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JPH1124066A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

Info

Publication number
JPH1124066A
JPH1124066A JP9194900A JP19490097A JPH1124066A JP H1124066 A JPH1124066 A JP H1124066A JP 9194900 A JP9194900 A JP 9194900A JP 19490097 A JP19490097 A JP 19490097A JP H1124066 A JPH1124066 A JP H1124066A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display device
optical
crystal display
refractive index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP9194900A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoya Yano
友哉 谷野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP9194900A priority Critical patent/JPH1124066A/en
Publication of JPH1124066A publication Critical patent/JPH1124066A/en
Abandoned legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lower the driving voltage of the liquid crystal display device and to improve the field angle dependency. SOLUTION: The liquid crystal, display device is assembled by using a couple of upper and lower substrates 1 and 2 which are joined together across a specific gap. Polarizing plates 6 and 7 are arranged while joined to the substrates 1 and 2. Optical compensating plates 8 and 9 are interposed between the polarizing plates 6 and 7 and a liquid crystal layer 5, and compensate their field angle dependency of their optical characteristics. The liquid crystal layer 5 is formed of liquid crystal molecule having positive uniaxiality and positive dielectric anisotropy, and is arranged in the prescribed oriented direction when no voltage is applied nearly in parallel to the substrates 1 and 2. The layer 5, on the other hand, is arranged so that the tolting angle is continuously varies to the normals of the substrates 1, 2 when voltage applied. The optical compensating plates 8, 9 are composed of birefringent materials having negative uniaxiality and the tilt angles of their optical axes vary continuously to the normals of the substrates 1 and 2 along the thickness. The tilt directions of the optical axes deviate from the orientation direction of the liquid crystal 5 within a range of <=10 deg.. The optical compensating plate 8 is formed of a laminate of the birefringent material 8a and a base film 8b. The base film 8b has biaxiality or positive uniaxiality along the surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関す
る。より詳しくは、液晶表示装置の視野角改善技術及び
駆動電圧低減化技術に関する。
[0001] The present invention relates to a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a technology for improving a viewing angle of a liquid crystal display device and a technology for reducing a driving voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12を参照して、ツイスト配向したネ
マティック液晶を利用した方式(TNモード)の液晶表
示装置の動作原理を簡潔に説明する。(A)は信号電圧
無印加状態を示し、(B)は信号電圧印加状態を表わし
ている。TNモードは低電圧、低消費電力、長寿命など
の特徴を持つディスプレイを作成できる為、各種動作モ
ードの中で最も広く用いられている。TNモードの液晶
セルは基本的には、透明電極201,202を形成した
2枚のガラス基板203,204の間に正の誘電異方性
を有するネマティック液晶205を挟んで、液晶分子の
長軸がガラス基板面に平行で、しかも上下基板間で連続
的に90°ねじれた配列、即ちツイスト配向したもので
ある。(A)に示した信号電圧無印加状態では、偏光板
206を介して入射した直線偏光は液晶セルの旋光性に
よって90°偏光方向を変えて液晶セルから出射するこ
とになる。(B)に示した様に、閾値以上の充分高い信
号電圧を印加した時には、液晶分子の長軸が電界方向に
向きを変え、電極面に垂直に並んで液晶セルの旋光性が
ほとんど消失する。図示の構造では、上下一対のガラス
基板203,204の外側には、2枚の偏光板206,
207を、偏光軸が入射光側の液晶分子の配向方向と一
致する様に配置する。信号電圧無印加時には90°偏光
方向を変えた光が出射側の偏光板207の偏光軸と直交
する為不透明になる。信号電圧印加時には光の偏光方向
が変わらないので出射側偏光板207を透過して透明に
なる。上下の偏光板206,207の偏光軸を平行から
直交(クロスニコル)に変えれば、上述した明暗状態
(白黒状態)を逆転することができ、いわゆるノーマリ
ホワイトモードが得られる。
2. Description of the Related Art The principle of operation of a liquid crystal display device using a twisted nematic liquid crystal (TN mode) will be briefly described with reference to FIG. (A) shows a state where no signal voltage is applied, and (B) shows a state where a signal voltage is applied. The TN mode is most widely used among various operation modes because a display having characteristics such as low voltage, low power consumption, and long life can be created. A TN mode liquid crystal cell basically has a long axis of liquid crystal molecules sandwiching a nematic liquid crystal 205 having positive dielectric anisotropy between two glass substrates 203 and 204 on which transparent electrodes 201 and 202 are formed. Are aligned parallel to the glass substrate surface and continuously twisted by 90 ° between the upper and lower substrates, that is, twisted. In the state where no signal voltage is applied as shown in FIG. 3A, the linearly polarized light incident through the polarizing plate 206 changes its polarization direction by 90 ° due to the optical rotation of the liquid crystal cell, and exits from the liquid crystal cell. As shown in (B), when a sufficiently high signal voltage equal to or higher than the threshold is applied, the major axis of the liquid crystal molecules changes direction in the electric field, and the optical rotation of the liquid crystal cell almost disappears along the electrode surface. . In the illustrated structure, two polarizing plates 206,
207 is arranged such that the polarization axis coincides with the alignment direction of the liquid crystal molecules on the incident light side. When no signal voltage is applied, the light whose polarization direction has been changed by 90 ° becomes opaque because it is orthogonal to the polarization axis of the polarizing plate 207 on the emission side. When the signal voltage is applied, the polarization direction of the light does not change, so that the light passes through the output side polarizing plate 207 and becomes transparent. If the polarization axes of the upper and lower polarizing plates 206 and 207 are changed from parallel to orthogonal (crossed Nicols), the above-described light and dark state (black and white state) can be reversed, and a so-called normally white mode can be obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述したTNモードで
はツイスト配向した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依存性があり、C
RTの表示性能を超えるまでには至らない。この問題点
を解決する為に、光学補償板を用いた構造が提案されて
おり、例えば特開平6−214116号公報に開示され
ている。この従来例では、負の一軸性を有し且つ基板法
線に対する光軸の傾斜方位が連続的に変化した構造を有
する光学補償板を用いている。以下、この光学補償原理
を簡潔に説明する。一般に、ネマティック液晶は正の一
軸性を有する複屈折材料である。即ち、異常光屈折率が
常光屈折率より大きい。この複屈折の為見る角度によっ
てコントラストが変化し、液晶セルに特有な視角依存性
が生じる。この視角依存性を補償する為には、光軸を同
じとし、屈折率異方性が等しく、且つ負の一軸性を有す
る複屈折材料が必要になる。この複屈折材料を光学補償
板として液晶セルに接合し、視角依存性を改善するもの
である。
Since the above-mentioned TN mode uses a nematic liquid crystal which is twist-oriented, there is a viewing angle dependency such that a display color and a display contrast change depending on a viewing direction in principle of a display method. C
It does not exceed the display performance of RT. In order to solve this problem, a structure using an optical compensator has been proposed, which is disclosed in, for example, JP-A-6-214116. In this conventional example, an optical compensator having negative uniaxiality and having a structure in which the tilt direction of the optical axis with respect to the substrate normal is continuously changed is used. Hereinafter, the principle of the optical compensation will be briefly described. Generally, a nematic liquid crystal is a birefringent material having a positive uniaxial property. That is, the extraordinary light refractive index is larger than the ordinary light refractive index. The contrast changes depending on the viewing angle due to the birefringence, and the viewing angle dependence peculiar to the liquid crystal cell occurs. To compensate for this viewing angle dependence, a birefringent material having the same optical axis, the same refractive index anisotropy, and a negative uniaxiality is required. This birefringent material is joined to a liquid crystal cell as an optical compensator to improve the viewing angle dependency.

