JP2000267144A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JP2000267144A JP2000267144A JP11070480A JP7048099A JP2000267144A JP 2000267144 A JP2000267144 A JP 2000267144A JP 11070480 A JP11070480 A JP 11070480A JP 7048099 A JP7048099 A JP 7048099A JP 2000267144 A JP2000267144 A JP 2000267144A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】表示画像の画質の劣化及び生産歩留まりの低下
を招くことなく、駆動電圧を低減し、消費電力を低下す
ることが可能な液晶表示装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】画素電極２３を有するアレイ基板２８は、
所定の方向に配向処理された第１配向膜２４を備え、対
向電極２６を有する対向基板２９は、所定の方向に配向
処理された第２配向膜２７を備え、これら第１配向膜２
４及び第２配向膜２７との間に挟持された液晶層６０に
含まれるＴＮ液晶のツイスト角φを９５±２度とし、Ｔ
Ｎ液晶の誘電率異方性Δεを４以上１０以下とし、リタ
デーション値Δｎ・ｄを５０７±３０μｍとし、偏光板
の透過軸の狭角を８６度以上９０度以下とする。
を招くことなく、駆動電圧を低減し、消費電力を低下す
ることが可能な液晶表示装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】画素電極２３を有するアレイ基板２８は、
所定の方向に配向処理された第１配向膜２４を備え、対
向電極２６を有する対向基板２９は、所定の方向に配向
処理された第２配向膜２７を備え、これら第１配向膜２
４及び第２配向膜２７との間に挟持された液晶層６０に
含まれるＴＮ液晶のツイスト角φを９５±２度とし、Ｔ
Ｎ液晶の誘電率異方性Δεを４以上１０以下とし、リタ
デーション値Δｎ・ｄを５０７±３０μｍとし、偏光板
の透過軸の狭角を８６度以上９０度以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
係り、特に、ツイステッドネマティック型液晶を備えた
低消費電力型の液晶表示装置に関する。
係り、特に、ツイステッドネマティック型液晶を備えた
低消費電力型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、低消費電力型の液晶表示装置は、
バッテリで動作する携帯型電子装置のディスプレイとし
て利用されている。携帯型電子装置を、長時間、バッテ
リで動作させるためには、液晶表示装置の消費電力を低
減する必要がある。低消費電力化を実現するためには、
液晶を駆動する駆動電圧を低減する方法が有力である。
バッテリで動作する携帯型電子装置のディスプレイとし
て利用されている。携帯型電子装置を、長時間、バッテ
リで動作させるためには、液晶表示装置の消費電力を低
減する必要がある。低消費電力化を実現するためには、
液晶を駆動する駆動電圧を低減する方法が有力である。
【０００３】液晶表示装置は、それぞれ透明電極を有す
る対向配置された一対の基板間に液晶層を挟持すること
によって構成されている。液晶層をツイステッドネマテ
ィック型液晶すなわちＴＮ液晶で構成した場合、液晶表
示装置の駆動電圧は、ＴＮ液晶のしきい値電圧に依存す
るところが大きい。すなわち、ＴＮ液晶のしきい値電圧
すなわちフレデリクス転移点は、一般に、以下の式によ
って表される。
る対向配置された一対の基板間に液晶層を挟持すること
によって構成されている。液晶層をツイステッドネマテ
ィック型液晶すなわちＴＮ液晶で構成した場合、液晶表
示装置の駆動電圧は、ＴＮ液晶のしきい値電圧に依存す
るところが大きい。すなわち、ＴＮ液晶のしきい値電圧
すなわちフレデリクス転移点は、一般に、以下の式によ
って表される。
【０００４】 Ｖｃ＝Ｅｃ・ｄ ＝π[{Ｋ11+(Ｋ33−2・Ｋ22)／4}／(ε0・Δε)] 1/2 ここで、ｄは、液晶層の厚さすなわち一対の基板間のギ
ャップであり、Ｋ11は、液晶の広がりに対応した弾性定
数であり、Ｋ22は、液晶の捩じれに対応した弾性定数で
あり、Ｋ33は、液晶の曲がりに対応した弾性定数であ
る。また、ε0 は、液晶の真空中での誘電率であり、Δ
εは、液晶の誘電率異方性を表す。
ャップであり、Ｋ11は、液晶の広がりに対応した弾性定
数であり、Ｋ22は、液晶の捩じれに対応した弾性定数で
あり、Ｋ33は、液晶の曲がりに対応した弾性定数であ
る。また、ε0 は、液晶の真空中での誘電率であり、Δ
εは、液晶の誘電率異方性を表す。
【０００５】上述したしきい値電圧を表す式より、駆動
電圧の低電圧化を実現するためには、以下の手法が考え
られる。
電圧の低電圧化を実現するためには、以下の手法が考え
られる。
【０００６】（１）液晶の誘電率異方性Δεを大きくす
る。
る。
【０００７】（２）液晶の弾性定数Ｋ11、Ｋ33を小さく
する。
する。
【０００８】例えば、実願平１−１１４３９３号公報に
よれば、液晶層の液晶分子のツイスト角を９０度より大
きく１３０度以下とし、誘電率異方性Δεを１５以上、
液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層の厚さｄとの積すなわ
ちリタデーションΔｎ×ｄの値を１．０〜１．５μｍ、
偏光板の透過軸の狭角を７０度以上１３０度以下と設定
した、低電圧駆動用の液晶表示装置が開示されている。
よれば、液晶層の液晶分子のツイスト角を９０度より大
きく１３０度以下とし、誘電率異方性Δεを１５以上、
