JP2005265930A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device whose characteristic of an angle of view is variable. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device which has a liquid crystal panel for driving, a liquid crystal panel for compensation which is stacked on the opposite side of the liquid crystal panel for driving from an observer side, and polarizing plate each arranged on the observer side of the liquid crystal panel for driving and the opposite side of the liquid crystal panel for compensation from the observer side, the liquid crystal panel for driving having a transparent or translucent type pixel structure and can display an image, is so constituted that the liquid crystal panel for compensation has transparent electrodes facing each other across a liquid crystal layer to apply a voltage independently of the liquid crystal panel for driving. The electrodes of the liquid crystal panel for compensation are properly divided to selectively display the characteristics of the angle of view corresponding to use environment and contents to be displayed at respective parts on the display surface of the same liquid crystal display device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、視野角特性を調整することができる液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display device capable of adjusting viewing angle characteristics.

以前の液晶表示装置は、観察する角度(視野角)によりその表示品位が変化することが知られていた。つまり、正面からの観察では、非常に良好な表示特性を示す液晶表示装置であっても、上下または左右方向から観察した時、全体が黒っぽく観察されるもの(黒つぶれ)、反対に前面が白っぽく観察されるもの(白つぶれ)、表示が白黒反転し、ネガ表示として観察されるもの(階調反転)、正面から観察した時と色が変化するもの等の表示品位の低下が見られた。   It has been known that the display quality of the previous liquid crystal display device changes depending on the viewing angle (viewing angle). In other words, even when the liquid crystal display device shows very good display characteristics when viewed from the front, when viewed from the top and bottom or the left and right directions, the whole is observed as blackish (blackout), and conversely the front is whitish. Deterioration in display quality was observed, such as what was observed (whiteout), the display was reversed black and white, and was observed as a negative display (gradation inversion), and the color changed when observed from the front.

この視野角による表示品位劣化を解決するために、リタデーションフィルム、または2枚目の液晶パネルによる位相補償を行なう液晶表示素子が提案された。視野角による表示品位の劣化は、斜め方向から観察した時、液晶層の複屈折が、正面から観察した時にくらべ変化することが原因であり、この視野角による複屈折変化を、リタデーションフィルムまたは2枚目の液晶パネルにより補償し、複屈折変化を小さくすることで、視野角による表示品位変化を防止するものである。   In order to solve the display quality deterioration due to the viewing angle, a liquid crystal display element that performs phase compensation using a retardation film or a second liquid crystal panel has been proposed. The deterioration of the display quality due to the viewing angle is caused by the fact that the birefringence of the liquid crystal layer changes when observed from an oblique direction as compared to when viewed from the front. By compensating by the first liquid crystal panel and reducing the birefringence change, the display quality change due to the viewing angle is prevented.

このような液晶表示装置として、TNモードの液晶パネルとディスコティック液晶フィルムを用いた例、STN液晶パネルと補償用液晶パネルを用いた例等が知られている。   As such a liquid crystal display device, an example using a TN mode liquid crystal panel and a discotic liquid crystal film, an example using an STN liquid crystal panel and a compensation liquid crystal panel are known.

