JP3322197B2 - 液晶表示装置 - 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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- G02F1/13—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 for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
-
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- G02—OPTICS
- 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
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- Optics & Photonics (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用形態に応じ
て、視野角特性を任意に設定可能な液晶表示装置に関す
るものである。
て、視野角特性を任意に設定可能な液晶表示装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は薄型で軽量、かつ低消費
電力のディスプレイ素子であり、テレビやビデオなどの
画像表示装置や、モニター、ワープロ、パーソナルコン
ピュータなどのＯＡ機器に広く用いられている。
電力のディスプレイ素子であり、テレビやビデオなどの
画像表示装置や、モニター、ワープロ、パーソナルコン
ピュータなどのＯＡ機器に広く用いられている。
【０００３】従来、液晶表示素子として例えば、ネマテ
ィック液晶を用いたツイステッドネマティック（ＴＮ）
モ−ドの液晶表示素子が実用化されているが、応答が遅
い、視野角が狭いなどの欠点がある。
ィック液晶を用いたツイステッドネマティック（ＴＮ）
モ−ドの液晶表示素子が実用化されているが、応答が遅
い、視野角が狭いなどの欠点がある。
【０００４】視野角課題に対しては、配向分割法、画素
分割法やＩＰＳ（面内スイッチング）モード、垂直配向
モードを利用する方法、あるいはこれらの方法とフィル
ム位相板とを組み合わせた方法を用いることにより、大
幅な改善がなされており、上下、左右で１６０度の視野
角特性を有する広視野角液晶表示素子が開発・実用化さ
れている。
分割法やＩＰＳ（面内スイッチング）モード、垂直配向
モードを利用する方法、あるいはこれらの方法とフィル
ム位相板とを組み合わせた方法を用いることにより、大
幅な改善がなされており、上下、左右で１６０度の視野
角特性を有する広視野角液晶表示素子が開発・実用化さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、液晶表示素子の
使用形態からすれば、多人数で表示を見る場合や、種々
の角度から表示を見る場合などは広視野角特性が要求さ
れるものの、ノートパソコンや携帯端末を利用して個人
的記録を行う場合などは、逆に、他人からは見られない
狭視野角特性が要求されている。
使用形態からすれば、多人数で表示を見る場合や、種々
の角度から表示を見る場合などは広視野角特性が要求さ
れるものの、ノートパソコンや携帯端末を利用して個人
的記録を行う場合などは、逆に、他人からは見られない
狭視野角特性が要求されている。
【０００６】この要求に対して、液晶表示素子観察者側
の偏光板の代わりに、偏光板つき眼鏡を用いる方法や、
必要に応じて、視角により透過・散乱特性が変化する視
角制御板を用いる方法が提案されている。しかしなが
ら、液晶表示装置への装脱着が煩わしいという問題を有
している。
の偏光板の代わりに、偏光板つき眼鏡を用いる方法や、
必要に応じて、視角により透過・散乱特性が変化する視
角制御板を用いる方法が提案されている。しかしなが
ら、液晶表示装置への装脱着が煩わしいという問題を有
している。
【０００７】そこで本発明は、上記の問題点を解決すべ
く、使用形態により任意に、かつ容易に広視野角特性と
狭視野角特性を切り換えることの可能な液晶表示装置を
提供することを主たる目的とする。
く、使用形態により任意に、かつ容易に広視野角特性と
狭視野角特性を切り換えることの可能な液晶表示装置を
提供することを主たる目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の液晶表示装置は、表示用液晶素子
及び位相差制御用液晶素子を有し、位相差制御用液晶素
子が、プレーナ配向をしているコレステリック液晶また
はカイラルネマティック液晶を内面に電極を有する基板
間に挟持し、位相差制御用液晶素子に印加する電圧の有
無により視野角特性を広視角と狭視角との間で切り換え
ることが可能になっている。
めに、本発明の第１の液晶表示装置は、表示用液晶素子
及び位相差制御用液晶素子を有し、位相差制御用液晶素
子が、プレーナ配向をしているコレステリック液晶また
はカイラルネマティック液晶を内面に電極を有する基板