液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層の厚さｄとの積すなわ
ちリタデーションΔｎ×ｄの値を１．０〜１．５μｍ、
偏光板の透過軸の狭角を７０度以上１３０度以下と設定
した、低電圧駆動用の液晶表示装置が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶の
誘電率異方性や弾性定数などのパラメータを過度に変更
すると、以下のような問題が生じる。
誘電率異方性や弾性定数などのパラメータを過度に変更
すると、以下のような問題が生じる。
【００１０】すなわち、液晶の誘電率異方性Δεを過度
に大きくすると、液晶分子構造に起因する粘度増大によ
り、応答速度が低下したり、比抵抗低下に伴って保持特
性が低下する問題が発生する。また、液晶の弾性定数を
過度に変更すると、応答速度が低下する問題が発生す
る。
に大きくすると、液晶分子構造に起因する粘度増大によ
り、応答速度が低下したり、比抵抗低下に伴って保持特
性が低下する問題が発生する。また、液晶の弾性定数を
過度に変更すると、応答速度が低下する問題が発生す
る。
【００１１】これにより、液晶表示装置に表示される画
像の画質の劣化が生じたり、生産上の歩留まりの低下を
招くといった問題が発生する。
像の画質の劣化が生じたり、生産上の歩留まりの低下を
招くといった問題が発生する。
【００１２】この発明の目的は、上述した問題点に鑑み
なされたものであって、表示画像の画質の劣化及び生産
歩留まりの低下を招くことなく、駆動電圧を低減し、消
費電力を低下することが可能な液晶表示装置を提供する
ことにある。
なされたものであって、表示画像の画質の劣化及び生産
歩留まりの低下を招くことなく、駆動電圧を低減し、消
費電力を低下することが可能な液晶表示装置を提供する
ことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載の発明によれば、一対
の電極を有する２枚の基板と、前記両基板間に挟持され
たネマティック型液晶を含む液晶層と、前記各基板の前
記液晶層を挟持する面に配置され、前記液晶を所定の方
向に配向する配向膜と、を有するツイステッドネマティ
ック型液晶表示装置において前記配向膜によって配向さ
れた液晶のツイスト角φが、９５±２度であり、且つ、
前記液晶の誘電率異方性Δεが、４以上１０以下である
ことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
達成するために、請求項１に記載の発明によれば、一対
の電極を有する２枚の基板と、前記両基板間に挟持され
たネマティック型液晶を含む液晶層と、前記各基板の前
記液晶層を挟持する面に配置され、前記液晶を所定の方
向に配向する配向膜と、を有するツイステッドネマティ
ック型液晶表示装置において前記配向膜によって配向さ
れた液晶のツイスト角φが、９５±２度であり、且つ、
前記液晶の誘電率異方性Δεが、４以上１０以下である
ことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の液晶表示装置の
一実施の形態について図面を参照して説明する。
一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】図１は、この発明の液晶表示装置の構造を
概略的に示す断面図である。
概略的に示す断面図である。
【００１６】図１に示すように、液晶表示装置１は、光
源部１０と、光変調機能を有する液晶層を有する液晶セ
ル２０と、液晶セル２０からの光が入射する液晶セル２
０の入射面側に偏光子として配置された第１偏光板３０
と、液晶セル２０の出射面側に検光子として配置された
第２偏光板４０と、を備えている。
源部１０と、光変調機能を有する液晶層を有する液晶セ
ル２０と、液晶セル２０からの光が入射する液晶セル２
０の入射面側に偏光子として配置された第１偏光板３０
と、液晶セル２０の出射面側に検光子として配置された
第２偏光板４０と、を備えている。
【００１７】光源部１０は、アクリル樹脂から成る拡散
部としての薄板状の導光板１１と、この導光板１１の短
手端面に配置された光源としての冷陰極管１２と、冷陰
極管１２の周囲を包囲して冷陰極管１２からの光を導光
板１１の端面に向けて反射させる反射板１３と、導光板
１１の裏面側に配置され、導光板１１内を伝播する光を
選択的に主表面から出射させるよう乳白色のドットパタ
ーンなどが印刷形成された反射シート１４とを備えて構
成される。
部としての薄板状の導光板１１と、この導光板１１の短
手端面に配置された光源としての冷陰極管１２と、冷陰
極管１２の周囲を包囲して冷陰極管１２からの光を導光
板１１の端面に向けて反射させる反射板１３と、導光板
１１の裏面側に配置され、導光板１１内を伝播する光を
選択的に主表面から出射させるよう乳白色のドットパタ
ーンなどが印刷形成された反射シート１４とを備えて構
成される。
【００１８】液晶セル２０は、アレイ基板２８と、アレ
イ基板２８に対向配置された対向基板２９と、アレイ基
板２８と対向基板２９との間に配置された液晶層６０と
を有している。
イ基板２８に対向配置された対向基板２９と、アレイ基
板２８と対向基板２９との間に配置された液晶層６０と
を有している。
【００１９】アレイ基板２８は、ガラスからなる０．７
ｍｍ厚の透明絶縁基板２１上に、図示しないがマトリク
ス状に配置される１０２４×３本の信号線及び７６８本
の走査線と、信号線と走査線との交点近傍に配置される
スイッチ素子としてのＴＦＴ２２と、ＴＦＴ２２に接続
されるＩＴＯから構成される画素電極２３と、液晶層６
０に含まれる液晶分子を所定の方向に配向する第１配向
膜２４とを備えて構成される。
ｍｍ厚の透明絶縁基板２１上に、図示しないがマトリク
ス状に配置される１０２４×３本の信号線及び７６８本
の走査線と、信号線と走査線との交点近傍に配置される