たとえば、特許文献1には視野角特性を改善する液晶表示素子が示されている。図3は従来の視野角特性を改善する液晶表示素子の構成例を示す断面図である。観察者側(図の上側)に駆動用液晶パネル1が配置され、駆動用液晶パネル1の観察者と反対側(図の下方)に補償用液晶パネル7が駆動用液晶パネル1に積層される。これらの液晶パネルの観察者側と反観察者側にそれぞれ1枚の偏光板3および4が配置される。駆動用液晶パネル1には電極(図示せず)を介して駆動電圧を印加する駆動回路5が接続されるが、補償用液晶パネル7には電極および電圧印加回路はなく、一定の特性を有する。そこでは、主表面に対して分子長軸がほぼ平行に配列した光学異方性層からなり、分子長軸と主表面とのなす角度が光学異方性層の厚さ方向に連続的に変化していることを特徴としている。そのため、屈折率楕円体を見る角度を大きくしていったとき、視軸の2次元面内の屈折率体は長軸の長さ方向に大きくなるのに対して、短軸方向の屈折率が大きくなり、合成された2次元面内の屈折率体は円になる。したがって、屈折率楕円体を光学的に補償することができ、視野角特性が向上する。   For example, Patent Document 1 discloses a liquid crystal display element that improves viewing angle characteristics. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of a conventional liquid crystal display element that improves viewing angle characteristics. The driving liquid crystal panel 1 is arranged on the observer side (upper side in the figure), and the compensating liquid crystal panel 7 is laminated on the driving liquid crystal panel 1 on the opposite side (lower side in the figure) of the driving liquid crystal panel 1. . One polarizing plate 3 and 4 is disposed on the viewer side and the counter-viewer side of these liquid crystal panels, respectively. A driving circuit 5 for applying a driving voltage is connected to the driving liquid crystal panel 1 via an electrode (not shown), but the compensation liquid crystal panel 7 has no electrode and no voltage applying circuit and has a certain characteristic. . It consists of an optically anisotropic layer whose molecular long axis is arranged almost parallel to the main surface, and the angle between the molecular long axis and the main surface changes continuously in the thickness direction of the optically anisotropic layer. It is characterized by that. Therefore, when the angle of viewing the refractive index ellipsoid is increased, the refractive index body in the two-dimensional plane of the visual axis becomes larger in the length direction of the major axis, whereas the refractive index in the minor axis direction is larger. The resultant refractive index body in the two-dimensional plane becomes a circle. Therefore, the refractive index ellipsoid can be optically compensated, and the viewing angle characteristics are improved.

これらの視野角による複屈折変化を補償するフィルムまたは液晶パネルを備えることで液晶表示装置の視野角特性は大幅に改善し、画面の法線に対して大きな角度の方向から観察しても良好な表示品位を得ることができるようになった。   By providing a film or liquid crystal panel that compensates for the birefringence change due to these viewing angles, the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device are greatly improved, and it is good even when observed from a direction of a large angle with respect to the normal line of the screen. Display quality can be obtained.

特許第3229009号公報Japanese Patent No. 3222909

しかし近年、携帯電話、PDA、ノートPC等、液晶表示装置を搭載したモバイル機器の発展に伴い、周辺に部外者が多くいる環境で液晶表示装置を観察する機会が多くなっている。このような環境では、従来とは逆に周辺からは表示品位を低くし、周辺の部外者からの覗き込みを防止することが必要となっており、この意味からは、視野角特性を狭くすることが必要な状況が発生する。たとえば事務所などの使用環境では視野角特性が広く、またモバイル用途で部外者が周囲にいるような場合、覗き込みを防止する時には視野角特性を狭くすることができる、液晶表示装置が求められている。そこで、本発明は視野角特性を可変とする液晶表示装置を提供することを目的とする。   However, in recent years, with the development of mobile devices equipped with a liquid crystal display device such as a mobile phone, a PDA, and a notebook PC, there are increasing opportunities to observe the liquid crystal display device in an environment where there are many outsiders in the vicinity. In such an environment, contrary to the conventional case, it is necessary to lower the display quality from the surroundings and prevent the outsiders from looking into the surroundings. A situation that needs to occur. For example, there is a need for a liquid crystal display device that has a wide viewing angle characteristic in use environments such as offices, and can narrow the viewing angle characteristic when preventing outsiders when there are outsiders in the mobile application. It has been. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a variable viewing angle characteristic.

