JP2004233889A

JP2004233889A - Liquid crystal display

Info

Publication number: JP2004233889A
Application number: JP2003025081A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hayata; 祐二早田
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the display with optimum contrast, in particular, at the viewing angles in downward and lateral directions of a liquid crystal display and to obtain good visibility in a liquid crystal display using a field sequential method. <P>SOLUTION: The display is equipped with: a first liquid crystal display element 1 in which a TN liquid crystal 114 is sealed; and a second liquid crystal display element 2 which is simultaneously driven with the first liquid crystal element 1. In each of a first liquid crystal panel 3 and a second liquid crystal display panel 4, the TN liquid crystal layers 114, 115 are specified to have 1.5 to 3.0 μm layer thickness d<SB>LC</SB>and 300 to 600 nm phase difference Δn<SB>LC</SB>×d<SB>LC</SB>. The crossing angle between the aligning axis of the alignment layer 108 disposed in the viewing side of the first liquid crystal display panel 3 and the aligning axis of the alignment layer 110 disposed in the viewing side of the second liquid crystal display panel 4 is controlled to 50 to 90°. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶を利用したディスプレイに使用される液晶表示装置に係り、特に、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）型液晶を用いたフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において広視野角を確保するとともに、良好なコントラストを示すことのできる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高精細なカラー表示が可能な液晶表示装置として、例えば、特許文献１に示すようなフィールドシーケンシャル方式を用いたカラー液晶表示装置（以下、ＦＳ液晶表示装置と記す。）が多く利用されている。
【０００３】
このＦＳ液晶表示装置は、間隔を隔ててほぼ平行に配置された一対の透明基板、各透明基板の対向面にそれぞれ形成された一対の透明電極、各透明電極上にそれぞれ形成された一対の配向膜、各透明基板間を所定の間隔で維持しつつその周縁を接合し封止するシール材およびその封入空間内に封入された液晶から構成された液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを挟持する一対の偏光板と、複数の単位色、例えば赤、緑、青の光源色の３色を選択的に発光するバックライトユニットとを備えている。
【０００４】
このフィールドシーケンシャル方式を用いたカラー表示の原理は、前記液晶表示パネルをその背面側から照射する前記バックライトユニットの各色の発光に同期させて特定フィールドを選択的に透光可能に開口させる光シャッタとして用いるとともに、前記バックライトユニットの３色の発光を高速度で切換えることにより、３色のそれぞれの表示パターンを高速で連続的に時分割方式で重ねて表示して所望のカラー表示を行なうというものである。前記液晶表示パネルの光シャッタとしての作用をより詳しく説明すれば、カラー表示を行う特定フィールドの各１画素を構成する前記一対の透明基板に形成された透明電極に対し、選択的に電圧を印加することにより、当該特定フィールドの液晶の分子配列を変化させ、当該特定フィールドでのみ光の透過率を変化させるように作用することとなる。
【０００５】
例えば、ある特定フィールドの１画素を赤で表示したいとき、赤のバックライトユニットの点灯・発光時には光を透過させ、他の緑および青のバックライトユニットの点灯・発光時には光を遮光させるようにする。
【０００６】
ところで、一般的に、液晶表示装置には、高速応答性、高コントラスト、高精細表示、広視野角といった特性が求められる。前述のようにしてカラー表示を行うＦＳ液晶表示装置においては、バックライトユニットの赤、緑、青の各色の切換周波数は、通常時が６０Ｈｚである場合には、その３倍の１８０Ｈｚで切換えなければならず、特に、高速応答化が要求されている。
【０００７】
また、ＦＳ液晶表示装置は、赤、緑、青の３色のカラーフィルターを用いてカラー表示する液晶表示装置と同じ面積で３倍の画素を表現できるため、高精細な表示が可能となる。そのため、駅や空港等の各種案内表示板やメッセージボードといった比較的大型の表示装置として用いられることも多く、その場合には、観者が見上げる位置に配置されることや、観者が表示装置の画面を必ずしも正面から視認できるとは限らないこと等を勘案し、特に、液晶表示装置の画面に対する下方からの視角や左右両方向からの視角に対しても良好な視認性（高コントラスト）を示す広視野角化が要求されている。
【０００８】
これらの要求に対し、近年では、例えば、液晶が封止されることとなる一対の透明基板間を低ギャップに形成して高速応答化させたり、液晶表示パネルに封入する液晶としてＴＮ型液晶を用い、その液晶表示パネルを挟持するようにして２枚の偏光板をその偏光軸を直交させて配置した液晶表示装置においては、液晶がより規則正しく配列する垂直配向時に光を遮光させるべく、液晶表示パネルを簡略図示した図１５（１）に示すように、オフ電圧印加時は液晶はねじれ配向となって光を透過させ、図１５（２）に示すように、オン電圧印加時は液晶は垂直配向となって光を遮光するノーマリーホワイトモードを採用して高コントラスト化させることがなされている。なお、液晶表示パネルを簡略図示した図１５中、３０１は視認側の透明基板、３０２は反視認側の透明基板、３０３は液晶層、３０４はブラックマスクを示す。
【０００９】
このノーマリーホワイトモードを採用した液晶表示装置においては、前述のように、ある特定フィールドの１画素を赤で表示したいとき、赤のバックライトユニットの点灯・発光時には、当該１画素に対応する前記透明電極にオフ電圧を印加して光を透過させ、他の緑および青のバックライトユニットの点灯・発光時には、当該１画素に対応する前記透明電極にオン電圧を印加して光を遮光させることとなる。
【００１０】
そして、前記広視野角化の要求に対しては、例えば、特許文献２に示すような、広視野角の表示を目的とする偏光膜（以下、広視野角偏光板と略記する。）が開発・研究されている。
【００１１】
また、ノーマリーホワイトモードの広視野角化として、富士写真フイルム社製のディスコチック液晶をハイブリッド配向させた液晶ポリマー補償フィルム（ＷＶフィルム）や新日本石油社製のネマチック液晶をハイブリッド配向させたもの（ＮＨフィルム）が知られており、ＷＶフィルムにおいては偏光板と一体型の広視野角偏光板が市販されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−３０３８４６号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２９４３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後述する比較例（従来例）にも示すように、公衆表示用の液晶表示装置の視野角としては未だ十分なものではなかった。
【００１４】
そこで、本発明はこのような点に鑑み、フィールドシーケンシャル方式を採用する液晶表示装置において、特に、液晶表示装置の下方向および左右両方向の視角からの最適なコントラストの表示を可能とし、良好な視認性を得る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。
【００１５】
【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に係る液晶表示装置の特徴は、液晶表示素子の反視認側に複数の単位色を選択的に切り換えて発光するバックライトユニットを備え、前記液晶表示素子の画素毎の透光を前記バックライトユニットからの各単位色の発光に同期させて選択的に制御し、各単位色のそれぞれの表示パターンを高速で連続的に時分割方式で重ねて表示して所望の表示を行なう液晶表示装置であって、配向膜が形成された面を対向させて間隔を隔ててほぼ平行に配置された一対の透明基板間にＴＮ型液晶が封入された第１液晶表示パネルおよび前記第１液晶表示パネルを挟持するように偏光軸を直交させて配置された２枚の偏光板からなる第１液晶表示素子と、配向膜が形成された面を対向させて間隔を隔ててほぼ平行に配置された一対の透明基板間にＴＮ型液晶が封入された第２液晶表示パネルおよび前記第２液晶表示パネルを挟持するように偏光軸を直交させて配置された２枚の偏光板からなり、前記第１液晶表示素子の反視認側に配設され、前記第１液晶表示素子と同一に駆動される第２液晶表示素子とを備え、前記第１液晶表示パネルおよび第２液晶表示パネルはそれぞれ、前記液晶の層厚ｄ_ＬＣが１．５〜３．０μｍ、位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが３００〜６００ｎｍとされ、前記第１液晶表示パネルの視認側に配置される配向膜の配向軸と前記第２液晶表示パネルの視認側に配置される配向膜の配向軸との公差角が５０〜９０°とされている点にある。