スイッチ素子としてのＴＦＴ２２と、ＴＦＴ２２に接続
されるＩＴＯから構成される画素電極２３と、液晶層６
０に含まれる液晶分子を所定の方向に配向する第１配向
膜２４とを備えて構成される。
【００２０】対向基板２９は、ガラスからなる０．７ｍ
ｍ厚の透明絶縁性基板２５上に、画素電極２３に対向し
たＩＴＯから構成される対向電極２６と、液晶層６０に
含まれる液晶分子を所定の方向に配向する第２配向膜２
７とを備えて構成される。
ｍ厚の透明絶縁性基板２５上に、画素電極２３に対向し
たＩＴＯから構成される対向電極２６と、液晶層６０に
含まれる液晶分子を所定の方向に配向する第２配向膜２
７とを備えて構成される。
【００２１】アレイ基板２８と対向基板２９との間に挟
持される液晶層６０は、例えばツイステッドネマティッ
ク型液晶すなわちＴＮ液晶を有する液晶組成物である。
持される液晶層６０は、例えばツイステッドネマティッ
ク型液晶すなわちＴＮ液晶を有する液晶組成物である。
【００２２】第１偏光板３０は、その透過軸が所定の方
向に向くように配置されている。また、第２偏光板４０
は、その透過軸が第１偏光板３０の透過軸に対して略直
交するように配置されている。
向に向くように配置されている。また、第２偏光板４０
は、その透過軸が第１偏光板３０の透過軸に対して略直
交するように配置されている。
【００２３】このように、ＴＮ液晶と、互いに透過軸を
直交するように配置した２枚の偏光板とを組み合わせる
ことにより、電圧無印加時に白を表示するいわゆるノー
マリーホワイト型の液晶表示装置を構成する。
直交するように配置した２枚の偏光板とを組み合わせる
ことにより、電圧無印加時に白を表示するいわゆるノー
マリーホワイト型の液晶表示装置を構成する。
【００２４】次に、表示画像の画質の劣化及び生産歩留
まりの低下を招くことなく、駆動電圧を低減し、消費電
力を低下するために、液晶表示装置の種々のパラメータ
の最適値を検討する。
まりの低下を招くことなく、駆動電圧を低減し、消費電
力を低下するために、液晶表示装置の種々のパラメータ
の最適値を検討する。
【００２５】ここで検討するパラメータは、ＴＮ液晶の
屈折率異方性Δｎ、ＴＮ液晶のツイスト角φ、及び第１
偏光板３０及び第２偏光板４０の透過軸のなす狭角度ω
である。
屈折率異方性Δｎ、ＴＮ液晶のツイスト角φ、及び第１
偏光板３０及び第２偏光板４０の透過軸のなす狭角度ω
である。
【００２６】ツイスト角φは、以下のように定義する。
図２に示すように、ツイスト角φは、アレイ基板２８側
の第１配向膜２４の配向方向と、対向基板２９側の第２
配向膜２７の配向方向とのなす角度であって、且つ対向
基板２９からアレイ基板へと見たときの反時計回り方向
すなわち左回り方向の角度として定義する。すなわち、
液晶セル２０の長辺に平行な軸を水平軸Ｈとし、第１配
向膜２４の配向方向と水平軸Ｈとのなす角度をθ（ＤＥ
Ｇ．）、第２配向膜２７の配向方向と水平軸Ｈとのなす
角度をψ（ＤＥＧ．）とすると、ツイスト角φ（ＤＥ
Ｇ．）は、（１８０−θ−ψ）で定義される。
図２に示すように、ツイスト角φは、アレイ基板２８側
の第１配向膜２４の配向方向と、対向基板２９側の第２
配向膜２７の配向方向とのなす角度であって、且つ対向
基板２９からアレイ基板へと見たときの反時計回り方向
すなわち左回り方向の角度として定義する。すなわち、
液晶セル２０の長辺に平行な軸を水平軸Ｈとし、第１配
向膜２４の配向方向と水平軸Ｈとのなす角度をθ（ＤＥ
Ｇ．）、第２配向膜２７の配向方向と水平軸Ｈとのなす
角度をψ（ＤＥＧ．）とすると、ツイスト角φ（ＤＥ
Ｇ．）は、（１８０−θ−ψ）で定義される。
【００２７】偏光板の透過軸がなす狭角度ωは、以下の
ように定義する。図３に示すように、狭角度ωは、液晶
表示装置１のアレイ基板２８側に設けられた第１偏光板
３０の透過軸と、液晶表示装置１の対向基板２９側に設
けられた第２偏光板４０の透過軸とのなす角度で定義す
る。すなわち、第１偏光板３０の透過軸方向と水平軸Ｈ
とのなす角度をα（ＤＥＧ．）、第２偏光板４０の透過
軸方向と水平軸Ｈとのなす角度をβ（ＤＥＧ．）とする
と、狭角度ω（ＤＥＧ．）は、（α−β）で示される角
度のうちの狭角で定義される。
ように定義する。図３に示すように、狭角度ωは、液晶
表示装置１のアレイ基板２８側に設けられた第１偏光板
３０の透過軸と、液晶表示装置１の対向基板２９側に設
けられた第２偏光板４０の透過軸とのなす角度で定義す
る。すなわち、第１偏光板３０の透過軸方向と水平軸Ｈ
とのなす角度をα（ＤＥＧ．）、第２偏光板４０の透過
軸方向と水平軸Ｈとのなす角度をβ（ＤＥＧ．）とする
と、狭角度ω（ＤＥＧ．）は、（α−β）で示される角
度のうちの狭角で定義される。
【００２８】このような定義に基づいて、ＴＮ液晶の屈
折率異方性Δｎ、ＴＮ液晶のツイスト角φ、及び第１偏
光板３０及び第２偏光板４０の透過軸のなす狭角度ωの
パラメータの異なる条件で液晶表示装置を構成した際
の、それぞれの光学特性を評価した。
折率異方性Δｎ、ＴＮ液晶のツイスト角φ、及び第１偏
光板３０及び第２偏光板４０の透過軸のなす狭角度ωの
パラメータの異なる条件で液晶表示装置を構成した際
の、それぞれの光学特性を評価した。
【００２９】図４は、これら条件の異なる液晶表示装置
のパラメータを示す図であり、図５は、各条件における
評価結果を示す図である。
のパラメータを示す図であり、図５は、各条件における
評価結果を示す図である。
【００３０】図４に示したように、条件１、３、５、及
び７は、同一の屈折率異方性Δｎ（＝０．０９７）を有
する第１のＴＮ液晶で構成され、条件２、４、６、及び
８は、同一の屈折率異方性Δｎ（＝０．１０３）を有す
る第２のＴＮ液晶で構成されている。第１及び第２のＴ
Ｎ液晶は、それぞれ屈折率異方性Δｎが異なるのみで、
他の条件、すなわち、プレチルト角（＝６．５度）、カ