間に挟持し、位相差制御用液晶素子に印加する電圧の有
無により視野角特性を広視角と狭視角との間で切り換え
ることが可能になっている。
【０００９】また本発明の第２の液晶表示装置は、表示
用液晶素子及び位相差制御用液晶素子を有し、位相差制
御用液晶素子が、液晶表示装置使用時に等方性であり電
圧印加により垂直配向するネマティック液晶を内面に電
極を有する基板間に挟持し、位相差制御用液晶素子に印
加する電圧の有無により視野角特性を広視角と狭視角と
の間で切り換えることが可能になっている。
用液晶素子及び位相差制御用液晶素子を有し、位相差制
御用液晶素子が、液晶表示装置使用時に等方性であり電
圧印加により垂直配向するネマティック液晶を内面に電
極を有する基板間に挟持し、位相差制御用液晶素子に印
加する電圧の有無により視野角特性を広視角と狭視角と
の間で切り換えることが可能になっている。
【００１０】さらに本発明の第３の液晶表示装置は、表
示用液晶素子及び位相差制御用液晶素子を有し、位相差
制御用液晶素子が、ランダム配向をしているネマティッ
ク液晶を内面に電極を有する基板間に挟持し、位相差制
御用液晶素子に印加する電圧の有無により視野角特性を
広視角と狭視角との間で切り換えることが可能になって
いる。
示用液晶素子及び位相差制御用液晶素子を有し、位相差
制御用液晶素子が、ランダム配向をしているネマティッ
ク液晶を内面に電極を有する基板間に挟持し、位相差制
御用液晶素子に印加する電圧の有無により視野角特性を
広視角と狭視角との間で切り換えることが可能になって
いる。
【００１１】上記の構成によれば、位相差制御用液晶素
子に印加する電圧を制御することで、液晶表示装置全体
としての視野角特性を容易に変化させることができる。
子に印加する電圧を制御することで、液晶表示装置全体
としての視野角特性を容易に変化させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る液晶表示装置について図面を参照しながら以下に詳述
する。
る液晶表示装置について図面を参照しながら以下に詳述
する。
【００１３】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１に関わる液晶表示装置の構成概念を示す断面図であ
る。図１において、液晶表示装置は偏光板１、２０およ
び、それらの間に配置された表示用液晶素子１０と補償
用液晶素子１９とを備えている。
態１に関わる液晶表示装置の構成概念を示す断面図であ
る。図１において、液晶表示装置は偏光板１、２０およ
び、それらの間に配置された表示用液晶素子１０と補償
用液晶素子１９とを備えている。
【００１４】上記の表示用液晶素子１０は下記のごとく
作製した。まず、透明電極３、８を有する２枚のガラス
基板２、９上に日産化学工業（株）製配向膜塗料ＳＥ−
１２１１をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中１８０
℃で１時間硬化させる。その後、レーヨン製ラビング布
を用いて図２に示す方向にラビング処理を施し、積水フ
ァインケミカル（株）製スペーサ５、およびストラクト
ボンド３５２Ａ（三井東圧化学（株）製シール樹脂の商
品名）を用いて基板間隔が３μｍとなるように貼り合わ
せ、表示用液晶セルを作製した。次に、メルク社製液晶
ＭＪ９５１１５２（ＮＩ点＝９１℃、Δｎ＝０．０８２
７）を、真空注入法にて上記の液晶セルに注入し表示用
液晶素子１０とした。
作製した。まず、透明電極３、８を有する２枚のガラス
基板２、９上に日産化学工業（株）製配向膜塗料ＳＥ−
１２１１をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中１８０
℃で１時間硬化させる。その後、レーヨン製ラビング布
を用いて図２に示す方向にラビング処理を施し、積水フ
ァインケミカル（株）製スペーサ５、およびストラクト
ボンド３５２Ａ（三井東圧化学（株）製シール樹脂の商
品名）を用いて基板間隔が３μｍとなるように貼り合わ
せ、表示用液晶セルを作製した。次に、メルク社製液晶
ＭＪ９５１１５２（ＮＩ点＝９１℃、Δｎ＝０．０８２
７）を、真空注入法にて上記の液晶セルに注入し表示用
液晶素子１０とした。
【００１５】また、位相差制御用液晶素子１９は下記の
ごとく作製した。まず、透明電極１２、１７を有する２
枚のガラス基板１１、１８上に日産化学工業製配向膜塗
料ＳＥ−７４９２をスピンコート法にて塗布し、恒温槽
中１８０℃で１時間硬化させる。その後、レーヨン製ラ
ビング布を用いて図２に示す方向にラビング処理を施
し、積水ファインケミカル（株）製スペーサ１４、およ
びストラクトボンド３５２Ａ（三井東圧化学（株）製シ
ール樹脂の商品名）を用いて基板間隔が８μｍとなるよ
うに貼り合わせ、位相差制御用液晶セルを作製した。次
に、プレーナ配向する液晶として、カイラル材料として
コレステリルノナノエートが添加され、かつ、カイラル
ピッチが８μｍになるように調製されたメルク社製液晶
ＺＬＩ−２４１１（ＮＩ点＝６５℃、Δｎ＝０．１４
０）を、真空注入法にて上記の液晶セルに注入し位相差
制御用液晶セル１９とした。
ごとく作製した。まず、透明電極１２、１７を有する２