【0004】図13の(A)は液晶による複屈折を表わ
し、(B)は光学補償板による複屈折を表わしている。
正の一軸性を有する液晶は長軸が光軸に一致した屈折率
楕円体で表わさる。光軸は基板の法線方向にほぼ一致す
る。光軸方向の屈折率をnzで表わし、光軸と直交する
方向の屈折率をnx,nyで表わすと、nx=ny<n
zとなる。(1)に示す様に光が光軸に対して平行入射
した場合には複屈折は生じない。(2)に示す様に、斜
め入射した場合には複屈折が生じる。ただし、入射角が
小さい場合には複屈折も小さい。(3)に示す様に斜め
入射角が大きくなると複屈折も大きくなる。
FIG. 13A shows birefringence due to liquid crystal, and FIG. 13B shows birefringence due to an optical compensator.
A liquid crystal having positive uniaxiality is represented by a refractive index ellipsoid whose major axis coincides with the optical axis. The optical axis substantially coincides with the normal direction of the substrate. When the refractive index in the optical axis direction is represented by nz, and the refractive index in the direction perpendicular to the optical axis is represented by nx and ny, nx = ny <n
z. As shown in (1), when light is incident parallel to the optical axis, no birefringence occurs. As shown in (2), when the light is obliquely incident, birefringence occurs. However, when the incident angle is small, the birefringence is also small. As shown in (3), the birefringence increases as the oblique incident angle increases.

【0005】一方(B)に示す様に負の一軸性を有する
光学補償板は短軸が光軸に一致する屈折率楕円体で表わ
される。光学補償板においても光軸は基板法線に対して
ほぼ垂直に設定される。光学補償板は負の一軸性を有す
る為nx=ny>nzの関係になる。(1)に示す様に
光が光軸に平行入射した場合には複屈折は生じない。
(2)に示す様に斜め入射角が比較的小さい場合には複
屈折も小さい。(3)に示す様に斜め入射角が大きくな
ると複屈折も大きくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 1B, an optical compensator having negative uniaxiality is represented by a refractive index ellipsoid whose minor axis coincides with the optical axis. Also in the optical compensator, the optical axis is set substantially perpendicular to the substrate normal. The optical compensator has a relationship of nx = ny> nz since it has negative uniaxiality. No birefringence occurs when light is incident parallel to the optical axis as shown in (1).
As shown in (2), when the oblique incident angle is relatively small, the birefringence is also small. As shown in (3), the birefringence increases as the oblique incident angle increases.

【0006】ところで、ノーマリホワイトモードのTN
液晶セルの場合、黒表示の状態では液晶分子の長軸(ダ
イレクタ)はほぼ基板と垂直方向に整列する。しかし、
実際には液晶分子のダイレクタ分布は完全な垂直配向
(ホメオトロピック配向)ではなく、図14に示す様に
基板近傍程ダイレクタが法線方向から傾き基板と平行に
近くなる。この為、液晶の視角依存性を改善するには、
光学補償板でも光軸が基板法線に対して連続的に傾いた
構造が必要となる。図14では、光学補償板の光軸が徐
々に変化していく状態を模式的に3個の屈折率楕円体で
表わしている。同様に、液晶セルの光軸が徐々に変化し
ていく状態を6個の屈折率楕円体で表わしている。上側
の光学補償板で液晶セルの上半分を補償している。光学
補償板の下から一番目の屈折率楕円体の光軸と液晶セル
の上から一番目の屈折率楕円体の光軸とが互いに対応
し、複屈折性を相殺し合う。同様に、光学補償板側の下
から二番目の屈折率楕円体が液晶セルの上から二番目の
屈折率楕円体と対応し、光学補償板の下から三番目の屈
折率楕円体と液晶セルの上から三番目の屈折率楕円体と
が互いに対応している。
Incidentally, the TN in the normally white mode
In the case of a liquid crystal cell, the long axis (director) of the liquid crystal molecules is substantially aligned with the substrate in a black display state. But,
In practice, the director distribution of the liquid crystal molecules is not perfectly vertical alignment (homeotropic alignment), and the director is inclined from the normal direction closer to the substrate as shown in FIG. Therefore, to improve the viewing angle dependence of the liquid crystal,
The optical compensator also needs a structure in which the optical axis is continuously inclined with respect to the substrate normal. In FIG. 14, a state in which the optical axis of the optical compensator gradually changes is schematically represented by three refractive index ellipsoids. Similarly, the state in which the optical axis of the liquid crystal cell gradually changes is represented by six refractive index ellipsoids. The upper half of the liquid crystal cell is compensated by the upper optical compensator. The optical axis of the first refractive index ellipsoid from below the optical compensator and the optical axis of the first refractive index ellipsoid from above the liquid crystal cell correspond to each other, canceling out the birefringence. Similarly, the second refractive index ellipsoid from the bottom of the optical compensator corresponds to the second refractive index ellipse from the top of the liquid crystal cell, and the third refractive index ellipse from the bottom of the optical compensator and the liquid crystal cell And the third index ellipsoid from the top corresponds to each other.

【0007】ところで、図14に示した様に、負の一軸
性を有する光学補償板の光軸が基板の法線方向に沿って
連続的に傾いた構造の場合、一般に基板に垂直入射した
光に対しても複屈折効果を示す。しかし、通常の光軸傾
斜型光学補償板の設定では、図15に示す様に、光学補
償板の光軸の傾斜方位を対応する偏光板の吸収軸に平行
又は直交配置している。例えば図15の例では、上側の
偏光板吸収軸と上側の光学補償板の光軸の傾斜方位とが
平行になっている。同様に、下側の偏光板の吸収軸と下
側の光学補償板の光軸の傾斜方位が平行になっている。
なお、上側偏光板の吸収軸と下側偏光板の吸収軸は直交
している。これに合わせて、上側基板の配向方位と下側
基板の配向方位も互いに直交しており、ツイスト角が9
0°となっている。この様な設定では、基板に垂直に入
射した光線に対して複屈折効果は発生しない。この為、
従来の光学補償板は視角依存性の改善には効果があるも
のの、正面方向から観察した場合のコントラストには何
ら効果を与えていなかった。仮に、コントラストが高く
なればその分駆動電圧を低減化しても画質的には問題が
生じない。液晶表示装置においては駆動電圧の低減化が
市場で強く望まれている。特に、プラズマセルを液晶セ
ルのアドレッシングに用いたプラズマアドレス型液晶表
示装置では、駆動回路側の耐圧の制約などから液晶駆動
電圧の低減化が強く望まれている。これには、液晶材料
の物性値などからのアプローチが成されているが限界に
きている。又、液晶層の厚みを大きく取れば駆動電圧の
低減化が可能になるが、これに相反して視野角特性が劣
化する。
By the way, as shown in FIG. 14, when the optical axis of the optical compensator having negative uniaxiality is continuously inclined along the normal direction of the substrate, the light incident on the substrate in a perpendicular direction is generally used. Also exhibits a birefringence effect. However, in a normal setting of the optical axis tilt type optical compensator, as shown in FIG. 15, the tilt direction of the optical axis of the optical compensator is arranged parallel or orthogonal to the absorption axis of the corresponding polarizing plate. For example, in the example of FIG. 15, the upper polarizing plate absorption axis is parallel to the tilt direction of the optical axis of the upper optical compensator. Similarly, the tilt direction of the absorption axis of the lower polarizing plate and the optical axis of the lower optical compensator are parallel.
The absorption axis of the upper polarizing plate is orthogonal to the absorption axis of the lower polarizing plate. Accordingly, the orientation of the upper substrate and the orientation of the lower substrate are orthogonal to each other, and the twist angle is 9 °.
0 °. With such a setting, the birefringence effect does not occur for the light beam that is perpendicularly incident on the substrate. Because of this,
Although the conventional optical compensator is effective in improving the viewing angle dependency, it has no effect on the contrast when viewed from the front. If the contrast increases, the image quality does not matter even if the drive voltage is reduced accordingly. In a liquid crystal display device, a reduction in drive voltage is strongly desired in the market. In particular, in a plasma address type liquid crystal display device using a plasma cell for addressing a liquid crystal cell, it is strongly desired to reduce the liquid crystal driving voltage due to restrictions on the withstand voltage of the driving circuit. To this end, approaches have been made based on the physical property values of liquid crystal materials, but the limit has been reached. Further, if the thickness of the liquid crystal layer is increased, the driving voltage can be reduced, but the viewing angle characteristic is contradictoryly deteriorated.

