JP2003043472A

JP2003043472A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2003043472A
Application number: JP2001232215A
Authority: JP
Inventors: Isamu Ito; 勇伊藤
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: JP4847652B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リバースツイストドメインの発生を抑制しつ
つ、高デューティ駆動にともなう視角特性の狭小化とい
った弊害を是正することができ、高デューティによる駆
動を行う場合においても低デューティによる駆動の場合
と同等の品位の液晶表示を行うことができる液晶表示装
置を提供すること。【解決手段】液晶分子のツイスト角θが１１５°乃至
１２５°とされ、前記液晶分子と透明基板の表面とのな
す角度であるプレチルト角が０．５°乃至１．５°とさ
れ、液晶層７の厚さｄと液晶分子の自発的なねじれのピ
ッチｐとの比ｄ／ｐが０．１２乃至０．２４とされ、か
つ、液晶の屈折率異方性Δｎと前記液晶層７の厚さｄと
の積Δｎｄが０．４５μｍ乃至０．６５μｍとされてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に、互いに平行な２枚の透明基板の間に所定のツ
イスト角を有する液晶分子を封入した液晶表示パネルを
有し、マルチプレクシング駆動を行うのに好適な液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、信頼性を重視される車載用等
の液晶表示装置においては、ＴＮ（ツイステッドネマチ
ック）タイプのものが多用されていた。

【０００３】図６は、このような従来から使用されてい
るＴＮタイプの液晶表示装置１を示したものであり、こ
の液晶表示装置１には、液晶表示のための主要な機能を
有する液晶表示パネル２が配設されている。

【０００４】この液晶表示パネル２は、ガラス板等から
なる互いに平行な２枚の透明基板３，４を有しており、
両透明基板３，４は、枠状のシール材６によって互いに
貼り合わされている。

【０００５】前記両透明基板３，４および前記シール材
６によって囲繞された空間内には、所定のツイスト角を
有する液晶分子からなる液晶層７が形成されている。

【０００６】また、両透明基板３，４の互いに対向する
内側表面には、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からな
る一対の透明導電膜８，９が形成されており、これら透
明導電膜８，９を介して前記液晶層７に液晶駆動電圧を
印加するようになっている。

【０００７】また、前記両透明導電膜８，９の内側に
は、所定の方向にラビング処理が施された一対の配向膜
１０，１１が形成されており、これら一対の配向膜１
０，１１によって、液晶分子のツイスト角が規制される
ようになっている。

【０００８】前記液晶表示パネル２の外側には、一対の
偏光板１３，１４が配設されており、これら偏光板１
３，１４によって透過光の振動方向を制御するようにな
っている。

【０００９】近年、このような液晶表示装置１において
は、表示の多様化、複雑化のために、多数のセグメント
電極を共通に結線することで回路部や結線を簡素化でき
るマルチプレクシング駆動が採用されている。

【００１０】このようなマルチプレクシング駆動を用い
た液晶表示装置１においては、表示情報量の多量化にと
もなってデューティ比が高くなり、また、電圧マージン
が小さくなる傾向があった。このため、いわゆるクロス
トークの発生を防止するために十分な飽和電圧を印加す
ることができないといった欠点を有していた。

【００１１】このような欠点を解消するためには、液晶
のスレッショルド特性（立ち上がり特性）を急峻にする
ことが有効であるため、近年においては、液晶分子のツ
イスト角を１８０°以上と大きくしたり、また、液晶分
子と液晶表示パネル２の透明基板３，４の表面との角度
であるプレチルト角を１°前後にする等の提案がなされ
ていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したＴ
Ｎタイプの液晶表示装置１においては、１／４デューテ
ィや、あるいは、これよりもデューティ比が高い１／８
デューティ等による駆動を行うのが一般的である。

【００１３】ここで、高デューティによる駆動を行う場
合、即ち、例えば、１／４デューティによる駆動を行う
場合よりも１／８デューティによる駆動を行う場合の方
が、視角側から反視角側にかけての視野角が狭くなって
しまう。特に、１／４デューティと１／８デューティの
液晶表示装置を並べて使用すると、１／８デューティの
視角特性の狭さが助長されてしまう。

【００１４】このような問題を解決すべく、例えば、前
記液晶分子のツイスト角を大きくすることが考えられる
が、単に、ツイスト角を大きくするだけであると、リバ
ースツイストドメイン（以下、「ドメイン」と略称す
る）の発生といった新たな問題が生じてしまう。

