JP2002236297A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP2002236297A
JP2002236297A JP2001032077A JP2001032077A JP2002236297A JP 2002236297 A JP2002236297 A JP 2002236297A JP 2001032077 A JP2001032077 A JP 2001032077A JP 2001032077 A JP2001032077 A JP 2001032077A JP 2002236297 A JP2002236297 A JP 2002236297A
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JP
Japan
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liquid crystal
voltage
crystal layer
display device
panel
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Pending
Application number
JP2001032077A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Satake
徹也 佐竹
Takahiro Nishioka
孝博 西岡
Kazuko Wakita
佳寿子 脇田
Hiroyuki Fuchigami
宏幸 渕上
Tetsuyuki Kurata
哲之 藏田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device which has an excellently symmetric luminance distribution as well as a high-speed response characteristics based on bend alignment. SOLUTION: In a liquid crystal display device equipped with a liquid crystal panel 100 which holds a liquid crystal layer 4 between a pair of opposed transparent substrates 1 and 2, applies a voltage to the liquid crystal layer 4 to put the liquid crystal layer 4 in a bend alignment state, and performs display by changing the alignment state between a first voltage and a second voltage higher than the first voltage, and an illuminator 200 which illuminates the liquid crystal panel 100 from a panel back surface, the liquid crystal layer 4 has a twisted alignment of the liquid crystal layer when the first voltage is applied in the thickness direction of the liquid crystal layer 4. The illuminator 200 has a luminance distribution which compensates the asymmetry of the transmittance distribution of the liquid crystal panel 100 generated in the direction along which liquid crystal molecules in the central part of the liquid crystal layer is inclined by the twist.

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】この発明は液晶表示装置、特
に視野特性の対称性に優れた液晶表示装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device having excellent symmetry of viewing characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、TN(Twisted Nema
tic)モード、IPS(In−Plane Swic
hing)モード、VA(Vertical Alig
nment)モードなどの表示方式によるアクティブマ
トリクス形液晶表示装置が量産されている。これらの液
晶表示装置が、テレビ、マルチメディアモニターなど動
画表示主体の用途へとその適用範囲を拡大するにつれ
て、応答速度の改善が重要な課題となっている。高速応
答を実現する表示方式として、既にOCB(Optic
ally Compensated Bend)モード
が提案されている。OCBモードに関しては、文献
(Y.Yamaguchiら、SID93DIGES
T、p.277、あるいはT.Miyashitaら、
EuroDisplay93、p.149)などで詳し
く説明されている。
2. Description of the Related Art At present, TN (Twisted Nema) is used.
tic) mode, IPS (In-Plane Switch)
hing) mode, VA (Vertical Alig)
An active matrix type liquid crystal display device using a display method such as a liquid crystal display (nent) mode is mass-produced. As these liquid crystal display devices have expanded their application range to applications mainly for displaying moving images such as televisions and multimedia monitors, improvement of response speed has become an important issue. As a display method for realizing a high-speed response, OCB (Optic) has already been used.
All Compensated Bend) mode has been proposed. Regarding the OCB mode, see the literature (Y. Yamaguchi et al., SID93DIGES).
T, p. 277; Miyashita et al.
EuroDisplay93, p. 149).

【0003】図14に従来のOCBモード方式による液
晶パネルの構成を示す。図において、1は電極基板、2
は対向基板である。電極基板1にはマトリクス状に画素
が形成され、その画素毎にスイッチング素子のTFT
(Thin Film Transistor)が設け
られている。対向基板2にはカラー表示のためにRGB
各色のカラーフィルタが設けられている。3は配向膜で
ある。配向膜3にはラビング処理が施されている。ラビ
ング方向は上下基板でほぼ平行方向である。4は液晶
層、5,6は光学補償フィルム、7,8は偏光板であ
る。
FIG. 14 shows a configuration of a liquid crystal panel according to a conventional OCB mode system. In the figure, 1 is an electrode substrate, 2
Is a counter substrate. Pixels are formed in a matrix on the electrode substrate 1, and a TFT as a switching element is provided for each pixel.
(Thin Film Transistor) is provided. The opposite substrate 2 has RGB for color display.
A color filter for each color is provided. Reference numeral 3 denotes an alignment film. The alignment film 3 has been subjected to a rubbing treatment. The rubbing direction is substantially parallel between the upper and lower substrates. 4 is a liquid crystal layer, 5 and 6 are optical compensation films, and 7 and 8 are polarizing plates.

【0004】OCBモードでは誘電率異方性が正のp形
液晶が用いられる。配向状態はベンド配向であり、電極
基板1上に設けられた画素電極と、対向基板2上に設け
られた対向電極間に電圧を印加して配向状態を変化させ
る。0Vではない第1の電圧(オフ電圧)と、それより
高い第2の電圧(オン電圧)と間での配向変化に伴う液
晶層4のリタデーション変化によって透過率の制御を行
なう。オフ電圧印加時に黒表示となるように、オフ電圧
印加時の液晶層リタデーションを補償するフィルムを貼
付ける場合をノーマリーブラックと呼び、逆にオン電圧
印加時に黒表示となるように、オン電圧印加時の液晶層
リタデーションを補償するフィルムを貼付ける場合をノ
ーマリーホワイトと呼ぶ。ノーマリーホワイトの方が黒
表示時の液晶層のリタデーションが小さく、温度変化の
影響を受けにくいので、通常はノーマリーホワイトが用
いられる。OCBモードの応答時間は、全ての表示階調
間で10ms以下であり、60Hz走査の1フレームの
時間16.7msよりも短かい。OCBモードでは、応
答に際して液晶層内にバックフローが発生しないため、
原理的に高速応答特性を有すると考えられている。
In the OCB mode, a p-type liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used. The alignment state is a bend alignment, and a voltage is applied between a pixel electrode provided on the electrode substrate 1 and a counter electrode provided on the counter substrate 2 to change the alignment state. The transmittance is controlled by a change in retardation of the liquid crystal layer 4 accompanying a change in alignment between a first voltage (off voltage) other than 0V and a second voltage (on voltage) higher than the first voltage (off voltage). A case where a film that compensates for the liquid crystal layer retardation when the off voltage is applied is attached so that a black display is obtained when the off voltage is applied is called normally black, and conversely, an on voltage is applied so that the black display is obtained when the on voltage is applied. The case where a film for compensating for the liquid crystal layer retardation at the time is attached is called normally white. Normally white is normally used because normally white has less retardation of the liquid crystal layer during black display and is less susceptible to temperature changes. The response time of the OCB mode is 10 ms or less between all display gradations, and is shorter than the time of one frame of 60 Hz scanning of 16.7 ms. In the OCB mode, backflow does not occur in the liquid crystal layer during response,
It is thought that it has a high-speed response characteristic in principle.

