voltage is applied, the incident light that hits the liquid crystal molecules is scattered, and when the voltage is applied, the liquid crystal molecules become first.
And rises uniformly with respect to the second transparent substrates 10 and 12. This liquid crystal panel also satisfies the above-mentioned scattering properties.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
視角特性の低下がなく、黒表示性能が低下することがな
く、光の利用効率を向上することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to improve the light use efficiency without lowering the viewing angle characteristics and the black display performance.
【図１】本発明の第１実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の電圧印加状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a voltage application state of FIG. 1;
【図３】屈折率異方性を示す図であり、（Ａ）は液晶パ
ネルに取りつけられるフィルムの屈折率異方性を示す図
であり、（Ｂ）は（Ａ）の斜め切断面を示す図であり、
（Ｃ）は液晶の屈折率異方性を示す図であり、（Ｄ）は
（Ｃ）の斜め切断面を示す図である。3A and 3B are diagrams showing the refractive index anisotropy, wherein FIG. 3A is a diagram showing the refractive index anisotropy of a film attached to a liquid crystal panel, and FIG. 3B is an oblique cut surface of FIG. FIG.
(C) is a diagram showing the refractive index anisotropy of the liquid crystal, and (D) is a diagram showing an oblique cut surface of (C).
【図４】第１実施例のＴ−Ｖ特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing TV characteristics of the first embodiment.
【図５】ＴＮ液晶のＴ−Ｖ特性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing TV characteristics of a TN liquid crystal.
【図６】従来の液晶表示装置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional liquid crystal display device.
【図７】図６の部分拡大図であり、（Ａ）は印加電圧が
０の場合を示す図であり、（Ｂ）は印加電圧が小さい場
合を示す図であり、（Ｃ）は印加電圧が大きい場合示す
図である。7 is a partially enlarged view of FIG. 6, (A) is a diagram showing a case where the applied voltage is 0, (B) is a diagram showing a case where the applied voltage is small, and (C) is a diagram showing the applied voltage FIG. 9 is a diagram illustrating a case where is large.
【図８】液晶パネルの散乱性の測定装置を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing a measurement device for scattering properties of a liquid crystal panel.
【図９】本発明の第２実施例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図１０】図９の電圧印加状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a voltage application state of FIG. 9;
【図１１】図９の実施例で使用する液晶の散乱性を示す
図である。FIG. 11 is a diagram showing the scattering properties of the liquid crystal used in the embodiment of FIG.
【図１２】図９の実施例のＴ−Ｖ特性を示す図である。12 is a diagram showing TV characteristics of the embodiment of FIG.
【図１３】本発明の第３実施例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図１４】図１３の電圧印加状態を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a voltage application state of FIG. 13;
【図１５】本発明の第４実施例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図１６】図１５の電圧印加状態を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a voltage application state of FIG. 15;
１０、１２…透明基板 １４…液晶層 １６、１８…液晶 ２０…液晶カプセル ２２、２８…透明電極 10, 12: transparent substrate 14: liquid crystal layer 16, 18, liquid crystal 20: liquid crystal capsule 22, 28: transparent electrode
Claims (8)
０）と、該第１の透明基板（１０）と小さな間隔で対向
して配置され且つ透明電極を有する第２の透明基板（１
２）と、該第１及び第２の透明基板の間に挿入された液
晶層（１４）とからなる液晶パネルと、該液晶パネルの
外側にそれぞれ配置される第１及び第２の偏光板（３
２、３４）とからなり、 該液晶層が、電圧無印加時に液晶分子に当たった入射光
が散乱するように液晶分子が無秩序に分布し且つ電圧印
加時に液晶分子が該第１及び第２の透明基板に対して一
様に立ち上がる分散タイプの液晶からなり、 該液晶パネルの散乱性が、液晶パネルをレーザー光源と
光検出装置との間に所定の関係で配置して該光検出装置
によりほぼ６度の取り込み角度で検出した該液晶パネル
の透過光量と、該レーザー光源と該光検出装置とを上記
と同じ関係で液晶なしで配置した場合の該レーザー光源
の光量との比の百分率で示されるとき、該液晶パネルの
散乱性が１パーセント以上であることを特徴とする液晶
表示装置。1. A first transparent substrate (1) having a transparent electrode.