枚のガラス基板１１、１８上に日産化学工業製配向膜塗
料ＳＥ−７４９２をスピンコート法にて塗布し、恒温槽
中１８０℃で１時間硬化させる。その後、レーヨン製ラ
ビング布を用いて図２に示す方向にラビング処理を施
し、積水ファインケミカル（株）製スペーサ１４、およ
びストラクトボンド３５２Ａ（三井東圧化学（株）製シ
ール樹脂の商品名）を用いて基板間隔が８μｍとなるよ
うに貼り合わせ、位相差制御用液晶セルを作製した。次
に、プレーナ配向する液晶として、カイラル材料として
コレステリルノナノエートが添加され、かつ、カイラル
ピッチが８μｍになるように調製されたメルク社製液晶
ＺＬＩ−２４１１（ＮＩ点＝６５℃、Δｎ＝０．１４
０）を、真空注入法にて上記の液晶セルに注入し位相差
制御用液晶セル１９とした。
【００１６】その後、偏光板１、２０を図２の如く表示
用液晶素子光源側基板のラビング方向と偏光板１の偏光
軸方向とが４５゜の角度をなすとともに、２枚の偏光板
の偏光軸方向がお互いに直交配置となるように液晶素子
１０および１９に貼合し、液晶表示装置Ａを作製した。
用液晶素子光源側基板のラビング方向と偏光板１の偏光
軸方向とが４５゜の角度をなすとともに、２枚の偏光板
の偏光軸方向がお互いに直交配置となるように液晶素子
１０および１９に貼合し、液晶表示装置Ａを作製した。
【００１７】次に、定法に従い、本発明の液晶表示装置
Ａの電圧−透過率特性を２５℃において３０Ｈｚ矩形波
を印加しながら測定した。その結果を図３に示す。位相
差制御用液晶素子に１０Ｖの電圧を印加した場合も電圧
無印加の場合もほぼ同一の電圧−透過率特性が得られ
た。
Ａの電圧−透過率特性を２５℃において３０Ｈｚ矩形波
を印加しながら測定した。その結果を図３に示す。位相
差制御用液晶素子に１０Ｖの電圧を印加した場合も電圧
無印加の場合もほぼ同一の電圧−透過率特性が得られ
た。
【００１８】いま、表示用液晶素子に８Ｖを印加した時
の透過率と電圧無印加時の透過率との比をコントラスト
比と定義し、位相差制御用液晶素子に１０Ｖの電圧を印
加した場合と電圧無印加の場合について、コントラスト
比の視野角依存性を測定した。その結果を図４に示す。
の透過率と電圧無印加時の透過率との比をコントラスト
比と定義し、位相差制御用液晶素子に１０Ｖの電圧を印
加した場合と電圧無印加の場合について、コントラスト
比の視野角依存性を測定した。その結果を図４に示す。
【００１９】図中、実線は位相制御用素子に１０Ｖを印
加した場合の等コントラスト曲線であり、破線は位相差
制御用素子に電圧を印加しない場合の等コントラスト曲
線である。ここにおいて、曲線で囲まれる領域は、コン
トラスト比が１０：１以上の領域であり、階調反転の無
い領域を表している。
加した場合の等コントラスト曲線であり、破線は位相差
制御用素子に電圧を印加しない場合の等コントラスト曲
線である。ここにおいて、曲線で囲まれる領域は、コン
トラスト比が１０：１以上の領域であり、階調反転の無
い領域を表している。
【００２０】図４より明らかなように、本実施の形態の
液晶表示装置は位相差制御用液晶素子に印加する電圧の
有無により液晶表示装置の視野角特性を「広視角←→狭
視角」と切り換えることが可能であり、使用形態により
視野角特性を選択することができる。
液晶表示装置は位相差制御用液晶素子に印加する電圧の
有無により液晶表示装置の視野角特性を「広視角←→狭
視角」と切り換えることが可能であり、使用形態により
視野角特性を選択することができる。
【００２１】本実施の形態における位相差制御用液晶素
子中の液晶分子は、電圧無印加時にはらせんの軸が基板
面に垂直に配向しているプレーナ配列をしており、実効
的には３軸方向の屈折率がｎx＝ｎy＞ｎzの関係を有す
る負の補償板と同等の働きを示すため、素子中で液晶分
子が基板面にほぼ垂直に配向している表示用液晶素子の
位相差の視野角依存性を補償し、本液晶表示装置の位相
差の視野角依存性を大幅に低減させることができ、広視
野角を達成することができる。
子中の液晶分子は、電圧無印加時にはらせんの軸が基板
面に垂直に配向しているプレーナ配列をしており、実効
的には３軸方向の屈折率がｎx＝ｎy＞ｎzの関係を有す
る負の補償板と同等の働きを示すため、素子中で液晶分
子が基板面にほぼ垂直に配向している表示用液晶素子の
位相差の視野角依存性を補償し、本液晶表示装置の位相
差の視野角依存性を大幅に低減させることができ、広視
野角を達成することができる。
【００２２】また、位相差制御用液晶素子に電圧を印加
した場合には、液晶分子は基板面にほぼ垂直に配列する
ため、装置正面では表示用液晶素子単独の特性が観察さ
れるが、装置正面から視角を傾けた場合には位相差制御
用液晶素子の位相差が表示用液晶素子の位相差に加わり
液晶表示装置の視野角特性は大幅に低下する。
した場合には、液晶分子は基板面にほぼ垂直に配列する
ため、装置正面では表示用液晶素子単独の特性が観察さ
れるが、装置正面から視角を傾けた場合には位相差制御
用液晶素子の位相差が表示用液晶素子の位相差に加わり
液晶表示装置の視野角特性は大幅に低下する。
【００２３】なお、本実施の形態ではコレステリックプ