イラルピッチ（＝１００μｍ（左回り））、誘電率異方
性Δε（＝＋４．５）、弾性定数Ｋ１１（＝１０．５ｐ
Ｎ）、Ｋ２２（＝１１．３ｐＮ）、及びＫ３３（＝２
６．７ｐＮ）は、同一である。
び７は、同一の屈折率異方性Δｎ（＝０．０９７）を有
する第１のＴＮ液晶で構成され、条件２、４、６、及び
８は、同一の屈折率異方性Δｎ（＝０．１０３）を有す
る第２のＴＮ液晶で構成されている。第１及び第２のＴ
Ｎ液晶は、それぞれ屈折率異方性Δｎが異なるのみで、
他の条件、すなわち、プレチルト角（＝６．５度）、カ
イラルピッチ（＝１００μｍ（左回り））、誘電率異方
性Δε（＝＋４．５）、弾性定数Ｋ１１（＝１０．５ｐ
Ｎ）、Ｋ２２（＝１１．３ｐＮ）、及びＫ３３（＝２
６．７ｐＮ）は、同一である。
【００３１】条件１乃至８は、液晶層６０の厚みｄが均
一の４．９μｍであり、条件１、３、５、及び７のリタ
デーション値Δｎ・ｄは、４７５ｎｍ、条件２、４、
６、及び８のリタデーション値Δｎ・ｄは、５０７ｎｍ
である。
一の４．９μｍであり、条件１、３、５、及び７のリタ
デーション値Δｎ・ｄは、４７５ｎｍ、条件２、４、
６、及び８のリタデーション値Δｎ・ｄは、５０７ｎｍ
である。
【００３２】条件１及び２では、図４および図６の
（ａ）に示すように、θが４５度、ψが４５度であり、
アレイ基板２８側の第１配向膜２４の配向方向１０１と
対向基板２９側の第２配向膜２７の配向方向１０２との
なす角度で規定される液晶のツイスト角φは、９０度で
ある。また、αが１３６度、βが４５度であり、第１偏
光板３０及び第２偏光板４０の各透過軸２００のなす狭
角度ωは、８９度である。第１配向膜２４と第２配向膜
２７との間に挟持されるＴＮ液晶は、配向方向１０１か
ら配向方向１０２に向かって矢印３００に示すような向
きに約９０度ねじれる。
（ａ）に示すように、θが４５度、ψが４５度であり、
アレイ基板２８側の第１配向膜２４の配向方向１０１と
対向基板２９側の第２配向膜２７の配向方向１０２との
なす角度で規定される液晶のツイスト角φは、９０度で
ある。また、αが１３６度、βが４５度であり、第１偏
光板３０及び第２偏光板４０の各透過軸２００のなす狭
角度ωは、８９度である。第１配向膜２４と第２配向膜
２７との間に挟持されるＴＮ液晶は、配向方向１０１か
ら配向方向１０２に向かって矢印３００に示すような向
きに約９０度ねじれる。
【００３３】条件３及び４では、図４および図６の
（ｂ）に示すように、θが４２．５度、ψが４２．５度
であり、アレイ基板２８側の第１配向膜２４の配向方向
１０１と対向基板２９側の第２配向膜２７の配向方向１
０２とのなす角度で規定される液晶のツイスト角φは、
９５度である。また、αが１３６度、βが４５度であ
り、第１偏光板３０及び第２偏光板４０の各透過軸２０
０のなす狭角度ωは、８９度である。第１配向膜２４と
第２配向膜２７との間に挟持されるＴＮ液晶は、配向方
向１０１から配向方向１０２に向かって矢印３００に示
すような向きに約９５度ねじれる。
（ｂ）に示すように、θが４２．５度、ψが４２．５度
であり、アレイ基板２８側の第１配向膜２４の配向方向
１０１と対向基板２９側の第２配向膜２７の配向方向１
０２とのなす角度で規定される液晶のツイスト角φは、
９５度である。また、αが１３６度、βが４５度であ
り、第１偏光板３０及び第２偏光板４０の各透過軸２０
０のなす狭角度ωは、８９度である。第１配向膜２４と
第２配向膜２７との間に挟持されるＴＮ液晶は、配向方
向１０１から配向方向１０２に向かって矢印３００に示
すような向きに約９５度ねじれる。
【００３４】条件５及び６では、図４および図６の
（ｃ）に示すように、θが４２．５度、ψが４２．５度
であり、アレイ基板２８側の第１配向膜２４の配向方向
１０１と対向基板２９側の第２配向膜２７の配向方向１
０２とのなす角度で規定される液晶のツイスト角φは、
９５度である。また、αが１３４度、βが４６度であ
り、第１偏光板３０及び第２偏光板４０の各透過軸２０
０のなす狭角度ωは、８８度である。第１配向膜２４と
第２配向膜２７との間に挟持されるＴＮ液晶は、配向方
向１０１から配向方向１０２に向かって矢印３００に示
すような向きに約９５度ねじれる。
（ｃ）に示すように、θが４２．５度、ψが４２．５度
であり、アレイ基板２８側の第１配向膜２４の配向方向
１０１と対向基板２９側の第２配向膜２７の配向方向１
０２とのなす角度で規定される液晶のツイスト角φは、
９５度である。また、αが１３４度、βが４６度であ
り、第１偏光板３０及び第２偏光板４０の各透過軸２０
０のなす狭角度ωは、８８度である。第１配向膜２４と
第２配向膜２７との間に挟持されるＴＮ液晶は、配向方
向１０１から配向方向１０２に向かって矢印３００に示
すような向きに約９５度ねじれる。
【００３５】条件７及び８では、図４および図６の
（ｄ）に示すように、θが４０度、ψが４０度であり、
アレイ基板２８側の第１配向膜２４の配向方向１０１と
対向基板２９側の第２配向膜２７の配向方向１０２との
なす角度で規定される液晶のツイスト角φは、１００度
である。また、αが１３５度、βが４５度であり、第１
偏光板３０及び第２偏光板４０の各透過軸２００のなす
狭角度ωは、９０度である。第１配向膜２４と第２配向
膜２７との間に挟持されるＴＮ液晶は、配向方向１０１
から配向方向１０２に向かって矢印３００に示すような
向きに約１００度ねじれる。
（ｄ）に示すように、θが４０度、ψが４０度であり、
アレイ基板２８側の第１配向膜２４の配向方向１０１と
対向基板２９側の第２配向膜２７の配向方向１０２との
なす角度で規定される液晶のツイスト角φは、１００度
である。また、αが１３５度、βが４５度であり、第１
偏光板３０及び第２偏光板４０の各透過軸２００のなす
狭角度ωは、９０度である。第１配向膜２４と第２配向
膜２７との間に挟持されるＴＮ液晶は、配向方向１０１
から配向方向１０２に向かって矢印３００に示すような
