JPH0713152A - Liquid crystal display element formed by using optically anisotropic element - Google Patents
Liquid crystal display element formed by using optically anisotropic elementInfo
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- JPH0713152A JPH0713152A JP5153913A JP15391393A JPH0713152A JP H0713152 A JPH0713152 A JP H0713152A JP 5153913 A JP5153913 A JP 5153913A JP 15391393 A JP15391393 A JP 15391393A JP H0713152 A JPH0713152 A JP H0713152A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、表示コントラスト、階
調特性及び表示色の視角特性改良された液晶表示素子に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having improved display contrast, gradation characteristics and display color viewing angle characteristics.
【０００２】[0002]
【従来の技術】日本語ワードプロセッサやディスクトッ
プパソコン等のＯＡ機器の表示装置の主流であるＣＲＴ
は、薄型軽量、低消費電力という大きな利点をもった液
晶表示素子に変換されてきている。現在普及している液
晶表示素子（以下ＬＣＤと称す）の多くは、ねじれネマ
ティック液晶を用いている。このような液晶を用いた表
示方式としては、複屈折モードと旋光モードとの２つの
方式に大別できる。2. Description of the Related Art CRTs, which are the mainstream of display devices for OA equipment such as Japanese word processors and desktop personal computers
Have been converted into liquid crystal display elements which have the great advantages of thinness, light weight, and low power consumption. Most of the liquid crystal display elements (hereinafter, referred to as LCDs) that are currently popular use twisted nematic liquid crystals. The display method using such a liquid crystal can be roughly classified into a birefringence mode and an optical rotation mode.
【０００３】複屈折モードを用いたＬＣＤは、液晶分子
配列のねじれ角９０°以上ねじれたもので、急崚な電気
光学特性をもつ為、能動素子（薄膜トランジスタやダイ
オード）が無くても単純なマトリクス状の電極構造でも
時分割駆動により大容量の表示が得られる。しかし、応
答速度が遅く（数百ミリ秒）、諧調表示が困難という欠
点を持ち、能動素子を用いた液晶表示素子（ＴＦＴ−Ｌ
ＣＤやＭＩＭ−ＬＣＤなど）の表示性能を越えるまでに
はいたらない。An LCD using a birefringence mode has a twisted angle of 90 ° or more in the alignment of liquid crystal molecules and has steep electro-optical characteristics. Therefore, a simple matrix without active elements (thin film transistor or diode). A large-capacity display can be obtained by time-division driving even with a striped electrode structure. However, the response speed is slow (hundreds of milliseconds) and gray scale display is difficult, and a liquid crystal display element (TFT-L) using an active element is used.
The display performance of CDs, MIM-LCDs, etc.) is exceeded.
【０００４】ＴＦＴ−ＬＣＤやＭＩＭ−ＬＣＤには、液
晶分子の配列状態がほぼ９０°ねじれた旋光モードの表
示方式（ＴＮ型液晶表示素子）が用いられている。この
表示方式は、応答速度が速く（数＋ミリ秒）、容易に白
黒表示が得られ、高い表示コントラストを示すことから
他の方式のＬＣＤと比較して最も有力な方式である。し
かし、ねじれネマティック液晶を用いている為に、表示
方式の原理上、見る方向によって表示色や表示コントラ
ストが変化するといった視角特性上の問題があり、ＣＲ
Ｔの表示性能を越えるまでにはいたらない。For the TFT-LCD and MIM-LCD, a rotation mode display system (TN type liquid crystal display element) in which the alignment state of liquid crystal molecules is twisted by about 90 ° is used. This display method is the most effective method as compared with other LCDs because it has a high response speed (several + milliseconds), can easily obtain a black and white display, and has a high display contrast. However, since the twisted nematic liquid crystal is used, there is a problem in the viewing angle characteristics that the display color and the display contrast are changed depending on the viewing direction due to the principle of the display method.
The display performance of T is exceeded.
【０００５】特開平４−２２９８２８号、特開平４−２
５８９２３号公報などに見られるように、一対の偏光板
とＴＮ液晶セルの間に、位相差フィルムを配置すること
によって視野角を拡大しようとする方法が提案されてい
る。Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 4-229828 and 4-2.
As disclosed in Japanese Patent No. 58923, a method has been proposed in which a viewing angle is increased by disposing a retardation film between a pair of polarizing plates and a TN liquid crystal cell.
【０００６】上記特許公報で提案された位相差フィルム
は、液晶セルの表面に対して、垂直な方向に位相差がほ
ぼゼロのものであり、真正面からはなんら光学的な作用
を及ぼさず、傾けたときに位相差が発現し、液晶セルで
発現する位相差を補償しようというものである。しか
し、これらの方法によってもＬＣＤの視野角はまだ不十
分であり、更なる改良が望まれている。特に、車載用
や、ＣＲＴの代替として考えた場合には、現状の視野角
では全く対応できないのが実状である。The retardation film proposed in the above patent publication has a retardation of almost zero in the direction perpendicular to the surface of the liquid crystal cell, has no optical action from the front, and is tilted. When the liquid crystal cell has a retardation, the retardation is manifested in the liquid crystal cell. However, even with these methods, the viewing angle of LCD is still insufficient, and further improvement is desired. In particular, when considered as a vehicle-mounted type or as a substitute for a CRT, the current viewing angle cannot cope with the situation.