0) and a second transparent substrate (1) having a transparent electrode and disposed opposite to the first transparent substrate (10) at a small interval.
2), a liquid crystal panel comprising a liquid crystal layer (14) inserted between the first and second transparent substrates, and first and second polarizing plates ( 3
2, 34), wherein the liquid crystal layer is randomly distributed such that incident light impinging on the liquid crystal molecules is scattered when no voltage is applied, and the first and second liquid crystal molecules are distributed when the voltage is applied. The liquid crystal panel is composed of a dispersion type liquid crystal that rises uniformly with respect to the transparent substrate, and the scattering property of the liquid crystal panel is substantially equalized by the light detection device when the liquid crystal panel is disposed in a predetermined relationship between the laser light source and the light detection device. It is expressed as a percentage of the ratio between the amount of transmitted light of the liquid crystal panel detected at a take-in angle of 6 degrees and the amount of light of the laser light source when the laser light source and the photodetector are arranged without liquid crystal in the same relationship as described above. Wherein the scattering property of the liquid crystal panel is 1% or more.
上であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
置。2. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the scattering property of the liquid crystal panel is 3% or more.
ら２０パーセントの範囲内にあることを特徴とする請求
項１に記載の液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the scattering property of the liquid crystal panel is in a range of 7% to 20%.
が互いに垂直な偏光の透過軸を有することを特徴とする
請求項１に記載の液晶表示装置。4. The first and second polarizers (32, 34).
2. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the liquid crystal display devices have transmission axes of polarized light perpendicular to each other.
の一方との間に負の一軸性の屈折率異方性を有するフィ
ルム（２６）が配置され、該液晶が正の一軸性の屈折率
異方性を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶
表示装置。5. A film (26) having a negative uniaxial refractive index anisotropy is disposed between the liquid crystal panel and one of the first and second polarizers, and the liquid crystal is positive uniaxial. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the liquid crystal display device has a characteristic refractive index anisotropy.
と該第２の透明基板の配向膜との間に存在する第１の液
晶（１６）と、該第１の液晶に分散され且つ第２の液晶
（１８）を含む液晶カプセル（２０）とからなることを
特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。6. A liquid crystal layer comprising: a first liquid crystal existing between an alignment film of the first transparent substrate and an alignment film of the second transparent substrate; 2. The liquid crystal display device according to claim 1 , comprising a liquid crystal capsule (20) dispersed and containing a second liquid crystal (18).
直配向膜からなり、該第１の液晶（１６）の液晶分子が
第１及び第２の透明基板に対して垂直に配向しているこ
とを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。7. The alignment film of the first and second transparent substrates comprises a vertical alignment film, and liquid crystal molecules of the first liquid crystal (16) are vertically aligned with respect to the first and second transparent substrates. 7. The liquid crystal display device according to claim 6 , wherein:
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。8. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the liquid crystal layer is made of a polymer dispersed liquid crystal.
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP4025117A JP2649199B2 (en) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | Liquid crystal display |
| EP95120356A EP0726484B1 (en) | 1991-03-12 | 1992-03-09 | Liquid-crystal display device |
| EP92301968A EP0508592B1 (en) | 1991-03-12 | 1992-03-09 | Liquid crystal display device |
| DE69229298T DE69229298T2 (en) | 1991-03-12 | 1992-03-09 | Liquid crystal display device |
| DE69232644T DE69232644T2 (en) | 1991-03-12 | 1992-03-09 | Liquid-crystal display device |
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| JPH05224184A JPH05224184A (en) | 1993-09-03 |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| US7459189B2 (en) * | 2003-12-19 | 2008-12-02 | Asahi Glass Company, Limited | Liquid crystal optical element and process for its production |
Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2565014B2 (en) * | 1991-03-12 | 1996-12-18 | 富士通株式会社 | Liquid crystal display |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP4025117A patent/JP2649199B2/en not_active Expired - Lifetime
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