【００１６】
このような構成を採用することにより、液晶表示装置の下方向および左右両方向からの視角に対して最良のコントラストを得て、極めて良好な視認性を得ることができ、広視野角化を実現することができる。
【００１７】
また、請求項２に係る液晶表示装置の特徴は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１液晶表示パネルおよび第２液晶表示パネルにはそれぞれ、前記画素間を遮光する遮光膜が配設されている点にある。
【００１８】
このような構成を採用することにより、カラー表示時における光漏れを防止することができ、コントラストを向上させることが可能となる。
【００１９】
さらに、請求項３に係る液晶表示装置の特徴は、請求項１または２に記載の液晶表示装置において、前記バックライトユニットは、赤、青、緑の発光ダイオードを有する点にある。
【００２０】
このような構成を採用することにより、カラー表示時における輝度を十分に確保することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、厚み方向に積層された２枚の液晶表示素子１，２を有したＦＳ液晶表示装置である。
【００２２】
本実施形態のＦＳ液晶表示装置の前記各液晶表示素子１、２はそれぞれ、９０°のツイスト角を有するＴＮ型液晶が封入された液晶表示パネル３、４と、２枚ずつの偏光板５，６、７，８とから構成されている。
【００２３】
より詳しく説明すると、前記各液晶表示パネル３、４は、間隔を隔ててほぼ並行に配置された２枚のガラスのような材質からなる透明基板１００，１０１、１０２，１０３を有している。各透明基板１００、１０１、１０２、１０３上には、それぞれ透明電極１０４、１０５、１０６、１０７と、前記透明電極１０４、１０５、１０６、１０７に印加される電圧に応じて液晶分子の配向を制御する配向膜１０８、１０９、１１０、１１１とが積層形成されており、各液晶表示パネル３、４を構成するそれぞれ２枚の透明基板１００，１０１、１０２，１０３はそれぞれの前記配向膜１０８、１０９、１１０、１１１の形成面を対向させた状態でその周縁をシール材１１２、１１３により接合され密閉されている。この透明基板１００，１０１、１０２，１０３とシール材１１２、１１３により囲繞された密閉空間には、ツイスト角を９０°とし、位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが３００〜６００ｎｍ、好ましくは３５０〜５００ｎｍに設定されたＴＮ型液晶１１４、１１５が封入され、液晶層とされている。
【００２４】
また、前記各液晶表示パネル３，４は、前記液晶層厚ｄ_ＬＣが１．５〜３．０μｍ、好ましくは１．５〜２．５μｍに設定されている。液晶層厚ｄ_ＬＣが１．５μｍよりも小さくなると液晶表示パネルの製造が困難になり、３．０μｍを超えると応答速度が遅くなるためである。
【００２５】
また、視認側に配設された液晶表示素子（以下、第１液晶表示素子と称する。）１を構成する液晶表示パネル（以下、第１液晶表示パネルと称する。）３の視認側に配置される配向膜１０８の配向軸と、反視認側に配設された液晶表示素子（以下、第２液晶表示素子と称する。）２を構成する液晶表示パネル（以下、第２液晶表示パネルと称する。）４の視認側に配置される配向膜１１０の配向軸との公差角は５０〜９０°、好ましくは、５０〜８５°に設定されている。この公差角が５０°よりも小さくなると透過率が小さくなってしまい、９０°を超えると広角視野化の効果が小さくなるためである。
【００２６】
また、前記各液晶表示パネル３、４の内部には、各液晶表示素子１、２の画素間を遮光する遮光膜１１６、１１７が配設されている。このように遮光膜１１６、１１７を画素間に形成することにより、カラー表示時における光漏れを防止することができ、コントラストを向上させることが可能となる。
【００２７】
また、前記偏光板５，６、７，８は、前記各液晶表示素子１、２においてそれぞれ前記各液晶表示パネル３、４を挟持するようにして、その偏光軸を直交させて配置されており、各液晶表示パネル３、４の視認側に配設される偏光板１０８、１１０の偏光軸は、それぞれの液晶表示パネル３、４の視認側に配設された透明基板１００、１０２の配向軸と直交し、かつ、各液晶表示パネル３、４の反視認側に配設される偏光板１０９、１１１の偏光軸は、それぞれの液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された透明基板１０１、１０３の配向軸と直交するように配設されている。なお、前記偏光板５、６、７、８として、前記広視野角偏光板を用いることも可能である。
【００２８】
さらに、本実施形態の液晶表示装置は、前記第２液晶表示素子２の反視認側に、光源としての赤、青、緑の発光ダイオードを有し、前記発光ダイオードの各単位色を選択的に切り換えて発光するバックライトユニット（図示せず）が配設されている。このように、バックライトユニットに発光ダイオードを用いることにより、普通の蛍光表示管（ＶＦＤ）等を用いる場合よりも輝度を確保することができ、良好なカラー表示を行うことができる。
【００２９】
そして、前記第１液晶表示素子１および第２液晶表示素子２の画素毎の透光を前記バックライトユニットからの各色の発光に同期させて選択的、且つ、同一に駆動制御し、各単位色のそれぞれの表示パターンを高速で連続的に時分割方式で重ねて表示して所望のカラー表示を行なうように構成されている。
【００３０】
本実施形態の液晶表示装置のように、ＴＮ型液晶を封入した前記第１液晶表示素子１と第２液晶表示素子２とを、第１液晶表示パネル３の視認側に配置される配向膜１０８の配向軸と、第２液晶表示パネル４の視認側に配置される配向膜の配向軸１１０との公差角が５０〜９０°、好ましくは５０〜８５°となるように配置した構成とすることで、液晶表示装置の下方向および左右両方向からの視角に対して最良のコントラストを得て、極めて良好な視認性を得ることができ、広視野角化を実現するものとなる。以下に、前述した本実施形態の液晶表示装置の具体的な実施例を示し、従来の仕様の液晶表示装置（比較例）と比較して説明する。
【００３１】
［実施例１］
本実施例の液晶表示装置は、厚み方向に積層された２枚の液晶表示素子１、２を有した液晶表示装置である。前記液晶表示装置においては、前記液晶１１４、１１５は９０°の左ツイストで、液晶層厚ｄ_ＬＣ＝２μｍ、位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣ＝４１０ｎｍとなるように設定されており、図２に示すように、第１液晶表示パネル３の視認側に配置される透明基板１００の配向膜１０８の配向軸と、第２液晶表示パネル４の視認側に配置される透明基板１０２の配向膜１１０の配向軸との公差角を８０°に設定されている。
【００３２】
また、前記第１液晶表示パネル３の視認側に配置された偏光板（第１偏光板）５と反視認側に配置された偏光板（第２偏光板）６、および第２液晶表示パネル４の視認側に配置された偏光板（第３偏光板）７と反視認側に配置された偏光板（第４偏光板）８は、それぞれ偏光軸を直交させて配置されている。
【００３３】
さらに、各液晶表示パネル３、４の視認側に配設された第１偏光板５および第３偏光板７の偏光軸は、それぞれの液晶表示パネル３、４の視認側に配設された透明基板１００、１０２の配向膜１０８、１１０の配向軸と直交し、かつ、各液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された第２偏光板６および第４偏光板８の偏光軸は、それぞれの液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された透明基板１０１、１０３の配向膜１０９、１１１の配向軸と直交するように配設されている。
【００３４】
なお、前記第１液晶表示素子１および第２液晶表示素子２を構成する前記第１偏光板５乃至第４偏光板８としては、いずれもニュートラルな偏光板（ポラテクノ社製商品：ＳＫＮ−１８２４３Ｔ）を使用した。
【００３５】
この液晶表示装置を試料とし、１８０Ｈｚでスタティック駆動させた場合における、コントラストの視野角依存性を図３に示す。
【００３６】
図３中、同心円とされ、１０°間隔で０〜５０°まで示された円状のラインは、液晶表示装置の表示面の法線からの傾き角（θ）を示しており、同図の中心点から放射状に延在し、同図を１２分割するラインは、液晶表示装置の表示面の３時方向を０°と仮定した場合における反時計方向の角度（φ）を示している（以下の実施例および比較例における図５，７，９，１１，１３，１４において同じ）。
【００３７】
この結果、本実施例の液晶表示装置は、観者の視線をφ１８０〜３６０°（図３における下方向）の領域でθ０〜５０°とするまでにおいて、大方のところで２００以上のコントラスト比を得て、良好なカラー表示の視認性を示すことができ、広視野角化を実現するものとなった。
【００３８】
また、本実施例の液晶表示装置の応答速度は２ｍｓであった。
【００３９】
なお、ここでいう応答速度とは、前記透明電極に対してオン・オフの電圧を印加したときに、透過光が所定値に達するまでの時間である（以下の実施例および比較例において同じ）。
【００４０】
［実施例２］
本実施例の液晶表示装置は、厚み方向に積層された２枚の液晶表示素子１、２を有した液晶表示装置である。前記実施例の液晶表示装置においては、前記液晶１１４、１１５は９０°の左ツイストで、液晶層厚ｄ_ＬＣ＝２μｍ、位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣ＝４１０ｎｍとなるように設定されており、図４に示すように、第１液晶表示パネル３の視認側に配置される透明基板１００の配向膜１０８の配向軸と、第２液晶表示パネル４の視認側に配置される透明基板１０２の配向膜１１０の配向軸との公差角を７０°に設定されている。
【００４１】
また、前記第１液晶表示パネル３の視認側に配置された第１偏光板５と反視認側に配置された第２偏光板６、および第２液晶表示パネル４の視認側に配置された第３偏光板７と反視認側に配置された第４偏光板８は、それぞれ偏光軸を直交させて配置されている。
【００４２】