【０００７】また、特開平４−３６６８０８号、特開平
４−３６６８０９号公報では、光学軸が傾いたカイラル
ネマチック液晶を含む液晶セルを位相差フィルムとして
用いて視野角を改良する方法を提案しているが、２層液
晶方式となり、コストが高く、軽量化が困難であるとい
う問題点があった。さらに、特開平５−８０３２３号公
報に、光学軸が液晶セルに対して傾斜している位相差フ
ィルムを用いる方法が提案されているが、一軸性のポリ
カーボネートを斜めにスライスして用いるため、大面積
の位相差フィルムを低コストで得難いという問題点があ
った。Further, Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-366808 and 4-366809 propose a method for improving the viewing angle by using a liquid crystal cell containing a chiral nematic liquid crystal having an inclined optical axis as a retardation film. However, there is a problem that it is a two-layer liquid crystal system and the cost is high and it is difficult to reduce the weight. Further, JP-A-5-80323 proposes a method of using a retardation film whose optical axis is tilted with respect to a liquid crystal cell. However, since a uniaxial polycarbonate is sliced and used, There is a problem that it is difficult to obtain an area retardation film at low cost.
【０００８】液晶分子は、液晶分子の長軸方向と短軸方
向とに異なる屈折率を有することは一般に知られてい
る。この様な屈折率の異方性を示す液晶分子にある偏光
が入射すると、その偏光は液晶分子の角度に依存して偏
光状態が変化する。ねじれネマティック液晶は、液晶セ
ルの厚み方向に液晶分子の配列がねじれた構造を有して
いるが、液晶セル中を透過する光は、このねじれた配列
の液晶分子の個々の液晶分子の向きによって逐次偏光し
て伝搬する。従って、液晶セルに対し光が垂直に入射し
た場合と斜めに入射した場合とでは、液晶セル中を伝搬
する光の偏光状態は異なり、その結果、見る方向によっ
て表示のパターンが全く見えなくなったりするという現
象として現れ、実用上好ましくない。It is generally known that liquid crystal molecules have different refractive indexes in the major axis direction and the minor axis direction of the liquid crystal molecules. When polarized light enters liquid crystal molecules exhibiting such anisotropy of refractive index, the polarized state of the polarized light changes depending on the angle of the liquid crystal molecules. Twisted nematic liquid crystal has a structure in which the alignment of liquid crystal molecules is twisted in the thickness direction of the liquid crystal cell, but the light transmitted through the liquid crystal cell depends on the orientation of each liquid crystal molecule in the twisted alignment. Sequentially polarized and propagated. Therefore, the polarization state of the light propagating in the liquid crystal cell is different between the case where the light is vertically incident on the liquid crystal cell and the case where the light is obliquely incident, and as a result, the display pattern cannot be seen at all depending on the viewing direction. Appears as a phenomenon, which is not preferable for practical use.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、液晶表示素
子において、正面コントラストを低下させずに、表示コ
ントラスト、階調特性及び表示色の視角特性の改善され
た液晶表示素子を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid crystal display device having improved display contrast, gradation characteristics and viewing angle characteristics of display color without lowering the front contrast. is there.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の手段
により達成された。 （１） ２枚の電極基板間に液晶を挟持してなる液晶セ
ルと、その両側に配置された２枚の偏光素子と、該２枚
の偏光素子の間に２枚の光学異方素子を液晶セルを挟ん
で配置した液晶表示素子において、該光学異方素子が光
学的に負の一軸性または一軸性に近い二軸性を示す薄膜
の積層体からなり、該光学異方素子は両面の光学軸の方
向が異なるねじれた構造を有し、該光学異方素子の液晶
セルに近い面の光学軸と該光学異方素子に近い液晶セル
基板面の黒表示時の液晶の光学軸とがなす角が３０°以
下であり、該光学異方素子の液晶セルに遠い面の光学軸
と液晶セル厚み方向中央部の黒表示時の液晶の光学軸と
がなす角が３０°以下であることを特徴とする液晶表示
素子。 （２） 該２枚の光学異方素子の６３２．８ｎｍの光に
おけるレターデーションの和が−５０ｎｍ〜−１０００
ｎｍであることを特徴とする（１）記載の液晶表示素
子。 （３） 液晶セルがほぼ９０゜のねじれ角を有するＴＮ
型液晶を挟持したことを特徴とする（１）記載の液晶表
示素子。 （４） 該２枚の光学異方素子の６３２．８ｎｍの光に
おけるレターデーションの和が−５０ｎｍ〜−６００ｎ
ｍであることを特徴とする（３）記載の液晶表示素子。The above-mentioned objects have been achieved by the following means. (1) A liquid crystal cell in which liquid crystal is sandwiched between two electrode substrates, two polarizing elements arranged on both sides of the liquid crystal cell, and two optically anisotropic elements between the two polarizing elements. In a liquid crystal display element arranged with a liquid crystal cell sandwiched therebetween, the optically anisotropic element is composed of a laminated body of thin films exhibiting optically negative uniaxiality or biaxiality close to uniaxiality. The optical axis has a twisted structure in which the directions of the optical axes are different, and the optical axis of the surface of the optical anisotropic element close to the liquid crystal cell and the optical axis of the liquid crystal at the time of black display of the liquid crystal cell substrate surface close to the optical anisotropic element The angle formed is 30 ° or less, and the angle formed between the optical axis of the surface of the optically anisotropic element remote from the liquid crystal cell and the optical axis of the liquid crystal at the time of black display at the central portion in the thickness direction of the liquid crystal cell is 30 ° or less. Liquid crystal display device characterized by. (2) The sum of the retardations of the two optically anisotropic elements in the light of 632.8 nm is -50 nm to -1000.