【0005】また、OCBモードは専用設計された光学
補償フィルム5,6と組合せることにより、高速応答特
性と同時に広視野角特性も得られる。光学補償フィルム
の構成の一例を図15に示す。図15は液晶層4の対向
基板側半分と対向基板側の光学補償フィルム6のみを示
している。電極基板側の光学補償フィルム5の構成も対
向基板側と同じである。光学補償フィルム6はハイブリ
ッド配向したディスコチック液晶フィルム61、cプレ
ート62、及び一軸フィルム(あるいは二軸フィルム)
63から構成される。液晶層4の基板界面付近の液晶分
子41はハイブリッド配向形のダイレクタ分布をしてお
り、これをハイブリッド配向したディスコチック液晶フ
ィルム61で補償する。液晶層の中央付近の液晶分子4
2はほぼ垂直に配向しており、これをcプレート62で
補償する。さらにクロスニコルに配置した偏光板8の斜
め方向の光漏れを低減するために、一軸フィルム、ある
いは二軸フィルム63を使用する。光学補償フィルム6
は、図に示した構成の他に、cプレートと一軸フィルム
(あるいは二軸フィルム)を1枚の二軸フィルムに置き
換えたものや、全てを1枚の二軸フィルムで置き換えた
ものを用いる場合もある。いずれの場合にも上下左右方
向で160°以上の視野角を実現できることが報告され
ている。
[0005] Further, in the OCB mode, a wide viewing angle characteristic can be obtained at the same time as a high-speed response characteristic by combining the optical compensation films 5 and 6 specially designed. FIG. 15 shows an example of the configuration of the optical compensation film. FIG. 15 shows only the opposing substrate half of the liquid crystal layer 4 and the optical compensation film 6 on the opposing substrate. The configuration of the optical compensation film 5 on the electrode substrate side is the same as that on the counter substrate side. The optical compensation film 6 includes a discotic liquid crystal film 61 having a hybrid orientation, a c-plate 62, and a monoaxial film (or a biaxial film).
63. The liquid crystal molecules 41 near the substrate interface of the liquid crystal layer 4 have a director distribution of a hybrid alignment type, and this is compensated for by a discotic liquid crystal film 61 having a hybrid alignment. Liquid crystal molecules 4 near the center of the liquid crystal layer
2 are oriented almost vertically, which is compensated by the c-plate 62. Further, a uniaxial film or a biaxial film 63 is used in order to reduce light leakage in the oblique direction of the polarizing plate 8 arranged in crossed Nicols. Optical compensation film 6
Is the case where a c-plate and a uniaxial film (or a biaxial film) are replaced with one biaxial film, or a biaxial film is replaced with a single biaxial film in addition to the configuration shown in the figure. There is also. In any case, it is reported that a viewing angle of 160 ° or more in the vertical and horizontal directions can be realized.

【0006】以上のようにOCBモードは高速応答・広
視野角を同時に実現でき、動画表示主体の液晶表示装置
向けとして非常に有望な表示方式である。しかしながら
OCBモードで用いるベンド配向を得るためには、初期
状態のスプレイ配向からベンド配向への転移が必要とな
る。図16に従来のOCBモード方式による液晶パネル
での配向変化の様子を示す。OCBモードでは通常、電
極基板、対向基板それぞれの配向膜に対してほぼ平行方
向にラビング処理を施す。そのため、電圧を印加しない
状態ではスプレイ配向(図16(a))が最も安定であ
る。電圧を印加することによって、図16(b)に示す
ように液晶分子が立ち上り、ある電圧以上で図16
(c)に示すベンド配向に転移する。このベンド転移に
は10V以上の高電圧を長時間(数分〜数十分)印加す
る必要がある。ベンド転移後、印加電圧を下げた場合、
ツイスト配向(図16(e))を経て、スプレイ配向
(図16(f))に転移する。ベンド配向からツイスト
配向への転移は連続的であり、再び印加電圧を上げれば
ベンド配向に容易に戻る。それに対して、スプレイ転移
が起こってしまった場合には、ベンド配向に戻すために
は再び高電圧を印加しなくてはならない。したがってス
プレイ転移が起きない電圧以上の電圧を常に印加する必
要がある。スプレイ転移する電圧(Vcrと呼ばれる)
は、液晶材料物性やプレチルト角などに依存するが、お
およそ2.0V〜2.5Vの範囲内である。よってOC
BモードではこのVcr以上の電圧をオフ電圧として設
定し、図16(c),(d)に示すように、オフ電圧と
オフ電圧より高いオン電圧と間でベンド配向の配向状態
を変化させることにより透過率を変化させて表示を行
う。
As described above, the OCB mode is a very promising display method for a liquid crystal display device mainly for displaying moving images, which can simultaneously realize a high-speed response and a wide viewing angle. However, in order to obtain the bend alignment used in the OCB mode, a transition from the splay alignment in the initial state to the bend alignment is required. FIG. 16 shows a state of an alignment change in a liquid crystal panel according to a conventional OCB mode method. In the OCB mode, a rubbing process is generally performed in a direction substantially parallel to the alignment films of the electrode substrate and the counter substrate. Therefore, the splay orientation (FIG. 16A) is most stable when no voltage is applied. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules rise as shown in FIG.
Transition to the bend orientation shown in (c). For this bend transition, a high voltage of 10 V or more needs to be applied for a long time (several minutes to several tens of minutes). When the applied voltage is reduced after the bend transition,
After the twist orientation (FIG. 16 (e)), the film transitions to the splay orientation (FIG. 16 (f)). The transition from the bend alignment to the twist alignment is continuous, and if the applied voltage is increased again, the state easily returns to the bend alignment. On the other hand, if a splay transition has occurred, a high voltage must be applied again to return to the bend orientation. Therefore, it is necessary to always apply a voltage higher than the voltage at which the spray transition does not occur. Spray transition voltage (called Vcr)
Depends on the physical properties of the liquid crystal material, the pretilt angle, and the like, but is approximately in the range of 2.0 V to 2.5 V. So OC
In the B mode, a voltage equal to or higher than Vcr is set as an off voltage, and as shown in FIGS. 16C and 16D, the orientation state of the bend orientation is changed between the off voltage and an on voltage higher than the off voltage. The display is performed while changing the transmittance.

【0007】以上述べたように、OCBモード方式によ
る表示においては、高電圧を印加してベンド転移させる
ことが必要であるが、現在実用化されているTN、IP
S、VAの各モードの液晶表示装置の駆動電圧は5V以
下であり、画素に10V以上の高電圧を印加することは
困難である。転移に長時間かかることも実用上問題であ
る。またマトリクス配置された100万個以上の全ての
画素をベンド転移させることが困難であるという問題も
ある。
As described above, in the display by the OCB mode method, it is necessary to apply a high voltage to cause the bend transition.
The driving voltage of the liquid crystal display device in each mode of S and VA is 5 V or less, and it is difficult to apply a high voltage of 10 V or more to the pixel. It takes a long time for the transfer to be a practical problem. There is also a problem that it is difficult to bend-transfer all one million or more pixels arranged in a matrix.