レーナ配向を達成するためにカイラルネマティック液晶
を用いたが、電圧印加により基板面にほぼ垂直に配向し
さえすれば他のコレステリック液晶を用いても良いこと
は言うまでもない。
レーナ配向を達成するためにカイラルネマティック液晶
を用いたが、電圧印加により基板面にほぼ垂直に配向し
さえすれば他のコレステリック液晶を用いても良いこと
は言うまでもない。
【００２４】また、表示用液晶素子は素子中央の液晶分
子がほぼ垂直に配列した状態で黒表示を行う表示モー
ド、例えば、ノーマリーホワイト型捻れネマティックモ
ード、垂直配向型電界誘起複屈折モード、あるいは光学
補償ベンドモードに特に適格である。
子がほぼ垂直に配列した状態で黒表示を行う表示モー
ド、例えば、ノーマリーホワイト型捻れネマティックモ
ード、垂直配向型電界誘起複屈折モード、あるいは光学
補償ベンドモードに特に適格である。
【００２５】さらに、表示用素子として、素子中の各画
素が複数の領域、あるいは無数の領域に分割された配向
分割型液晶表示素子を用いた場合にも同様の効果が得ら
れることは言うまでもない。
素が複数の領域、あるいは無数の領域に分割された配向
分割型液晶表示素子を用いた場合にも同様の効果が得ら
れることは言うまでもない。
【００２６】（実施の形態２）以下、本発明実施の形態
２における液晶表示装置について説明する。本実施の形
態は、上記の実施の形態１で提示した図１と同様の構成
を有する液晶表示装置であり、実施の形態１とは、位相
差制御用表示素子の液晶が基本的には異なる。そして本
実施の形態における液晶表示装置Ｂを下記の如く作製し
た。
２における液晶表示装置について説明する。本実施の形
態は、上記の実施の形態１で提示した図１と同様の構成
を有する液晶表示装置であり、実施の形態１とは、位相
差制御用表示素子の液晶が基本的には異なる。そして本
実施の形態における液晶表示装置Ｂを下記の如く作製し
た。
【００２７】表示用液晶素子１０は下記のごとく作製し
た。まず、透明電極３、８を有する２枚のガラス基板
２、９上に日産化学工業製配向膜塗料ＳＥ−７４９２を
スピンコート法にて塗布し、恒温槽中１８０℃で１時間
硬化させる。その後、レーヨン製ラビング布を用いて図
５に示す方向にラビング処理を施し、積水ファインケミ
カル（株）製スペーサ５、およびストラクトボンド３５
２Ａ（三井東圧化学（株）製シール樹脂の商品名）を用
いて基板間隔が５μｍとなるように貼り合わせ、表示用
液晶セルを作製した。次に、液晶表示装置使用温度範囲
内で等方相を示し、電圧印加により分子が基板に配列す
る液晶として、メルク社製液晶ＺＬＩ−４７９２（ＮＩ
点＝９１℃、Δｎ＝０．０９４）を、真空注入法にて上
記の液晶セルに注入し表示用液晶素子１０とした。
た。まず、透明電極３、８を有する２枚のガラス基板
２、９上に日産化学工業製配向膜塗料ＳＥ−７４９２を
スピンコート法にて塗布し、恒温槽中１８０℃で１時間
硬化させる。その後、レーヨン製ラビング布を用いて図
５に示す方向にラビング処理を施し、積水ファインケミ
カル（株）製スペーサ５、およびストラクトボンド３５
２Ａ（三井東圧化学（株）製シール樹脂の商品名）を用
いて基板間隔が５μｍとなるように貼り合わせ、表示用
液晶セルを作製した。次に、液晶表示装置使用温度範囲
内で等方相を示し、電圧印加により分子が基板に配列す
る液晶として、メルク社製液晶ＺＬＩ−４７９２（ＮＩ
点＝９１℃、Δｎ＝０．０９４）を、真空注入法にて上
記の液晶セルに注入し表示用液晶素子１０とした。
【００２８】また、位相差制御用液晶素子１９は下記の
ごとく作製した。まず、透明電極１２、１７を有する２
枚のガラス基板１１、１８上に日産化学工業製配向膜塗
料ＳＥ−７４９２をスピンコート法にて塗布し、恒温槽
中１８０℃で１時間硬化させる。その後、レーヨン製ラ
ビング布を用いて図５に示す方向にラビング処理を施
し、積水ファインケミカル（株）製スペーサ１４、およ
びストラクトボンド３５２Ａ（三井東圧化学（株）製シ
ール樹脂の商品名）を用いて基板間隔が５μｍとなるよ
うに貼り合わせ、位相差制御用液晶セルを作製した。次
に、４−ペンチル−４’−シアノビフェニル（ＮＩ点＝
３５．５℃、Δｎ＝０．１８４）を、真空注入法にて上
記の液晶セルに注入し位相差制御用液晶セル１９とし
た。
ごとく作製した。まず、透明電極１２、１７を有する２
枚のガラス基板１１、１８上に日産化学工業製配向膜塗
料ＳＥ−７４９２をスピンコート法にて塗布し、恒温槽
中１８０℃で１時間硬化させる。その後、レーヨン製ラ
ビング布を用いて図５に示す方向にラビング処理を施
し、積水ファインケミカル（株）製スペーサ１４、およ
びストラクトボンド３５２Ａ（三井東圧化学（株）製シ
ール樹脂の商品名）を用いて基板間隔が５μｍとなるよ
うに貼り合わせ、位相差制御用液晶セルを作製した。次
に、４−ペンチル−４’−シアノビフェニル（ＮＩ点＝
３５．５℃、Δｎ＝０．１８４）を、真空注入法にて上
記の液晶セルに注入し位相差制御用液晶セル１９とし
た。
【００２９】その後、偏光板１、２０を図５の如く表示
用液晶素子光源側基板のラビング方向と偏光板１の偏光
軸方向とが一致するとともに、２枚の偏光板の偏光軸方