【0008】[0008]

【課題を解決する為の手段】上述した従来の技術の課題
を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に係
る液晶表示装置は基本的な構成として、所定の間隙を介
して互いに接合し且つ少くとも片方に電極が形成された
一対の基板と、該間隙に保持され該電極に印加される電
圧に応じて光学特性が変化する液晶層と、各基板に接合
する偏光板と、各偏光板と該液晶層との間に介在しその
光学特性の視角依存性を補償する光学補償板とを備えて
いる。前記液晶層は正の一軸性及び正の誘電異方性を有
する液晶分子からなり、電圧無印加時所定の配向方位に
沿って基板とほぼ平行に配向する一方、電圧印加時基板
の法線に対して連続的に傾斜角が変化した状態で整列す
る。前記光学補償板は負の一軸性を有する複屈折材料か
らなり、その光軸の傾斜角が基板の法線に対して連続的
に厚み方向に沿って変化した構造を有する。特徴事項と
して、該光軸の傾斜方位が隣接する液晶層の配向方位か
ら10°以下の範囲でずれている。好ましくは、前記複
屈折材料は、その光軸の傾斜角が10°ないし75°の
範囲で連続的に厚み方向に沿って変化している。又好ま
しくは、前記複屈折材料は、屈折率異方性と厚みとの積
で表わされるリターデーションの値が50nm以上25
0nm以下の範囲にある。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the following measures have been taken. That is, the liquid crystal display device according to the present invention has, as a basic configuration, a pair of substrates joined to each other via a predetermined gap and having at least one electrode formed thereon, and a pair of electrodes held in the gap and applied to the electrodes. A liquid crystal layer whose optical characteristics change according to the applied voltage, a polarizing plate bonded to each substrate, and an optical compensator interposed between each polarizing plate and the liquid crystal layer and compensating for viewing angle dependence of the optical characteristics. It has. The liquid crystal layer is composed of liquid crystal molecules having a positive uniaxial property and a positive dielectric anisotropy, and is oriented substantially parallel to the substrate along a predetermined orientation when no voltage is applied, while being perpendicular to the substrate when voltage is applied. On the other hand, they are aligned with the inclination angle continuously changed. The optical compensator is made of a birefringent material having negative uniaxiality, and has a structure in which the inclination angle of the optical axis changes continuously along the thickness direction with respect to the normal line of the substrate. As a characteristic feature, the tilt direction of the optical axis deviates from the alignment direction of the adjacent liquid crystal layer within a range of 10 ° or less. Preferably, the birefringent material changes continuously along the thickness direction in the range of 10 ° to 75 ° in the inclination angle of the optical axis. Preferably, the birefringent material has a retardation value represented by the product of refractive index anisotropy and thickness of 50 nm or more and 25 nm or more.
It is in the range of 0 nm or less.

【0009】本発明の他の側面によれば、前記光学補償
板は該複屈折材料とベースフィルムとの積層からなる。
該ベースフィルムは二軸性又は面方向に正の一軸性を有
する。前記ベースフィルムは、その屈折率が最大になる
方位が隣接する偏光板の吸収軸に直交する関係にある。
前記ベースフィルムは、屈折率が最大になる方位の屈折
率をnxとし、これに直交する方位の屈折率をnyと
し、厚みをdとすると、(nx−ny)・dの値が0よ
り大きく150nmより小さい。
According to another aspect of the present invention, the optical compensator comprises a laminate of the birefringent material and a base film.
The base film has a biaxial property or a positive uniaxial property in a plane direction. In the base film, the direction in which the refractive index becomes maximum is perpendicular to the absorption axis of the adjacent polarizing plate.
In the base film, when the refractive index in the direction in which the refractive index is maximized is nx, the refractive index in the direction perpendicular to this is ny, and the thickness is d, the value of (nx−ny) · d is larger than 0. Smaller than 150 nm.