【００１５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、ドメインの発生を抑制しつつ、高デューテ
ィ駆動にともなう視角特性の狭小化といった弊害を是正
することができ、高デューティによる駆動を行う場合に
おいても低デューティによる駆動の場合と同等の品位の
液晶表示を行うことができる液晶表示装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため本発明の請求項１に液晶表示装置の特徴は、前記液
晶分子のツイスト角が１１５°乃至１２５°とされ、前
記液晶分子と前記透明基板の表面とのなす角度であるプ
レチルト角が０．５°乃至１．５°とされ、前記液晶層
の厚さｄと液晶分子の自発的なねじれのピッチｐとの比
ｄ／ｐが０．１２乃至０．２４とされ、かつ、液晶の屈
折率異方性Δｎと前記液晶層の厚さｄとの積Δｎｄが
０．４５μｍ乃至０．６５μｍとされている点にある。

【００１７】そして、このような構成を採用したことに
より、液晶分子のツイスト角を、コントラストの低下を
押さえつつ立ち上がり特性を向上させるのに有効な値に
することができ、また、ｄ／ｐの値を、ドメインマージ
ンを向上し、液晶のツイスト角が大きいことに起因する
ドメインの発生を抑制するのに好適な範囲の値にするこ
とができる。

【００１８】請求項２に係る液晶表示装置の特徴は、請
求項１において、前記偏光板は、その吸収軸が初期配向
した液晶分子の長軸に対して１５°乃至２０°ずれるよ
うに配設されている点にある。

【００１９】そして、このような構成を採用したことに
より、点灯の際の光漏れを防止し、コントラストを適正
に維持することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る液晶表示装置
の実施形態について、図１乃至図５を参照して説明す
る。

【００２１】なお、従来と基本的構成の同一もしくはこ
れに類する箇所については、同一の符号を用いて説明す
る。

【００２２】本実施形態における液晶表示装置１６は、
従来と同様に２枚の偏光板１３，１４の間に、液晶表示
パネル２を有している。この液晶表示パネル２は、基本
的構成については従来とほぼ同様である。

【００２３】ただ、本実施形態においては、前記液晶表
示パネル２の一対の配向膜１０，１１が、これら両配向
膜１０，１１の間に封入された液晶分子のツイスト角が
１１５°乃至１２５°になるようにラビング処理されて
いる。

【００２４】すなわち、図１に示すように、互いに対向
する一対の配向膜１０，１１に最も近接する液晶分子を
それぞれＤ₁ 、Ｄ₂ とした場合、Ｄ₁ の長手方向とＤ₂
の長手方向との間には、前記ツイスト角（１１５°乃至
１２５°）に相当する角度θが形成されるようになって
いる。

【００２５】一般に、液晶のツイスト角が小さすぎる場
合は、液晶の立ち上がり特性が悪くなり、一方、ツイス
ト角が大きすぎる場合は、表示セグメントの背景黒化度
が薄くなり、コントラストが低下してしまう。従って、
本実施形態においては、液晶分子のツイスト角をコント
ラストの低下を抑制しつつ立ち上がり特性を向上するの
に好適な範囲の値に設定することができるようになって
いる。

【００２６】また、本実施形態においては、液晶のプレ
チルト角が０．５°乃至１．５°とされている。このた
め、クロストークを低減し、斜め方向からの液晶の見栄
えを向上することができるようになっている。

【００２７】さらに、本実施形態においては、液晶層７
の厚さｄと液晶の自発的なねじれのピッチｐとの比ｄ／
ｐが０．１２乃至０．２４とされている。従って、ツイ
スト角を大きくしつつ、ドメインマージンを向上するこ
とができるため、ツイスト角が大きいことに伴うドメイ
ンの発生を有効に防止することができるようになってい
る。

【００２８】さらにまた、本実施形態においては、液晶
層７のリタデーションすなわち液晶の屈折率異方性Δｎ
と前記液晶層７の厚さｄとの積Δｎｄが０．４５μｍ乃
至０．６５μｍとされている。このため、液晶の立ち上
がり特性を向上させることができるとともに、視野角を
広くすることができるようになっている。

【００２９】また、本実施形態における偏光板１３，１
４は、その吸収軸が初期配向した液晶分子の長軸に対し
て１５°乃至２０°ずれるように配設されている。

【００３０】すなわち、図１に示すように、一対の偏光
板１３，１４の吸収軸をそれぞれＰ ₁ 、Ｐ₂とし、これ
らの偏光板１３，１４にそれぞれ最も近傍する液晶分子
を前述したＤ₁ 、Ｄ₂ とした場合、Ｐ₁ と、Ｄ₁ の長手
方向とは、図１における時計方向および反時計方向に１
５°乃至２０°に相当する角度φ₁ だけズレを有するよ
うになっている。また、同様に、Ｐ₂ と、Ｄ₂ の長手方
向も、図１における時計方向および反時計方向に１５°
乃至２０°に相当する角度φ₂ だけズレを有するように
なっている。