向きに約１００度ねじれる。
【００３６】図６の（ａ）ないし（ｄ）に示すように、
条件１乃至８では、第１偏光板３０及び第２偏光板４０
の透過軸は、第１配向膜２４及び第２配向膜２７の配向
方向１０１及び１０２がなす狭角度内に位置している。
条件１乃至８では、第１偏光板３０及び第２偏光板４０
の透過軸は、第１配向膜２４及び第２配向膜２７の配向
方向１０１及び１０２がなす狭角度内に位置している。
【００３７】特に、図６の（ｃ）及び（ｄ）に示した例
では、第１偏光板３０の透過軸と第１配向膜２４の配向
方向とのなす角度は、第２偏光板４０の透過軸と第２配
向膜２７の配向方向とのなす角度に略等しくなるよう
に、第１偏光板３０及び第２偏光板４０が配置されてい
る。
では、第１偏光板３０の透過軸と第１配向膜２４の配向
方向とのなす角度は、第２偏光板４０の透過軸と第２配
向膜２７の配向方向とのなす角度に略等しくなるよう
に、第１偏光板３０及び第２偏光板４０が配置されてい
る。
【００３８】図７は、リタデーション値Δｎ・ｄ＝４７
５ｎｍのときの、液晶に印加する印加電圧に対する液晶
表示装置正面での相対的な透過率のシミュレーション結
果を示す図である。
５ｎｍのときの、液晶に印加する印加電圧に対する液晶
表示装置正面での相対的な透過率のシミュレーション結
果を示す図である。
【００３９】図８は、リタデーション値Δｎ・ｄ＝５０
７ｎｍのときの、液晶に印加する印加電圧に対する液晶
表示装置正面での相対的な透過率のシミュレーション結
果を示す図である。
７ｎｍのときの、液晶に印加する印加電圧に対する液晶
表示装置正面での相対的な透過率のシミュレーション結
果を示す図である。
【００４０】図７及び図８には、それぞれ、ツイスト角
φが９０度、９５度、及び１００度の場合について、そ
れぞれシミュレーション結果が示されている。
φが９０度、９５度、及び１００度の場合について、そ
れぞれシミュレーション結果が示されている。
【００４１】図７中の実線Ａは、条件１に対応し、実線
Ｃは、条件３に対応し、実線Ｅは、条件７に対応する。
図８中の実線Ｂは、条件２に対応し、実線Ｄは、条件４
に対応し、実線Ｆは、条件８に対応する。
Ｃは、条件３に対応し、実線Ｅは、条件７に対応する。
図８中の実線Ｂは、条件２に対応し、実線Ｄは、条件４
に対応し、実線Ｆは、条件８に対応する。
【００４２】図７及び図８に示したシミュレーション結
果より、図５に示したような評価結果が得られる。
果より、図５に示したような評価結果が得られる。
【００４３】すなわち、図５に示した透過率の相対値
は、電圧無印加時の透過率であり、図７及び図８におい
て、印加電圧が０Ｖのときの相対透過率に対応する。図
９は、ツイスト角φに対する相対透過率の関係を示す図
である。図９に示すように、リタデーション値Δｎ・ｄ
が５０７ｎｍの場合、ツイスト角φが９０度から増大し
ても、相対透過率の減少は少なく、ツイスト角φが９０
度乃至１００度の間で略１００％の相対透過率が得られ
た。一方、リタデーション値Δｎ・ｄが４７５ｎｍの場
合、ツイスト角φが９０度から増大すると、相対透過率
は次第に減少する。ツイスト角φが１００度のとき、相
対透過率は約９８％まで減少する。
は、電圧無印加時の透過率であり、図７及び図８におい
て、印加電圧が０Ｖのときの相対透過率に対応する。図
９は、ツイスト角φに対する相対透過率の関係を示す図
である。図９に示すように、リタデーション値Δｎ・ｄ
が５０７ｎｍの場合、ツイスト角φが９０度から増大し
ても、相対透過率の減少は少なく、ツイスト角φが９０
度乃至１００度の間で略１００％の相対透過率が得られ
た。一方、リタデーション値Δｎ・ｄが４７５ｎｍの場
合、ツイスト角φが９０度から増大すると、相対透過率
は次第に減少する。ツイスト角φが１００度のとき、相
対透過率は約９８％まで減少する。
【００４４】図５に示したしきい値電圧は、図７及び図
８において、相対透過率が０．９（＝９０％）のときの
印加電圧に対応する。図１０は、ツイスト角φに対する
しきい値電圧Ｖｔｈの関係を示す図である。図１０に示
すように、リタデーション値Δｎ・ｄが５０７ｎｍの場
合、ともに、ツイスト角φが９０度から増大するにした
がって、しきい値電圧Ｖｔｈが次第に低下することが分
かる。この傾向は、リタデーション値Δｎ・ｄが４７５
ｎｍの場合も同様である。
８において、相対透過率が０．９（＝９０％）のときの
印加電圧に対応する。図１０は、ツイスト角φに対する
しきい値電圧Ｖｔｈの関係を示す図である。図１０に示
すように、リタデーション値Δｎ・ｄが５０７ｎｍの場
合、ともに、ツイスト角φが９０度から増大するにした
がって、しきい値電圧Ｖｔｈが次第に低下することが分
かる。この傾向は、リタデーション値Δｎ・ｄが４７５
ｎｍの場合も同様である。
【００４５】図５に示した黒レベル電圧は、図７及び図
８において、相対透過率が０．００５（＝０．５％）の
ときの印加電圧、すなわち飽和電圧に対応する。図１１
は、ツイスト角φに対する飽和電圧の関係を示す図であ
る。図１１に示すように、リタデーション値Δｎ・ｄが
５０７ｎｍの場合、ともに、ツイスト角φが９０度から
増大するにしたがって、飽和電圧が次第に低下すること
が分かる。この傾向は、リタデーション値Δｎ・ｄが４
７５ｎｍの場合も同様である。
８において、相対透過率が０．００５（＝０．５％）の
ときの印加電圧、すなわち飽和電圧に対応する。図１１
は、ツイスト角φに対する飽和電圧の関係を示す図であ
る。図１１に示すように、リタデーション値Δｎ・ｄが
５０７ｎｍの場合、ともに、ツイスト角φが９０度から
増大するにしたがって、飽和電圧が次第に低下すること
が分かる。この傾向は、リタデーション値Δｎ・ｄが４
７５ｎｍの場合も同様である。
【００４６】図５に示した黒のはね上がりは、図７及び
図８において、黒レベル電圧より高い電圧を印加した際