【0010】通常の光軸傾斜型光学補償板の設定では、
傾斜方位を偏光板の吸収軸従って基板の配向方位と平行
にしている。この為、基板に垂直入射した光に対して複
屈折効果は発生しない。本発明の第1側面では、一軸性
の光学補償板の光軸傾斜方位を基板配向方位からずらす
ことにより、複屈折効果を発生させている。これによ
り、液晶のリターデーションが見かけ上下方変化し、そ
の結果液晶セルの駆動電圧が低減化可能である。又、本
発明の第2側面によれば、光学補償板を構成するベース
フィルムに二軸性又は面方向に正の一軸性を有する材料
を用いている。ベースフィルムの屈折率が最大になる方
位を隣接する偏光板の吸収軸に直交させることで、偏光
板の視角依存性を補償可能である。ベースフィルムの複
屈折性を利用して入射光の振動方向を偏光板の吸収軸に
合わせ込むことが可能になる。以上の様に、本発明では
光学補償板を利用して液晶セルの低電圧駆動化と偏光板
の視角依存性の改善を同時に達成している。
In the setting of a normal optical axis tilt type optical compensator,
The tilt direction is made parallel to the absorption axis of the polarizing plate and thus to the orientation direction of the substrate. For this reason, the birefringence effect does not occur for light that is perpendicularly incident on the substrate. In the first aspect of the present invention, the birefringence effect is generated by shifting the optical axis inclination direction of the uniaxial optical compensator from the substrate orientation direction. Thereby, the retardation of the liquid crystal apparently changes downward, and as a result, the driving voltage of the liquid crystal cell can be reduced. According to the second aspect of the present invention, a material having biaxiality or positive uniaxiality in a plane direction is used for the base film constituting the optical compensator. By making the direction in which the refractive index of the base film becomes maximum perpendicular to the absorption axis of the adjacent polarizing plate, the viewing angle dependency of the polarizing plate can be compensated. By utilizing the birefringence of the base film, the vibration direction of the incident light can be adjusted to the absorption axis of the polarizing plate. As described above, in the present invention, the low voltage driving of the liquid crystal cell and the improvement of the viewing angle dependency of the polarizing plate are simultaneously achieved by using the optical compensator.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図1の(A)は本発明に係る
液晶表示装置の断面構造を模式的に表し、(B)は平面
構成を模式的に表わしている。図示する様に、本液晶表
示装置は所定の間隙を介して互いに接合した上下一対の
基板1,2を用いて組み立てられている。基板1の内表
面には電極3が形成されている。又、基板2の内表面に
も電極4が形成されている。両基板1,2の間隙には液
晶層5が保持されており、上下の電極3,4に印加され
る電圧に応じて光学特性が変化する。上側の基板1には
偏光板6が接合しており、下側の基板2にも偏光板7が
接合している。上側の偏光板6と液晶層5との間に光学
補償板8が介在しており、液晶層5の光学特性の視角依
存性を補償する。同様に、下側偏光板7と液晶層5との
間にも光学補償板9が介在しており、液晶層5の光学特
性の視角依存性を補償する。液晶層5は正の一軸性及び
正の誘電異方性を有する液晶分子からなり、その動作は
図12を参照して説明した通りである。即ち、電圧無印
加時には液晶分子は所定の配向方位に沿って基板1,2
とほぼ平行に配向する。電圧印加時には、液晶分子は基
板1,2の法線に対して連続的に傾斜角が変化した状態
で整列する。一方、各光学補償板8,9は負の一軸性を
有する複屈折材料からなる。その光軸の傾斜角が基板の
法線に対して連続的に厚み方向に沿って変化した構造を
有する。これは、図14を参照して説明した通りであ
る。特徴事項として、各光学補償板8,9の傾斜方位が
隣接する液晶層5の配向方位から10°以下の範囲でず
れている。好ましくは、前記複屈折材料は、その光軸の
傾斜角が10°ないし75°の範囲で連続的に厚み方向
に沿って変化している。又好ましくは、前記複屈折材料
は、屈折率異方性と厚みとの積で表わされるリターデー
ションの値が50nm以上250nm以下の範囲にあ
る。他の特徴事項として、光学補償板8は上述した複屈
折材料8aとベースフィルム8bとの積層からなる。同
様に、光学補償板9も複屈折材料9aとベースフィルム
9bとの積層からなる。各ベースフィルム8b,9bは
二軸性又は面方向に正の一軸性を有する。上側のベース
フィルム8bはその屈折率が最大になる方位が隣接する
偏光板6の吸収軸と直交する関係にある。同様に、下側
のベースフィルム9bも、その屈折率が最大になる方位
が隣接する偏光板7の吸収軸と直交する関係にある。各
ベースフィルム8b,9bは、屈折率が最大になる方位
の屈折率をnxとし、これに直交する方位の屈折率をn
yとし、厚みをdとすると、(nx−ny)・dの値が
0より大きく150nmより小さい。なお、本液晶表示
装置は一方の基板1側に光拡散板10を付加している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1A schematically shows a cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 1B schematically shows a planar configuration. As shown in the drawing, the present liquid crystal display device is assembled using a pair of upper and lower substrates 1 and 2 joined to each other with a predetermined gap therebetween. The electrode 3 is formed on the inner surface of the substrate 1. The electrode 4 is also formed on the inner surface of the substrate 2. A liquid crystal layer 5 is held in the gap between the two substrates 1 and 2, and the optical characteristics change according to the voltage applied to the upper and lower electrodes 3 and 4. A polarizing plate 6 is bonded to the upper substrate 1 and a polarizing plate 7 is also bonded to the lower substrate 2. An optical compensator 8 is interposed between the upper polarizer 6 and the liquid crystal layer 5 to compensate for the viewing angle dependence of the optical characteristics of the liquid crystal layer 5. Similarly, an optical compensator 9 is also interposed between the lower polarizer 7 and the liquid crystal layer 5 to compensate for the viewing angle dependence of the optical characteristics of the liquid crystal layer 5. The liquid crystal layer 5 is composed of liquid crystal molecules having positive uniaxiality and positive dielectric anisotropy, and the operation is as described with reference to FIG. That is, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules move along the predetermined orientation in the directions of the substrates 1 and 2.
Are oriented almost in parallel. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned with the tilt angle continuously changed with respect to the normal to the substrates 1 and 2. On the other hand, each of the optical compensators 8 and 9 is made of a birefringent material having negative uniaxiality. It has a structure in which the inclination angle of the optical axis changes continuously along the thickness direction with respect to the normal line of the substrate. This is as described with reference to FIG. As a characteristic feature, the tilt direction of each of the optical compensators 8 and 9 deviates from the alignment direction of the adjacent liquid crystal layer 5 within a range of 10 ° or less. Preferably, the birefringent material changes continuously along the thickness direction in the range of 10 ° to 75 ° in the inclination angle of the optical axis. Preferably, the birefringent material has a retardation value represented by a product of refractive index anisotropy and thickness in a range of 50 nm or more and 250 nm or less. As another feature, the optical compensator 8 is formed by laminating the above-described birefringent material 8a and the base film 8b. Similarly, the optical compensator 9 is also formed by laminating a birefringent material 9a and a base film 9b. Each of the base films 8b and 9b has a biaxial property or a positive uniaxial property in a plane direction. The upper base film 8b has a relationship in which the azimuth at which the refractive index becomes maximum is orthogonal to the absorption axis of the adjacent polarizing plate 6. Similarly, the lower base film 9b also has a relationship in which the azimuth at which the refractive index becomes maximum is orthogonal to the absorption axis of the adjacent polarizing plate 7. In each of the base films 8b and 9b, the refractive index in the azimuth at which the refractive index becomes maximum is nx, and the refractive index in the azimuth perpendicular to this is n
Assuming that y is y and the thickness is d, the value of (nx−ny) · d is larger than 0 and smaller than 150 nm. In this liquid crystal display device, a light diffusing plate 10 is added to one substrate 1 side.

【0012】図1の(B)に示す様に、上側の光学補償
板8の光軸の傾斜方位は上側の基板1の配向方位から1
0°以内の範囲でずれている。同様に、下側の光学補償
板9の光軸の傾斜方位は下側の基板2の配向方位から1
0°以内の範囲でずれている。なお、上側基板1の配向
方位と下側基板2の配向方位は互いに直交しており、液
晶層5のツイスト角が丁度90°になる。上側偏光板6
の吸収軸は上側基板1の配向方位と一致している。同様
に下側偏光板7の吸収軸は下側基板2の配向方位と一致
している。従って、上下一対の偏光板6,7はクロスニ
コルに配置されている。この様に、光学補償板8,9の
光軸の傾斜方位を各基板1,2の配向方位即ち偏光板
6,7の吸収軸からずらした場合、基板に垂直入射する
光の透過率/印加電圧特性が変化し、低電圧駆動が可能
になる。本発明の別の特徴点として、前述した様に各光
学補償板8,9のベースフィルム8b,9bとして二軸
性もしくは正の一軸性を有する複屈折材料を使ってい
る。一般には、偏光板6,7にそれ自体の視角依存性が
ある為、大きな視角でのコントラストが低下してしま
う。これも含めて補償する為には上述したベースフィル
ムの構成が有効である。この時、(B)に示す様に、上
側のベースフィルム8bの屈折率最大方位と、上側の偏
光板6の吸収軸とが互いに直交する関係にあることが必
要である。同様に、下側のベースフィルム9bの屈折率
最大方位と下側の偏光板7の吸収軸とが互いに直交する
関係にあることが必要である。この様に配すると、光学
補償板のベースフィルムは斜め入射する光の振動方向を
対応する偏光板の吸収軸に合わせ込むことが可能にな
り、偏光板の視角依存性をある程度補償することができ
る。
As shown in FIG. 1B, the inclination direction of the optical axis of the upper optical compensator 8 is 1 degree from the orientation direction of the upper substrate 1.
It is shifted within a range of 0 °. Similarly, the inclination azimuth of the optical axis of the lower optical compensator 9 is 1 degree from the orientation azimuth of the lower substrate 2.
It is shifted within a range of 0 °. Note that the orientation direction of the upper substrate 1 and the orientation direction of the lower substrate 2 are orthogonal to each other, and the twist angle of the liquid crystal layer 5 is exactly 90 °. Upper polarizer 6
Is coincident with the orientation direction of the upper substrate 1. Similarly, the absorption axis of the lower polarizing plate 7 matches the orientation direction of the lower substrate 2. Therefore, the pair of upper and lower polarizing plates 6 and 7 are arranged in crossed Nicols. As described above, when the inclination directions of the optical axes of the optical compensators 8 and 9 are shifted from the orientation directions of the substrates 1 and 2, that is, the absorption axes of the polarizers 6 and 7, the transmittance / application of light vertically incident on the substrates The voltage characteristics change, and low-voltage driving becomes possible. As another feature of the present invention, as described above, birefringent materials having biaxiality or positive uniaxiality are used as the base films 8b and 9b of the optical compensators 8 and 9 respectively. Generally, since the polarizing plates 6 and 7 have their own viewing angle dependence, contrast at a large viewing angle is reduced. In order to compensate for this, the configuration of the base film described above is effective. At this time, as shown in (B), it is necessary that the maximum azimuth of the refractive index of the upper base film 8b and the absorption axis of the upper polarizer 6 are orthogonal to each other. Similarly, it is necessary that the maximum azimuth of the refractive index of the lower base film 9b and the absorption axis of the lower polarizing plate 7 are orthogonal to each other. With this arrangement, the base film of the optical compensator can adjust the vibration direction of the obliquely incident light to the absorption axis of the corresponding polarizer, thereby compensating the viewing angle dependence of the polarizer to some extent. .