The liquid crystal display device according to (1), wherein the liquid crystal display device has a thickness of nm. (3) TN in which the liquid crystal cell has a twist angle of about 90 °
A liquid crystal display element according to (1), characterized in that a liquid crystal is sandwiched between the liquid crystal display elements. (4) The sum of the retardations of the two optically anisotropic elements in the light of 632.8 nm is −50 nm to −600 n.
The liquid crystal display element according to (3) is characterized in that it is m.
【００１１】以下、図面を用いてＴＮ型液晶表示素子を
例にとり本発明の作用を説明する。図１、図２は、液晶
セルにしきい値電圧以上の電圧を印加した場合の液晶セ
ル中を伝搬する光の偏光状態を示したものであり、電圧
無印加時では明状態を示すものである。図１は、液晶セ
ルに光が垂直に入射した場合の光の偏光状態を示した図
である。自然光Ｌ０が偏光軸ＰＡをもつ偏光板Ａに垂直
に入射したとき、偏光板Ａを透過した光は、直線偏光Ｌ
１となる。The operation of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking a TN type liquid crystal display device as an example. 1 and 2 show the polarization state of light propagating in the liquid crystal cell when a voltage higher than the threshold voltage is applied to the liquid crystal cell, and show a bright state when no voltage is applied. . FIG. 1 is a diagram showing a polarization state of light when light is vertically incident on a liquid crystal cell. When the natural light L0 is vertically incident on the polarizing plate A having the polarization axis PA, the light transmitted through the polarizing plate A is linearly polarized light L.
It becomes 1.
【００１２】図中ＬＣは、ＴＮ型液晶セルに十分に電圧
を印加した時の液晶分子の配列状態を、概略的に１つの
液晶分子モデルで示したものである。液晶セル中の液晶
分子ＬＣの分子長軸が光の進路と平行な場合、入射面
（光の進路に垂直な面内）での屈折率の差が生じないの
で、液晶セル中を伝搬する常光と異常光の位相差が生じ
ず直線偏光Ｌ１は液晶セルを透過すると直線偏光のまま
伝搬する。偏光板Ｂの偏光軸ＰＢを偏光板Ａの偏光軸Ｐ
Ａと垂直に設定すると、液晶セルを透過した光Ｌ２は偏
光板を透過することができず暗状態となる。In the figure, LC indicates the state of alignment of the liquid crystal molecules when a sufficient voltage is applied to the TN type liquid crystal cell, by using one liquid crystal molecule model. When the molecular long axis of the liquid crystal molecule LC in the liquid crystal cell is parallel to the light path, there is no difference in the refractive index on the incident surface (in the plane perpendicular to the light path), and therefore the ordinary light propagating in the liquid crystal cell When the linearly polarized light L1 passes through the liquid crystal cell, the linearly polarized light L1 propagates as it is. The polarizing axis PB of the polarizing plate B is the polarizing axis P of the polarizing plate A.
When set to be perpendicular to A, the light L2 that has passed through the liquid crystal cell cannot pass through the polarizing plate and is in a dark state.
【００１３】図２は、液晶セルに光が斜めに入射した場
合の光の偏光状態を示した図である。入射光の自然光Ｌ
０が斜めに入射した場合、偏光板Ａを透過した偏光光Ｌ
１はほぼ直線偏光になる。（実際の場合、偏光板の特性
により楕円偏光になる）。この場合、液晶の屈折率異方
性により液晶セルの入射面において屈折率の差が生じ、
液晶セルを透過する光Ｌ２は楕円偏光して偏光板Ｂを透
過してしまう。この様な斜方入射における光の透過は、
コントラストの低下を招き好ましくない。FIG. 2 is a diagram showing a polarization state of light when the light obliquely enters the liquid crystal cell. Natural light of incident light L
When 0 is obliquely incident, the polarized light L transmitted through the polarizing plate A
1 becomes almost linearly polarized light. (In the actual case, it will be elliptically polarized due to the characteristics of the polarizing plate). In this case, a difference in refractive index occurs on the incident surface of the liquid crystal cell due to the anisotropy of the refractive index of the liquid crystal,
The light L2 transmitted through the liquid crystal cell is elliptically polarized and transmitted through the polarizing plate B. The transmission of light in such oblique incidence is
This is not preferable because it causes a decrease in contrast.