【0008】これらベンド転移に際しての問題に対し、
電極基板、対向基板それぞれの配向膜に対して各々施さ
れるラビング方向を、平行から数〜30°ずらすことに
よって、スプレイ配向(正確には、数〜30°のツイス
ト角を有するスプレイ配向)からベンド配向への転移が
起こりやすくなることが特開平8−87013号公報、
及び特開平9−105957号公報に記載されている。
また、特開平11−7018号公報には、ラビング方向
は平行であるが、液晶層にカイラル剤を少量添加するこ
とによって、初期配向はスプレイ配向ながら、スプレイ
配向からベンド配向への転移が低電圧、短時間で起こる
ことが報告されている。また、特開平9−96790号
公報、特開平11−7018号公報には、カイラル剤を
液晶に多量に添加することで初期配向をおよそ180°
のツイスト配向とし、電圧印加によりツイスト配向から
連続的にベンド配向(あるいはベンド配向に類似した配
向状態)に変化させることが提案されている。本手法に
よれば、ベンド転移処理のために高電圧を長時間印加す
る必要がなく、ベンド配向が容易に得られ、かつOCB
モードと同等の高速応答特性が得られる。
[0008] In response to these bend transition problems,
The rubbing direction applied to each of the alignment films of the electrode substrate and the counter substrate is shifted from the parallel direction by several to 30 °, so that the rubbing direction is changed from the splay alignment (more precisely, the splay alignment having a twist angle of several to 30 °). Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-87013 discloses that transition to bend orientation is likely to occur.
And JP-A-9-105957.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-7018, the rubbing direction is parallel, but by adding a small amount of a chiral agent to the liquid crystal layer, the transition from the splay alignment to the bend alignment can be performed at a low voltage while the initial alignment is the splay alignment. It has been reported to occur in a short time. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-96790 and 11-7018 disclose that a chiral agent is added in a large amount to a liquid crystal so that the initial alignment is about 180 °.
It has been proposed to change the twist orientation continuously to bend orientation (or an orientation state similar to bend orientation) by applying a voltage. According to this method, it is not necessary to apply a high voltage for a long time for the bend transition treatment, the bend orientation can be easily obtained, and the OCB
High-speed response characteristics equivalent to the mode can be obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来のOCBモード表
示方式による液晶表示装置は以上のように構成されてお
り、カイラル剤を導入したり、ラビング方向を平行から
ずらして液晶パネルを構成することにより、ベンド転移
のために高電圧を印加する必要が無くなるが、一方で、
視角特性の対称性が損なわれるという新たな問題が生じ
る。ノーマリーホワイトにおいては、前述のように、黒
表示時(オン電圧印加時)の液晶層リタデーションを補
償するように補償フィルムを設計しているので、特に白
表示時(オフ電圧印加時)において視野特性の非対称性
が顕著となる。例として、図17(a)にカイラル剤を
添加しないOCBモード方式による液晶パネルの白表示
時(オフ電圧印加時)の透過率分布を、図17(b)に
左カイラル剤を添加し、初期配向が180°ツイスト配
向のOCBモード方式による液晶パネルの白表示時(オ
フ電圧印加時)の透過率分布を示す。なお、図17はパ
ネル正面から見た透過率分布である。ラビング処理は2
つのパネルとも、図17の矢印に示す方向であり、電極
基板、対向基板それぞれの配向膜に対して各々施される
ラビング方向は平行である。カイラル剤を添加しない場
合の透過率分布(図17(a))は、左右方向と上下方
向にほぼ対称的であるのに対し、カイラル剤を添加した
場合の透過率分布(図17(b))は、左右方向、すな
わちラビング方向と直交する方向の対称性が大幅に損な
われていることがわかる。
The conventional liquid crystal display device using the OCB mode display system is constructed as described above. The liquid crystal panel is constructed by introducing a chiral agent or by rubbing the rubbing direction from the parallel direction. , There is no need to apply a high voltage for bend transition,
A new problem arises in that the symmetry of the viewing angle characteristic is lost. In normally white, as described above, the compensation film is designed to compensate for the retardation of the liquid crystal layer during black display (when an ON voltage is applied). The asymmetry of characteristics becomes remarkable. As an example, FIG. 17A shows the transmittance distribution of the liquid crystal panel in the OCB mode mode in which no chiral agent is added during white display (when an off voltage is applied), and FIG. The transmittance distribution at the time of white display (at the time of applying an off-voltage) of the liquid crystal panel in the OCB mode mode in which the orientation is twisted by 180 ° is shown. FIG. 17 shows the transmittance distribution as viewed from the front of the panel. Rubbing treatment is 2
In each of the panels, the direction shown by the arrow in FIG. 17 is the rubbing direction applied to the alignment film of each of the electrode substrate and the counter substrate is parallel. The transmittance distribution when the chiral agent is not added (FIG. 17A) is almost symmetrical in the left-right direction and the vertical direction, whereas the transmittance distribution when the chiral agent is added (FIG. 17B) ) Indicates that the symmetry in the left-right direction, that is, the direction orthogonal to the rubbing direction, is significantly impaired.

【0010】透過率の対称性が損なわれる原因は、ラビ
ング方向をずらせたり、カイラル剤を添加することによ
り、液晶層におけるツイスト配向の安定性が高まること
であると考えられる。図18(a),(b)にカイラル
剤を添加しない場合と添加した場合の白表示時(オフ電
圧印加時)の配向状態を模式的に示す。ツイスト配向の
安定性が高いと、図18(b)に示すように、液晶層の
厚さ方向に対し、オフ電圧印加時の液晶層の配向にねじ
れが発生し、液晶層中央部の液晶分子はラビング方向に
垂直な方向に傾き、充分に立ち上がらない。したがって
ラビング方向に対して垂直な視角方向において液晶層の
対称性が落ちる。
It is considered that the cause of the loss of the transmittance symmetry is that the stability of the twist alignment in the liquid crystal layer is increased by shifting the rubbing direction or adding a chiral agent. FIGS. 18A and 18B schematically show the orientation states when white display is performed (when an off voltage is applied) when the chiral agent is not added and when the chiral agent is added. When the stability of the twist alignment is high, as shown in FIG. 18B, the alignment of the liquid crystal layer when the off-voltage is applied is twisted in the thickness direction of the liquid crystal layer, and the liquid crystal molecules in the center of the liquid crystal layer are twisted. Is tilted in the direction perpendicular to the rubbing direction and does not rise sufficiently. Therefore, the symmetry of the liquid crystal layer is reduced in the viewing angle direction perpendicular to the rubbing direction.

【0011】液晶層中央部の液晶分子が充分立ち上がら
ない場合における非対称な透過率分布について説明す
る。図19(A)(B)にカイラル剤を添加しない場合
と添加した場合における、オフ電圧印加時の液晶層の配
向状態、及び液晶層に対応する屈折率楕円体を、液晶パ
ネルの正面と斜めから見た場合の断面を示す。図19
(A)(B)において、(a−1),(b−1)はオフ
電圧印加時の液晶層の配向状態、、(a−2),(b−
2)は液晶層界面付近及び中央付近の液晶分子における
屈折率楕円体を、液晶パネルの正面から見た場合の断
面、(a−3)(a−4),(b−3)(b−4)は液
晶パネルの斜めから見た場合の断面である。屈折率楕円
体の断面図において、ラビング方向は液晶パネルの正面
より見た場合、下方向とする(図19の矢印方向)。カ
イラル剤を添加しない液晶パネルを正面から見た場合
(図19(a−2))、液晶層中央部の液晶分子を除い
て液晶分子が傾くために、ラビング方向の位相が遅れる
ような複屈折性が生じ、光を透過する。これをラビング
方向に垂直な右斜めあるいは左斜め方向からの見た場合
(図19(a−3),(a−4))、どちらも正面から
見た場合よりも複屈折性が減少するが、その変化分は同
じであるので、左右方向において対称的な透過率分布と
なる。一方、カイラル剤を添加した場合、例えば左カイ
ラルの液晶を用いた場合、オフ電圧印加時において液晶
層中央部の液晶分子がラビング方向に垂直な方向(左方
向)に傾くために、右斜めから見ると液晶層のリタデー
ションは減少し(図19(b−3))、逆に左斜めから
見ると増加する(図19(b−4))。したがって右斜
めの透過率は減少し、左斜めの透過率は増加するため、
左右方向に非対称な透過率分布となる。
An asymmetric transmittance distribution when the liquid crystal molecules in the center of the liquid crystal layer do not rise sufficiently will be described. In FIGS. 19A and 19B, the orientation state of the liquid crystal layer when the off-voltage is applied and the refractive index ellipsoid corresponding to the liquid crystal layer in the case where the chiral agent is not added and the case where the chiral agent is added are oblique to the front of the liquid crystal panel. 2 shows a cross section when viewed from the side. FIG.
(A) and (B), (a-1) and (b-1) show the alignment state of the liquid crystal layer when an off-voltage is applied, and (a-2) and (b-).
2) is a cross section of the refractive index ellipsoid in the liquid crystal molecules near the liquid crystal layer interface and near the center when viewed from the front of the liquid crystal panel, and (a-3) (a-4), (b-3) (b- 4) is a cross section when the liquid crystal panel is viewed obliquely. In the sectional view of the refractive index ellipsoid, the rubbing direction is downward when viewed from the front of the liquid crystal panel (the direction of the arrow in FIG. 19). When the liquid crystal panel to which the chiral agent is not added is viewed from the front (FIG. 19 (a-2)), the birefringence such that the phase in the rubbing direction is delayed because the liquid crystal molecules are inclined except for the liquid crystal molecules at the center of the liquid crystal layer. Properties and transmit light. When this is viewed from an oblique right or left direction perpendicular to the rubbing direction (FIGS. 19 (a-3) and (a-4)), the birefringence is lower than when viewed from the front. , Since the change is the same, the transmittance distribution becomes symmetric in the left-right direction. On the other hand, when a chiral agent is added, for example, when a left-chiral liquid crystal is used, the liquid crystal molecules in the center of the liquid crystal layer are tilted in a direction perpendicular to the rubbing direction (left direction) when an off voltage is applied. When viewed, the retardation of the liquid crystal layer decreases (FIG. 19 (b-3)), and increases when viewed obliquely from the left (FIG. 19 (b-4)). Therefore, the transmittance of the right diagonal decreases and the transmittance of the left diagonal increases,
The transmittance distribution becomes asymmetric in the left-right direction.