【0013】液晶層5の屈折率異方性Δn=0.067
とし、厚みd=6.3μmとすると、液晶層5のリター
デーションΔn・dの値は420nmとなる。一方、光
学補償板8を構成する複屈折材料8aのΔn・dの値は
例えば160nmである。同様に、下側の光学補償板9
を構成する複屈折材料9aのΔn・dの値も160nm
である。更に、光学補償板8を構成するベースフィルム
8bが二軸性を有する場合、{(nx+ny)/2−n
z}・dの値は例えば50nmである。下側の光学補償
板9を構成するベースフィルム9aの値も50nmであ
る。この場合、2枚の光学補償板8,9の合計リターデ
ーションの値は(160+50)×2=420となり、
液晶層5のリターデーションの値420nmと一致し、
所望の視角依存性の補償が行われる。一般に、光学補償
板8を構成する複屈折材料8aのリターデーションの値
は50nm以上で250nm以下の範囲に設定すること
が好ましい。このリターデーションの値は液晶層5のリ
ターデーションの値に応じて最適に設定される。一方、
二軸性のベースフィルム8bの(nx−ny)・dの値
は80nmに設定されている。この様に設定すること
で、偏光板6の視角依存性を補償することができる。同
様に、下側のベースフィルム9bの(nx−ny)・d
の値も80nmに設定されており、下側の偏光板7の視
角依存性を補償することができる。一般には、(nx−
ny)・dの値は150nmより小さく設定すれば、所
望の補償効果が得られる。これ以上大きな値になると、
逆に悪影響が生じる。
The refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer 5 is 0.067.
If the thickness d is 6.3 μm, the value of the retardation Δn · d of the liquid crystal layer 5 is 420 nm. On the other hand, the value of Δn · d of the birefringent material 8a constituting the optical compensator 8 is, for example, 160 nm. Similarly, the lower optical compensator 9
The value of Δn · d of the birefringent material 9a constituting
It is. Further, when the base film 8b constituting the optical compensator 8 has biaxiality, {(nx + ny) / 2−n
The value of z} · d is, for example, 50 nm. The value of the base film 9a constituting the lower optical compensator 9 is also 50 nm. In this case, the total retardation value of the two optical compensators 8 and 9 is (160 + 50) × 2 = 420, and
The retardation value of the liquid crystal layer 5 is equal to 420 nm,
The desired viewing angle dependence compensation is performed. Generally, it is preferable that the retardation value of the birefringent material 8a constituting the optical compensator 8 be set in a range of 50 nm or more and 250 nm or less. The value of the retardation is optimally set according to the value of the retardation of the liquid crystal layer 5. on the other hand,
The value of (nx-ny) · d of the biaxial base film 8b is set to 80 nm. With this setting, the viewing angle dependence of the polarizing plate 6 can be compensated. Similarly, (nx-ny) · d of the lower base film 9b
Is also set to 80 nm, and the viewing angle dependency of the lower polarizing plate 7 can be compensated. In general, (nx-
If the value of (ny) · d is set smaller than 150 nm, a desired compensation effect can be obtained. If the value becomes larger than this,
Conversely, adverse effects occur.

【0014】図2は液晶表示装置の印加電圧/透過率特
性を示すグラフである。Aは従来の液晶表示装置の印加
電圧/透過率特性を示し、Bは図1に示した本発明に係
る液晶表示装置の印加電圧/透過率特性を示している。
グラフから明らかな様に、本発明に従って光学補償板の
光軸の傾斜方位を偏光板の吸収軸からずらした場合、印
加電圧/透過率特性が下方に変化し、低電圧駆動化が可
能である。なお、図2のグラフは基板に垂直入射した光
に対する印加電圧/透過率特性を測定している。この比
較では、プラズマアドレス型液晶表示装置をサンプルに
して測定している。又、光学補償板の光軸の傾斜方位は
偏光板の吸収軸から5°ずらしている。通常の設定と比
較して黒表示の電圧が下がっている。
FIG. 2 is a graph showing an applied voltage / transmittance characteristic of the liquid crystal display device. A shows the applied voltage / transmittance characteristics of the conventional liquid crystal display device, and B shows the applied voltage / transmittance characteristics of the liquid crystal display device according to the present invention shown in FIG.
As is clear from the graph, when the tilt direction of the optical axis of the optical compensator is shifted from the absorption axis of the polarizing plate according to the present invention, the applied voltage / transmittance characteristic changes downward, and low voltage driving is possible. . In addition, the graph of FIG. 2 measures the applied voltage / transmittance characteristic with respect to the light perpendicularly incident on the substrate. In this comparison, measurement was performed using a plasma addressed liquid crystal display device as a sample. The tilt direction of the optical axis of the optical compensator is shifted by 5 ° from the absorption axis of the polarizing plate. The voltage of black display is lower than the normal setting.

【0015】図3の(1)は液晶表示装置におけるリタ
ーデーションΔn・dと透過率Tとの関係を示すグラフ
である。Aで示す従来のリターデーションに比べ、Bで
示す本発明のリターデーションが下方に変化している。
これに応じて透過率Tも若干下方に変化している。この
様に、光学補償板の光軸の傾斜方位を偏光板の吸収軸か
ら若干ずらすことで、液晶のリターデーションの値が見
かけ上低下する。(2)は液晶表示装置の印加電圧Vと
透過率Tとの関係を示すグラフである。従来の特性を曲
線Aで示し、本発明の特性をBで表わしている。(1)
で説明した様に本発明では透過率Tが若干下がる為、印
加電圧/透過率特性が下方に変化する。この結果、黒表
示時における印加電圧が実効的に下がることになり、低
電圧駆動化が達成できる。
FIG. 3A is a graph showing the relationship between retardation Δn · d and transmittance T in a liquid crystal display device. Compared with the conventional retardation indicated by A, the retardation of the present invention indicated by B changes downward.
Accordingly, the transmittance T also slightly changes downward. As described above, by slightly shifting the tilt direction of the optical axis of the optical compensator from the absorption axis of the polarizing plate, the retardation value of the liquid crystal apparently decreases. (2) is a graph showing the relationship between the applied voltage V and the transmittance T of the liquid crystal display device. A conventional characteristic is indicated by a curve A, and a characteristic of the present invention is indicated by B. (1)
As described above, in the present invention, since the transmittance T is slightly lowered, the applied voltage / transmittance characteristic changes downward. As a result, the applied voltage at the time of black display is effectively reduced, and low voltage driving can be achieved.

