JP2004061765A

JP2004061765A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004061765A
Application number: JP2002218708A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hayata; 早田　祐二
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】ネガ表示を行うＴＮ型の液晶表示装置によって、表示のコントラストがよくかつ表示速度が速い良好な表示を行う。
【解決手段】液晶表示パネル２の視認側に、ツイスト角が液晶表示パネル２の液晶６のツイスト角と同じに設定された液晶性高分子フィルム１３を含む位相差板９を配設してなり、液晶表示パネル２の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを４５０ｎｍに設定し、液晶表示パネル２の視認側の配向膜４ａの配向軸と位相差板９の裏側の配向軸との交差角を９０°となるように設定した。
【選択図】　　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、特にネガ表示を行うＴＮ型の液晶表示パネルを有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ　）型の液晶表示パネルを有する液晶表示装置が、携帯電話や、時計、ＰＤＡ等の表示装置として広く利用されている。この液晶表示装置は、ＴＮ型の液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルの視認側および裏側には、偏光板が配設されており、また前記液晶表示パネルの裏側に配設された偏光板の裏側には、バックライトユニットが配設されている。
【０００３】
前記液晶表示装置においてネガ表示を行う場合には、所定の液晶に電圧を印加して液晶の配列を変化させ、前記バックライトユニットから照射されて前記裏側の偏光板を透過した透過光を、前記所定の液晶の配列に沿って前記液晶表示パネルを透過させ、この透過光を前記視認側の偏光板に透過させることにより、輝度の高い白表示を行うことができた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の液晶表示装置において、電圧を印加したときの液晶の応答速度を速くするために液晶表示パネルの位相差値（Δｎ・ｄ）を０．５０μｍより小さく設定した場合には、輝度が著しく低下して黒表示が褐色となってしまい、前記液晶表示装置の表示のコントラストが悪くなってしまう。一方、表示のコントラストをよくするために液晶表示パネルの位相差値を大きく設定した場合には、電圧を印加したときの液晶の応答速度が遅くなるので、表示速度が遅くなってしまう。
【０００５】
このため、従来のＴＮ型の液晶表示パネルを有する液晶表示装置によって、表示のコントラストがよく、かつ表示速度が速い良好なネガ表示を行うということが困難であるという問題を有していた。
【０００６】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ネガ表示を行うＴＮ型の液晶表示装置であって、表示のコントラストがよく、かつ表示速度が速い良好なネガ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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る液晶表示装置は、ＴＮ型の液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルの視認側および裏側に偏光板が配設されてなり、前記液晶表示パネルに封入された液晶のうち所定画素の液晶に電圧を印加することにより白表示を行う液晶表示装置において、前記液晶表示パネルと前記視認側の偏光板または前記裏側の偏光板との間に、ツイスト角が前記液晶表示パネルの液晶のツイスト角とほぼ同じに設定されたねじれ補償体が配設され、前記液晶表示パネルの位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが２５０〜４８０ｎｍに設定され、前記液晶表示パネルにおける前記ねじれ補償体側の配向膜の配向軸と前記ねじれ補償体における前記液晶表示パネル側の配向軸との交差角が８０〜１００°となるように設定されていることを特徴とする。
【０００８】