さらに、各液晶表示パネル３、４の視認側に配設された第１偏光板５および第３偏光板７の偏光軸は、それぞれの液晶表示パネル３、４の視認側に配設された透明基板１００、１０２の配向膜１０８、１１０の配向軸と直交し、かつ、各液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された第２偏光板６および第４偏光板の偏光軸８は、それぞれの液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された透明基板１０１、１０３の配向膜１０９、１１１の配向軸と直交するように配設されている。
【００４３】
なお、前記第１液晶表示素子１および第２液晶表示素子２を構成する前記第１偏光板５乃至第４偏光板８としては、いずれもニュートラルな偏光板（ポラテクノ社製商品：ＳＫＮ−１８２４３Ｔ）を使用した。
【００４４】
この液晶表示装置を試料とし、１８０Ｈｚでスタティック駆動させた場合における、コントラストの視野角依存性を図５に示す。
【００４５】
この結果、本実施例の液晶表示装置は、観者の視線をφ１６５〜３７５（１５）°（図５における略下方向）の領域でθ０〜５０°とするまでにおいて、大方のところで２００以上のコントラスト比を得て、良好なカラー表示の視認性を示すことができ、広視野角化を実現するものとなった。
【００４６】
また、本実施例の液晶表示装置の応答速度は２ｍｓであった。
【００４７】
［実施例３］
本実施例の液晶表示装置は、厚み方向に積層された２枚の液晶表示素子１、２を有した液晶表示装置である。前記実施例の液晶表示装置においては、前記液晶１１４、１１５は９０°の左ツイストで、液晶層厚ｄ_ＬＣ＝２μｍ、位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣ＝４１０ｎｍとなるように設定されており、図６に示すように、第１液晶表示パネル３の視認側に配置される透明基板１００の配向膜１０８の配向軸と、第２液晶表示パネル４の視認側に配置される透明基板１０２の配向膜１１０の配向軸との公差角を６０°に設定されている。
【００４８】
また、前記第１液晶表示パネル３の視認側に配置された第１偏光板５と反視認側に配置された第２偏光板６、および第２液晶表示パネル４の視認側に配置された第３偏光板７と反視認側に配置された第４偏光板８は、それぞれ偏光軸を直交させて配置されている。
【００４９】
さらに、各液晶表示パネル３、４の視認側に配設された第１偏光板５および第３偏光板７の偏光軸は、それぞれの液晶表示パネル３、４の視認側に配設された透明基板１００、１０２の配向膜１０８、１１０の配向軸と直交し、かつ、各液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された第２偏光板６および第４偏光板の偏光軸８は、それぞれの液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された透明基板１０１、１０３の配向膜１０９、１１１の配向軸と直交するように配設されている。
【００５０】
なお、前記第１液晶表示素子１および第２液晶表示素子２を構成する前記第１偏光板５乃至第４偏光板８としては、いずれもニュートラルな偏光板（ポラテクノ社製商品：ＳＫＮ−１８２４３Ｔ）を使用した。
【００５１】
この液晶表示装置を試料とし、１８０Ｈｚでスタティック駆動させた場合における、コントラストの視野角依存性を図７に示す。
【００５２】
この結果、本実施例の液晶表示装置は、観者の視線をφ１６５〜３７５（１５）°（図７における略下方向）の領域でθ０〜５０°とするまでにおいて２００以上のコントラスト比をほぼ確実に得るとともに、残りの領域（図７における略上方向）においても、例えば、φ４５〜７５°、φ１０５〜１３５°の領域ではθ０〜５０°とするまでにおいて２００以上のコントラスト比を得て、良好なカラー表示の視認性を示すことができ、広視野角化を実現するものとなった。
【００５３】
また、本実施例の液晶表示装置の応答速度は２ｍｓであった。
【００５４】
［実施例４］
本実施例の液晶表示装置は、厚み方向に積層された２枚の液晶表示素子１、２を有した液晶表示装置である。前記実施例の液晶表示装置においては、前記液晶は９０°の左ツイストで、液晶層厚ｄ_ＬＣ＝２μｍ、位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣ＝４１０ｎｍとなるように設定されており、図８に示すように、第１液晶表示パネル３の視認側に配置される透明基板１００の配向膜１０８の配向軸と、第２液晶表示パネル４の視認側に配置される透明基板１０２の配向膜１１０の配向軸との公差角を９０°に設定されている。
【００５５】
また、前記第１液晶表示パネル３の視認側に配置された第１偏光板５と反視認側に配置された第２偏光板６、および第２液晶表示パネル４の視認側に配置された第３偏光板７と反視認側に配置された第４偏光板８は、それぞれ偏光軸を直交させて配置されている。
【００５６】
さらに、各液晶表示パネル３、４の視認側に配設された第１偏光板５および第３偏光板７の偏光軸は、それぞれの液晶表示パネル３、４の視認側に配設された透明基板１００、１０２の配向膜１０８、１１０の配向軸と直交し、かつ、各液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された第２偏光板６および第４偏光板の偏光軸８は、それぞれの液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された透明基板１０１、１０３の配向膜１０９、１１１の配向軸と直交するように配設されている。
【００５７】
なお、前記第１液晶表示素子１および第２液晶表示素子２を構成する前記第１偏光板５乃至第４偏光板８としては、いずれもニュートラルな偏光板（ポラテクノ社製商品：ＳＫＮ−１８２４３Ｔ）を使用した。
【００５８】
この液晶表示装置を試料とし、１８０Ｈｚでスタティック駆動させた場合における、コントラストの視野角依存性を図９に示す。
【００５９】
この結果、本実施例の液晶表示装置は、観者の視線をφ１８０〜３６０°（図９における下方向）の領域でθ０〜５０°とするまでにおいて２００以上のコントラスト比を得て、まずまず良好なカラー表示の視認性を示すことができ、広視野角化を実現するものとなった。
【００６０】
また、本実施例の液晶表示装置の応答速度は２ｍｓであった。
【００６１】
［実施例５］
本実施例の液晶表示装置は、厚み方向に積層された２枚の液晶表示素子１、２を有した液晶表示装置である。前記実施例の液晶表示装置においては、前記液晶は９０°の左ツイストで、液晶層厚ｄ_ＬＣ＝２μｍ、位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣ＝４１０ｎｍとなるように設定されており、図１０に示すように、第１液晶表示パネル３の視認側に配置される透明基板１００の配向膜１０８の配向軸と、第２液晶表示パネル４の視認側に配置される透明基板１０２の配向膜１１０の配向軸との公差角を５０°に設定されている。
【００６２】
また、前記第１液晶表示パネル３の視認側に配置された第１偏光板５と反視認側に配置された第２偏光板６、および第２液晶表示パネル４の視認側に配置された第３偏光板７と反視認側に配置された第４偏光板８は、それぞれ偏光軸を直交させて配置されている。
【００６３】
さらに、各液晶表示パネル３、４の視認側に配設された第１偏光板５および第３偏光板７の偏光軸は、それぞれの液晶表示パネル３、４の視認側に配設された透明基板１００、１０２の配向膜１０８、１１０の配向軸と直交し、かつ、各液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された第２偏光板６および第４偏光板の偏光軸８は、それぞれの液晶表示パネル３、４の反視認側に配設された透明基板１０１、１０３の配向膜１０９、１１１の配向軸と直交するように配設されている。
【００６４】
なお、前記第１液晶表示素子１および第２液晶表示素子２を構成する前記第１偏光板５乃至第４偏光板８としては、いずれも広視野角偏光板（ポラテクノ社製商品：ＳＫＮ−１８２４３ＷＬ）を使用した。
【００６５】
この液晶表示装置を試料とし、１８０Ｈｚでスタティック駆動させた場合における、コントラストの視野角依存性を図１１に示す。
【００６６】
この結果、本実施例の液晶表示装置は、観者の視線をφ０〜３６０°でθ０〜５０°のいずれの方向とした場合においても、ほぼ確実に２００以上のコントラスト比を得て、すこぶる良好なカラー表示の視認性を示すことができ、広視野角化を実現するものとなった。
【００６７】
また、本実施例の液晶表示装置の応答速度は２ｍｓであった。
【００６８】
［比較例（従来例）１］
本比較例の液晶表示装置は、１枚の液晶表示パネル２００と、この液晶表示パネル１１８を挟持する一対の偏光板２０１、２０２を有した液晶表示装置である。前記液晶表示パネル２００自体の構成は、前記実施例における各液晶表示パネル３、４と基本的に同様に構成されており、当該比較例の液晶表示装置においても、前記液晶（図示せず）は９０°の左ツイストで、液晶層厚ｄ_ＬＣ＝２μｍ、位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣ＝４１０ｎｍとなるように設定されており、図１２に示すように、前記一対の偏光板２０１、２０２の偏光軸は直交するように配置されている。
【００６９】
さらに、液晶表示パネルの視認側に配設される偏光板２０１の偏光軸は、液晶表示パネル２００の視認側に配設された透明基板の配向膜（図示せず）の配向軸と直交し、かつ、反視認側に配設される偏光板２０２の偏光軸は、液晶表示パネルの反視認側に配設された透明基板の配向膜（図示せず）の配向軸と直交するように配設されている。
【００７０】
なお、前記一対の偏光板２０１、２０２としては、いずれもニュートラルな偏光板（ポラテクノ社製商品：ＳＫＮ−１８２４３Ｔ）を使用した。
【００７１】
この液晶表示装置を試料とし、１８０Ｈｚでスタティック駆動させた場合における、コントラストの視野角依存性を図１３に示す。
【００７２】
この結果、本比較例の液晶表示装置においては、２００以上のコントラスト比を得ることのできる視角領域が、φ３０°付近におけるθ０〜３０°の範囲、φ１６０°付近におけるθ０〜４０°の範囲およびφ１８０〜３６０°におけるφ０〜１５乃至２０°の範囲にほぼ限られており、非常に狭い視野角であった。
【００７３】
［比較例（従来例）２］
本比較例の液晶表示装置は、前述した比較例１の液晶表示装置と略同様の構成を有するが、前記一対の偏光板２０１、２０２として、いずれも広視野角偏光板（ポラテクノ社製商品：ＳＫＮ−１８２４３ＷＬ）を使用した点で異なるものである。