【0016】図4は黒表示時における液晶分子のディレ
クタ分布を模式的に表わしたものである。グラフの横軸
に液晶層の厚み方向位置を光学距離nm単位で表わし、
縦軸に液晶分子のダイレクタの傾斜角を取ってある。な
お、厚み方向位置は液晶層のほぼ中央を原点0とし、こ
れから基板側に向かう厚み方向距離を表わしている。前
述した様に駆動電圧を低減化すると液晶分子のダイレク
タ分布が変化し、図示の例では曲線LCで示す様に、1
0°から72°の間に分布している。これに対し、従来
の光学補償板の光軸の傾斜方位分布はAで示す様に、曲
線LCと整合していない。そこで、本発明では光学補償
板の光軸の傾斜方位分布をBで示す様に調整し、曲線L
Cとほぼ合わせる様にしている。一般に、液晶表示装置
の低電圧駆動化に対応して、光学補償板を構成する複屈
折材料はその光軸の傾斜角が10°ないし75°の範囲
で連続的に厚み方向に沿って変化する様に設定すればよ
い。
FIG. 4 schematically shows the director distribution of liquid crystal molecules during black display. The horizontal axis of the graph represents the position in the thickness direction of the liquid crystal layer in units of optical distance nm,
The vertical axis shows the tilt angle of the director of the liquid crystal molecules. Note that the position in the thickness direction represents the distance in the thickness direction from the origin 0 near the center of the liquid crystal layer to the substrate side. As described above, when the drive voltage is reduced, the director distribution of the liquid crystal molecules changes. In the example shown in FIG.
It is distributed between 0 ° and 72 °. On the other hand, the inclination direction distribution of the optical axis of the conventional optical compensator does not match the curve LC as shown by A. Therefore, in the present invention, the inclination azimuth distribution of the optical axis of the optical compensator is adjusted as indicated by B, and the curve L
It almost matches C. In general, the birefringent material constituting the optical compensator changes continuously along the thickness direction in the range of 10 ° to 75 ° in the tilt angle of the optical axis in response to the low voltage driving of the liquid crystal display device. It can be set as follows.

【0017】図5は、本発明に係る液晶表示装置の他の
実施形態を示す模式図である。図1に示した先の実施形
態と対応する部分には対応する参照番号を付して理解を
容易にしている。(A)に示す様に、本液晶表示装置は
透過型のパネル0と指向性バックライト20と光拡散板
10とから構成されている。パネル0は一対のガラス基
板を互いに貼着した構成を有し、両者の間隙に液晶が封
入されている。上側のガラス基板の前面側には偏光板6
及び光学補償板8が配置している。下側のガラス基板の
後面側にも別の偏光板7及び光学補償板9が配置してい
る。上下一対のガラス基板は例えば1.53程度の屈折
率を有している。指向性バックライト20はパネル0の
後面側に配置され平行に近い照明光を液晶パネル0に入
射する。本例では、バックライト20は光源21とプリ
ズムシート22とからなる。光源21は平面型の蛍光管
などからなり無指向性の光を放射する。プリズムシート
22は光源21から放射した無指向性の光を屈折させ、
ほぼ平行光に変換する。プリズムシート22は光源光の
コリメーションを行い、液晶パネル0に対してほぼ垂直
な照明光を全面的に入射できる。
FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. Parts corresponding to those of the previous embodiment shown in FIG. 1 are denoted by corresponding reference numerals to facilitate understanding. As shown in FIG. 1A, the present liquid crystal display device includes a transmissive panel 0, a directional backlight 20, and a light diffusing plate 10. The panel 0 has a configuration in which a pair of glass substrates are adhered to each other, and a liquid crystal is sealed in a gap between the two. A polarizing plate 6 is provided on the front side of the upper glass substrate.
And an optical compensator 8. Another polarizing plate 7 and another optical compensator 9 are also arranged on the rear side of the lower glass substrate. The upper and lower glass substrates have a refractive index of, for example, about 1.53. The directional backlight 20 is arranged on the rear surface side of the panel 0 and makes the illumination light nearly parallel to the liquid crystal panel 0 incident thereon. In this example, the backlight 20 includes a light source 21 and a prism sheet 22. The light source 21 is composed of a flat fluorescent tube or the like and emits non-directional light. The prism sheet 22 refracts the non-directional light emitted from the light source 21,
It is converted to almost parallel light. The prism sheet 22 performs collimation of the light from the light source, and allows the illumination light substantially perpendicular to the liquid crystal panel 0 to be entirely incident.

【0018】光拡散板10は前面側に配置され、パネル
0を透過した照明光を拡散出射する。この光拡散板10
は微粒子10aと充填剤10bとから構成されている。
微粒子10aはパネル0の前面と光学補償板8との間に
敷き詰められている。充填剤10bは透明であり微粒子
10aの隙間を埋めている。微粒子10aはパネル0の
前面を構成するガラス基板とは異なる屈折率を有する一
方、充填剤10bはガラス基板に近い屈折率を有してい
る。例えば、この微粒子10aは透明なマイクロビーズ
からなり、平均粒径が30μm程度で、屈折率は1.9
3である。これは、ガラス基板の屈折率1.53と大き
く相違しており、優れた光散乱性を備えている。一方、
透明な充填剤10bは例えば紫外線硬化型の樹脂からな
り、その屈折率は1.55であり、ほぼガラス基板の屈
折率と等しい。指向性バックライト20から出射した照
明光はパネル0を通過した後、微粒子10aにより散乱
した形で出射する。微粒子10aの屈折率が大きい程拡
散が強く起こり視野角が広がる。以上の様に、視角特性
の改善が可能な光学補償板8,9に加えて、指向性バッ
クライト20と光拡散板10との組み合わせを用いるこ
とで、液晶表示装置の視角特性を一層改善することがで
きる。
The light diffusing plate 10 is disposed on the front side, and diffuses and emits illumination light transmitted through the panel 0. This light diffusion plate 10
Is composed of fine particles 10a and filler 10b.
The fine particles 10 a are spread between the front surface of the panel 0 and the optical compensator 8. The filler 10b is transparent and fills the gap between the fine particles 10a. The fine particles 10a have a refractive index different from that of the glass substrate constituting the front surface of the panel 0, while the filler 10b has a refractive index close to that of the glass substrate. For example, the fine particles 10a are made of transparent microbeads, have an average particle size of about 30 μm, and have a refractive index of 1.9.
3. This is significantly different from the refractive index of glass substrates of 1.53, and has excellent light scattering properties. on the other hand,
The transparent filler 10b is made of, for example, an ultraviolet curing resin, and has a refractive index of 1.55, which is almost equal to the refractive index of the glass substrate. After passing through the panel 0, the illumination light emitted from the directional backlight 20 is emitted in a form scattered by the fine particles 10a. The larger the refractive index of the fine particles 10a, the more the diffusion occurs and the wider the viewing angle. As described above, by using the combination of the directional backlight 20 and the light diffusing plate 10 in addition to the optical compensators 8 and 9 capable of improving the viewing angle characteristics, the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device are further improved. be able to.