【００１４】本発明は、この様な斜方入射におけるコン
トラストの低下を防ぎ、視角特性を改善し、同時に、正
面のコントラストを改善しようとするものである。The present invention is intended to prevent such a decrease in contrast due to oblique incidence, improve viewing angle characteristics, and at the same time improve front contrast.
【００１５】本発明によって、液晶表示素子の視角特性
を大幅に向上できたことについては以下のように推定し
ている。ＴＮ−ＬＣＤの多くは、ノーマルーホワイトモ
ードが採用されている。このモードにおいて、視角を大
きくすることに伴って、黒表示部からの光の透過率が著
しく増大し、結果としてコントラストの急激な低下を招
いていることになる。黒表示は電圧印加時の状態である
が、この時には、ＴＮ型液晶セルは、光学軸が、セルの
表面に対する法線方向から若干傾いた正の一軸性光学異
方体とみなすことができる。このわずかな光軸の傾斜に
よって真正面でも複屈折が生じるだけではなく、セルの
上下方向すなわち主視角方向で視野角の著しい非対称性
が生じ、上下どちらか一方または両方向の視野角が著し
く損なわれることになる。これは実際の現象と一致して
いる。It is presumed as follows that the viewing angle characteristic of the liquid crystal display device was significantly improved by the present invention. Most TN-LCDs adopt a normal white mode. In this mode, the transmittance of light from the black display portion remarkably increases as the viewing angle is increased, resulting in a sharp decrease in contrast. The black display is the state when a voltage is applied, but at this time, the TN type liquid crystal cell can be regarded as a positive uniaxial optical anisotropic body in which the optical axis is slightly inclined from the direction normal to the cell surface. This slight tilt of the optical axis not only causes birefringence even in front of the cell, but also causes significant asymmetry of the viewing angle in the vertical direction of the cell, that is, the main viewing angle direction, which significantly impairs the viewing angle in either one or both directions. become. This is in agreement with the actual phenomenon.
【００１６】液晶セルの光学軸が液晶セルの表面に対す
る法線方向から傾いている場合、光学軸が法線方向にあ
る光学異方体では、その補償が不十分であることが予想
される。また、液晶セルが正の光学異方体と見なせるの
であれば、それを補償するためには図３に示したように
負の一軸性光学異方体を用いるのが適している。また、
液晶セル中の液晶はねじれ配向しているために、本発明
に用いる光学異方素子もねじれ構造を有していることが
好ましい。このような理由から、本発明における光学軸
が法線方向から傾いた負の一軸性の積層体からなる光学
異方体によって大幅に視野角特性が改善されたものと推
定する。When the optical axis of the liquid crystal cell is tilted from the direction normal to the surface of the liquid crystal cell, it is expected that the optical anisotropic body having the optical axis in the normal direction will be insufficiently compensated. If the liquid crystal cell can be regarded as a positive optical anisotropic body, it is suitable to use a negative uniaxial optical anisotropic body as shown in FIG. 3 in order to compensate for it. Also,
Since the liquid crystal in the liquid crystal cell is twisted and aligned, it is preferable that the optical anisotropic element used in the present invention also has a twisted structure. For these reasons, it is presumed that the viewing angle characteristic is significantly improved by the optical anisotropic body made of a negative uniaxial laminate in which the optical axis of the present invention is inclined from the normal direction.
【００１７】本発明の光学異方素子は光学的に負の一軸
性、または、一軸性に近い二軸性の光学異方体の積層体
である。光学的に負の一軸性であるとは、複屈折を生じ
ない方向である光学軸が１つしかなく、その光学軸方向
の屈折率が光学軸と直交した方向の屈折率より小さいも
のをいう。二軸性とは光学軸が２つあるものを指す。本
発明における一軸性に近い二軸性とは、２つの光学軸の
なす角が４０°以下である二軸性をいう。The optically anisotropic element of the present invention is a laminate of optically anisotropic uniaxial or biaxial optically anisotropic bodies close to uniaxial. The term “optically negative uniaxial” means that there is only one optical axis in which birefringence does not occur and the refractive index in the optical axis direction is smaller than the refractive index in the direction orthogonal to the optical axis. . Biaxiality means that there are two optical axes. Biaxiality near uniaxiality in the present invention means biaxiality in which an angle formed by two optical axes is 40 ° or less.