【００７４】
この液晶表示装置を試料とし、１８０Ｈｚでスタティック駆動させた場合における、コントラストの視野角依存性を図１４に示す。
【００７５】
この結果、本比較例の液晶表示装置においては、２００以上のコントラスト比を得ることのできる視角領域は、前記比較例１よりは広くなったものの、例えば、θ５０°の場合はφ３７〜４５°の一方向、θ４０°の場合はφ３０〜５０°、φ１３５〜１５０°、φ２１５〜２５０°およびφ３００〜３３０°の僅か四方向においてしか得ることができず、その視野角は未だ十分なものではなかった。
【００７６】
これらの実験から、ＴＮ型液晶１１４、１１５を封入した前記第１液晶表示素子１と第２液晶表示素子２とを、第１液晶表示パネル３の視認側に配置される透明基板１００の配向膜１０８の配向軸と、第２液晶表示パネル４の視認側に配置される透明基板１０２の配向膜１１０の配向軸との公差角が５０〜９０°、好ましくは５０〜８５°となるように配置した構成とすることで、特に、下方向および左右両方向の視角からのコントラストを良好なものとすることができることがわかった。また、その際に、偏光板５、６、７、８として広視野角偏光板を用いることにより、その効果は倍増することもわかった。
【００７７】
そして、このようにして広視野角化が実現された液晶表示装置であれば、駅や空港等の各種案内表示板やメッセージボードといった比較的大型の表示装置として、観者が見上げる位置に配置されような場合であっても、良好なカラー表示の視認性（高コントラスト）を示すことができる。
【００７８】
なお、本発明は、前述した実施形態および実施例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。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、下方向あるいは左右両方向からであっても、その視角からの最適なコントラストの表示を可能とし、高精細で、良好な視認性を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の液晶表示装置の積層構造を示す縦断面図
【図２】実施例１の液晶表示装置を構成する各偏光板の偏光軸と各液晶表示パネルの視認側および反視認側の配向膜の配光軸の軸配置図
【図３】実施例１の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性を示す図
【図４】実施例２の液晶表示装置を構成する各偏光板の偏光軸と各液晶表示パネルの視認側および反視認側の配向膜の配光軸の軸配置図
【図５】実施例２の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性を示す図
【図６】実施例３の液晶表示装置を構成する各偏光板の偏光軸と各液晶表示パネルの視認側および反視認側の配向膜の配光軸の軸配置図
【図７】実施例３の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性を示す図
【図８】実施例４の液晶表示装置を構成する各偏光板の偏光軸と各液晶表示パネルの視認側および反視認側の配向膜の配光軸の軸配置図
【図９】実施例４の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性を示す図
【図１０】実施例５の液晶表示装置を構成する各偏光板の偏光軸と各液晶表示パネルの視認側および反視認側の配向膜の配光軸の軸配置図
【図１１】実施例５の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性を示す図
【図１２】比較例（従来例）１の液晶表示装置を構成する偏光板の偏光軸と液晶表示パネルの視認側および反視認側の配向膜の配向軸の軸配置図
【図１３】比較例（従来例）１の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性を示す図
【図１４】比較例（従来例）２の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性を示す図
【図１５】オン・オフの電圧を印加したときの液晶の配列と光の透過状態を示す説明図
【符号の説明】
１第１液晶表示素子
２第２液晶表示素子
３第１液晶表示パネル
４第２液晶表示パネル
５第１偏光板
６第２偏光板
７第３偏光板
８第４偏光板
１００第１液晶表示パネルの視認側透明基板
１０１第１液晶表示パネルの反視認側透明基板
１０２第２液晶表示パネルの視認側透明基板
１０３第２液晶表示パネルの反視認側透明基板
１０８第１液晶表示パネルの視認側透明基板の配向膜
１１０第２液晶表示パネルの視認側透明基板の配向膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device used for a display using a liquid crystal, and more particularly to a wide field angle liquid crystal display device using a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal and a good contrast. The present invention relates to a liquid crystal display device capable of indicating the following.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, as a liquid crystal display device capable of high-definition color display, for example, a color liquid crystal display device (hereinafter, referred to as an FS liquid crystal display device) using a field sequential system as disclosed in Patent Document 1 has been widely used. I have.
[0003]
This FS liquid crystal display device has a pair of transparent substrates arranged substantially in parallel at an interval, a pair of transparent electrodes formed on opposing surfaces of each transparent substrate, and a pair of alignments respectively formed on each transparent electrode. A liquid crystal display panel composed of a sealing material for joining and sealing the periphery thereof while maintaining the film and each transparent substrate at a predetermined interval, and a liquid crystal sealed in the sealing space, and sandwiches the liquid crystal display panel. The backlight unit includes a pair of polarizing plates and a backlight unit that selectively emits a plurality of unit colors, for example, three colors of red, green, and blue light source colors.
[0004]
The principle of the color display using the field sequential method is that an optical shutter for selectively opening a specific field so as to be capable of transmitting light in synchronization with light emission of each color of the backlight unit that irradiates the liquid crystal display panel from the back side thereof. In addition, by switching the light emission of the three colors of the backlight unit at a high speed, the display patterns of the three colors are continuously displayed at a high speed in a time-division manner to perform a desired color display. Things. The operation of the liquid crystal display panel as an optical shutter will be described in more detail. A voltage is selectively applied to the transparent electrodes formed on the pair of transparent substrates constituting one pixel of each specific field for performing color display. This changes the molecular arrangement of the liquid crystal in the specific field and acts to change the light transmittance only in the specific field.