【0019】(B)は、(A)に示したパネル0の一例
を示す模式的な断面図である。このパネル0は液晶セル
111とプラズマセル112と両者の間に介在する誘電
体シートからなる共通の中間板113とを積層したフラ
ット構造を有する。液晶セル111は前面側のガラス基
板114を用いて構成されており、その内側主面には透
明透明導電膜からなる複数本の信号電極115が互いに
平行に形成されている。ガラス基板114はスペーサ1
16を用いて所定の間隙を介し中間板113に接着され
ている。間隙内には液晶117が充填されている。一方
プラズマセル112は後面側のガラス基板118を用い
て構成されている。ガラス基板118の内側主面上には
信号電極115に直交する複数のプラズマ電極119が
形成されており、交互にアノード120及びカソード1
21として対を成す。ガラス基板118の内表面には各
電極対を区画化する為にストライプ状の隔壁122が形
成されている。隔壁122の頂部は中間板113に当接
している。ガラス基板118はフリットシール123を
用いて中間板113に接合されている。両者の間には気
密封止された放電チャネル124が形成される。この放
電チャネル124は隔壁122によって分割されており
個々に走査単位となる。放電チャネル124の内部には
イオン化可能なガスが封入されている。ガス種は例えば
ヘリウム、ネオン、アルゴンあるいはこれらの混合気体
から選ぶことができる。各走査単位を構成する放電チャ
ネル124と駆動単位を構成する信号電極115とは互
いに直交しておりその交差部にマトリックス状の画素が
規定される。
FIG. 2B is a schematic sectional view showing an example of the panel 0 shown in FIG. The panel 0 has a flat structure in which a liquid crystal cell 111, a plasma cell 112, and a common intermediate plate 113 made of a dielectric sheet interposed therebetween are stacked. The liquid crystal cell 111 is configured using a glass substrate 114 on the front side, and a plurality of signal electrodes 115 made of a transparent conductive film are formed in parallel on the inner main surface. Glass substrate 114 is spacer 1
16 and is adhered to the intermediate plate 113 via a predetermined gap. The gap is filled with liquid crystal 117. On the other hand, the plasma cell 112 is configured using a glass substrate 118 on the rear surface side. A plurality of plasma electrodes 119 orthogonal to the signal electrodes 115 are formed on the inner main surface of the glass substrate 118, and the anodes 120 and the cathodes 1 are alternately formed.
21 as a pair. Striped partition walls 122 are formed on the inner surface of the glass substrate 118 to partition each electrode pair. The top of the partition wall 122 is in contact with the intermediate plate 113. The glass substrate 118 is joined to the intermediate plate 113 using a frit seal 123. A hermetically sealed discharge channel 124 is formed between the two. The discharge channels 124 are divided by the partition walls 122 and individually serve as scanning units. An ionizable gas is sealed inside the discharge channel 124. The gas type can be selected from, for example, helium, neon, argon, or a mixed gas thereof. The discharge channel 124 forming each scanning unit and the signal electrode 115 forming the driving unit are orthogonal to each other, and a matrix pixel is defined at the intersection.

【0020】係る構成を有するパネル0においては、プ
ラズマ放電が行われる放電チャネル124を線順次で切
り換え走査するとともに、この走査に同期して液晶セル
側の信号電極115に画像信号を印加することにより表
示駆動が行われる。放電チャネル124内にプラズマ放
電が発生すると内部はほぼ一様にアノード電位になり1
ライン毎の画素選択が行われる。即ち、放電チャネル1
24はサンプリングスイッチとして機能する。プラズマ
サンプリングスイッチが導通した状態で各画素に画像信
号が印加されると、サンプリングが行われ画素の点灯も
しくは消灯が制御できる。プラズマサンプリングスイッ
チが非導通状態になった後にも画像信号はそのまま画素
内に保持される。係る構成を有するプラズマアドレス型
のパネルでは、中間板113を介して液晶117に信号
電圧が印加される。この為、液晶117に印加される実
効電圧は液晶容量と中間板との容量比により決定され
る。この為、通常の液晶パネルに比べプラズマアドレス
液晶パネルでは大きな駆動電圧が必要になる。従って、
本発明による光学補償板を用いた駆動電圧の低減化は、
特にプラズマアドレス液晶パネルの場合に大きな効果を
奏する。
In the panel 0 having such a configuration, the discharge channel 124 where the plasma discharge is performed is switched line-sequentially for scanning, and an image signal is applied to the signal electrode 115 on the liquid crystal cell side in synchronization with this scanning. Display driving is performed. When a plasma discharge occurs in the discharge channel 124, the inside thereof becomes almost uniformly at the anode potential, and
Pixel selection for each line is performed. That is, discharge channel 1
24 functions as a sampling switch. When an image signal is applied to each pixel in a state where the plasma sampling switch is turned on, sampling is performed and lighting or extinguishing of the pixel can be controlled. Even after the plasma sampling switch is turned off, the image signal is held in the pixel as it is. In the plasma address type panel having such a configuration, a signal voltage is applied to the liquid crystal 117 via the intermediate plate 113. Therefore, the effective voltage applied to the liquid crystal 117 is determined by the capacitance ratio between the liquid crystal capacitance and the intermediate plate. For this reason, a larger driving voltage is required for a plasma addressed liquid crystal panel than for a normal liquid crystal panel. Therefore,
The reduction of the drive voltage using the optical compensator according to the present invention is as follows.
In particular, a great effect is obtained in the case of a plasma addressed liquid crystal panel.

【0021】図6は、従来のプラズマアドレス表示装置
の等コントラスト曲線を示すグラフである。表示装置の
画面の右方向を方位0°とし、左方向を方位180°に
取ってある。方位0°から360°の間で画面の法線方
向から傾斜した入射方向の光に対して、電圧印加時と電
圧無印加時のコントラスト比をプロットしてある。外側
の曲線はコントラスト比10の点を結んだものであり、
内側の曲線はコントラスト比が50の点を結んだもので
ある。グラフから明らかな様に、コントラスト比50の
範囲はかなり狭い。
FIG. 6 is a graph showing an equal contrast curve of the conventional plasma addressed display device. The right direction of the screen of the display device is set to 0 ° and the left direction is set to 180 °. For light in the incident direction inclined from the normal direction of the screen between the azimuths 0 ° and 360 °, the contrast ratio between when a voltage is applied and when no voltage is applied is plotted. The outer curve connects the points with a contrast ratio of 10,
The inner curve connects the points where the contrast ratio is 50. As is clear from the graph, the range of the contrast ratio 50 is considerably narrow.

【0022】図7は従来のプラズマアドレス液晶表示装
置の視角/透過率特性を示すグラフである。(A)は画
面左右方向に沿って切断した視角/透過率特性を示して
いる。横軸に、基板法線からの傾斜角を取り、縦軸に透
過率を取ってある。又、印加電圧をパラメータとしてい
る。(B)は同じく従来のプラズマアドレス表示装置の
視角/透過率特性を示すグラフである。(B)は特に画
面の上下方向に沿って切断した視角/透過率特性を表わ
している。
FIG. 7 is a graph showing viewing angle / transmittance characteristics of a conventional plasma addressed liquid crystal display. (A) shows the viewing angle / transmittance characteristics cut along the horizontal direction of the screen. The horizontal axis shows the inclination angle from the substrate normal, and the vertical axis shows the transmittance. The applied voltage is used as a parameter. (B) is a graph showing viewing angle / transmittance characteristics of a conventional plasma addressed display device. (B) particularly shows the viewing angle / transmittance characteristics cut along the vertical direction of the screen.

【0023】図8は本発明に係るプラズマアドレス表示
装置の等コントラスト曲線を示すグラフである。即ち、
光学補償板の光軸の傾斜方位が隣接する液晶層の配向方
位から5°の範囲でずれている。又、図9の(A)及び
(B)は各々画面の左右方向及び上下方向に沿って測定
した視角/透過率特性を表わしている。図6及び図7に
示した従来例と図8及び図9に示した本発明のデータを
比較すれば明らかな様に、本発明では視角特性が改善さ
れている。ただし、光学補償板を構成するベースフィル
ムは負の一軸性材料を用いている。
FIG. 8 is a graph showing an equal contrast curve of the plasma addressed display device according to the present invention. That is,
The tilt direction of the optical axis of the optical compensator deviates from the alignment direction of the adjacent liquid crystal layer within a range of 5 °. FIGS. 9A and 9B show the viewing angle / transmittance characteristics measured along the horizontal and vertical directions of the screen, respectively. As is clear from comparison of the data of the present invention shown in FIGS. 8 and 9 with the conventional example shown in FIGS. 6 and 7, the viewing angle characteristic is improved in the present invention. However, the base film constituting the optical compensator uses a negative uniaxial material.