に、相対透過率が増大する傾向に対応する。図７及び図
８に示すように、ツイスト角φが９０度の場合、はね上
がりはほとんど見られなかったが、ツイスト角φが９５
度の場合、わずかなはね上がりが見られ、さらに、ツイ
スト角φが１００度の場合、大きなはね上がりが見られ
た。
図８において、黒レベル電圧より高い電圧を印加した際
に、相対透過率が増大する傾向に対応する。図７及び図
８に示すように、ツイスト角φが９０度の場合、はね上
がりはほとんど見られなかったが、ツイスト角φが９５
度の場合、わずかなはね上がりが見られ、さらに、ツイ
スト角φが１００度の場合、大きなはね上がりが見られ
た。
【００４７】図５に示したコントラスト比１は、図７及
び図８に示したような印加電圧−相対透過率を示すＶ−
Ｔ特性上のしきい値電圧での透過率Ｔ０と飽和電圧付近
で示すはね上がりの微少透過率ピークＴ１とのコントラ
スト比に対応する。
び図８に示したような印加電圧−相対透過率を示すＶ−
Ｔ特性上のしきい値電圧での透過率Ｔ０と飽和電圧付近
で示すはね上がりの微少透過率ピークＴ１とのコントラ
スト比に対応する。
【００４８】図５に示したコントラスト比２は、図７及
び図８に示したようなＶ−Ｔ特性上のしきい値電圧での
透過率Ｔ０と飽和電圧付近で示す第１の最小透過率Ｔｍ
ｉｎとのコントラスト比に対応する。
び図８に示したようなＶ−Ｔ特性上のしきい値電圧での
透過率Ｔ０と飽和電圧付近で示す第１の最小透過率Ｔｍ
ｉｎとのコントラスト比に対応する。
【００４９】図１２は、ツイスト角φに対する視角（Ｄ
ＥＧ．）方向毎のコントラストＣＲ＝１０となるときの
角度を示す図である。
ＥＧ．）方向毎のコントラストＣＲ＝１０となるときの
角度を示す図である。
【００５０】図１３は、液晶に印加する印加電圧に対す
る液晶表示装置正面での相対的な透過率のシミュレーシ
ョン結果を示す図である。図１３には、ツイスト角φと
偏光板軸角度との組み合わせ（φ−ω）が、（９０度−
９０度）、（９５度−８８．５度）、及び（９５−９
０）の場合について、それぞれシミュレーション結果が
示されている。図１３に示すように、従来、（９０度−
９０度）に対して、条件１（９５度−９０度）、条件５
（９５度−８８．５度）の各々のＶ−Ｔ特性は、図中の
左側にシフトしており、低電圧で透過率を高くすること
すなわち黒を表示することが可能となる。
る液晶表示装置正面での相対的な透過率のシミュレーシ
ョン結果を示す図である。図１３には、ツイスト角φと
偏光板軸角度との組み合わせ（φ−ω）が、（９０度−
９０度）、（９５度−８８．５度）、及び（９５−９
０）の場合について、それぞれシミュレーション結果が
示されている。図１３に示すように、従来、（９０度−
９０度）に対して、条件１（９５度−９０度）、条件５
（９５度−８８．５度）の各々のＶ−Ｔ特性は、図中の
左側にシフトしており、低電圧で透過率を高くすること
すなわち黒を表示することが可能となる。
【００５１】図１４は、液晶に印加する印加電圧に対す
る表示画像のコントラスト比のシミュレーション結果を
示す図であり、図１３のＶ−Ｔ特性を印加電圧−コント
ラスト比すなわちＶ−ＣＲ特性に変更したものである。
図１４には、ツイスト角φと偏光板軸角度との組み合わ
せ（φ−ω）が、（９０度−９０度）、（９５度−８
８．５度）、及び（９５度−９０度）の場合について、
それぞれシミュレーション結果が示されている。図１４
に示すように、従来、（９０度−９０度）と比べて、条
件１（９５度−９０度）、条件５（９５度−８８．５
度）では、高コントラストを実現できる。
る表示画像のコントラスト比のシミュレーション結果を
示す図であり、図１３のＶ−Ｔ特性を印加電圧−コント
ラスト比すなわちＶ−ＣＲ特性に変更したものである。
図１４には、ツイスト角φと偏光板軸角度との組み合わ
せ（φ−ω）が、（９０度−９０度）、（９５度−８
８．５度）、及び（９５度−９０度）の場合について、
それぞれシミュレーション結果が示されている。図１４
に示すように、従来、（９０度−９０度）と比べて、条
件１（９５度−９０度）、条件５（９５度−８８．５
度）では、高コントラストを実現できる。
【００５２】なお、図１３及び図１４に示したシミュレ
ーション結果は、使用する液晶の異方性屈折率Δｎ＝
０．０９７、液晶層の厚さｄ＝４．９μｍであり、リタ
デーション値Δｎ・ｄ＝４７５ｎｍである。
ーション結果は、使用する液晶の異方性屈折率Δｎ＝
０．０９７、液晶層の厚さｄ＝４．９μｍであり、リタ
デーション値Δｎ・ｄ＝４７５ｎｍである。
【００５３】上述したような各シミュレーション結果を
まとめると、図５に示したような結果となる。
まとめると、図５に示したような結果となる。
【００５４】図５に示すように、ツイスト角φが増大す
るほど、黒レベル電圧すなわち飽和電圧が小さくなり、
低駆動電圧で駆動することが可能となるが、ツイスト角
φが１００度まで増大すると、相対透過率が低下し、コ
ントラスト比の低下を招くことがある。また、ツイスト
角φが９０度の場合、黒レベル電圧が大きく、低駆動電
圧で駆動することが困難となるおそれがある。
るほど、黒レベル電圧すなわち飽和電圧が小さくなり、
低駆動電圧で駆動することが可能となるが、ツイスト角
φが１００度まで増大すると、相対透過率が低下し、コ
ントラスト比の低下を招くことがある。また、ツイスト
角φが９０度の場合、黒レベル電圧が大きく、低駆動電
圧で駆動することが困難となるおそれがある。
【００５５】したがって、ツイスト角φを９５±２度と
し、ＴＮ液晶の誘電率異方性Δεを４以上１０以下と
し、リタデーション値Δｎ・ｄを５０７±３０μｍと
し、偏光板の透過軸の狭角を８６度以上９０度以下、好
ましくは８８度±１度とすることにより、低電圧駆動が
可能となるとともに、表示画像の画質の劣化及び生産歩
留まりの低下を抑制することが可能な液晶表示装置を提
供することが可能となる。