【００３１】従って、点灯の際の光漏れを防止し、コン
トラストをさらに向上することができるようになってい
る。

【００３２】つぎに、本実施形態における液晶表示装置
１６（以下、「本実施例」と称する）の作用について、
従来の液晶表示装置１（以下、「本比較例」と称する）
と比較しつつ具体的数値を用いて説明する。

【００３３】

【実施例】本実施例においては、配向膜１０，１１とし
て日立化成製ＬＱ−５９００を用い、この配向膜１０，
１１に対して、液晶分子のツイスト角が１２０°となる
ように所定のラビング処理を施した。また、液晶とし
て、屈折率異方性Δｎが０．１０６、誘電率異方性が正
のネマチック液晶を使用し、液晶層７の厚みｄを５．７
μｍ、Δｎｄを０．６０μｍとした。さらに、液晶のピ
ッチｐは４０μｍとし、プレチルト角は１°とした。

【００３４】また、透明基板３，４の外側に、吸収軸が
液晶分子の長軸に対して２０°ずれるようにしてポラテ
クノ製偏光板ＳＨＣ−１２５Ｕを配置した。

【００３５】なお、本実施例における液晶表示パネル２
は、ポジ仕様の液晶表示パネルである。

【００３６】このように形成された本実施例における液
晶表示装置１６に対して１／８デューティ、１／４バイ
アスのマルチプレックス駆動による点灯を行った。

【００３７】その結果を図２および図３に示す。

【００３８】なお、図２は、透明導電膜８，９を介して
液晶層７に付与するバイアス電圧（横軸）と、このバイ
アス電圧に対する輝度（縦軸）の特性曲線を示したもの
である。また、図２における輝度は、液晶画面に下ろし
た垂線に対して傾き約１０°の視角位置にて評価した輝
度を意味するものである。

【００３９】また、図２において実線で示す曲線は、表
示のオンを制御する際の特性曲線を示したものであり、
破線で示す曲線は、表示のオフを制御する際の特性曲線
を示したものである。さらに、図２において、一点鎖線
が引かれたバイアス電圧の位置においては、オンとオフ
の輝度の差が最大となり、この位置においてコントラス
トが最大値をとるようになっている。一般に、液晶表示
装置１６の駆動の際には、前記コントラストが最大にな
るバイアス電圧（以下、最適電圧と称する）をねらって
バイアス電圧を印加するようになっている。

【００４０】ここで、クロストークの程度は、前記最適
電圧における輝度の差に依存し、この差が大きいほどク
ロストークが小さいことを意味する。

【００４１】また、図３は、非表示領域等の液晶表示を
行わない背景の輝度と、オフ時における表示領域の輝度
との輝度比（％）を、視角との関係において表したもの
である。

【００４２】図３において、数値１００（％）を示す線
は、背景と、オフ時における表示領域との輝度比が１：
１であり、クロストークが生じない状態を意味してい
る。また、この輝度比が小さくなるほど、クロストーク
が大きくなることを意味している。

【００４３】図２に示すように、本実施例における液晶
表示装置１６を用いた場合、最適電圧の位置において、
オンの曲線が輝度の最小値を示し、また、オフの曲線が
輝度の最大値を示すため、両者の差は最大値をとること
が分かる。

【００４４】また、図３に示すように、本実施例におけ
る液晶表示装置１６を用いた場合、図３の点Ｐに紙面手
前側から下ろした垂線に対して斜めに視角を傾けていく
と、視角範囲が前記垂線からほぼ４５°の範囲内におい
ては、前述した輝度比の変化が１００（％）から８０
（％）に至る程度におさまる。

【００４５】従って、図２および図３に示したように、
本実施形態における液晶表示装置１６を用いる場合、ク
ロストークを実用上問題がない程度に低減することがで
き、視角特性を向上できることが分かる。

【００４６】より具体的には、前述した１／８デューテ
ィによるマルチプレックス駆動を行う場合においても、
１／４デューティによる駆動を行った場合と同等の品位
の液晶表示を実現することができる。