この請求項１に記載の発明によれば、液晶表示パネルの液晶の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを小さく設定しているので、液晶の応答速度を速くすることができるとともに、液晶表示パネルから透過した透過光を、ねじれ補償体を透過させることにより、輝度を向上させ、コントラストのよいネガ表示を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶表示装置の実施形態を図１から図４を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置を示す概念図であり、図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置１は、ＴＮ型の液晶表示パネル２を有している。
【００１１】
この液晶表示パネル２を構成する一対の透明基板３ａ，３ｂの相互に対向する面には、透明電極（図示せず）が配設されており、これら各透明電極の表面には、配向膜４ａ，４ｂが形成されている。また、この透明基板３ａ，３ｂの相互に対向する面の周辺部には、シール材５が配置されており、このシール材５に囲まれた内部には、スペーサ（図示せず）およびＴＮ型の液晶６が配置されている。
【００１２】
この液晶６は、前記配向膜４ａ，４ｂの配向方向に沿ってツイストされており、この液晶６のツイスト角は、７０〜１５０°、特に８０〜１４０°に設定されることが好ましい。このツイスト角が７０°より小さい場合には、液晶表示装置１における表示のコントラストが低下し、一方１５０°より大きい場合には、液晶６に対して電圧を印加した場合における白表示が着色してしまい、明るさが低下してしまうからである。
【００１３】
また、前記液晶表示パネル２の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣは、２５０〜４８０ｎｍの値となるように設定されており、特に３００〜４８０ｎｍに設定されることが好ましい。この液晶表示パネル２の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが２５０ｎｍより小さい場合には、白表示における明るさが著しく低下し、一方４８０ｎｍより大きい場合には、液晶６の応答速度が著しく低下してしまうからである。
【００１４】
本実施形態においては、図２に示すように、前記液晶６は、９０°の左ツイストとなるように設定されている。また、本実施形態において、このＴＮ型の液晶表示パネル２の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣは、４５０ｎｍの値に設定されている。ただし、Δｎ_ＬＣは、ＴＮ型の液晶６の屈折率異方性であり、ｄ_ＬＣは、液晶表示パネル２のギャップである。
【００１５】
また、前記液晶表示パネル２の視認側には、偏光板８の一面にねじれ補償体である位相差板９を貼り付けることにより構成された楕円偏光板１０が、前記位相差板９が前記液晶表示パネル２に対向するように配設されている。
【００１６】
前記位相差板９は、図３に示すように、例えばトリアセチルセルロース等の材料により構成された等方性の透明フィルム１２と、この透明フィルム１２の視認側の面に形成された液晶性高分子フィルム１３とを有している。
【００１７】
この液晶性高分子フィルム１３は、片面だけを配向処理してカイラル材を調整することにより任意のツイスト構造をとることができる。この液晶性高分子フィルム１３に用いられる液晶性高分子（図示せず）には、主鎖型液晶性高分子を含むものまたは側鎖型液晶性高分子を含むものがある。どちらの液晶性高分子を用いるかは、液晶表示装置１の用途に合わせて決められるものであり、例えば、側鎖型液晶性高分子は、ガラス転移温度以上の高温領域において温度依存性があり温度追従性がよいので、高温が重視される液晶表示装置１に用いるとよい。一方この液晶性高分子フィルム１３のツイスト角は、液晶表示パネル２における液晶６のツイスト角とほぼ同じ角度に設定されており、また、前記液晶性高分子フィルム１３のツイスト方向は、前記液晶６のツイスト方向と逆方向に設定されている。また、前記液晶性高分子フィルム１３の位相差値Δｎ_Ｆ・ｄ_Ｆは、前記液晶表示パネル２の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣと同じかあるいは前記液晶６の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣよりも若干小さく設定されていることが好ましい。さらに、前記液晶性高分子フィルム１３の裏側の配向軸と前記液晶表示パネル２の視認側の配向膜４ａの配向軸との交差角は、８０〜１００°とするが、９０°となるように設定されていることが好ましい。
【００１８】