【0012】以上、カイラル剤を添加した場合の透過率
分布の変化を説明したが、カイラル剤を添加せず、ラビ
ング方向を平行からずらした場合にも同じ現象が発生す
る。即ち、ラビング方向を平行からずらすと、右回りあ
るいは左回りのいずれかのツイスト角が180°より小
さくなり、ツイスト配向が安定化する。その結果、オフ
電圧印加時の液晶層の配向にねじれが発生し、液晶層中
央部の液晶分子は充分に立ち上がらず、交差する2つの
ラビング方向の中間の方向に垂直な方向に傾く。そのた
め、上記と同様のメカニズムで視角特性の対称性が損な
われる。
The change in the transmittance distribution when the chiral agent is added has been described above. However, the same phenomenon occurs when the rubbing direction is shifted from parallel without adding the chiral agent. That is, if the rubbing direction is shifted from the parallel direction, the clockwise or counterclockwise twist angle becomes smaller than 180 °, and the twist orientation is stabilized. As a result, the orientation of the liquid crystal layer is twisted when the off-voltage is applied, and the liquid crystal molecules in the central portion of the liquid crystal layer do not rise sufficiently, and are inclined in a direction perpendicular to the middle of the two intersecting rubbing directions. Therefore, the symmetry of the viewing angle characteristic is impaired by the same mechanism as described above.

【0013】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ベンド配向による高速応答特性
に加え、対称性に優れた輝度分布を有する液晶表示装置
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a liquid crystal display device having a luminance distribution excellent in symmetry in addition to a high-speed response characteristic by bend alignment. I do.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、対向する1対の透明基板間に液晶層を挟持し、上記
液晶層に電圧を印加して上記液晶層をベンド配向状態と
し、第1の電圧と第1の電圧より高い第2の電圧と間で
上記配向状態を変化させることにより透過率を変化させ
て表示を行う液晶パネル、及び上記液晶パネルをパネル
背面より照明する照明装置を備えた液晶表示装置におい
て、上記液晶層は、上記液晶層の厚さ方向に対し、第1
の電圧印加時の液晶層の配向にねじれがあり、上記照明
装置は、上記ねじれにより液晶層中央部における液晶分
子の傾く方向に発生する上記液晶パネルの透過率分布の
非対称性を補償するような輝度分布を有する構成とした
ものである。
According to a liquid crystal display device of the present invention, a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of opposing transparent substrates, and a voltage is applied to the liquid crystal layer to bring the liquid crystal layer into a bend alignment state. A liquid crystal panel that performs display by changing the transmittance by changing the alignment state between a first voltage and a second voltage higher than the first voltage, and an illuminating device that illuminates the liquid crystal panel from the back of the panel In the liquid crystal display device, the liquid crystal layer has a first direction in a thickness direction of the liquid crystal layer.
There is a twist in the orientation of the liquid crystal layer when the voltage is applied, and the lighting device compensates for the asymmetry of the transmittance distribution of the liquid crystal panel, which is generated in the direction in which the liquid crystal molecules are inclined in the center of the liquid crystal layer due to the twist. This is a configuration having a luminance distribution.

【0015】また、本発明の液晶表示装置は、上記液晶
表示装置において、照明装置の輝度中心が、液晶パネル
の正面方向に対して、液晶層中央部における液晶分子の
傾く方向と反対の5〜20°の方向にあるものである。
Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, in the above liquid crystal display device, the luminance center of the illuminating device is 5 to 5 which is opposite to the direction in which the liquid crystal molecules are inclined at the center of the liquid crystal layer with respect to the front direction of the liquid crystal panel. In the direction of 20 °.

【0016】また、本発明の液晶表示装置は、上記液晶
表示装置において、液晶層が、電圧非印加時にはツイス
ト角180°〜240°のツイスト配向状態であるもの
である。
Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, in the above liquid crystal display device, the liquid crystal layer is in a twist alignment state having a twist angle of 180 ° to 240 ° when no voltage is applied.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、本発明の実
施の形態1を図を用いて説明する。図1は本発明の実施
の形態1による液晶表示装置の構成を分解して示す図で
ある。図において、上部は液晶パネル部100であり、
1は電極基板、2は対向基板、3は電極基板1及び対向
基板2に各々設けられた配向膜である。配向膜3にはラ
ビング処理が施されており、ラビング方向は上下基板で
ほぼ平行方向である。4は液晶層、5,6は光学補償フ
ィルム、7,8は偏光板である。図1の下部は液晶パネ
ル部100をパネル背面より照明する照明装置部200
であり、9はランプ、10は導光板、11は反射フィル
ム、12,13は拡散フィルム、14,15は指向性フ
ィルムである。本実施の形態1においては、照明装置部
200に、液晶パネル部100の非対称な透過率分布を
補償するような輝度分布を有する照明装置を用いる。即
ち、特定の方向への集光機能を有する指向性フィルム1
4,15、あるいは特定の方向への反射機能を有する反
射フィルム11を使用する。特定の方向への集光機能の
ある指向性フィルム14,15としては、例えば片面、
あるいは両面に傾斜したプリズム構造を有するプリズム
シートを用いる。図2(a)に傾斜したプリズム構造を
有するプリズムシートの構造を示す。16は傾斜プリズ
ム、17は基材である。また特定の方向への反射機能を
有する反射フィルム11としては、例えば図2(b)に
示すような傾斜した凹凸構造を有する反射シートを用い
る。18は傾斜した凹凸構造を有する傾斜反射膜であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded view showing a configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, the upper part is a liquid crystal panel unit 100,
1 is an electrode substrate, 2 is a counter substrate, and 3 is an alignment film provided on the electrode substrate 1 and the counter substrate 2, respectively. The alignment film 3 is subjected to a rubbing treatment, and the rubbing direction is substantially parallel between the upper and lower substrates. 4 is a liquid crystal layer, 5 and 6 are optical compensation films, and 7 and 8 are polarizing plates. The lower part of FIG. 1 shows a lighting unit 200 that illuminates the liquid crystal panel unit 100 from the back of the panel.
9 is a lamp, 10 is a light guide plate, 11 is a reflection film, 12 and 13 are diffusion films, and 14 and 15 are directional films. In the first embodiment, a lighting device having a luminance distribution that compensates for the asymmetric transmittance distribution of the liquid crystal panel unit 100 is used as the lighting device unit 200. That is, the directional film 1 having a light condensing function in a specific direction
4, 15 or a reflection film 11 having a reflection function in a specific direction is used. As the directional films 14 and 15 having a light condensing function in a specific direction, for example, one side,
Alternatively, a prism sheet having a prism structure inclined on both sides is used. FIG. 2A shows the structure of a prism sheet having an inclined prism structure. 16 is an inclined prism, 17 is a base material. As the reflection film 11 having a reflection function in a specific direction, for example, a reflection sheet having an inclined uneven structure as shown in FIG. 2B is used. Reference numeral 18 denotes an inclined reflection film having an inclined uneven structure.