[0005]
For example, when one pixel in a certain field is to be displayed in red, light is transmitted when the red backlight unit is turned on and emits light, and light is shielded when the other green and blue backlight units are turned on and emit light. I do.
[0006]
In general, a liquid crystal display device is required to have characteristics such as high-speed response, high contrast, high definition display, and a wide viewing angle. In the FS liquid crystal display device that performs color display as described above, the switching frequency of each color of red, green, and blue of the backlight unit must be switched at 180 Hz, which is three times the normal frequency of 60 Hz. In particular, high-speed response is required.
[0007]
In addition, the FS liquid crystal display device can express three times as many pixels in the same area as a liquid crystal display device that performs color display using three color filters of red, green, and blue, so that high-definition display is possible. Therefore, it is often used as a relatively large display device such as a variety of information display boards and message boards at stations and airports, in which case, it is arranged at a position where a viewer looks up, or the viewer In view of the fact that the screen of the liquid crystal display device is not always visible from the front, a good visibility (high contrast) is exhibited particularly with respect to the viewing angle from below and the viewing angle from both the left and right directions with respect to the screen of the liquid crystal display device. A wide viewing angle is required.
[0008]
In response to these requirements, in recent years, for example, a TN-type liquid crystal has been used as a liquid crystal to be sealed in a liquid crystal display panel, for example, by forming a gap between a pair of transparent substrates in which a liquid crystal is to be sealed with a low gap to achieve high-speed response. In a liquid crystal display device in which two polarizing plates are arranged with their polarization axes orthogonal to each other so as to sandwich the liquid crystal display panel, a liquid crystal display is used to shield light during vertical alignment in which liquid crystals are more regularly arranged. As shown in FIG. 15 (1), which is a simplified view of the panel, when an off-voltage is applied, the liquid crystal is twisted and transmits light, and as shown in FIG. 15 (2), when the on-voltage is applied, the liquid crystal is vertical. High contrast is achieved by employing a normally white mode in which light is blocked by alignment. Note that in FIG. 15 schematically illustrating the liquid crystal display panel, reference numeral 301 denotes a transparent substrate on the viewing side, 302 denotes a transparent substrate on the opposite viewing side, 303 denotes a liquid crystal layer, and 304 denotes a black mask.
[0009]
In the liquid crystal display device adopting the normally white mode, as described above, when one pixel in a specific field is to be displayed in red, and when the red backlight unit is turned on and emits light, the corresponding pixel corresponds to the pixel. Applying an off-voltage to the transparent electrode to transmit light, and applying on-voltage to the transparent electrode corresponding to the one pixel to block light when other green and blue backlight units are turned on and emitting light. It becomes.
[0010]
In response to the demand for a wide viewing angle, for example, a polarizing film (hereinafter abbreviated as a wide viewing angle polarizing plate) for displaying a wide viewing angle has been developed as shown in Patent Document 2.・ It is being studied.
[0011]
To increase the viewing angle of the normally white mode, a liquid crystal polymer compensation film (WV film) with hybrid alignment of discotic liquid crystal manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd. or a hybrid alignment of nematic liquid crystal manufactured by Nippon Oil Corporation (NH film) is known, and a wide viewing angle polarizing plate integrated with a polarizing plate is commercially available as a WV film.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-303846
[Patent Document 2]
JP-A-2002-22943
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in a comparative example (conventional example) described later, the viewing angle of the liquid crystal display device for public display has not been sufficient yet.
[0014]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and in a liquid crystal display device employing a field sequential system, it is possible to display an image with an optimum contrast particularly from a viewing angle in both a downward direction and a left and right direction of the liquid crystal display device. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of obtaining a property.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a feature of the liquid crystal display device according to claim 1 of the present invention is that a backlight unit that selectively switches a plurality of unit colors and emits light is provided on the opposite viewing side of the liquid crystal display element, The transmissivity of each pixel of the liquid crystal display element is selectively controlled in synchronization with the emission of each unit color from the backlight unit, and the respective display patterns of each unit color are continuously superimposed at high speed in a time-division manner. TN type liquid crystal is sealed between a pair of transparent substrates which are arranged substantially in parallel at intervals with the surfaces on which the alignment films are formed facing each other. The first liquid crystal display panel, and a first liquid crystal display element composed of two polarizing plates arranged so that the polarization axes are orthogonal to each other so as to sandwich the first liquid crystal display panel, face the surface on which the alignment film is formed. Almost flat at intervals A second liquid crystal display panel in which a TN type liquid crystal is sealed between a pair of transparent substrates disposed in the second liquid crystal display panel, and two polarizing plates disposed with their polarization axes orthogonal to each other so as to sandwich the second liquid crystal display panel. A second liquid crystal display element disposed on the opposite side of the first liquid crystal display element and driven in the same manner as the first liquid crystal display element, wherein the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel Respectively, the layer thickness d of the liquid crystal _LC Is 1.5 to 3.0 μm, and the phase difference value Δn _LC ・ D _LC Is 300 to 600 nm, and the tolerance angle between the alignment axis of the alignment film disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel and the alignment axis of the alignment film disposed on the viewing side of the second liquid crystal display panel is 50. ９０90 °.
[0016]
By adopting such a configuration, it is possible to obtain the best contrast with respect to the viewing angle from the downward direction and the left and right directions of the liquid crystal display device, obtain extremely good visibility, and realize a wide viewing angle. be able to.
[0017]
A feature of the liquid crystal display device according to claim 2 is that, in the liquid crystal display device according to claim 1, the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel each include a light-shielding film for shielding light between the pixels. It is located.
[0018]
By employing such a configuration, light leakage during color display can be prevented, and contrast can be improved.
[0019]
Further, a feature of the liquid crystal display device according to claim 3 is that, in the liquid crystal display device according to claim 1 or 2, the backlight unit has red, blue, and green light emitting diodes.
[0020]
By employing such a configuration, it is possible to sufficiently secure the luminance during color display.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device of the present embodiment is an FS liquid crystal display device having two liquid crystal display elements 1 and 2 stacked in a thickness direction.
[0022]
The liquid crystal display elements 1 and 2 of the FS liquid crystal display device of the present embodiment are respectively liquid crystal display panels 3 and 4 in which a TN type liquid crystal having a twist angle of 90 ° is sealed, and two polarizing plates 5 and 2 respectively. 6, 7, and 8.
[0023]
More specifically, each of the liquid crystal display panels 3 and 4 has two transparent substrates 100, 101, 102 and 103 made of a material such as glass, which are arranged substantially in parallel at an interval. On each of the transparent substrates 100, 101, 102 and 103, the transparent electrodes 104, 105, 106 and 107 are respectively controlled, and the alignment of the liquid crystal molecules is controlled according to the voltage applied to the transparent electrodes 104, 105, 106 and 107. And two transparent substrates 100, 101, 102, 103 constituting each of the liquid crystal display panels 3, 4 are respectively formed by the respective alignment films 108, 109. , 110, and 111 are joined and sealed by sealing materials 112 and 113 with their forming surfaces facing each other. In a sealed space surrounded by the transparent substrates 100, 101, 102, 103 and the sealing materials 112, 113, the twist angle is 90 °, and the phase difference value Δn _LC ・ D _LC Are set to 300 to 600 nm, preferably 350 to 500 nm, and TN type liquid crystals 114 and 115 are sealed to form a liquid crystal layer.
[0024]
Each of the liquid crystal display panels 3 and 4 has the liquid crystal layer thickness d. _LC Is set to 1.5 to 3.0 μm, preferably 1.5 to 2.5 μm. Liquid crystal layer thickness d _LC Is smaller than 1.5 μm, it is difficult to manufacture a liquid crystal display panel, and if it exceeds 3.0 μm, the response speed is reduced.
[0025]
In addition, the liquid crystal display panel (hereinafter, referred to as a first liquid crystal display panel) 3 constituting the liquid crystal display element (hereinafter, referred to as a first liquid crystal display element) 1 disposed on the viewing side is disposed on the viewing side. A liquid crystal display panel (hereinafter, referred to as a second liquid crystal display panel) constituting a liquid crystal display element (hereinafter, referred to as a second liquid crystal display element) 2 disposed on the opposite viewing side to the alignment axis of the alignment film 108. 4) The tolerance angle between the alignment film 110 and the alignment axis disposed on the viewing side is set to 50 to 90 °, preferably 50 to 85 °. If the tolerance angle is smaller than 50 °, the transmittance is reduced, and if it exceeds 90 °, the effect of widening the viewing angle is reduced.