【００１８】本発明に用いられる光学異方素子の薄膜の
１層の屈折率を模式的に示した図を図４に示す。図４に
示したように、波長６３２．８ｎｍの光に対する光学異
方素子の薄膜の１層の主屈折率をｎａ、ｎｂ、ｎｃとす
る。負の一軸性の場合、ｎａ＜ｎｂ＝ｎｃとなる。ｎａ
の方向が光学軸となる。FIG. 4 schematically shows the refractive index of one layer of the thin film of the optically anisotropic element used in the present invention. As shown in FIG. 4, the main refractive indices of one layer of the thin film of the optically anisotropic element with respect to light having a wavelength of 632.8 nm are na, nb, and nc. In the case of negative uniaxiality, na <nb = nc. na
Is the optical axis.
【００１９】本発明に用いられる光学異方素子は光学軸
の方向が異なる薄膜の積層体からなる。ここでいう積層
体とは、光学軸の方向が同一である薄膜を２枚以上積層
したものである。本発明においては、ねじれ構造を有し
たコレステリック液晶などのように連続的に光学軸の方
向が変化した無限枚の薄膜を積層したものと見なせるも
のも積層体に含まれる。The optically anisotropic element used in the present invention comprises a laminate of thin films having different optical axis directions. The laminated body here is a laminated body of two or more thin films having the same optical axis direction. In the present invention, the laminated body also includes a cholesteric liquid crystal having a twisted structure and the like, which can be regarded as a laminated body of an infinite number of thin films whose optical axis directions are continuously changed.
【００２０】本発明においては、このような光学異方素
子を２枚用いる。光学異方素子を１枚設けただけでは液
晶表示素子の視角特性はどうしても左右非対称となって
しまう。本発明のように光学異方素子を液晶セルを挟ん
で２枚設けることにより液晶表示素子の視角特性はほぼ
左右対称となる。視角特性はこのように左右対称となる
ことが好ましい。In the present invention, two such optical anisotropic elements are used. Even if only one optical anisotropic element is provided, the viewing angle characteristics of the liquid crystal display element are inevitably asymmetrical. By providing two optically anisotropic elements with the liquid crystal cell sandwiched therebetween as in the present invention, the viewing angle characteristics of the liquid crystal display element become substantially symmetrical. It is preferable that the viewing angle characteristics are bilaterally symmetrical.
【００２１】本発明に用いられる光学異方素子は、両面
の光学軸の方向が異なるねじれた構造を有している。本
発明においては、該光学異方素子を液晶表示素子に装着
した場合、該光学異方素子の液晶セルに最も近い薄膜の
光学軸と、該光学異方素子に近い方の液晶セル基板面の
黒表示時の液晶の配向方向とがなす角が３０°以下であ
る。更に、該光学異方素子の液晶セルに最も遠い薄膜の
光学軸と、液晶セル厚み方向中央部の黒表示時の液晶の
配向方向とがなす角が３０°以下である。本発明におい
ては、２枚の光学異方素子両方ともにこの条件を満た
す。液晶セル中の液晶はねじれ構造を有しているので、
本発明に用いられる光学異方素子は、液晶のねじれ構造
に対応した連続的なねじれ構造を有していることが好ま
しい。したがって、本発明に用いられる２枚の光学異方
素子のねじれ角の和は、液晶セル中の液晶のねじれ角に
ほぼ等しいことが好ましい。例えば、ねじれ角が２４０
°であるＳＴＮ型液晶セルにおいては、約２４０°、ね
じれ角が９０°であるＴＮ型液晶セルにおいては、約９
０°であることが好ましい。このように光学異方素子の
配向方向を制御することによって、液晶セルの複屈折性
の視角特性に起因した液晶表示素子の表示コントラス
ト、階調特性および表示色の視角特性はほぼ完全に補償
される。The optical anisotropic element used in the present invention has a twisted structure in which the directions of the optical axes on both surfaces are different. In the present invention, when the optical anisotropic element is mounted on a liquid crystal display element, the optical axis of the thin film closest to the liquid crystal cell of the optical anisotropic element and the liquid crystal cell substrate surface closer to the optical anisotropic element The angle formed by the alignment direction of the liquid crystal during black display is 30 ° or less. Further, the angle formed by the optical axis of the thin film farthest from the liquid crystal cell of the optically anisotropic element and the alignment direction of the liquid crystal at the time of black display at the central portion in the thickness direction of the liquid crystal cell is 30 ° or less. In the present invention, both of the two optical anisotropic elements satisfy this condition. Since the liquid crystal in the liquid crystal cell has a twisted structure,
The optically anisotropic element used in the present invention preferably has a continuous twist structure corresponding to the twist structure of liquid crystal. Therefore, the sum of the twist angles of the two optically anisotropic elements used in the present invention is preferably substantially equal to the twist angle of the liquid crystal in the liquid crystal cell. For example, the twist angle is 240
In the STN type liquid crystal cell having a TN type liquid crystal cell having a twist angle of 90 °, the STN type liquid crystal cell having a twist angle of 90 ° is approximately 9 °.