【0018】以下、本実施の形態による液晶表示装置の
構成を詳細に説明する。本実施の形態1では、液晶パネ
ル部100に、液晶層4の初期配向がツイスト角180
°のツイスト配向をとるものを用いた。配向膜3にJS
R製の可溶性ポリイミドAL3046を使用し、電極基
板1側の配向膜3と対向基板2側の配向膜3にともにパ
ネル正面から見て下方向に平行ラビングを行なった。そ
の後、7.5μmの球状スペーサ(積水ファインケミカ
ル製ミクロパール)を用いて、パネルギャップを7.5
μmに調整した。液晶にはカイラル剤を添加したカイラ
ルネマチック液晶を用いた。その物性値を表1に示す。
Hereinafter, the configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described in detail. In the first embodiment, the liquid crystal panel unit 100 has an initial orientation of the liquid crystal layer 4 having a twist angle of 180 degrees.
The one having a twist orientation of ° was used. JS for alignment film 3
Using a soluble polyimide AL3046 made by R, parallel rubbing was performed on both the alignment film 3 on the electrode substrate 1 side and the alignment film 3 on the counter substrate 2 side downward as viewed from the front of the panel. Thereafter, the panel gap was adjusted to 7.5 using a 7.5 μm spherical spacer (Micropearl manufactured by Sekisui Fine Chemical).
It was adjusted to μm. As the liquid crystal, a chiral nematic liquid crystal to which a chiral agent was added was used. The physical properties are shown in Table 1.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】なお、液晶のカイラルピッチpは25μm
としたが、初期配向をツイスト配向とするためには、カ
イラルピッチpは式(1)で表される範囲であればよ
い。
The chiral pitch p of the liquid crystal is 25 μm.
However, in order to set the initial orientation to the twist orientation, the chiral pitch p may be within the range represented by the formula (1).

【0021】[0021]

【数1】 (Equation 1)

【0022】さらに好ましくは式(2)の範囲が良い。More preferably, the range of equation (2) is good.

【0023】[0023]

【数2】 (Equation 2)

【0024】カイラルピッチpが式(1)の範囲内であ
れば、初期配向はツイスト配向になるが、ピッチが短い
ほどツイスト配向が安定になるため、オフ電圧印加時の
液晶層中央部の液晶分子がいっそう立ち上がりにくくな
り、透過率分布の対称性はより悪くなる。逆にピッチが
上限に近すぎると、セルギャップの不均一や、画素内の
凹凸構造によって、初期配向がスプレイ配向になり、ベ
ンド転移処理が必要になる場合がある。
If the chiral pitch p is within the range of the formula (1), the initial orientation is a twist orientation. However, as the pitch is shorter, the twist orientation becomes more stable. The molecules are more difficult to rise, and the symmetry of the transmittance distribution is worsened. Conversely, if the pitch is too close to the upper limit, the initial alignment may be splay alignment due to uneven cell gap or uneven structure in the pixel, and a bend transition process may be required.

【0025】なお、液晶に添加するカイラル剤のカイラ
ルの方向は左カイラルとしたが、もちろん右カイラルで
あっても構わない。電極基板1と対向基板2の外側面に
は、ハイブリッド配向したディスコチック液晶フィル
ム、cプレート、一軸フィルムから構成される積層形の
光学補償フィルム5,6、および偏光板7,8を貼付け
た。光学補償フィルム5,6の正面リタデーションは各
々50nmであり、光学補償フィルム5と光学補償フィ
ルム6との2枚で100nmであった。駆動電圧はオフ
電圧を2.5V、オン電圧を6.5Vとし、ノーマリー
ホワイトモードを用いた。
Although the chiral direction of the chiral agent added to the liquid crystal is the left chiral, the chiral agent may of course be the right chiral. On the outer surfaces of the electrode substrate 1 and the opposing substrate 2, laminated optical compensation films 5, 6 composed of a discotic liquid crystal film having a hybrid orientation, a c-plate, and a uniaxial film, and polarizing plates 7, 8 were adhered. The front retardation of each of the optical compensation films 5 and 6 was 50 nm, and the optical retardation films 5 and 6 each had a front retardation of 100 nm. The drive voltage was an off voltage of 2.5 V, an on voltage of 6.5 V, and a normally white mode was used.

【0026】上記手順で作製された液晶パネル部100
の透過率の印加電圧依存性を図3に示す。測定には大塚
電子製液晶評価装置LCD5000を使用した。また、
白表示時(オフ電圧印加時)の液晶パネルの透過率分布
を図17(b)に示す。測定には大塚電子製液晶評価装
置LCD5000を使用した。図17(b)はパネル正
面から見た透過率分布であり、ラビング方向は矢印に示
す方向である。透過率分布はパネル上下方向(ラビング
方向)についてはほぼ対称的であったが、ラビング方向
に垂直なパネル左右方向は非対称であり、右斜め方向の
透過率が低かった。図17(b)の左右方向の透過率分
布を図4に抽出した。
The liquid crystal panel unit 100 manufactured by the above procedure
FIG. 3 shows the dependency of the transmittance on the applied voltage. A liquid crystal evaluation device LCD5000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement. Also,
FIG. 17B shows the transmittance distribution of the liquid crystal panel during white display (when an off voltage is applied). A liquid crystal evaluation device LCD5000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement. FIG. 17B shows the transmittance distribution as viewed from the front of the panel, and the rubbing direction is the direction indicated by the arrow. The transmittance distribution was almost symmetrical in the panel vertical direction (rubbing direction), but the panel left-right direction perpendicular to the rubbing direction was asymmetric, and the transmittance in the diagonal right direction was low. The transmittance distribution in the left-right direction of FIG. 17B is extracted in FIG.

【0027】このような液晶パネル部100をパネル背
面より照明する照明装置部200として、上記のような
液晶パネル部100の非対称な透過率分布を補償するよ
うな輝度分布を有する照明装置を用いる。即ち、照明装
置には指向性フィルム14,15として、パネル正面の
上下方向に関してはパネル正面方向に集光性のあるプリ
ズムシートを、左右方向に関しては正面からおよそ10
°傾いた方向に集光性のある傾斜プリズムシートを用
い、2枚を直交させて設置した。いずれのプリズムシー
トもポリエステル基材上に、アクリル樹脂製の傾斜プリ
ズムがおよそ50μm間隔で形成されているものを使用
した。図5に本実施の形態1に係わる照明装置の左右方
向の輝度分布を示す(実線)。正面から10°右側に傾
いた方向に輝度が最大となる非対称な輝度分布が得られ
た。図5には対称な輝度分布を有する従来の構成の照明
装置における輝度分布も示した(破線)。従来構成では
パネル正面に集光性のあるプリズムシート2枚を直交さ
せて配置している。
As the illuminating device unit 200 for illuminating the liquid crystal panel unit 100 from behind the panel, an illuminating device having a luminance distribution that compensates for the asymmetric transmittance distribution of the liquid crystal panel unit 100 as described above is used. That is, the directional films 14 and 15 are provided in the lighting device as prism sheets capable of condensing light in the front direction of the panel in the vertical direction of the front of the panel, and about 10 cm from the front in the horizontal direction.
Using a tilted prism sheet capable of condensing light in a tilted direction, two sheets were installed orthogonally. Each of the prism sheets used had an acrylic resin inclined prism formed at intervals of about 50 μm on a polyester substrate. FIG. 5 shows the luminance distribution in the left-right direction of the illumination device according to the first embodiment (solid line). As a result, an asymmetric luminance distribution was obtained in which the luminance became maximum in a direction inclined to the right by 10 ° from the front. FIG. 5 also shows a luminance distribution in a conventional illumination device having a symmetric luminance distribution (broken line). In the conventional configuration, two prism sheets having a light-collecting property are arranged orthogonally on the front of the panel.