【００４７】

【比較例】一方、本比較例においては、配向膜１０，１
１として日立化成製ＬＱ−５９００を用い、この配向膜
１０，１１に対して、液晶分子のツイスト角が１００°
となるように所定のラビング処理を施した。また、液晶
として、屈折率異方性Δｎが０．０９４、誘電率異方性
が正のネマチック液晶を使用し、液晶層７の厚みｄを
６．０μｍ、Δｎｄを０．５６とした。さらに、液晶の
ピッチｐは７９μｍとし、プレチルト角は１°とした
。

【００４８】また、透明基板３，４の外側に、吸収軸が
液晶分子の長軸に対して１０°ずれるようにしてポラテ
クノ製偏光板ＳＨＣ−１２５Ｕを配置した。

【００４９】なお、本比較例における液晶表示パネル２
も、前記実施例と同様にポジ仕様の液晶表示パネル２で
ある。

【００５０】このように形成された本比較例における液
晶表示装置１に対して１／８デューティ、１／４バイア
スのマルチプレックス駆動による点灯を行った。

【００５１】その結果を図４および図５に示す。

【００５２】なお、図４は、前述した図２と同様に、液
晶に付与するバイアス電圧と、このバイアス電圧に対す
る輝度との関係を示した特性曲線である。また、図５
は、前述した図３と同様に、背景とオフ時の表示領域と
の輝度比（％）を、視角との関係において示したもので
ある。

【００５３】図４に示すように、本比較例における液晶
表示装置１を用いた場合、最適電圧の位置において、オ
フの曲線が輝度の最大値よりも小さい値を示しており、
オンとオフとの輝度の差が、図２の場合よりも小さくな
っている。

【００５４】また、図５に示すように、本比較例におけ
る液晶表示装置１を用いた場合、図３と同様の視角範囲
において、輝度比が、１００（％）から３０（％）に至
るまで著しい変化を示す。

【００５５】従って、図４および図５に示したように、
従来の液晶表示装置１においては、クロストークを防止
することができず、良好な視角特性を得ることができな
いことが分かる。

【００５６】以上示したように、本実施形態によれば、
液晶分子のツイスト角を、コントラストの低下が生じな
い程度に立ち上がり特性を向上させるのに好適な値に設
定することができ、また、ｄ／ｐの値を、ドメインマー
ジンを向上するのに好適な範囲の値にすることができる
ため、高デューティによる駆動においても視角特性を向
上することができ、併せてドメインの発生を抑制するこ
とが可能になる。

【００５７】なお、本発明は、前述した実施形態に限定
されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能で
ある。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
係る液晶表示装置によれば、ドメインの発生を適正に防
止しつつ視角特性の向上を図ることができ、高品位な液
晶表示を実現することができる。

【００５９】請求項２に係る液晶表示装置によれば、請
求項１に係る液晶表示装置の効果に加えて、コントラス
トを適正に維持し、より高品位の液晶表示を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施形態におい
て、液晶分子のツイスト角および液晶分子と偏光板の吸
収軸との角度の関係を示した平面図

【図２】本発明に係る液晶表示装置の実施形態におい
て、液晶駆動電圧と輝度との特性を示した図

【図３】本発明に係る液晶表示装置の実施形態におい
て、背景とオフ時の表示領域との輝度比を視角との関係
において示した図

【図４】従来の液晶表示装置における液晶駆動電圧と
輝度との特性を示した図

【図５】従来の液晶表示装置における背景とオフ時の
表示領域との輝度比を視角との関係において示した図

【図６】従来から使用されている液晶表示装置の構成
を示した断面図

【符号の説明】

１，１６液晶表示装置２液晶表示パネル３，４透明基板７液晶層１３，１４偏光板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに平行な２枚の透明基板の間に、所
定のツイスト角を有する液晶分子からなる液晶層を形成
した液晶表示パネルを設け、この液晶表示パネルの外側
に、所定の吸収軸を有する偏光板を設けた液晶表示装置
において、前記液晶分子のツイスト角が１１５°乃至１２５°とさ
れ、前記液晶分子と前記透明基板の表面とのなす角度で
あるプレチルト角が０．５°乃至１．５°とされ、前記
液晶層の厚さｄと前記液晶分子の自発的なねじれのピッ
チｐとの比ｄ／ｐが０．１２乃至０．２４とされ、か
つ、液晶の屈折率異方性Δｎと前記液晶層の厚さｄとの
積Δｎｄが０．４５μｍ乃至０．６５μｍとされている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記偏光板は、その吸収軸が初期配向し
た前記液晶分子の長軸に対して１５°乃至２０°ずれる
ように配設されていることを特徴とする請求項１に記載
の液晶表示装置。