It is preferably 0 °. By controlling the orientation direction of the optically anisotropic element in this way, the display contrast, gradation characteristics, and display color viewing angle characteristics of the liquid crystal display element due to the birefringent viewing angle characteristics of the liquid crystal cell are almost completely compensated. It
【００２２】本発明におけるレターデーションとは、光
学異方素子の厚さをｄとしたとき、（ｎａ−ｎｂ）×ｄ
である。本発明における２枚の光学異方素子の６３２．
８ｎｍの光におけるレターデーションの和は−５０ｎｍ
〜−１０００ｎｍであることが好ましい。ＴＮ型液晶セ
ルを用いた場合には、−５０ｎｍ〜−６００ｎｍである
ことが好ましい。The retardation in the present invention means (na−nb) × d, where d is the thickness of the optically anisotropic element.
Is. 632 of two optical anisotropic elements in the present invention.
The sum of the retardation in the light of 8 nm is -50 nm
It is preferably from -1000 nm. When a TN type liquid crystal cell is used, it is preferably -50 nm to -600 nm.
【００２３】本発明に用いられる光学異方素子は、高分
子のフィルム、板状物、または、他の支持体上の塗布膜
として提供される。該光学異方素子の光の透過率は８０
％以上が好ましく、９０％以上が更に好ましい。The optical anisotropic element used in the present invention is provided as a polymer film, a plate-like material, or a coating film on another support. The light transmittance of the optically anisotropic element is 80.
% Or more is preferable, and 90% or more is more preferable.
【００２４】本発明に用いられる光学異方素子に使用さ
れる高分子素材は特に制限はないが、ポリカーボネー
ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンス
ルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリアリルス
ルホン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、セルロース系重
合体、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリメチ
ルメタクリレート、日本ゼオン製のポリオレフィン系素
材である商品名ゼオネックス２８０等、また、二元系、
三元系、各種重合体、グラフト共重合体、ブレンド物な
ど好適に利用される。また、正または負の固有複屈折を
有する低分子液晶を高分子マトリックス中に分散したシ
ートなどを使用しても構わない。The polymer material used for the optical anisotropic element used in the present invention is not particularly limited, but polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyallyl sulfone. , Polyvinyl alcohol, polyamide, polyimide, polyolefin, polyvinyl chloride, cellulose-based polymer, polyacrylonitrile, polystyrene, polymethylmethacrylate, product name Zeonex 280, which is a polyolefin-based material manufactured by Nippon Zeon, and a binary system.
Ternary polymers, various polymers, graft copolymers, blends and the like are preferably used. Further, a sheet in which a low molecular liquid crystal having positive or negative intrinsic birefringence is dispersed in a polymer matrix may be used.
【００２５】また、本発明に用いられる光学異方性物質
として、光異性化物質を用いてもよい。光異性化物質と
は、光により立体異性化または構造異性化を起こすもの
であり、好ましくは、別の波長の光または熱によってそ
の逆異性化を起こすものである。これらの化合物の例と
しては、アゾベンゼン系化合物、ベンズアルドキシム系
化合物、アゾメチン系化合物、スチルベン系化合物、ス
ピロピラン系化合物、スピロオキサジン系化合物、フル
ギド系化合物、ジアリールエステン系化合物、ケイ皮酸
系化合物、レチナール系化合物、ヘミチオインジゴ系化
合物等が挙げられる。これらの光異性化物質はモノマー
でもポリマーでもよく、ポリマーの場合、光異性化基が
主鎖中にあっても側鎖中にあってもよい。A photoisomerizable substance may be used as the optically anisotropic substance used in the present invention. The photoisomerizable substance is one that causes stereoisomerization or structural isomerization by light, and is preferably one that causes reverse isomerization by light or heat of another wavelength. Examples of these compounds include azobenzene compounds, benzaldoxime compounds, azomethine compounds, stilbene compounds, spiropyran compounds, spirooxazine compounds, fulgide compounds, diaryl ethene compounds, cinnamic acid compounds, Examples thereof include retinal compounds and hemithioindigo compounds. These photoisomerizable substances may be monomers or polymers, and in the case of a polymer, the photoisomerizable group may be in the main chain or the side chain.
【００２６】また、本発明に用いられる光学異方性物質
として、液晶性化合物または液晶形成能を有する化合物
を用いてもよい。As the optically anisotropic substance used in the present invention, a liquid crystal compound or a compound capable of forming a liquid crystal may be used.
【００２７】以下実施例によって詳細に説明する。A detailed description will be given below with reference to embodiments.