[0026]
Further, inside each of the liquid crystal display panels 3 and 4, light shielding films 116 and 117 for shielding light between pixels of the liquid crystal display elements 1 and 2 are provided. By forming the light-shielding films 116 and 117 between pixels in this manner, light leakage during color display can be prevented, and contrast can be improved.
[0027]
The polarizing plates 5, 6, 7, and 8 are arranged so that the polarizing axes are orthogonal to each other so as to sandwich the liquid crystal display panels 3 and 4 in the liquid crystal display elements 1 and 2, respectively. The polarization axes of the polarizing plates 108 and 110 provided on the viewing side of the liquid crystal display panels 3 and 4 are the same as the alignment axes of the transparent substrates 100 and 102 provided on the viewing side of the liquid crystal display panels 3 and 4. And the polarizing axes of the polarizing plates 109 and 111 disposed on the anti-viewing side of each of the liquid crystal display panels 3 and 4 are transparent. They are disposed so as to be orthogonal to the orientation axes of the substrates 101 and 103. In addition, it is also possible to use the wide-viewing-angle polarizing plates as the polarizing plates 5, 6, 7, and 8.
[0028]
Furthermore, the liquid crystal display device of the present embodiment has red, blue, and green light emitting diodes as light sources on the anti-viewing side of the second liquid crystal display element 2, and selectively selects each unit color of the light emitting diodes. A backlight unit (not shown) that emits light by switching is provided. As described above, by using the light emitting diodes for the backlight unit, it is possible to secure more luminance than when a normal fluorescent display tube (VFD) or the like is used, and to perform favorable color display.
[0029]
Then, the light transmission of each pixel of the first liquid crystal display element 1 and the second liquid crystal display element 2 is selectively and identically controlled in synchronization with the emission of each color from the backlight unit, and each unit color is controlled. Are superimposed and displayed in a time-division manner continuously at a high speed to achieve a desired color display.
[0030]
As in the liquid crystal display device of the present embodiment, the first liquid crystal display element 1 and the second liquid crystal display element 2 in which TN type liquid crystal is sealed are connected to the alignment film 108 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3. And the alignment angle of the alignment axis of the second liquid crystal display panel 4 with the alignment axis 110 of the alignment film disposed on the viewing side of the second liquid crystal display panel 4 is 50 to 90 °, preferably 50 to 85 °. Thus, the best contrast can be obtained with respect to the viewing angle from both the lower direction and the left and right directions of the liquid crystal display device, extremely good visibility can be obtained, and a wide viewing angle can be realized. Hereinafter, specific examples of the above-described liquid crystal display device of the present embodiment will be described, and a description will be given in comparison with a liquid crystal display device of a conventional specification (comparative example).
[0031]
[Example 1]
The liquid crystal display device of the present embodiment is a liquid crystal display device having two liquid crystal display elements 1 and 2 stacked in the thickness direction. In the liquid crystal display device, the liquid crystals 114 and 115 have a 90 ° left twist and a liquid crystal layer thickness d. _LC = 2 μm, phase difference value Δn _LC ・ D _LC = 410 nm, and as shown in FIG. 2, the orientation axis of the orientation film 108 of the transparent substrate 100 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3 and the orientation axis of the second liquid crystal display panel 4. The tolerance angle of the transparent substrate 102 disposed on the viewing side with respect to the alignment axis of the alignment film 110 is set to 80 °.
[0032]
Further, a polarizing plate (first polarizing plate) 5 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3, a polarizing plate (second polarizing plate) 6 disposed on the opposite viewing side, and a second liquid crystal display panel 4. The polarizing plate (third polarizing plate) 7 arranged on the viewing side and the polarizing plate (fourth polarizing plate) 8 arranged on the anti-viewing side are arranged with their polarization axes orthogonal to each other.
[0033]
Furthermore, the polarization axes of the first polarizing plate 5 and the third polarizing plate 7 provided on the viewing side of each of the liquid crystal display panels 3 and 4 are the same as those of the transparent axes provided on the viewing side of the respective liquid crystal display panels 3 and 4. The polarizing axes of the second polarizing plate 6 and the fourth polarizing plate 8 that are orthogonal to the alignment axes of the alignment films 108 and 110 of the substrates 100 and 102 and that are disposed on the opposite viewing side of the liquid crystal display panels 3 and 4 are The liquid crystal display panels 3 and 4 are provided so as to be orthogonal to the alignment axes of the alignment films 109 and 111 of the transparent substrates 101 and 103 provided on the opposite viewing side.
[0034]
The first polarizing plate 5 to the fourth polarizing plate 8 constituting the first liquid crystal display element 1 and the second liquid crystal display element 2 are all neutral polarizing plates (a product of Polatechno: SKN-18243T). It was used.
[0035]
FIG. 3 shows the viewing angle dependence of the contrast when this liquid crystal display device was used as a sample and statically driven at 180 Hz.
[0036]
In FIG. 3, circular lines which are concentric circles and are shown at 0 ° to 50 ° at 10 ° intervals indicate the inclination angle (θ) from the normal to the display surface of the liquid crystal display device. Lines extending radially from the center point and dividing the figure into 12 indicate the counterclockwise angle (φ) when the 3 o'clock direction of the display surface of the liquid crystal display device is assumed to be 0 ° (hereinafter, referred to as “φ”). The same applies to FIGS. 5, 7, 9, 11, 13, and 14 in Examples and Comparative Examples.
[0037]
As a result, the liquid crystal display device of the present embodiment can obtain a contrast ratio of 200 or more in most cases until the viewer's line of sight is set to θ0 to 50 ° in a region of φ180 to 360 ° (downward in FIG. 3). As a result, good visibility of color display can be shown, and a wide viewing angle can be realized.
[0038]
In addition, the response speed of the liquid crystal display device of this example was 2 ms.
[0039]
Here, the response speed is a time required for transmitted light to reach a predetermined value when an on / off voltage is applied to the transparent electrode (the same applies to the following Examples and Comparative Examples). .
[0040]
[Example 2]
The liquid crystal display device of the present embodiment is a liquid crystal display device having two liquid crystal display elements 1 and 2 stacked in the thickness direction. In the liquid crystal display device of the above embodiment, the liquid crystals 114 and 115 have a 90 ° left twist and a liquid crystal layer thickness d. _LC = 2 μm, phase difference value Δn _LC ・ D _LC = 410 nm, and as shown in FIG. 4, the alignment axis of the alignment film 108 of the transparent substrate 100 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3 and the alignment axis of the second liquid crystal display panel 4 The tolerance angle of the transparent substrate 102 disposed on the viewing side with respect to the alignment axis of the alignment film 110 is set to 70 °.
[0041]
Also, a first polarizing plate 5 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3 and a second polarizing plate 6 disposed on the opposite viewing side, and a second polarizing plate 6 disposed on the viewing side of the second liquid crystal display panel 4. The three polarizing plates 7 and the fourth polarizing plate 8 arranged on the opposite viewing side are arranged with their polarization axes orthogonal to each other.
[0042]
Furthermore, the polarization axes of the first polarizing plate 5 and the third polarizing plate 7 provided on the viewing side of each of the liquid crystal display panels 3 and 4 are the same as those of the transparent axes provided on the viewing side of the respective liquid crystal display panels 3 and 4. The second polarizing plate 6 and the polarizing axis 8 of the fourth polarizing plate, which are orthogonal to the alignment axes of the alignment films 108 and 110 of the substrates 100 and 102 and are located on the opposite viewing side of the liquid crystal display panels 3 and 4, respectively. The liquid crystal display panels 3 and 4 are provided so as to be orthogonal to the alignment axes of the alignment films 109 and 111 of the transparent substrates 101 and 103 provided on the opposite viewing side.
[0043]
The first polarizing plate 5 to the fourth polarizing plate 8 constituting the first liquid crystal display element 1 and the second liquid crystal display element 2 are all neutral polarizing plates (a product of Polatechno: SKN-18243T). It was used.
[0044]
FIG. 5 shows the viewing angle dependence of the contrast when this liquid crystal display device was used as a sample and statically driven at 180 Hz.