【0028】液晶パネル部100と照明装置部200と
を組合せた場合における本実施の形態による液晶表示装
置の左右方向の輝度分布を図6に実線で示す。本実施の
形態の液晶表示装置では、図4に示されるような液晶パ
ネル部100の透過率の非対称性が、非対称な輝度分布
を有する照明装置部200により補償されて、左右方向
にほぼ対称的な輝度分布の液晶表示装置が得られる。そ
の結果、液晶表示装置としては正面輝度が高く、目の疲
れの少ないものが実現できる。一方、図6の破線に示す
ように、対称な輝度分布の従来の構成の照明装置を用い
て液晶表示装置を構成した場合、左右で輝度が大きく異
なる輝度分布となった。
FIG. 6 shows the luminance distribution in the left-right direction of the liquid crystal display device according to the present embodiment when the liquid crystal panel portion 100 and the lighting device portion 200 are combined. In the liquid crystal display device of the present embodiment, the asymmetry of the transmittance of the liquid crystal panel unit 100 as shown in FIG. 4 is compensated by the illumination device unit 200 having an asymmetric luminance distribution, and is substantially symmetric in the left-right direction. A liquid crystal display device having an excellent luminance distribution can be obtained. As a result, a liquid crystal display device having high front luminance and less eye fatigue can be realized. On the other hand, as shown by the dashed line in FIG. 6, when the liquid crystal display device is configured using the illuminating device of the conventional configuration having a symmetrical luminance distribution, the luminance distribution is largely different between the left and right.

【0029】なお、本実施の形態では、液晶パネル正面
から右斜め10°の方向に輝度中心を有する照明装置を
用いたが、5°から20°の範囲内であれば、非対称な
透過率を補償する効果が得られる。輝度中心のずれが5
°未満の場合には、非対称な透過率分布を補償する効果
が不充分となり、右斜め方向の輝度は左斜め方向の輝度
よりも小さくなる。一方、輝度中心のずれが20°を超
える場合には、右斜め方向の輝度が高くなりすぎて、左
斜め方向よりも高くなり、非対称な輝度分布となってし
まう。図7に液晶パネル正面から右斜め30°の方向に
輝度中心を有する照明装置(図7(a))を用いた場合
の液晶パネルの輝度分布(図7(b))を示す。
In the present embodiment, an illuminating device having a luminance center in a direction obliquely 10 ° to the right from the front of the liquid crystal panel is used. However, if it is within the range of 5 ° to 20 °, an asymmetric transmittance is obtained. The effect of compensating is obtained. 5 shifts in luminance center
If it is less than °, the effect of compensating for the asymmetric transmittance distribution becomes insufficient, and the luminance in the oblique right direction becomes smaller than the luminance in the oblique left direction. On the other hand, if the deviation of the luminance center exceeds 20 °, the luminance in the diagonally right direction becomes too high, becomes higher than that in the diagonally left direction, resulting in an asymmetric luminance distribution. FIG. 7 shows a luminance distribution (FIG. 7B) of the liquid crystal panel when an illuminating device (FIG. 7A) having a luminance center in a direction obliquely 30 ° to the right from the front of the liquid crystal panel is used.

【0030】また、本実施の形態では、液晶パネル部1
00に、電圧非印加時における液晶層4の初期配向がツ
イスト角180°のツイスト配向をとるものを用いた
が、カイラル剤の添加量が少量で、液晶層4の初期配向
がツイスト配向ではなくスプレイ配向をとる構成の液晶
パネルを用いた場合、あるいは液晶にカイラル剤を添加
せず、ラビング方向を平行からずらした構成の液晶パネ
ルを用いた場合でも、オフ電圧印加時の液晶パネルの透
過率分布の非対称性を補償するように、照明装置部20
0を構成すれば、ベンド配向による高速応答特性に加
え、対称性に優れた輝度分布を有する液晶表示装置が得
られる。
In this embodiment, the liquid crystal panel 1
Although the liquid crystal layer 4 was initially twisted at a twist angle of 180 ° when no voltage was applied, the amount of the chiral agent was small, and the initial alignment of the liquid crystal layer 4 was not twisted. Even when a liquid crystal panel with a splay alignment is used, or a liquid crystal panel with a rubbing direction shifted from parallel without adding a chiral agent to the liquid crystal, the transmittance of the liquid crystal panel when off-voltage is applied In order to compensate for the asymmetry of the distribution,
When 0 is provided, a liquid crystal display device having a luminance distribution with excellent symmetry in addition to the high-speed response characteristics due to the bend alignment can be obtained.

【0031】実施の形態2.本実施の形態2では、電圧
非印加時の液晶層の初期配向がツイスト角210°のツ
イスト配向となる液晶パネルを用いた液晶表示装置を示
す。図8に本実施の形態に係わる液晶パネルにおけるラ
ビング方向を示す。電極基板側、対向基板側のラビング
方向は、図8に示すように液晶パネル下方向から左右に
それぞれ15°ずつずれた方向である。配向膜材料はJ
SR製のAL3046を用いた。パネルギャップは7.
5μmとした。液晶材料はカイラルピッチを除いて、実
施の形態1の液晶材料と同じであり、本実施の形態2で
は、カイラルピッチが式(2)の範囲内の20μmピッ
チ(左カイラル)とした。補償フィルムの構成は実施の
形態1と同じものを用いた。駆動電圧はオフ電圧を2.
5V、オン電圧を6.5Vとし、ノーマリーホワイトモ
ードを用いた。
Embodiment 2 In Embodiment Mode 2, a liquid crystal display device using a liquid crystal panel in which the initial alignment of the liquid crystal layer when no voltage is applied is a twist alignment with a twist angle of 210 °. FIG. 8 shows a rubbing direction in the liquid crystal panel according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, the rubbing directions on the electrode substrate side and the counter substrate side are directions shifted from the lower side of the liquid crystal panel by 15 ° left and right, respectively. The alignment film material is J
AL3046 manufactured by SR was used. Panel gap is 7.
The thickness was 5 μm. The liquid crystal material is the same as the liquid crystal material of the first embodiment except for the chiral pitch. In the second embodiment, the chiral pitch is a 20 μm pitch (left chiral) within the range of Expression (2). The structure of the compensation film was the same as that of the first embodiment. The drive voltage is the off voltage.
The normally white mode was used at 5 V and the ON voltage was 6.5 V.

【0032】本実施の形態に係わる、白表示時(オフ電
圧印加時)の液晶パネルの透過率分布を図9に示す。図
9はパネル正面から見た透過率分布であり、測定には大
塚電子製液晶評価装置LCD5000を使用した。透過
率分布はパネル正面から見て上下方向についてはほぼ対
称的であったが、左右方向は非対称であり、右斜め方向
の透過率が低かった。図9の左右方向の透過率分布を図
10に抽出した。ただし、ツイスト角210°の場合
(実施の形態2)の透過率分布は、180°の場合(実
施の形態1)ほど非対称ではなかった。この原因は液晶
層中央部の液晶分子の立ち上がりの角度の違いにあると
考えられる。図11にツイスト角が120°から240
°の場合の、液晶層中央部における液晶分子傾斜角の印
加電圧依存性(計算値)を示す。オフ電圧(2.5V)
近傍においてはツイスト角が大きいほど、液晶分子が立
ち上がっている。したがってツイスト角が大きい方が、
透過率分布の対称性が良くなると考えられる。
FIG. 9 shows the transmittance distribution of the liquid crystal panel during white display (when an off voltage is applied) according to the present embodiment. FIG. 9 shows the transmittance distribution as viewed from the front of the panel. A liquid crystal evaluation device LCD5000 manufactured by Otsuka Electronics was used for the measurement. The transmittance distribution was almost symmetric in the vertical direction when viewed from the front of the panel, but was asymmetric in the left-right direction, and the transmittance in the diagonal right direction was low. The transmittance distribution in the left-right direction of FIG. 9 is extracted in FIG. However, the transmittance distribution at a twist angle of 210 ° (Embodiment 2) was not as asymmetric as at 180 ° (Embodiment 1). This is considered to be due to the difference in the angle of rise of the liquid crystal molecules at the center of the liquid crystal layer. FIG. 11 shows that the twist angle is from 120 ° to 240 °.
4 shows the applied voltage dependence (calculated value) of the liquid crystal molecule tilt angle at the center of the liquid crystal layer in the case of °. OFF voltage (2.5V)
In the vicinity, liquid crystal molecules rise as the twist angle increases. Therefore, the larger the twist angle,
It is considered that the symmetry of the transmittance distribution is improved.