【0024】図10は、更に光学補償板のベースフィル
ムに正の一軸性材料もしくは二軸性の材料を用いた場合
の等コントラスト曲線を示している。図11の(A)及
び(B)は同じく、視野角/透過率特性を表わしてい
る。図8及び図9のデータと図10及び図11のデータ
を比較すれば明らかな様に、光学補償板のベースフィル
ムとして正の一軸性材料もしくは二軸性の材料を用いる
ことで、視角特性が一層改善されている。
FIG. 10 shows an isocontrast curve when a positive uniaxial material or a biaxial material is used for the base film of the optical compensator. FIGS. 11A and 11B similarly show viewing angle / transmittance characteristics. As is clear from the comparison between the data of FIGS. 8 and 9 and the data of FIGS. 10 and 11, the use of a positive uniaxial material or a biaxial material as the base film of the optical compensator reduces the viewing angle characteristics. It has been further improved.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学補償板の光軸の傾斜方位を隣接する液晶層の配向方
位からずらすことにより駆動電圧の低減化が可能にな
る。又、光学補償板のベースフィルムとして二軸性又は
面方向に正の一軸性を有する複屈折材料を用いることで
偏光板の視角依存性を補償することが可能である。
As described above, according to the present invention,
The driving voltage can be reduced by shifting the tilt direction of the optical axis of the optical compensator from the alignment direction of the adjacent liquid crystal layer. Further, the viewing angle dependency of the polarizing plate can be compensated by using a birefringent material having biaxiality or positive uniaxiality in the plane direction as a base film of the optical compensator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る液晶表示装置の実施形態を示す模
式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図2】液晶表示装置の印加電圧/透過率特性を示すグ
ラフである。
FIG. 2 is a graph showing an applied voltage / transmittance characteristic of a liquid crystal display device.

【図3】液晶表示装置のリターデーション/透過率特性
及び印加電圧/透過率特性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing retardation / transmittance characteristics and applied voltage / transmittance characteristics of a liquid crystal display device.

【図4】液晶分子の傾斜角分布を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a tilt angle distribution of liquid crystal molecules.

【図5】本発明に係る液晶表示装置の他の実施形態を示
す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図6】従来の液晶表示装置の等コントラスト曲線を示
すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an equal contrast curve of a conventional liquid crystal display device.

【図7】従来の液晶表示装置の視野角/透過率特性を示
すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing viewing angle / transmittance characteristics of a conventional liquid crystal display device.

【図8】本発明に係る液晶表示装置の等コントラスト曲
線を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing an equal contrast curve of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図9】本発明に係る液晶表示装置の視野角/透過率特
性を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing viewing angle / transmittance characteristics of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図10】本発明に係る液晶表示装置の等コントラスト
曲線を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing an equal contrast curve of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図11】本発明に係る液晶表示装置の視野角/透過率
特性を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing viewing angle / transmittance characteristics of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図12】従来の液晶表示装置の一例を示す模式図であ
る。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of a conventional liquid crystal display device.

【図13】液晶による複屈折と光学補償板による複屈折
を表わす模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing birefringence by a liquid crystal and birefringence by an optical compensator.

【図14】従来の光学補償板の構成を示す模式図であ
る。
FIG. 14 is a schematic view showing a configuration of a conventional optical compensator.

【図15】従来の液晶表示装置の構成を示す平面図であ
る。
FIG. 15 is a plan view showing a configuration of a conventional liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・基板、2・・・基板、3・・・電極、4・・・
電極、5・・・液晶層、6・・・偏光板、7・・・偏光
板、8・・・光学補償板、9・・・光学補償板、10・
・・光拡散板
1 ... substrate, 2 ... substrate, 3 ... electrode, 4 ...
Electrodes, 5: Liquid crystal layer, 6: Polarizer, 7: Polarizer, 8: Optical compensator, 9: Optical compensator, 10
..Light diffusion plates

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の間隙を介して互いに接合し且つ少
くとも片方に電極が形成された一対の基板と、該間隙に
保持され該電極に印加される電圧に応じて光学特性が変
化する液晶層と、各基板に接合する偏光板と、各偏光板
と該液晶層との間に介在しその光学特性の視角依存性を
補償する光学補償板とを有する液晶表示装置であって、 前記液晶層は正の一軸性及び正の誘電異方性を有する液
晶分子からなり、電圧無印加時所定の配向方位に沿って
基板とほぼ平行に配向する一方、電圧印加時基板の法線
に対して連続的に傾斜角が変化した状態で整列し、 前記光学補償板は負の一軸性を有する複屈折材料からな
り、その光軸の傾斜角が基板の法線に対して連続的に厚
み方向に沿って変化した構造を有するとともに、該光軸
の傾斜方位が隣接する液晶層の配向方位から10°以下
の範囲でずれていることを特徴とする液晶表示装置。
1. A pair of substrates joined to each other via a predetermined gap and having at least one electrode formed thereon, and a liquid crystal held in the gap and having optical characteristics changed according to a voltage applied to the electrode. A liquid crystal display device comprising a layer, a polarizing plate bonded to each substrate, and an optical compensator interposed between each polarizing plate and the liquid crystal layer and compensating for viewing angle dependence of optical characteristics of the liquid crystal display device. The layer is composed of liquid crystal molecules having a positive uniaxial property and a positive dielectric anisotropy, and is oriented substantially parallel to the substrate along a predetermined orientation when no voltage is applied, while being perpendicular to the substrate normal when voltage is applied. The optical compensator is made of a birefringent material having negative uniaxiality, and the tilt angle of the optical axis is continuously changed in the thickness direction with respect to the normal line of the substrate. Along the optical axis and the tilt direction of the optical axis is adjacent The liquid crystal display device, characterized in that the alignment direction of the crystal layer are offset in the range of 10 ° or less.
【請求項2】 前記複屈折材料は、その光軸の傾斜角が
10ないし75°の範囲で連続的に厚み方向に沿って変
化していることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装
置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the birefringent material has its optical axis continuously changing along the thickness direction within a range of 10 to 75 °. .
【請求項3】 前記複屈折材料は、屈折率異方性と厚み
との積で表わされるリターデーションの値が50nm以
上250nm以下の範囲にあることを特徴とする請求項
1記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the birefringent material has a retardation value represented by a product of a refractive index anisotropy and a thickness in a range of 50 nm or more and 250 nm or less. .
【請求項4】 前記光学補償板は該複屈折材料とベース
フィルムとの積層からなり、該ベースフィルムは二軸性
又は面方向に正の一軸性を有することを特徴とする請求
項1記載の液晶表示装置。
4. The optical compensator according to claim 1, wherein the optical compensator comprises a laminate of the birefringent material and a base film, and the base film has a biaxial property or a positive uniaxial property in a plane direction. Liquid crystal display.
【請求項5】 前記ベースフィルムは、その屈折率が最
大になる方位が隣接する偏光板の吸収軸に直交する関係
にあることを特徴とする請求項4記載の液晶表示装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the orientation in which the refractive index of the base film is maximized is perpendicular to the absorption axis of an adjacent polarizing plate.
【請求項6】 前記ベースフィルムは、屈折率が最大に
なる方位の屈折率をnxとし、これに直交する方位の屈
折率をnyとし、厚みをdとすると、(nx−ny)・
dの値が0より大きく150nmより小さいことを特徴
とする請求項5記載の液晶表示装置。
6. In the base film, assuming that the refractive index in the direction in which the refractive index is the maximum is nx, the refractive index in the direction perpendicular to the refractive index is ny, and the thickness is d, (nx−ny) ·
6. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the value of d is larger than 0 and smaller than 150 nm.
【請求項7】 一方の基板側に光拡散板を付加したこと
を特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
7. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a light diffusion plate is added to one of the substrates.
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