向がお互いに直交配置となるように液晶素子１０および
１９に貼合し、液晶表示装置Ｂを作製した。
用液晶素子光源側基板のラビング方向と偏光板１の偏光
軸方向とが一致するとともに、２枚の偏光板の偏光軸方
向がお互いに直交配置となるように液晶素子１０および
１９に貼合し、液晶表示装置Ｂを作製した。
【００３０】次に、定法に従い、本発明の液晶表示装置
Ｂの電圧−透過率特性を３８℃にて３０Ｈｚ矩形波を印
加しながら測定した。その結果を図６に示す。位相差制
御用液晶素子に５Ｖの電圧を印加した場合も電圧無印加
の場合もほぼ同一の電圧−透過率特性が得られた。
Ｂの電圧−透過率特性を３８℃にて３０Ｈｚ矩形波を印
加しながら測定した。その結果を図６に示す。位相差制
御用液晶素子に５Ｖの電圧を印加した場合も電圧無印加
の場合もほぼ同一の電圧−透過率特性が得られた。
【００３１】いま、表示用液晶素子に５Ｖを印加した時
の透過率と電圧無印加時の透過率との比をコントラスト
比と定義し、位相差制御用液晶素子に５Ｖの電圧を印加
した場合と電圧無印加の場合について、コントラスト比
の視野角依存性を測定した。その結果を図７に示す。図
中、実線は位相制御用素子に５Ｖを印加した場合の等コ
ントラスト曲線であり、破線は位相差制御用素子に電圧
を印加しない場合の等コントラスト曲線である。ここに
おいて、曲線で囲まれる領域は、コントラスト比が１
０：１以上の領域であり、階調反転の無い領域を表して
いる。
の透過率と電圧無印加時の透過率との比をコントラスト
比と定義し、位相差制御用液晶素子に５Ｖの電圧を印加
した場合と電圧無印加の場合について、コントラスト比
の視野角依存性を測定した。その結果を図７に示す。図
中、実線は位相制御用素子に５Ｖを印加した場合の等コ
ントラスト曲線であり、破線は位相差制御用素子に電圧
を印加しない場合の等コントラスト曲線である。ここに
おいて、曲線で囲まれる領域は、コントラスト比が１
０：１以上の領域であり、階調反転の無い領域を表して
いる。
【００３２】図７より明らかなように、本実施の形態の
液晶表示装置は位相差制御用液晶素子に印加する電圧の
有無により液晶表示装置の視野角特性を「広視角←→狭
視角」と切り換えることが可能であり、使用形態により
視野角特性を選択することができる。
液晶表示装置は位相差制御用液晶素子に印加する電圧の
有無により液晶表示装置の視野角特性を「広視角←→狭
視角」と切り換えることが可能であり、使用形態により
視野角特性を選択することができる。
【００３３】本実施の形態における位相差制御用液晶素
子中の液晶分子は、ＮＩ点が３５．５℃であり通常使用
時の液晶表示素子温度である４０℃付近では等方相とな
っており、位相差制御用液晶素子に電圧が印加されてい
ない状態では、本位相差制御層は何ら光学的機能を有し
ないが、微少なクラスターとしての配向秩序度は残され
ているため電圧印加により液晶分子は基板面に垂直に配
列し光学的機能を示すようになる。そのため、液晶表示
装置を斜め方向から観察した場合には、位相差制御用液
晶素子の位相差のため充分なコントラストが得られない
ばかりか、中間調における階調反転や色相変化が著し
く、表示を認識することが極めて困難になる。
子中の液晶分子は、ＮＩ点が３５．５℃であり通常使用
時の液晶表示素子温度である４０℃付近では等方相とな
っており、位相差制御用液晶素子に電圧が印加されてい
ない状態では、本位相差制御層は何ら光学的機能を有し
ないが、微少なクラスターとしての配向秩序度は残され
ているため電圧印加により液晶分子は基板面に垂直に配
列し光学的機能を示すようになる。そのため、液晶表示
装置を斜め方向から観察した場合には、位相差制御用液
晶素子の位相差のため充分なコントラストが得られない
ばかりか、中間調における階調反転や色相変化が著し
く、表示を認識することが極めて困難になる。
【００３４】また視野角を狭化する程度は液晶材料の屈
折率異方性Δｎ、位相差制御層厚ｄ、およびＮＩ点を調
整することにより任意に変えることができる。
折率異方性Δｎ、位相差制御層厚ｄ、およびＮＩ点を調
整することにより任意に変えることができる。
【００３５】なお、本実施の形態では、位相差制御用液
晶材料として４−ペンチル−４’−シアノビフェニルを
用いたが、何らこれに限定するものではなく、装置使用
時の温度で等方相を示し、かつ電圧印加により液晶分子
が基板面に垂直に配列しさえすれば他の材料でも適格で
ある。
晶材料として４−ペンチル−４’−シアノビフェニルを
用いたが、何らこれに限定するものではなく、装置使用
時の温度で等方相を示し、かつ電圧印加により液晶分子
が基板面に垂直に配列しさえすれば他の材料でも適格で
ある。
【００３６】また、本実施の形態で用いた位相差制御用
液晶材料に、更にカイラル材料を添加しても同等の効果
が得られる。
液晶材料に、更にカイラル材料を添加しても同等の効果
が得られる。
【００３７】さらに、本実施の形態では表示用素子とし
て捻れネマティック型（ＴＮ型）液晶表示素子を用い、
視野角制御のための位相差制御用素子として等方相液晶
を含む液晶素子を用いているが、広視角時の視野角特性
を更に改良する目的で位相板等の他の補償層を加えても