観察者側に配置される駆動用液晶パネルと、該駆動用液晶パネルの反観察者側に積層される補償用液晶パネルと、前記駆動用液晶パネルの観察者側と前記補償用液晶パネルの反観察者側にそれぞれ1枚の偏光板が配置され、前記駆動用液晶パネルは画素構造を有し、画像を表示することが可能である液晶表示装置において、前記補償用液晶パネルは液晶層を挟んで対向する透明電極を備え、前記駆動用液晶パネルと独立に電圧を印加することができるように液晶表示装置を構成する。   A driving liquid crystal panel disposed on the observer side, a compensation liquid crystal panel stacked on the anti-observer side of the driving liquid crystal panel, an anti-side of the observer side of the driving liquid crystal panel and the compensation liquid crystal panel In the liquid crystal display device in which one polarizing plate is disposed on each side of the observer, the driving liquid crystal panel has a pixel structure, and an image can be displayed, the compensation liquid crystal panel sandwiches a liquid crystal layer. The liquid crystal display device is configured so as to include transparent electrodes facing each other and to be able to apply a voltage independently of the driving liquid crystal panel.

同一の液晶表示装置において、広視野角、狭視野角の特性を得ることができ、使用環境に応じた視野角特性を有する液晶表示装置を得ることができる。   In the same liquid crystal display device, wide viewing angle and narrow viewing angle characteristics can be obtained, and a liquid crystal display device having viewing angle characteristics corresponding to the use environment can be obtained.

また、補償用液晶パネルの電極を適当に分割することによって、同一の液晶表示装置の表示面内の各部分において、広視野角、狭視野角の表示を行なうことができ、使用環境や表示する内容に応じた視野角特性を選択的に表示することができる液晶表示装置を得ることができる。   In addition, by appropriately dividing the electrodes of the compensation liquid crystal panel, wide viewing angles and narrow viewing angles can be displayed in each part of the display surface of the same liquid crystal display device, and the usage environment and display A liquid crystal display device capable of selectively displaying viewing angle characteristics according to the contents can be obtained.

本発明は、駆動用パネルの複屈折性の変化、または旋光性の変化により表示を行なう液晶表示装置において、斜め方向から観察したときの黒つぶれ、白つぶれ、階調反転等の表示品位が低下することを、複屈折性または旋光性を有する補償用パネルにより、斜め方向から観察したときの光学的寄与を補償することで視野角特性の低下を改善し、また同一の液晶表示装置において、補償用パネルに電圧を印加し、斜め方向での光学的寄与の補償の程度を変化させることによって、視野角特性を可変にする液晶表示装置を提供するものである。   The present invention provides a liquid crystal display device that displays by changing the birefringence or optical rotation of the driving panel, and the display quality such as blackening, whitening, and gradation inversion when viewed from an oblique direction is reduced. The compensation panel having birefringence or optical rotation improves the deterioration of viewing angle characteristics by compensating the optical contribution when observed from an oblique direction, and compensation is performed in the same liquid crystal display device. The present invention provides a liquid crystal display device in which viewing angle characteristics are made variable by applying a voltage to a panel and changing the degree of compensation of optical contribution in an oblique direction.

図1は本発明の実施の形態を示す断面図である。観察者側(図の上側)に駆動用液晶パネル1が配置され、駆動用液晶パネル1の観察者と反対側(図の下方)に補償用液晶パネル2が駆動用液晶パネル1に積層される。これらの液晶パネルの観察者側と反観察者側にそれぞれ1枚の偏光板3および4が配置される。駆動用液晶パネル1には電極(図示せず)を介して駆動電圧を印加する駆動回路5が接続され、補償用液晶パネル2には透明電極(図示せず)を介して視野角を変化させるための電圧を印加する補償電圧印加回路6が接続される。   FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention. The driving liquid crystal panel 1 is disposed on the observer side (upper side in the figure), and the compensating liquid crystal panel 2 is laminated on the driving liquid crystal panel 1 on the opposite side (lower side in the figure) of the driving liquid crystal panel 1. . One polarizing plate 3 and 4 is disposed on the viewer side and the counter-viewer side of these liquid crystal panels, respectively. A driving circuit 5 for applying a driving voltage is connected to the driving liquid crystal panel 1 via an electrode (not shown), and a viewing angle is changed to the compensation liquid crystal panel 2 via a transparent electrode (not shown). A compensation voltage application circuit 6 for applying a voltage for the purpose is connected.