【0033】このような視角特性を有する液晶パネルに
対し、照明装置に用いる指向性フィルムとして、上下方
向に関してはパネル正面方向に集光性のあるプリズムシ
ートを、左右方向に関しては正面からおよそ10°傾い
た方向に集光性のある傾斜プリズムシートを用い、2枚
を直交させて設置した。ただし、傾斜プリズムシート
は、実施の形態1で用いたものより集光性能の弱いもの
を用いた。図12に本実施の形態2に係わる照明装置の
左右方向の輝度分布を実線で示す。正面から10°傾い
た方向で輝度が最大となる非対称な輝度分布が得られ
た。図12には対称な輝度分布を有する従来の構成の照
明装置における輝度分布も破線で示した。
For a liquid crystal panel having such a viewing angle characteristic, a prism sheet capable of condensing light in the front direction of the panel in the vertical direction and about 10 ° from the front in the horizontal direction is used as a directional film used in the lighting device. Using an inclined prism sheet having a light condensing property in an inclined direction, two sheets were installed orthogonally. However, an inclined prism sheet having a lower light-collecting performance than that used in the first embodiment was used. FIG. 12 shows the luminance distribution in the left-right direction of the illumination device according to the second embodiment by a solid line. As a result, an asymmetric luminance distribution was obtained in which the luminance became maximum in a direction inclined by 10 ° from the front. FIG. 12 also shows the luminance distribution in a conventional illumination device having a symmetric luminance distribution by a broken line.

【0034】液晶パネルと照明装置とを組合せた場合に
おける本実施の形態による液晶表示装置の左右方向の輝
度分布を図13に示す。本実施の形態の液晶表示装置で
は、図10に示されるような液晶パネルの透過率の非対
称性が、非対称な輝度分布を有する照明装置により補償
されて、左右方向にほぼ対称的な輝度分布の液晶表示装
置が得られる。その結果、液晶表示装置としては正面輝
度が高く、目の疲れの少ないものが実現できる。一方、
図13の破線に示すように、対称な輝度分布の従来の構
成の照明装置を用いて液晶表示装置を構成した場合、左
右で輝度が大きく異なる輝度分布となった。
FIG. 13 shows the luminance distribution in the left-right direction of the liquid crystal display device according to the present embodiment when the liquid crystal panel and the lighting device are combined. In the liquid crystal display device of the present embodiment, the asymmetry of the transmittance of the liquid crystal panel as shown in FIG. 10 is compensated for by the illumination device having an asymmetrical luminance distribution, and the luminance distribution of the liquid crystal panel is substantially symmetric in the left-right direction. A liquid crystal display device is obtained. As a result, a liquid crystal display device having high front luminance and less eye fatigue can be realized. on the other hand,
As shown by the dashed line in FIG. 13, when the liquid crystal display device is configured using a lighting device having a symmetrical luminance distribution and a conventional configuration, the luminance distribution is significantly different between the left and right.

【0035】なお、上記各実施の形態1、2において
は、電圧非印加時のツイスト角を180°及び210°
に設定したが、ツイスト角は180°から240°の範
囲であっても良い。ただし、180°からずれる程、バ
ックフローの影響を受けるようになり、応答速度が増加
する。240°を超えたツイスト角設定を行なうと、透
過率・印加電圧曲線にヒステリシスが出るため、TFT
などのアクティブ駆動には適さない。また、電圧非印加
時における液晶層がツイスト角180°〜240°のツ
イスト配向状態であることにより、高電圧印加によるベ
ンド転移処理をすることなく、OCBモード表示方式に
よる液晶表示が可能となる。
In the first and second embodiments, the twist angles when no voltage is applied are 180 ° and 210 °.
However, the twist angle may be in the range of 180 ° to 240 °. However, as the angle deviates from 180 °, the influence of the backflow increases, and the response speed increases. If the twist angle is set beyond 240 °, hysteresis appears in the transmittance / applied voltage curve.
It is not suitable for active driving. In addition, since the liquid crystal layer is in a twist alignment state with a twist angle of 180 ° to 240 ° when no voltage is applied, a liquid crystal display by an OCB mode display method can be performed without performing a bend transition process by applying a high voltage.

【0036】また、上記各実施の形態においては指向性
フィルム14,15の構成を工夫することにより、液晶
パネルの透過率分布の非対称性を補償するような輝度分
布の照明装置を構成したが、反射フィルム11の構成を
工夫することにより、液晶パネルの透過率分布の非対称
性を補償するような輝度分布の照明装置を構成してもよ
い。
In each of the above embodiments, the illuminating device having a luminance distribution that compensates for the asymmetry of the transmittance distribution of the liquid crystal panel is configured by devising the configuration of the directional films 14 and 15. By devising the configuration of the reflective film 11, an illumination device having a luminance distribution that compensates for the asymmetry of the transmittance distribution of the liquid crystal panel may be configured.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置
は、対向する1対の透明基板間に液晶層を挟持し、上記
液晶層に電圧を印加して上記液晶層をベンド配向状態と
し、第1の電圧と第1の電圧より高い第2の電圧と間で
上記配向状態を変化させることにより透過率を変化させ
て表示を行う液晶パネル、及び上記液晶パネルをパネル
背面より照明する照明装置を備えた液晶表示装置におい
て、上記液晶層は、上記液晶層の厚さ方向に対し、第1
の電圧印加時の液晶層の配向にねじれがあり、上記照明
装置は、上記ねじれにより液晶層中央部における液晶分
子の傾く方向に発生する上記液晶パネルの透過率分布の
非対称性を補償するような輝度分布を有する構成とした
ので、対称性に優れた輝度分布を有する液晶表示装置が
実現できる。その結果、ベンド配向による高速応答特性
に加え、眼の疲れの少ない液晶表示装置が実現できる効
果がある。
As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of opposing transparent substrates, and a voltage is applied to the liquid crystal layer to bring the liquid crystal layer into a bend alignment state. A liquid crystal panel that performs display by changing the transmittance by changing the alignment state between a first voltage and a second voltage higher than the first voltage; and an illumination that illuminates the liquid crystal panel from the back of the panel. In the liquid crystal display device provided with the device, the liquid crystal layer has a first direction in a thickness direction of the liquid crystal layer.
There is a twist in the orientation of the liquid crystal layer when the voltage is applied, and the lighting device compensates for the asymmetry of the transmittance distribution of the liquid crystal panel, which is generated in the direction in which the liquid crystal molecules are inclined in the center of the liquid crystal layer due to the twist. Since a configuration having a luminance distribution is used, a liquid crystal display device having a luminance distribution with excellent symmetry can be realized. As a result, in addition to the high-speed response characteristics due to the bend alignment, there is an effect that a liquid crystal display device with less eye fatigue can be realized.

【0038】また、本発明の液晶表示装置は、上記液晶
表示装置において、照明装置の輝度中心が、液晶パネル
の正面方向に対して、液晶層中央部における液晶分子の
傾く方向と反対の5〜20°の方向にあるので、対称性
に優れた輝度分布を有する液晶表示装置が実現できる。
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, in the above liquid crystal display device, the luminance center of the illuminating device is 5 to 5 opposite to the direction in which the liquid crystal molecules are inclined at the center of the liquid crystal layer with respect to the front direction of the liquid crystal panel. Since the direction is 20 °, a liquid crystal display device having a luminance distribution with excellent symmetry can be realized.