同等の効果が得られることは言うまでもない。
て捻れネマティック型（ＴＮ型）液晶表示素子を用い、
視野角制御のための位相差制御用素子として等方相液晶
を含む液晶素子を用いているが、広視角時の視野角特性
を更に改良する目的で位相板等の他の補償層を加えても
同等の効果が得られることは言うまでもない。
【００３８】また、本実施の形態では位相差制御用液晶
素子としてホモジニアス配向液晶素子を用いたが、捻れ
配向を有する液晶素子およびランダム配向を示す液晶素
子でも同等の効果が確認された。
素子としてホモジニアス配向液晶素子を用いたが、捻れ
配向を有する液晶素子およびランダム配向を示す液晶素
子でも同等の効果が確認された。
【００３９】（実施の形態３）以下、本発明実施の形態
３における液晶表示装置について説明する。本実施の形
態は、上記の実施の形態１で提示した図１と同様の構成
を有する液晶表示装置であり、実施の形態１とは、位相
差制御用表示素子の液晶が基本的には異なる。そして本
実施の形態における液晶表示装置Ｃを下記の如く作製し
た。
３における液晶表示装置について説明する。本実施の形
態は、上記の実施の形態１で提示した図１と同様の構成
を有する液晶表示装置であり、実施の形態１とは、位相
差制御用表示素子の液晶が基本的には異なる。そして本
実施の形態における液晶表示装置Ｃを下記の如く作製し
た。
【００４０】表示用液晶素子１０は実施の形態１で作製
した表示用液晶素子を用いた。また、位相差制御用液晶
素子１９は下記のごとく作製した。
した表示用液晶素子を用いた。また、位相差制御用液晶
素子１９は下記のごとく作製した。
【００４１】まず、透明電極１２、１７を有する２枚の
ガラス基板１１、１８上に日産化学工業製配向膜塗料Ｓ
Ｅ−７４９２をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中１
８０℃で１時間硬化させる。その後、積水ファインケミ
カル（株）製スペーサ１４、およびストラクトボンド３
５２Ａ（三井東圧化学（株）製シール樹脂の商品名）を
用いて基板間隔が５μｍとなるように貼り合わせ、位相
差制御用液晶セルを作製した。次に、メルク社製液晶材
料ＺＬＩ−２４１１（ＮＩ点＝６５℃、Δｎ＝０．１４
０）を、真空注入法にて等方相状態で上記の液晶セルに
注入し位相差制御用液晶セル１９とした。
ガラス基板１１、１８上に日産化学工業製配向膜塗料Ｓ
Ｅ−７４９２をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中１
８０℃で１時間硬化させる。その後、積水ファインケミ
カル（株）製スペーサ１４、およびストラクトボンド３
５２Ａ（三井東圧化学（株）製シール樹脂の商品名）を
用いて基板間隔が５μｍとなるように貼り合わせ、位相
差制御用液晶セルを作製した。次に、メルク社製液晶材
料ＺＬＩ−２４１１（ＮＩ点＝６５℃、Δｎ＝０．１４
０）を、真空注入法にて等方相状態で上記の液晶セルに
注入し位相差制御用液晶セル１９とした。
【００４２】その後、偏光板１、２０を図８の如く表示
用液晶素子光源側基板のラビング方向と偏光板１の偏光
軸方向とが４５度の角度をなすとともに、２枚の偏光板
の偏光軸方向がお互いに直交配置となるように液晶素子
１０および１９に貼合し、液晶表示装置Ｃを作製した。
用液晶素子光源側基板のラビング方向と偏光板１の偏光
軸方向とが４５度の角度をなすとともに、２枚の偏光板
の偏光軸方向がお互いに直交配置となるように液晶素子
１０および１９に貼合し、液晶表示装置Ｃを作製した。
【００４３】次に、定法に従い、本発明の液晶表示装置
Ｃの電圧−透過率特性を２５℃にて３０Ｈｚ矩形波を印
加しながら測定した。その結果は図３と同一であり、位
相差制御用液晶素子に１０Ｖの電圧を印加した場合も電
圧無印加の場合もほぼ同一の電圧−透過率特性が得られ
た。
Ｃの電圧−透過率特性を２５℃にて３０Ｈｚ矩形波を印
加しながら測定した。その結果は図３と同一であり、位
相差制御用液晶素子に１０Ｖの電圧を印加した場合も電
圧無印加の場合もほぼ同一の電圧−透過率特性が得られ
た。
【００４４】いま、表示用液晶素子に５Ｖを印加した時
の透過率と電圧無印加時の透過率との比をコントラスト
比と定義し、位相差制御用液晶素子に１０Ｖの電圧を印
加した場合と電圧無印加の場合について、コントラスト
比の視野角依存性を測定した。その結果を図９に示す。
図中、実線は位相制御用素子に１０Ｖを印加した場合の
等コントラスト曲線であり、破線は位相差制御用素子に
電圧を印加しない場合の等コントラスト曲線である。こ
こにおいて、曲線で囲まれる領域は、コントラスト比が
１０：１以上の領域であり、階調反転の無い領域を表し
ている。
の透過率と電圧無印加時の透過率との比をコントラスト
比と定義し、位相差制御用液晶素子に１０Ｖの電圧を印
加した場合と電圧無印加の場合について、コントラスト
比の視野角依存性を測定した。その結果を図９に示す。
図中、実線は位相制御用素子に１０Ｖを印加した場合の
等コントラスト曲線であり、破線は位相差制御用素子に
電圧を印加しない場合の等コントラスト曲線である。こ
こにおいて、曲線で囲まれる領域は、コントラスト比が