本発明で用いる駆動用パネル内の液晶配向としては、垂直配向、平行配向(一軸配向)、反平行配向、ねじれ配向、ハイブリッド配向等の入射光の偏光状態、旋光方向を変化させることのできるもので、かつパネルへの電圧印加により入射光の偏光状態、旋光方向を変化させる程度を変えることのできるすべての液晶表示モードを用いることができる。   The liquid crystal alignment in the driving panel used in the present invention can change the polarization state and optical rotation direction of incident light such as vertical alignment, parallel alignment (uniaxial alignment), antiparallel alignment, twist alignment, and hybrid alignment. In addition, all liquid crystal display modes that can change the degree of change in the polarization state and optical rotation direction of incident light by applying a voltage to the panel can be used.

特にハイブリッド配向とした場合、しきい値特性をもたないため、電圧印加に対して緩やかな液晶配向変化を起こし、複屈折性の調整が容易であり、視野角制御を精度よく行なうことが可能である。またねじれ配向とした場合、その旋光性の変化により表示を行なうことができるため、高コントラスト比の表示を得ることができ、表示品位を高くすることができる。さらに平行配向(一軸配向)、垂直配向とした場合、その配向状態の解析が容易であり、光学特性設計、補償用パネルと駆動用パネルの印加電圧の最適化を容易に行なうことができ、視野角制御を簡便に行なうことができる。   In particular, in the case of hybrid alignment, since there is no threshold characteristic, the liquid crystal alignment changes gradually with voltage application, birefringence adjustment is easy, and viewing angle control can be performed accurately. It is. Further, in the case of the twisted orientation, display can be performed by changing the optical rotation, so that a display with a high contrast ratio can be obtained and display quality can be improved. Furthermore, in the case of parallel orientation (uniaxial orientation) and vertical orientation, it is easy to analyze the orientation state, and it is possible to easily optimize the optical characteristics design and the applied voltage of the compensation panel and the driving panel. Angle control can be easily performed.

本発明で用いる駆動用パネル内の液晶材料は、複屈折性を有し、電界により配向方向を変化させることができるものであればどのような液晶材料でも用いることができる。   As the liquid crystal material in the driving panel used in the present invention, any liquid crystal material can be used as long as it has birefringence and the alignment direction can be changed by an electric field.

本発明で用いる補償用パネル内の液晶材料は、複屈折性を有し、電界により配向方向を変化させることができるものであればどのような液晶材料でも用いることができる。本発明で用いる補償用パネル内の液晶配向としては、垂直配向、平行配向(一軸配向)、反平行配向、ねじれ配向、ハイブリッド配向等の入射光の偏光状態、旋光方向を変化させることのできるもので、かつパネルへの電圧印加により入射光の偏光状態、旋光方向を変化させる程度を変えることのできるすべての液晶表示モードを用いることができる。   As the liquid crystal material in the compensation panel used in the present invention, any liquid crystal material can be used as long as it has birefringence and the alignment direction can be changed by an electric field. The liquid crystal alignment in the compensation panel used in the present invention can change the polarization state and optical rotation direction of incident light such as vertical alignment, parallel alignment (uniaxial alignment), anti-parallel alignment, twist alignment, and hybrid alignment. In addition, all liquid crystal display modes that can change the degree of change in the polarization state and optical rotation direction of incident light by applying a voltage to the panel can be used.