[0045]
As a result, in the liquid crystal display device of the present embodiment, most of the liquid crystal display devices are 200 or more in the range from θ0 to 50 ° in the region of φ165 to 375 (15) ° (substantially downward direction in FIG. 5). By obtaining a contrast ratio, it was possible to show good visibility of color display, and to realize a wide viewing angle.
[0046]
In addition, the response speed of the liquid crystal display device of this example was 2 ms.
[0047]
[Example 3]
The liquid crystal display device of the present embodiment is a liquid crystal display device having two liquid crystal display elements 1 and 2 stacked in the thickness direction. In the liquid crystal display device of the above embodiment, the liquid crystals 114 and 115 have a 90 ° left twist and a liquid crystal layer thickness d. _LC = 2 μm, phase difference value Δn _LC ・ D _LC = 410 nm, and as shown in FIG. 6, the orientation axis of the orientation film 108 of the transparent substrate 100 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3 and the orientation of the second liquid crystal display panel 4 The tolerance angle of the transparent substrate 102 arranged on the viewing side with respect to the alignment axis of the alignment film 110 is set to 60 °.
[0048]
Also, a first polarizing plate 5 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3 and a second polarizing plate 6 disposed on the opposite viewing side, and a second polarizing plate 6 disposed on the viewing side of the second liquid crystal display panel 4. The three polarizing plates 7 and the fourth polarizing plate 8 arranged on the opposite viewing side are arranged with their polarization axes orthogonal to each other.
[0049]
Furthermore, the polarization axes of the first polarizing plate 5 and the third polarizing plate 7 provided on the viewing side of each of the liquid crystal display panels 3 and 4 are the same as those of the transparent axes provided on the viewing side of the respective liquid crystal display panels 3 and 4. The second polarizing plate 6 and the polarizing axis 8 of the fourth polarizing plate, which are orthogonal to the alignment axes of the alignment films 108 and 110 of the substrates 100 and 102 and are located on the opposite viewing side of the liquid crystal display panels 3 and 4, respectively. The liquid crystal display panels 3 and 4 are provided so as to be orthogonal to the alignment axes of the alignment films 109 and 111 of the transparent substrates 101 and 103 provided on the opposite viewing side.
[0050]
The first polarizing plate 5 to the fourth polarizing plate 8 constituting the first liquid crystal display element 1 and the second liquid crystal display element 2 are all neutral polarizing plates (a product of Polatechno: SKN-18243T). It was used.
[0051]
FIG. 7 shows the viewing angle dependence of the contrast when the liquid crystal display device was used as a sample and statically driven at 180 Hz.
[0052]
As a result, the liquid crystal display device according to the present embodiment has a contrast ratio of 200 or more in the range from θ0 to 50 ° in the region of φ165 to 375 (15) ° (substantially downward direction in FIG. 7). In addition to reliably obtaining, in the remaining region (substantially upward direction in FIG. 7), for example, in the region of φ45 to 75 ° and φ105 to 135 °, a contrast ratio of 200 or more is obtained until θ0 to 50 °, Good visibility of color display can be exhibited, and a wide viewing angle can be realized.
[0053]
In addition, the response speed of the liquid crystal display device of this example was 2 ms.
[0054]
[Example 4]
The liquid crystal display device of the present embodiment is a liquid crystal display device having two liquid crystal display elements 1 and 2 stacked in the thickness direction. In the liquid crystal display device of the embodiment, the liquid crystal has a 90 ° left twist and a liquid crystal layer thickness d. _LC = 2 μm, phase difference value Δn _LC ・ D _LC = 410 nm, and as shown in FIG. 8, the orientation axis of the orientation film 108 of the transparent substrate 100 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3 and the orientation axis of the second liquid crystal display panel 4 The tolerance angle of the transparent substrate 102 disposed on the viewing side with respect to the alignment axis of the alignment film 110 is set to 90 °.
[0055]
Also, a first polarizing plate 5 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3 and a second polarizing plate 6 disposed on the opposite viewing side, and a second polarizing plate 6 disposed on the viewing side of the second liquid crystal display panel 4. The three polarizing plates 7 and the fourth polarizing plate 8 arranged on the opposite viewing side are arranged with their polarization axes orthogonal to each other.
[0056]
Furthermore, the polarization axes of the first polarizing plate 5 and the third polarizing plate 7 provided on the viewing side of each of the liquid crystal display panels 3 and 4 are the same as those of the transparent axes provided on the viewing side of the respective liquid crystal display panels 3 and 4. The second polarizing plate 6 and the polarizing axis 8 of the fourth polarizing plate, which are orthogonal to the alignment axes of the alignment films 108 and 110 of the substrates 100 and 102 and are located on the opposite viewing side of the liquid crystal display panels 3 and 4, respectively. The liquid crystal display panels 3 and 4 are provided so as to be orthogonal to the alignment axes of the alignment films 109 and 111 of the transparent substrates 101 and 103 provided on the opposite viewing side.
[0057]
The first polarizing plate 5 to the fourth polarizing plate 8 constituting the first liquid crystal display element 1 and the second liquid crystal display element 2 are all neutral polarizing plates (a product of Polatechno: SKN-18243T). It was used.
[0058]
FIG. 9 shows the viewing angle dependency of the contrast when the liquid crystal display device was used as a sample and was statically driven at 180 Hz.
[0059]
As a result, the liquid crystal display device according to the present embodiment obtains a contrast ratio of 200 or more in the range of [theta] 0 to 50 [deg.] In the range of [phi] 180 to 360 [deg.] (Downward in FIG. 9), and it is fairly good. It was possible to show the visibility of the color display, and to realize a wide viewing angle.
[0060]
In addition, the response speed of the liquid crystal display device of this example was 2 ms.
[0061]
[Example 5]
The liquid crystal display device of the present embodiment is a liquid crystal display device having two liquid crystal display elements 1 and 2 stacked in the thickness direction. In the liquid crystal display device of the embodiment, the liquid crystal has a 90 ° left twist and a liquid crystal layer thickness d. _LC = 2 μm, phase difference value Δn _LC ・ D _LC = 410 nm, and as shown in FIG. 10, the orientation axis of the orientation film 108 of the transparent substrate 100 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3 and the orientation axis of the second liquid crystal display panel 4 The tolerance angle of the transparent substrate 102 disposed on the viewing side with respect to the alignment axis of the alignment film 110 is set to 50 °.
[0062]
Also, a first polarizing plate 5 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3 and a second polarizing plate 6 disposed on the opposite viewing side, and a second polarizing plate 6 disposed on the viewing side of the second liquid crystal display panel 4. The three polarizing plates 7 and the fourth polarizing plate 8 arranged on the opposite viewing side are arranged with their polarization axes orthogonal to each other.
[0063]
Furthermore, the polarization axes of the first polarizing plate 5 and the third polarizing plate 7 provided on the viewing side of each of the liquid crystal display panels 3 and 4 are the same as those of the transparent axes provided on the viewing side of the respective liquid crystal display panels 3 and 4. The second polarizing plate 6 and the polarizing axis 8 of the fourth polarizing plate, which are orthogonal to the alignment axes of the alignment films 108 and 110 of the substrates 100 and 102 and are located on the opposite viewing side of the liquid crystal display panels 3 and 4, respectively. The liquid crystal display panels 3 and 4 are provided so as to be orthogonal to the alignment axes of the alignment films 109 and 111 of the transparent substrates 101 and 103 provided on the opposite viewing side.
[0064]
The first polarizing plate 5 to the fourth polarizing plate 8 constituting the first liquid crystal display element 1 and the second liquid crystal display element 2 are all wide-viewing-angle polarizing plates (Polatechno's product: SKN-18243WL). )It was used.
[0065]
FIG. 11 shows the viewing angle dependence of the contrast when the liquid crystal display device was used as a sample and statically driven at 180 Hz.
[0066]
As a result, the liquid crystal display device of the present embodiment almost certainly obtains a contrast ratio of 200 or more even when the observer's line of sight is in any of the directions of φ0 to 360 ° and θ0 to 50 °. It was possible to show the visibility of the color display, and to realize a wide viewing angle.
[0067]
In addition, the response speed of the liquid crystal display device of this example was 2 ms.