本実施形態においては、この液晶性高分子フィルム１３は、ツイスト角が９０°の右ツイストとなり、位相差値Δｎ_Ｆ・ｄ_Ｆが４２５ｎｍの値となるように設定されている。ただし、Δｎ_Ｆは、液晶性高分子フィルム１３の屈折率異方性であり、ｄ_Ｆは、液晶性高分子フィルム１３の層厚である。また、本実施形態において、この液晶性高分子フィルム１３の裏側の配向軸は、前記液晶表示パネル２の視認側の配向膜４ａの配向軸との交差角が９０°となるように設定されている。
【００１９】
さらに、本実施形態においては、前記偏光板８の偏光軸は、前記液晶性高分子フィルム１３の視認側の配向軸との交差角が０°となるように設定されている。
【００２０】
また、前記液晶表示パネル２の裏側には、偏光板１５が配設されている。この偏光板１５の偏光軸は、前記液晶表示パネル２の視認側の偏光板８の偏光軸との交差角が９０°となるように設定されており、また、本実施形態においては前記液晶表示パネル２の裏側に配設された配向膜４ｂの配向軸との交差角が０°となるように設定されている。
【００２１】
さらに、前記偏光板１５の裏側には、バックライトユニット１７が配設されている。このバックライトユニット１７は、ＬＥＤ等の光源１８を有し、この光源１８が照射光を照射する方向には、導光板１９が配設されている。
【００２２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２３】
まず、バックライトユニット１７の光源１８からの照射光は、偏光板１５の偏光軸を透過した後、液晶表示パネル２を液晶６の配列に沿って透過する。このとき、各透明電極３ａ，３ｂにより電圧が印加された所定の液晶６の配列に沿って透過した透過光は、楕円偏光板１０の位相差板９を透過し、偏光板８の偏光軸を透過して白表示を行い、一方電圧が印加されない液晶６の配列に沿って透過した透過光は、楕円偏光板１０の位相差板９を透過した後、偏光板８の偏光軸に遮断されて黒表示を行うことにより、ネガ表示を行う。
【００２４】
本実施形態によれば、液晶表示パネル２の液晶６の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを小さく設定しているので、液晶６の応答速度を速くすることができるとともに、液晶表示パネル２から透過した透過光を、位相差板９を透過させて偏光板８の偏光軸から透過させることにより、輝度を向上させ、コントラストのよいネガ表示を行うことができる。
【００２５】
したがって、液晶６の応答速度を速くすることと、液晶表示装置１の表示における輝度を向上させ、コントラストのよい表示を行うこととを両立させることができ、これにより、本液晶表示装置１において良好な画像のネガ表示を行うことができる。
【００２６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００２７】
例えば、本実施形態においては楕円偏光板１０を構成する位相差板９として液晶性高分子フィルム１３を有するものを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、楕円偏光板を配設せず、ねじれ補償体として補償用液晶表示パネルを用い、この補償用液晶表示パネルの視認側に偏光板が配設されるものであってもよい。ただし、液晶性高分子フィルム１３からなる位相差板９は、補償用液晶表示パネルと比較して液晶を密封する対向基板を使用しないので、液晶表示装置１の薄型化、軽量化を図ることができる。また、液晶表示パネル２や偏光板８に貼着することができるので、補償用液晶表示パネルを構成する基板におけるバックライトからの照射光の表面反射や吸収等を防止することができ、照射光の透過率を向上させることができる。
【００２８】
また、視認側の偏光板８の偏光軸と位相差板９の視認側の配向軸との交差角、液晶表示パネル２の裏側の配向膜４ｂの配向軸と裏側の偏光板１５の偏光軸との交差角は、本実施形態の数値に限定されるものではない。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００３０】
本実施例においては、液晶表示パネルとして一対のガラス基板の間隙にＴＮ型の液晶が配置されたものを用いた。このＴＮ型の液晶は、９０°の左ツイストであって、またこの液晶表示パネルの位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣは、４５０ｎｍとなるように設定した。
【００３１】
また、位相差板としては、液晶性高分子フィルムとトリアセチルセルロースからなる透明フィルムの表面に液晶性高分子フィルムが形成されているＬＣフィルム（新日本石油社製）を用いた。この液晶性高分子フィルムの液晶性高分子は、主鎖型の液晶性高分子を用い、この液晶性高分子フィルムのツイスト角は、９０°の右ツイストであって、この液晶性高分子フィルムの位相差値Δｎ_Ｆ・ｄ_Ｆは、４２５ｎｍの値となるように設定した。さらに、この液晶性高分子フィルムの裏側の配向軸は、前記液晶表示パネルの視認側の配向軸との交差角が９０°となるように設定した。