特に補償用液晶パネルをハイブリッド配向とした場合、その電圧依存性にしきい値特性をもたないため、電圧印加に対して緩やかな液晶配向変化を起こし、複屈折性の調整が容易であり、視野角制御を精度よく行なうことが可能である。さらに、ハイブリッド配向は駆動用パネルの透明電極界面付近に存在する電圧印加により応答しない液晶分子の影響を補償し、視野角を広くしやすい点で特に適している。   In particular, when the compensation liquid crystal panel is in a hybrid orientation, it does not have a threshold characteristic in its voltage dependence. Angle control can be performed with high accuracy. Furthermore, the hybrid alignment is particularly suitable in that it compensates for the influence of liquid crystal molecules that do not respond to voltage application existing in the vicinity of the transparent electrode interface of the driving panel and can easily widen the viewing angle.

またねじれ配向、ハイブリッド配向のように、パネル内の厚み方向に光学的特性が徐々に変化する配向を補償用パネルに用いた場合、駆動用パネルの視野角による光学特性変化を精度よく補償することが可能であり、表示品位を高くすることができる。さらに平行配向(一軸配向)、垂直配向とした場合、その配向状態の解析が容易であり、光学特性設計、補償用パネルと駆動用パネルの印加電圧の最適化を容易に行なうことができ、視野角制御を簡便に行なうことができる。   In addition, when an orientation whose optical characteristics gradually change in the thickness direction in the panel, such as twisted orientation and hybrid orientation, is used for the compensation panel, it can accurately compensate for changes in the optical properties due to the viewing angle of the driving panel. The display quality can be improved. Furthermore, in the case of parallel orientation (uniaxial orientation) and vertical orientation, it is easy to analyze the orientation state, and it is possible to easily optimize the optical characteristics design and the applied voltage of the compensation panel and the driving panel. Angle control can be easily performed.

補償用パネルの複屈折値は特に限定するものではないが、表示品位、着色等の観点から50〜500nmであることが好ましく、さらに100〜300nmであることが好ましい。補償用パネルは電圧を印加した駆動用パネルに残留する複屈折を補償するものであり、一方、駆動用パネルの複屈折は電圧印加により、ほぼ0〜500nmで変化するようにするのが表示品位の点で適しているので、補償用パネルの複屈折値はその中間の50〜500nmとするのが適当である。したがって、電圧印加により補償用パネルの複屈折値が減少する正の誘電率異方性を有する液晶を用いた場合には、電圧無印加時にその複屈折値が500nmであるようにすることが適当である。反対に、電圧印加により補償用パネルの複屈折値が増加する負の誘電率異方性の液晶を用いた場合には、電圧無印加時にその複屈折値が50nm以上であるようにすることが適当である。   The birefringence value of the compensation panel is not particularly limited, but is preferably 50 to 500 nm, and more preferably 100 to 300 nm, from the viewpoints of display quality and coloring. The compensation panel compensates for the birefringence remaining in the driving panel to which a voltage is applied. On the other hand, the birefringence of the driving panel is changed from 0 to 500 nm by voltage application. Therefore, it is appropriate that the birefringence value of the compensation panel is 50 to 500 nm in the middle. Therefore, when using a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy that reduces the birefringence value of the compensation panel by applying a voltage, it is appropriate that the birefringence value be 500 nm when no voltage is applied. It is. On the other hand, when a liquid crystal having negative dielectric anisotropy that increases the birefringence value of the compensation panel by applying a voltage is used, the birefringence value may be 50 nm or more when no voltage is applied. Is appropriate.

本出願のように、補償用パネルの複屈折値が電圧印加により変化する場合、電圧印加により補償用パネルの複屈折値が大きくなる構成としている場合には、電圧無印加時の複屈折値を50nm以上とすることが必要であり、電圧印加により補償用パネルの複屈折値が小さくなるような構成としている場合には、電圧無印加時の複屈折値を500nm以下とすることが必要である。   As in the present application, when the birefringence value of the compensation panel changes due to voltage application, and when the birefringence value of the compensation panel increases with voltage application, the birefringence value when no voltage is applied is If it is configured to reduce the birefringence value of the compensation panel when a voltage is applied, the birefringence value when no voltage is applied needs to be 500 nm or less. .