１０：１以上の領域であり、階調反転の無い領域を表し
ている。
【００４５】図９より明らかなように、本実施の形態の
液晶表示装置は位相差制御用液晶素子に印加する電圧の
有無により液晶表示装置の視野角特性を「広視角←→狭
視角」と切り換えることが可能である。また、位相差制
御用液晶素子への印加電圧を制御することにより液晶表
示装置の視野角特性を制御出来ることが確認された。
液晶表示装置は位相差制御用液晶素子に印加する電圧の
有無により液晶表示装置の視野角特性を「広視角←→狭
視角」と切り換えることが可能である。また、位相差制
御用液晶素子への印加電圧を制御することにより液晶表
示装置の視野角特性を制御出来ることが確認された。
【００４６】また、本実施の形態における位相差制御用
液晶素子基板では何ら配向処理を施していないため、素
子中の液晶分子はほぼランダムに配向しており本位相差
制御層は何ら光学的機能を有しないが、電圧印加により
液晶分子は基板面に垂直に配列し光学的機能を示すよう
になる。
液晶素子基板では何ら配向処理を施していないため、素
子中の液晶分子はほぼランダムに配向しており本位相差
制御層は何ら光学的機能を有しないが、電圧印加により
液晶分子は基板面に垂直に配列し光学的機能を示すよう
になる。
【００４７】なお、位相差制御用液晶材料としては、電
圧印加により液晶分子が基板面に垂直に配列する材料が
適格であり、本実施の形態に用いた液晶材料に限定する
ものではない。
圧印加により液晶分子が基板面に垂直に配列する材料が
適格であり、本実施の形態に用いた液晶材料に限定する
ものではない。
【００４８】また、本実施の形態で用いた位相差制御用
液晶材料に、更にカイラル材料を添加しても同等の効果
が得られる。
液晶材料に、更にカイラル材料を添加しても同等の効果
が得られる。
【００４９】以上本発明の液晶表示装置について、説明
を行ったが、上記の実施の形態では透過型表示装置での
実施形態を示したが、反射型表示装置に適用することも
可能である。また、本発明はＴＦＴ、ＭＩＭなどのアク
ティブマトリクス方式の液晶表示装置にも適用可能なこ
とは言うまでもない。
を行ったが、上記の実施の形態では透過型表示装置での
実施形態を示したが、反射型表示装置に適用することも
可能である。また、本発明はＴＦＴ、ＭＩＭなどのアク
ティブマトリクス方式の液晶表示装置にも適用可能なこ
とは言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶表示
装置の使用形態により任意に広視野角特性と狭視野角特
性とを切り換えることが出来、デモンストレーション用
途とプライベート用途、あるいは公開性と秘匿性とを両
立させることが出来る。
装置の使用形態により任意に広視野角特性と狭視野角特
性とを切り換えることが出来、デモンストレーション用
途とプライベート用途、あるいは公開性と秘匿性とを両
立させることが出来る。
【図１】本発明の実施の形態における液晶表示装置の概
略を示す断面図
略を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の
各光学要素の配置方向を示す図
各光学要素の配置方向を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の
電圧−透過率特性を示す図
電圧−透過率特性を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の
視野角特性を示す図
視野角特性を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における液晶表示装置の
各光学要素の配置方向を示す図
各光学要素の配置方向を示す図
【図６】本発明の実施の形態２における液晶表示装置の
電圧−透過率特性を示す図
電圧−透過率特性を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における液晶表示装置の
視野角特性を示す図
視野角特性を示す図
【図８】本発明の実施の形態３における液晶表示装置の
各光学要素の配置方向を示す図
各光学要素の配置方向を示す図
【図９】本発明の実施の形態３における液晶表示装置の
視野角特性を示す図
視野角特性を示す図
１，２０ 偏光板 ２，９，１１，１８ ガラス基板 ３，８，１２，１７ 透明電極 ４，７，１３，１６ 配向膜 ５，１４ スペーサ ６，１５ 液晶層 １０ 表示用液晶素子 １９ 位相差制御用液晶素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−67219（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−188419（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−175058（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−324328（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−333640（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1347 G02F 1/1335