し、ＴＮ液晶の誘電率異方性Δεを４以上１０以下と
し、リタデーション値Δｎ・ｄを５０７±３０μｍと
し、偏光板の透過軸の狭角を８６度以上９０度以下、好
ましくは８８度±１度とすることにより、低電圧駆動が
可能となるとともに、表示画像の画質の劣化及び生産歩
留まりの低下を抑制することが可能な液晶表示装置を提
供することが可能となる。
【００５６】なお、上述した実施の形態では、２枚の偏
光板をその透過軸が互いに直交するように配置して電圧
無印加時に白を表示するいわゆるノーマリーホワイト型
の液晶表示装置の場合を例に説明したが、この発明は、
この例に限定されるものではなく、２枚の偏光板をその
透過軸が互いに平行となるように配置して電圧無印加時
に黒を表示するいわゆるノーマリーブラック型の液晶表
示装置にも適用可能である。
光板をその透過軸が互いに直交するように配置して電圧
無印加時に白を表示するいわゆるノーマリーホワイト型
の液晶表示装置の場合を例に説明したが、この発明は、
この例に限定されるものではなく、２枚の偏光板をその
透過軸が互いに平行となるように配置して電圧無印加時
に黒を表示するいわゆるノーマリーブラック型の液晶表
示装置にも適用可能である。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、表示画像の画質の劣化及び生産歩留まりの低下を招
くことなく、駆動電圧を低減し、消費電力を低下するこ
とが可能な液晶表示装置を提供することができる。
ば、表示画像の画質の劣化及び生産歩留まりの低下を招
くことなく、駆動電圧を低減し、消費電力を低下するこ
とが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【図１】図１は、この発明の液晶表示装置の構造を概略
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置に適用され
る液晶のツイスト角φを説明するための図である。
る液晶のツイスト角φを説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示した液晶表示装置に適用され
る偏光板の透過軸のなす狭角度ωを説明するための図で
ある。
る偏光板の透過軸のなす狭角度ωを説明するための図で
ある。
【図４】図４は、異なる条件で液晶表示装置を構成した
際のセルパラメータを示す図である。
際のセルパラメータを示す図である。
【図５】図５は、図４に示した各条件でのシミュレーシ
ョン結果をまとめた一覧を示す図である。
ョン結果をまとめた一覧を示す図である。
【図６】図６の（ａ）は、図４に示した条件１及び２の
ときのツイスト角φ及び偏光板軸角度ωの関係を示す図
であり、図６の（ｂ）は、図４に示した条件３及び４の
ときのツイスト角φ及び偏光板軸角度ωの関係を示す図
であり、図６の（ｃ）は、図４に示した条件５及び６の
ときのツイスト角φ及び偏光板軸角度ωの関係を示す図
であり、図６の（ｄ）は、図４に示した条件７及び８の
ときのツイスト角φ及び偏光板軸角度ωの関係を示す図
である。
ときのツイスト角φ及び偏光板軸角度ωの関係を示す図
であり、図６の（ｂ）は、図４に示した条件３及び４の
ときのツイスト角φ及び偏光板軸角度ωの関係を示す図
であり、図６の（ｃ）は、図４に示した条件５及び６の
ときのツイスト角φ及び偏光板軸角度ωの関係を示す図
であり、図６の（ｄ）は、図４に示した条件７及び８の
ときのツイスト角φ及び偏光板軸角度ωの関係を示す図
である。
【図７】図７は、リタデーション値Δｎ・ｄが４７５ｎ
ｍのときの、液晶印加電圧に対する相対透過率の関係を
示すシミュレーション結果である。
ｍのときの、液晶印加電圧に対する相対透過率の関係を
示すシミュレーション結果である。
【図８】図８は、リタデーション値Δｎ・ｄが５０７ｎ
ｍのときの、液晶印加電圧に対する相対透過率の関係を
示すシミュレーション結果である。
ｍのときの、液晶印加電圧に対する相対透過率の関係を
示すシミュレーション結果である。
【図９】図９は、ＴＮ液晶のツイスト角φに対する電圧
無印加時の相対透過率の関係を示す図である。
無印加時の相対透過率の関係を示す図である。
【図１０】図１０は、ＴＮ液晶のツイスト角φに対する
しきい値電圧の関係を示す図である。
しきい値電圧の関係を示す図である。
【図１１】図１１は、ＴＮ液晶のツイスト角φに対する
飽和電圧の関係を示す図である。
飽和電圧の関係を示す図である。
【図１２】図１２は、ＴＮ液晶のツイスト角φに対する
視角の関係を示す図である。
視角の関係を示す図である。
【図１３】図１３は、ツイスト角φと偏光板軸角度ωと
の組み合わせによる、ＴＮ液晶の印加電圧に対する相対
透過率の関係を示すシミュレーション結果である。
の組み合わせによる、ＴＮ液晶の印加電圧に対する相対
透過率の関係を示すシミュレーション結果である。
【図１４】図１４は、ツイスト角φと偏光板軸角度ωと
の組み合わせによる、ＴＮ液晶の印加電圧に対するコン
トラスト比の関係を示すシミュレーション結果である。
の組み合わせによる、ＴＮ液晶の印加電圧に対するコン
トラスト比の関係を示すシミュレーション結果である。
１…液晶表示装置 １０…光源部 ２０…液晶セル ２４…第１配向膜 ２７…第２配向膜 ３０…第１偏光板 ４０…第２偏光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥出 雄三 兵庫県姫路市余部区上余部50番地 株式会 社東芝姫路工場内 Ｆターム(参考） 2H088 GA02 HA08 HA18 HA30 JA05 KA07 KA11 KA18 KA26 KA30 LA08 MA20
Claims (9)
- 【請求項１】一対の電極を有する２枚の基板と、 前記両基板間に挟持されたネマティック型液晶を含む液
晶層と、 前記各基板の前記液晶層を挟持する面に配置され、前記