実施例1
以下に本実施例の詳細について述べる。
Example 1
Details of this embodiment will be described below.

一対の透明電極基板に、画像表示が可能な画素構造を形成した。各々の基板に、液晶分子を基板面にほぼ平行に配向させる機能を有するポリイミドからなる配向膜を塗布し、乾燥、焼成ののち、ラビング処理を行なった。   A pixel structure capable of displaying an image was formed on a pair of transparent electrode substrates. An alignment film made of polyimide having a function of aligning liquid crystal molecules substantially parallel to the substrate surface was applied to each substrate, dried, baked, and then rubbed.

この2枚の透明電極基板を、パネルギャップ4.5μm、液晶配向が平行配向(一軸配向)となるように貼り合わせ、屈折率異方性(Δn)が+0.07、誘電率異方性(Δε)が+8の液晶材料を注入し、駆動用液晶パネル1を得た。   The two transparent electrode substrates are bonded so that the panel gap is 4.5 μm and the liquid crystal alignment is parallel alignment (uniaxial alignment), the refractive index anisotropy (Δn) is +0.07, and the dielectric anisotropy ( A liquid crystal material having Δ∈) of +8 was injected to obtain a driving liquid crystal panel 1.

つぎに、画素構造に分割しない透明電極を有する一対の透明基板を用い、一方の基板表面には上記と同様の手法により、液晶分子を基板面にほぼ平行に配向させる機能を有するポリイミドからなる配向膜を作成し、他方の基板表面には基板面にほぼ垂直に液晶分子を配向させる機能を有する配向膜を作成した。この2枚の透明電極基板をパネルギャップ3μmとなるように貼り合わせ、上記と同じ液晶材料を注入し、補償用液晶パネル2を得た。この補償用の液晶パネルの複屈折値は電圧無印加状態でほぼ120nmであった。   Next, a pair of transparent substrates having transparent electrodes that are not divided into pixel structures is used, and one substrate surface is made of polyimide having a function of aligning liquid crystal molecules substantially parallel to the substrate surface by the same method as described above. A film was prepared, and an alignment film having a function of aligning liquid crystal molecules substantially perpendicular to the substrate surface was formed on the other substrate surface. The two transparent electrode substrates were bonded to each other so as to have a panel gap of 3 μm, and the same liquid crystal material as described above was injected to obtain a compensation liquid crystal panel 2. This compensation liquid crystal panel had a birefringence value of approximately 120 nm when no voltage was applied.

この2組の液晶パネルに、電圧を印加して駆動するための電極を取り付け、観察者側に駆動用液晶パネル、反観察者側に補償用パネルとなるように積層した。   Electrodes for driving by applying a voltage were attached to the two sets of liquid crystal panels, and the liquid crystal panels were laminated so as to be a driving liquid crystal panel on the observer side and a compensation panel on the counter-observer side.

さらにこの積層した液晶パネルの観察者側に、偏光板、1/2λフィルムおよび1/4λフィルムからなる円偏光板を貼付し、反観察者側に、1/2λフィルムおよび偏光板を、電圧を印加しないときの補償用パネルと合わせて円偏光板の機能を有するように貼付した。   Further, a circularly polarizing plate made of a polarizing plate, a 1 / 2λ film and a 1 / 4λ film is attached to the viewer side of the laminated liquid crystal panel, and a voltage is applied to the 1 / 2λ film and the polarizing plate on the counter-observer side. Attached so as to have a circularly polarizing plate function together with the compensation panel when not applied.

それぞれの液晶パネルと偏光板の構成を表1に示す。また、補償用パネルへの電圧印加によって得られる視野角制御特性(コントラスト比5以上の範囲)を表2に示した。   Table 1 shows the configuration of each liquid crystal panel and polarizing plate. In addition, Table 2 shows the viewing angle control characteristics (with a contrast ratio of 5 or more) obtained by applying a voltage to the compensation panel.