【実施例】スチレン換算重量平均分子量が約２万の光異
性化物質（下記の化合物、ｍ＝５０％、ｎ＝５０％）を
メチレンクロライドに溶解し、２重量％溶液とした。該
溶液をドクターブレードでガラス板上に塗設し、厚さ１
μｍのフィルムを得た。該フィルムを加熱しながら直線
偏光を照射し、光異性化物質を配向させた。このフィル
ムを角度を５°ずつずらして８枚積層し、光学異方素子
を得た。Example A photoisomerizable substance having a styrene-equivalent weight average molecular weight of about 20,000 (the following compound, m = 50%, n = 50%) was dissolved in methylene chloride to give a 2% by weight solution. The solution is coated on a glass plate with a doctor blade to a thickness of 1
A film of μm was obtained. The film was irradiated with linearly polarized light while heating to orient the photoisomerizable substance. Eight sheets of this film were laminated by shifting the angle by 5 ° to obtain an optically anisotropic element.
【００２８】[0028]
【化１】 [Chemical 1]
【００２９】得られた光学異方素子の６３２．８ｎｍの
光での主屈折率は、ｎａ＝１．６３０、ｎｂ＝ｎｃ＝
１．６１０であった。したがって、６３２．８ｎｍにお
けるレターデーションは１６０ｎｍである。したがっ
て、得られた光学異方素子を２枚使うとレターデーショ
ンの和は３６０ｎｍである。また、ｎｂはフィルム面と
平行であり、ｎａとフィルム法線方向とのなす角は２５
°、光学軸のねじれ角は４０°であった。The principal refractive index of the obtained optical anisotropic element with light of 632.8 nm is na = 1.630, nb = nc =
It was 1.610. Therefore, the retardation at 632.8 nm is 160 nm. Therefore, the sum of retardations is 360 nm when two obtained optical anisotropic elements are used. Further, nb is parallel to the film surface, and the angle between na and the film normal direction is 25.
And the twist angle of the optical axis was 40 °.
【００３０】一対の偏光素子の間に複屈折率０．１１０
のネマチック液晶が９０゜の捻れ角で、かつ、厚さ４．
５μｍのギャップサイズで挟み込まれた液晶セルと該偏
光素子の間に、上記のようにして得られた光学異方素子
を２枚液晶セルを挟んで装着した液晶表示素子（サンプ
ルＢ、Ｃ、Ｄ）と装着しない液晶表示素子（サンプル
Ａ）でコントラストの視角特性の評価を行った。光学異
方素子を装着した場合については、表１に示したように
光学異方素子の装着する角度を変化させた。ここで第１
の光学異方素子とは光源に近い方の光学異方素子を指
し、第２の光学異方素子とは光源から遠い方の光学異方
素子を指す。コントラストの視角特性の評価として、大
塚電子製ＬＣＤ−５０００にて２．０Ｖ／３．７Ｖの
（白／黒）コントラスト１０基準の全方位の視野角を測
定した。その結果を等コントラスト曲線として図５〜７
に示す。A birefringence of 0.110 is provided between a pair of polarizing elements.
3. The nematic liquid crystal has a twist angle of 90 ° and a thickness of 4.
A liquid crystal display element (samples B, C, D) in which two optically anisotropic elements obtained as described above are mounted between the liquid crystal cell and the polarizing element sandwiched with a gap size of 5 μm. ) And a liquid crystal display element (Sample A) not mounted, the viewing angle characteristics of contrast were evaluated. When the optical anisotropic element was mounted, the mounting angle of the optical anisotropic element was changed as shown in Table 1. Here first
The optical anisotropic element refers to an optical anisotropic element closer to the light source, and the second optical anisotropic element refers to an optical anisotropic element farther from the light source. As an evaluation of the viewing angle characteristic of the contrast, a viewing angle in all directions based on a 2.0V / 3.7V (white / black) contrast 10 standard was measured with an LCD-5000 manufactured by Otsuka Electronics. The results are shown in FIG.
Shown in.
【００３１】[0031]
【表１】 [Table 1]
【００３２】図５〜７から、本発明であるサンプルＢは
視角特性に優れていることがわかる。It can be seen from FIGS. 5 to 7 that the sample B of the present invention has excellent viewing angle characteristics.
【００３３】[0033]
【本発明の効果】本発明によれば、液晶表示素子の視角
特性が改善され、視認性にすぐれる高品位表示の液晶表
示素子を提供することができる。また、本発明をＴＦＴ
やＭＩＭなどの３端子、２端子素子を用いたアクティブ
マトリクス液晶表示素子に応用しても優れた効果が得ら
れることは言うまでもない。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device of high quality display in which the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device are improved and which is excellent in visibility. In addition, the present invention is a TFT
It goes without saying that excellent effects can be obtained even when applied to an active matrix liquid crystal display element using a 3-terminal or 2-terminal element such as a MIM.
【図１】従来のＴＮ型液晶表示素子の構成図と表示面に
垂直に光が入射する場合の光の透過状態を説明する図で
ある。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a conventional TN type liquid crystal display element and a diagram illustrating a light transmission state when light is perpendicularly incident on a display surface.