液晶を所定の方向に配向する配向膜と、 を有するツイステッドネマティック型液晶表示装置にお
いて前記配向膜によって配向された液晶のツイスト角φ
が、９５±２度であり、且つ、前記液晶の誘電率異方性
Δεが、４以上１０以下であることを特徴とする液晶表
示装置。 - 【請求項２】前記両基板は、その配向膜が設けられた面
の反対側の面にそれぞれ偏光板を有し、これら２枚の偏
光板は、それぞれの各透過軸が互いに略平行となるよう
に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表
示装置。 - 【請求項３】前記両基板は、その配向膜が設けられた面
の反対側の面にそれぞれ偏光板を備え、これら２枚の偏
光板は、それぞれの各透過軸が互いに略直交するように
配置されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
装置。 - 【請求項４】前記ツイスト角φは、前記液晶層にしきい
値電圧を印加した際の透過率Ｔ０と、飽和電圧を印加し
た際の透過率Ｔ１とのコントラスト比Ｔ０／Ｔ１が、３
００より大きくなるように設定されたことを特徴とする
請求項３に記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】前記液晶層のリタデーション値は、５０７
±３０ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の液
晶表示装置。 - 【請求項６】前記２枚の偏光板の透過軸がなす狭角度
は、８６〜９０度であることを特徴とする請求項３また
は５に記載の液晶表示装置。 - 【請求項７】前記狭角度は、８８±１度であることを特
徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。 - 【請求項８】前記２枚の偏光板の透過軸は、前記両基板
の配向膜の配向方向がなす狭角度内に位置することを特
徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。 - 【請求項９】前記両基板のうち、一方の基板に配置され
た配向膜の配向方向とこの基板が有する偏光板の透過軸
とのなす角度は、他方の基板に配置された配向膜の配向
方向とこの基板が有する偏光板の透過軸とのなす角度に
略等しいことを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１
項に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07048099A JP4404983B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07048099A JP4404983B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000267144A true JP2000267144A (ja) | 2000-09-29 |
| JP4404983B2 JP4404983B2 (ja) | 2010-01-27 |
Family
ID=13432739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07048099A Expired - Fee Related JP4404983B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4404983B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8632862B2 (en) | 2011-02-01 | 2014-01-21 | Samsung Display Co., Ltd. | Vertical alignment layer and liquid crystal display including the same |
| JP2015043054A (ja) * | 2012-11-15 | 2015-03-05 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置 |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP07048099A patent/JP4404983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8632862B2 (en) | 2011-02-01 | 2014-01-21 | Samsung Display Co., Ltd. | Vertical alignment layer and liquid crystal display including the same |
| US9244309B2 (en) | 2011-02-01 | 2016-01-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Vertical alignment layer and liquid crystal display including the same |
| JP2015043054A (ja) * | 2012-11-15 | 2015-03-05 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置 |
| US10008162B2 (en) | 2012-11-15 | 2018-06-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4404983B2 (ja) | 2010-01-27 |
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