【0039】また、本発明の液晶表示装置は、上記液晶
表示装置において、電圧非印加時に液晶層がツイスト角
180°〜240°のツイスト配向状態であるので、高
電圧印加によるベンド転移処理をすることなく、OCB
モード表示方式による液晶表示が可能となる。
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, in the liquid crystal display device described above, when no voltage is applied, the liquid crystal layer is in a twist alignment state having a twist angle of 180 ° to 240 °, so that a bend transition process by applying a high voltage is performed. Without OCB
The liquid crystal display by the mode display method becomes possible.

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

【図1】 この発明の実施の形態1による液晶表示装置
の構成を分解して示す図である。
FIG. 1 is an exploded view showing a configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1に係わる照明装置に
おける指向性フィルム及び反射フィルムを示す斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view showing a directional film and a reflective film in the lighting device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1に係わる液晶パネル
の透過率の印加電圧依存性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the applied voltage dependence of the transmittance of the liquid crystal panel according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態1に係わる液晶パネル
の白表示時における左右方向の透過率分布を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a transmissivity distribution in the left-right direction during white display of the liquid crystal panel according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態1に係わる照明装置の
左右方向の輝度分布を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a left-right luminance distribution of the lighting device according to the first embodiment of the present invention;

【図6】 この発明の実施の形態1による液晶表示装置
の白表示時における左右方向の輝度分布を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a left-right luminance distribution during white display of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態1に係わる照明装置と
液晶表示装置の輝度分布を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a luminance distribution of the illumination device and the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態2に係わる液晶パネル
のラビング方向を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a rubbing direction of a liquid crystal panel according to Embodiment 2 of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態2に係わる液晶パネル
の白表示時における透過率分布を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a transmittance distribution during white display of the liquid crystal panel according to Embodiment 2 of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態2に係わる液晶パネ
ルの白表示時における左右方向の透過率分布を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing a transmissivity distribution in the left-right direction during white display of the liquid crystal panel according to the second embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態2に係わる液晶パネ
ルの、液晶層中央部の液晶分子傾斜角の印加電圧依存性
(計算値)を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the applied voltage dependence (calculated value) of the liquid crystal molecule tilt angle in the center of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel according to Embodiment 2 of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態2に係わる照明装置
の左右方向の輝度分布を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a luminance distribution in the left-right direction of the lighting apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態2による液晶表示装
置の白表示時における左右方向の輝度分布を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a left-right luminance distribution during white display of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.

【図14】 OCBモード方式による液晶パネルの構成
及び液晶分子の配向状態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal panel in an OCB mode mode and an alignment state of liquid crystal molecules.

【図15】 OCBモード方式による液晶パネルの光学
補償フィルムの構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of an optical compensation film of a liquid crystal panel according to an OCB mode method.

【図16】 OCBモード方式による液晶パネルにおけ
る液晶分子の配向状態の変化の様子を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a state of a change in an alignment state of liquid crystal molecules in a liquid crystal panel according to an OCB mode method.

【図17】 カイラル剤を添加した場合としない場合
の、OCBモード方式による液晶パネルの白表示時にお
ける透過率分布を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing the transmittance distribution of the liquid crystal panel in the OCB mode when white is displayed, with and without the addition of a chiral agent.

【図18】 カイラル剤を添加した場合としない場合
の、OCBモード方式による液晶パネルの白表示時にお
ける配向状態の違いを示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a difference in the alignment state of a liquid crystal panel in the OCB mode when white display is performed, with and without addition of a chiral agent.

【図19】 カイラル剤を添加した場合としない場合
の、OCBモード方式による液晶パネルの白表示時にお
ける透過率が非対称になるメカニズムを説明する図であ
る。
FIG. 19 is a view for explaining a mechanism in which the transmittance of the liquid crystal panel in the OCB mode mode when displaying white is asymmetric when the chiral agent is added or not.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電極基板、2 対向基板、3 配向膜、4 液晶
層、5,6 光学補償フィルム、7,8 偏光板、9
ランプ、10 導光板、11 反射フィルム、12,1
3 拡散フィルム、14,15 指向性フィルム、16
傾斜プリズム、17 基材、18 傾斜反射膜、4
1,42 液晶分子、61 ディスコチック液晶フィル
ム、62 cプレート、63 一軸フィルム、100
液晶パネル部、200 照明装置部。
Reference Signs List 1 electrode substrate, 2 counter substrate, 3 alignment film, 4 liquid crystal layer, 5, 6 optical compensation film, 7, 8 polarizing plate, 9
Lamp, 10 light guide plate, 11 reflection film, 12, 1
3 Diffusion film, 14, 15 Directional film, 16
Tilted prism, 17 base material, 18 tilted reflective film, 4
1,42 liquid crystal molecules, 61 discotic liquid crystal film, 62 c-plate, 63 uniaxial film, 100
Liquid crystal panel section, 200 lighting section.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇田 佳寿子 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 渕上 宏幸 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 藏田 哲之 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 2H088 EA02 GA17 HA08 HA16 HA21 HA28 HA30 JA09 JA13 KA30 MA07 MA10 2H091 FA11X FA11Z FA14Z FA21Z FA23Z FA31Z FA41Z GA13 HA09 HA10 KA10 LA19 LA30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kasuko Wakita 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Fuchigami 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo 3 Rishi Electric Co., Ltd. FA14Z FA21Z FA23Z FA31Z FA41Z GA13 HA09 HA10 KA10 LA19 LA30

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向する1対の透明基板間に液晶層を挟
持し、上記液晶層に電圧を印加して上記液晶層をベンド
配向状態とし、第1の電圧と第1の電圧より高い第2の
電圧と間で上記配向状態を変化させることにより透過率
を変化させて表示を行う液晶パネル、及び上記液晶パネ
ルをパネル背面より照明する照明装置を備えた液晶表示
装置において、上記液晶層は、上記液晶層の厚さ方向に
対し、第1の電圧印加時の液晶層の配向にねじれがあ
り、上記照明装置は、上記ねじれにより液晶層中央部に
おける液晶分子の傾く方向に発生する上記液晶パネルの
透過率分布の非対称性を補償するような輝度分布を有す
る構成としたことを特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal layer is sandwiched between a pair of opposing transparent substrates, a voltage is applied to the liquid crystal layer to bring the liquid crystal layer into a bend alignment state, and a first voltage and a first voltage higher than the first voltage. In a liquid crystal panel that performs display by changing the transmittance by changing the alignment state between the voltage of 2 and a liquid crystal display device that includes an illumination device that illuminates the liquid crystal panel from the back of the panel, the liquid crystal layer is The orientation of the liquid crystal layer when the first voltage is applied is twisted with respect to the thickness direction of the liquid crystal layer, and the illuminating device causes the liquid crystal to be generated in the direction in which the liquid crystal molecules are inclined at the center of the liquid crystal layer due to the twist. A liquid crystal display device having a luminance distribution that compensates for the asymmetry of the transmittance distribution of the panel.
【請求項2】 照明装置の輝度中心は、液晶パネルの正
面方向に対して、液晶層中央部における液晶分子の傾く
方向と反対の5〜20°の方向にあることを特徴とする
請求項1記載の液晶表示装置。
2. The lighting device according to claim 1, wherein the center of luminance of the lighting device is in a direction of 5 to 20 ° with respect to a front direction of the liquid crystal panel, which is opposite to a direction in which liquid crystal molecules are inclined in a central portion of the liquid crystal layer. The liquid crystal display device as described in the above.
【請求項3】 液晶層は、電圧非印加時にはツイスト角
180°〜240°のツイスト配向状態であることを特
徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is in a twist alignment state having a twist angle of 180 ° to 240 ° when no voltage is applied.
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