[0068]
[Comparative Example (Conventional Example) 1]
The liquid crystal display device of this comparative example is a liquid crystal display device having one liquid crystal display panel 200 and a pair of polarizing plates 201 and 202 sandwiching the liquid crystal display panel 118. The configuration of the liquid crystal display panel 200 itself is basically the same as the configuration of each of the liquid crystal display panels 3 and 4 in the embodiment. In the liquid crystal display device of the comparative example, the liquid crystal (not shown) is also provided. 90 ° left twist, liquid crystal layer thickness d _LC = 2 μm, phase difference value Δn _LC ・ D _LC = 410 nm, and as shown in FIG. 12, the polarizing axes of the pair of polarizing plates 201 and 202 are arranged so as to be orthogonal to each other.
[0069]
Further, the polarization axis of the polarizing plate 201 provided on the viewing side of the liquid crystal display panel is orthogonal to the alignment axis of the alignment film (not shown) of the transparent substrate provided on the viewing side of the liquid crystal display panel 200, In addition, the polarizing axis of the polarizing plate 202 provided on the anti-viewing side is arranged to be orthogonal to the alignment axis of the alignment film (not shown) of the transparent substrate provided on the anti-viewing side of the liquid crystal display panel. Have been.
[0070]
As the pair of polarizing plates 201 and 202, neutral polarizing plates (SKN-18243T manufactured by Polatechno) were used.
[0071]
FIG. 13 shows the viewing angle dependence of the contrast when the liquid crystal display device was used as a sample and statically driven at 180 Hz.
[0072]
As a result, in the liquid crystal display device of this comparative example, the viewing angle range in which a contrast ratio of 200 or more can be obtained is in the range of θ0 to 30 ° around φ30 °, in the range of θ0 to 40 ° near φ160 °, and in the range of φ180. It was almost limited to the range of φ0 to 15 to 20 ° at 〜360 °, and the viewing angle was very narrow.
[0073]
[Comparative Example (Conventional Example) 2]
The liquid crystal display device of this comparative example has substantially the same configuration as that of the liquid crystal display device of Comparative Example 1 described above. However, as the pair of polarizing plates 201 and 202, both have a wide viewing angle polarizing plate (manufactured by Polatechno: SKN-18243WL).
[0074]
FIG. 14 shows the viewing angle dependence of the contrast when this liquid crystal display device was used as a sample and statically driven at 180 Hz.
[0075]
As a result, in the liquid crystal display device of this comparative example, the viewing angle region in which a contrast ratio of 200 or more can be obtained is wider than that of the comparative example 1, but, for example, in the case of θ50 °, the viewing angle range is φ37 to 45 °. In one direction, in the case of θ40 °, it can be obtained in only four directions of φ30 to 50 °, φ135 to 150 °, φ215 to 250 °, and φ300 to 330 °, and the viewing angle is not yet sufficient. .
[0076]
From these experiments, it was found that the first liquid crystal display element 1 and the second liquid crystal display element 2 in which the TN type liquid crystals 114 and 115 were sealed were connected to the alignment film of the transparent substrate 100 disposed on the viewing side of the first liquid crystal display panel 3. Arranged such that the tolerance angle between the alignment axis 108 and the alignment axis of the alignment film 110 of the transparent substrate 102 disposed on the viewing side of the second liquid crystal display panel 4 is 50 to 90 °, preferably 50 to 85 °. With this configuration, it was found that the contrast from the viewing angles in both the downward direction and the left and right directions can be particularly improved. At that time, it was also found that the effect was doubled by using a wide viewing angle polarizing plate as the polarizing plates 5, 6, 7, and 8.
[0077]
If the liquid crystal display device has a wide viewing angle in this way, it is arranged at a position where a viewer can look up as a relatively large display device such as various information display boards and message boards at stations and airports. Even in such a case, good visibility of color display (high contrast) can be exhibited.
[0078]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various changes can be made as necessary.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a field sequential type liquid crystal display device, it is possible to display an optimal contrast from the viewing angle even in a downward direction or in both left and right directions, and to achieve high definition and good This provides an effect that a high visibility can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a laminated structure of a liquid crystal display device of an embodiment.
FIG. 2 is an axial layout diagram of a polarization axis of each polarizing plate and a light distribution axis of an alignment film on a viewing side and an anti-viewing side of each liquid crystal display panel which constitute the liquid crystal display device of Example 1.
FIG. 3 is a view showing the viewing angle dependence of the contrast of the liquid crystal display device of Example 1.
FIG. 4 is a layout view of a polarization axis of each polarizing plate and a light distribution axis of an alignment film on a viewing side and an anti-viewing side of each liquid crystal display panel which constitute the liquid crystal display device of Example 2.
FIG. 5 is a view showing the viewing angle dependency of the contrast of the liquid crystal display device of Example 2.
FIG. 6 is an axial layout diagram of a polarization axis of each polarizing plate and a light distribution axis of an alignment film on a viewing side and an anti-viewing side of each liquid crystal display panel constituting the liquid crystal display device of Example 3.
FIG. 7 is a view showing the viewing angle dependence of the contrast of the liquid crystal display device of Example 3.
FIG. 8 is an axial layout diagram of a polarization axis of each polarizing plate and a light distribution axis of an alignment film on a viewing side and an anti-viewing side of each liquid crystal display panel which constitute the liquid crystal display device of Example 4.
FIG. 9 is a view showing the viewing angle dependence of the contrast of the liquid crystal display device of Example 4.
FIG. 10 is an axial arrangement diagram of polarization axes of respective polarizing plates and light distribution axes of alignment films on a viewing side and a non-viewing side of each liquid crystal display panel which constitute the liquid crystal display device of Example 5.
FIG. 11 is a view showing the viewing angle dependence of the contrast of the liquid crystal display device of Example 5.
FIG. 12 is an axis layout diagram of a polarization axis of a polarizing plate constituting a liquid crystal display device of Comparative Example (conventional example) 1 and alignment axes of alignment films on a viewing side and a non-viewing side of a liquid crystal display panel.
FIG. 13 is a view showing the viewing angle dependence of the contrast of the liquid crystal display device of Comparative Example (conventional example) 1.
FIG. 14 is a view showing the viewing angle dependency of the contrast of the liquid crystal display device of Comparative Example (conventional example) 2;
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an arrangement of liquid crystals and a light transmission state when an on / off voltage is applied.
[Explanation of symbols]
1 First liquid crystal display element
2 Second liquid crystal display element
3 First liquid crystal display panel
4 Second liquid crystal display panel
5 First polarizing plate
6 Second polarizing plate
7 Third polarizing plate
8 Fourth polarizing plate
100 Transparent substrate on the viewing side of first liquid crystal display panel
101 Transparent substrate on the anti-visual side of first liquid crystal display panel
102 Transparent substrate on the viewing side of second liquid crystal display panel
103 Transparent substrate on the anti-visual side of the second liquid crystal display panel
108 Alignment film of transparent substrate on viewing side of first liquid crystal display panel
110 Alignment film of transparent substrate on viewing side of second liquid crystal display panel

Claims

A backlight unit for selectively switching a plurality of unit colors and emitting light is provided on the opposite viewing side of the liquid crystal display element, and light transmission of each pixel of the liquid crystal display element is synchronized with light emission of each unit color from the backlight unit. A liquid crystal display device for selectively controlling the display pattern of each unit color and superimposing and displaying each display pattern of each unit color continuously in a time-division manner to perform a desired display,
A first liquid crystal display panel in which TN type liquid crystal is sealed and a first liquid crystal display panel sandwiched between a pair of transparent substrates disposed substantially in parallel with a gap therebetween with the surfaces on which the alignment films are formed facing each other. A first liquid crystal display element comprising two polarizing plates arranged with their polarization axes orthogonal to each other;
A second liquid crystal display panel in which a TN type liquid crystal is sealed between a pair of transparent substrates arranged substantially in parallel with a gap therebetween with the surfaces on which the alignment films are formed facing each other, and the second liquid crystal display panel is sandwiched therebetween. And a second liquid crystal display, which is disposed on the anti-visual side of the first liquid crystal display element and is driven in the same manner as the first liquid crystal display element. And an element,
The first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel each have a layer thickness d _{LC of the} liquid crystal of 1.5 to 3.0 μm and a phase difference value Δn _LC · d _LC of 300 to 600 nm,
A tolerance angle between an alignment axis of an alignment film arranged on the viewing side of the first liquid crystal display panel and an alignment axis of an alignment film arranged on the viewing side of the second liquid crystal display panel is 50 to 90 °. A liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.

2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel each include a light shielding film that shields light between the pixels.

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the backlight unit includes red, blue, and green light emitting diodes.