Claims (8)
- 【請求項１】表示用液晶素子及び位相差制御用液晶素子
を有する液晶表示装置であって、前記位相差制御用液晶
素子が、プレーナ配向をしているコレステリック液晶ま
たはカイラルネマティック液晶を内面に電極を有する基
板間に挟持し、前記位相差制御用液晶素子に印加する電
圧の有無により視野角特性を広視角と狭視角との間で切
り換えることが可能な液晶表示装置。 - 【請求項２】表示用液晶素子及び位相差制御用液晶素子
を有する液晶表示装置であって、前記位相差制御用液晶
素子が、前記液晶表示装置使用時に等方性であり電圧印
加により垂直配向するネマティック液晶を内面に電極を
有する基板間に挟持し、前記位相差制御用液晶素子に印
加する電圧の有無により視野角特性を広視角と狭視角と
の間で切り換えることが可能な液晶表示装置。 - 【請求項３】表示用液晶素子及び位相差制御用液晶素子
を有する液晶表示装置であって、前記位相差制御用液晶
素子が、ランダム配向をしているネマティック液晶を内
面に電極を有する基板間に挟持し、前記位相差制御用液
晶素子に印加する電圧の有無により視野角特性を広視角
と狭視角との間で切り換えることが可能な液晶表示装
置。 - 【請求項４】位相差制御用液晶素子に印加する電圧を制
御することにより、液晶表示装置の視野角特性を制御す
ることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の液晶
表示装置。 - 【請求項５】表示用液晶素子中の液晶が、少なくとも一
方の基板界面において、電圧無印加状態でほぼ垂直配向
していることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載
の液晶表示装置。 - 【請求項６】表示用液晶素子中の液晶が、電圧印加状態
で素子中央部の液晶がほぼ垂直配向していることを特徴
とする請求項１〜３いずれかに記載の液晶表示装置。 - 【請求項７】表示用液晶素子が捻れネマティック型液晶
素子であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記
載の液晶表示装置。 - 【請求項８】液晶表示装置が補償層を有することを特徴
とする請求項１〜７いずれかに記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34746897A JP3322197B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34746897A JP3322197B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11174489A JPH11174489A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3322197B2 true JP3322197B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=18390434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34746897A Expired - Fee Related JP3322197B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322197B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008143256A1 (ja) | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | ディスプレイおよびそれに用いられる視野角制御素子 |
| WO2012105067A1 (ja) | 2011-02-01 | 2012-08-09 | 凸版印刷株式会社 | 液晶表示用基板及び液晶表示装置 |
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| JP4285350B2 (ja) | 2004-02-26 | 2009-06-24 | セイコーエプソン株式会社 | 視角制御素子およびその製造方法、液晶表示装置、電子機器 |
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| KR101176256B1 (ko) | 2006-05-31 | 2012-08-22 | 샤프 가부시키가이샤 | 액정 표시 장치 |
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| KR100998385B1 (ko) | 2006-07-05 | 2010-12-03 | 샤프 가부시키가이샤 | 액정 표시 장치 및 시야각 제어 패널 |
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