【図２】従来のＴＮ型液晶表示素子の構成図と表示面に
斜めに光が入射する場合の光の透過状態を説明する図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a conventional TN type liquid crystal display element and a light transmission state when light obliquely enters a display surface.
【図３】本発明によって視角特性が改善される原理を示
した模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the principle of improving the viewing angle characteristics according to the present invention.
【図４】本発明に用いる光学異方素子の薄膜の１層の主
屈折率を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a main refractive index of one layer of a thin film of an optically anisotropic element used in the present invention.
【図５】サンプルＡのコントラスト１０基準の全方位の
視野角を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a viewing angle in all directions with reference to contrast 10 of sample A.
【図６】サンプルＢのコントラスト１０基準の全方位の
視野角を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a viewing angle in all directions of Sample B with a contrast of 10 as a reference.
【図７】サンプルＣのコントラスト１０基準の全方位の
視野角を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a viewing angle in all directions of sample C with a contrast of 10 as a reference.
【図８】サンプルＤのコントラスト１０基準の全方位の
視野角を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a viewing angle of sample D in all directions with a contrast of 10 as a reference.
Ａ、Ｂ…偏光板、ＰＡ、ＰＢ…偏光軸、Ｌ０…入射光、
Ｌ１…偏光板Ａを通過した直線偏光、Ｌ２…ＴＮ型液晶
セルを通過した偏光（主に楕円偏光）、ＬＣ…ＴＮ型液
晶セル内の液晶を説明したものA, B ... Polarizing plate, PA, PB ... Polarization axis, L0 ... Incident light,
L1 ... Linearly polarized light passing through the polarizing plate A, L2 ... Polarized light passing through a TN type liquid crystal cell (mainly elliptically polarized light), LC ... Explaining liquid crystal in the TN type liquid crystal cell
Claims (4)
液晶セルと、その両側に配置された２枚の偏光素子と、
該２枚の偏光素子の間に２枚の光学異方素子を液晶セル
を挟んで配置した液晶表示素子において、該光学異方素
子が光学的に負の一軸性または一軸性に近い二軸性を示
す薄膜の積層体からなり、該光学異方素子は両面の光学
軸の方向が異なるねじれた構造を有し、該光学異方素子
の液晶セルに近い面の光学軸と該光学異方素子に近い液
晶セル基板面の黒表示時の液晶の光学軸とがなす角が３
０°以下であり、該光学異方素子の液晶セルに遠い面の
光学軸と液晶セル厚み方向中央部の黒表示時の液晶の光
学軸とがなす角が３０°以下であることを特徴とする液
晶表示素子。1. A liquid crystal cell in which a liquid crystal is sandwiched between two electrode substrates, and two polarizing elements arranged on both sides of the liquid crystal cell.
In a liquid crystal display element in which two optically anisotropic elements are arranged with a liquid crystal cell sandwiched between the two polarizing elements, the optically anisotropic element is optically negative uniaxial or biaxially close to uniaxial. The optical anisotropic element has a twisted structure in which the directions of the optical axes on both surfaces are different, and the optical anisotropic element and the optical axis on the surface close to the liquid crystal cell of the optical anisotropic element. The angle formed by the optical axis of the liquid crystal when displaying black on the liquid crystal cell substrate surface near 3 is 3
It is 0 ° or less, and the angle formed by the optical axis of the surface of the optically anisotropic element remote from the liquid crystal cell and the optical axis of the liquid crystal at the time of black display at the central portion in the thickness direction of the liquid crystal cell is 30 ° or less. Liquid crystal display device.
の光におけるレターデーションの和が−５０ｎｍ〜−１
０００ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の液晶
表示素子。2. 632.8 nm of the two optically anisotropic elements
Sum of retardation in light of −50 nm to −1
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device has a thickness of 000 nm.
るＴＮ型液晶を挟持したことを特徴とする請求項１記載
の液晶表示素子。3. A liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal cell sandwiches a TN type liquid crystal having a twist angle of about 90 °.
の光におけるレターデーションの和が−５０ｎｍ〜−６
００ｎｍであることを特徴とする請求項３記載の液晶表
示素子。4. The 632.8 nm of the two optical anisotropic elements
Sum of retardation in light of −50 nm to −6
It is 00 nm, The liquid crystal display element of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153913A JPH0713152A (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Liquid crystal display element formed by using optically anisotropic element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5153913A JPH0713152A (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Liquid crystal display element formed by using optically anisotropic element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0713152A true JPH0713152A (en) | 1995-01-17 |
Family
ID=15572846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5153913A Pending JPH0713152A (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Liquid crystal display element formed by using optically anisotropic element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713152A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002530718A (en) * | 1998-11-20 | 2002-09-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Image projection device |
| US6601957B2 (en) | 2001-02-06 | 2003-08-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection-type image displaying device |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP5153913A patent/JPH0713152A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002530718A (en) * | 1998-11-20 | 2002-09-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Image projection device |
| US6601957B2 (en) | 2001-02-06 | 2003-08-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection-type image displaying device |
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