【００３２】
さらに、前記位相差板の視認側に偏光板としてＳＲ−１８６２ＡＰ（住友化学工業社製）を貼着し、楕円偏光板とした。そして、この楕円偏光板を、前記偏光板の偏光軸と前記液晶性高分子フィルムの視認側の配向軸との交差角が０°となるように前記液晶表示パネルの視認側に配設した。
【００３３】
また、前記液晶表示パネルの裏側に、偏光板としてＳＲ−１８６２ＡＰ（住友化学工業社製）を、前記偏光板の偏光軸が前記液晶表示パネルの裏側の配向膜の配向軸との交差角が０°となるように配設し、さらに、バックライトユニットを前記偏光板の裏側に配設した。
【００３４】
一方、比較例として従来の液晶表示装置について説明する。従来例においても、液晶表示装置の液晶表示パネルとしてＴＮ型の液晶が配置されたものを用いた。
【００３５】
図４は、従来の液晶表示装置の各光学系の軸配置を示す概略図であり、図４に示すように、この液晶表示装置２１は、ＴＮ型の液晶が配置された液晶表示パネル２２を有し、このＴＮ型の液晶は、９０°の左ツイストであって、またこの液晶表示パネル２２の位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣは、４５０ｎｍとなるように設定した。
【００３６】
また、前記液晶表示パネル２２の視認側に、偏光板２３としてＳＲ−１８６２ＡＰ（住友化学工業社製）を、前記偏光板２３の偏光軸が前記液晶表示パネル２２の視認側の配向膜の配向軸との交差角が９０°となるように配設した。
【００３７】
さらに、前記液晶表示パネル２２の裏側に、偏光板２４としてＳＲ−１８６２ＡＰ（住友化学工業社製）を、前記偏光板２４の偏光軸が前記液晶表示パネルの裏側の配向膜の配向軸との交差角が０°となるように配設し、この裏側の偏光板２４の裏側にバックライトユニットを配設した。
【００３８】
そして、本実施例の液晶表示装置および従来の液晶表示装置２１を１／４Ｄｕｔｙ−１／３Ｂｉａｓの条件によって駆動させたところ、本実施例によれば、電圧の非印加時には黒色表示、印加時には白色表示のネガ表示を行うことができた。このとき、液晶の電圧印加に対する応答速度は６０ｍｓであり、黒表示と白表示とのコントラスト比は４０：１であった。この結果、液晶の応答速度がよく、かつコントラストがよい良好な視認性の画像を表示することができた。一方、従来例によれば、電圧の非印加時には褐色表示、印加時には白色表示のネガ表示を行うことができた。このとき、液晶２２の電圧印加に対する応答速度は６５ｍｓであり、褐色表示と白色表示とのコントラスト比は７：１であった。この結果、液晶の応答速度は速いが、コントラスト比が低く、良好な視認性の表示を行うことができなかった。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明に係る液晶表示装置によれば、液晶の応答速度を速くすることと、液晶表示装置の表示における輝度を向上させ、コントラストのよい表示を行うこととを両立させることができ、これにより、本液晶表示装置において良好な画像のネガ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を示す概略断面図
【図２】図１に示す液晶表示装置の各光学系の軸配置を示す概念図
【図３】図１に示す液晶表示装置の位相差板を示す概略断面図
【図４】従来の液晶表示装置の各光学系の軸配置を示す概念図
【符号の説明】
１　液晶表示装置
２　液晶表示パネル
３ａ，３ｂ　透明基板
４ａ，４ｂ　配向膜
６　液晶
８　偏光板
９　位相差板
１０　楕円偏光板
１２　透明フィルム
１３　液晶性高分子フィルム
１５　偏光板
１７　バックライトユニット

Claims

ＴＮ型の液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルの視認側および裏側に偏光板が配設されてなり、前記液晶表示パネルに封入された液晶のうち所定画素の液晶に電圧を印加することにより白表示を行う液晶表示装置において、
前記液晶表示パネルと前記視認側の偏光板または前記裏側の偏光板との間に、ツイスト角が前記液晶表示パネルの液晶のツイスト角とほぼ同じに設定されたねじれ補償体が配設され、前記液晶表示パネルの位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが２５０〜４８０ｎｍに設定され、前記液晶表示パネルにおける前記ねじれ補償体側の配向膜の配向軸と前記ねじれ補償体における前記液晶表示パネル側の配向軸との交差角が８０〜１００°となるように設定されていることを特徴とする液晶表示装置。