Figure 2005265930
Figure 2005265930

Figure 2005265930
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表2は黒の階調を表示する印加電圧の組み合わせである。視野角範囲を変えるために、補償用パネルの印加電圧を変えたとき、黒の階調を表示するために駆動用パネルの印加電圧も変えることを示している。   Table 2 shows combinations of applied voltages for displaying black gradation. This shows that when the applied voltage of the compensation panel is changed in order to change the viewing angle range, the applied voltage of the driving panel is also changed in order to display a black gradation.

本実施例で得た液晶表示装置は、上方向の視野角特性は補償用パネルへの電圧印加でほとんど変化しないが、下方向は30〜60°、左右方向は35〜80°の範囲で変化することがわかる。したがって本実施例の液晶表示装置は、広視野角特性から、周辺の人からの覗き見を防止する狭視野角特性まで制御することができる。   In the liquid crystal display device obtained in this example, the viewing angle characteristics in the upward direction hardly change when a voltage is applied to the compensation panel, but the downward direction changes in the range of 30 to 60 ° and the horizontal direction in the range of 35 to 80 °. I understand that Therefore, the liquid crystal display device of the present embodiment can control from a wide viewing angle characteristic to a narrow viewing angle characteristic that prevents peeping from surrounding people.

図2は、補償用パネルの印加電圧によって駆動用パネルの透過率の電圧依存性が変化することを示している。図2で相対透過率が0付近は黒の階調を、1付近は白の階調である。補償用パネルの印加電圧(すなわち、視野角範囲)を変化させると、同じ階調を表示する駆動用パネルの印加電圧が変化する。そこで、補償用パネルの印加電圧に応じて、駆動用パネルの階調表示電圧設定を変更することによって、異なる視野角表示でも同じ階調を得ることができる。   FIG. 2 shows that the voltage dependency of the transmittance of the driving panel changes depending on the applied voltage of the compensating panel. In FIG. 2, when the relative transmittance is near 0, the gray level is black, and near 1 is the white gray level. When the applied voltage (that is, the viewing angle range) of the compensation panel is changed, the applied voltage of the driving panel that displays the same gradation changes. Therefore, by changing the gradation display voltage setting of the driving panel according to the applied voltage of the compensation panel, the same gradation can be obtained even in different viewing angle displays.

実施例2
実施例1で作成した液晶表示装置のうち、補償用パネルの電極構造を変更したものである。実施例1においては、補償用パネルは電極を分割して形成せず、ベタ電極を用いた。本実施例では、補償用パネルの電極面を縦横各3分割し、面内に合計9個の個別な電圧印加可能な領域に分割し、各領域に独立に電圧を印加できるように構成した。その他の工程、パネル構造等はすべて実施例1と同様に液晶表示装置を作成した。
Example 2
In the liquid crystal display device created in Example 1, the electrode structure of the compensation panel is changed. In Example 1, the compensation panel was not formed by dividing the electrode, but a solid electrode was used. In the present embodiment, the electrode surface of the compensation panel is divided into three in each of vertical and horizontal directions, and is divided into a total of nine individual voltage-applicable regions in the surface, so that a voltage can be applied independently to each region. A liquid crystal display device was prepared in the same manner as in Example 1 except for other processes and panel structures.

試作した液晶表示装置は表示面内9個の領域で、実施例1に示した視野角特性の制御を個別に行なうことが可能で、同一表示面内で広視野角領域と、周辺からの覗き見を防止する狭視野角特性を得ることができた。   The prototype liquid crystal display device can individually control the viewing angle characteristics shown in the first embodiment in nine areas on the display surface, and can have a wide viewing angle area and a peep from the periphery within the same display surface. Narrow viewing angle characteristics that prevent viewing were obtained.

実施例3
実施例1で作成した液晶表示装置のうち、駆動用パネルの画素構造を変更したものである。実施例1においては、駆動用パネルには透過表示用のパネルを用いた。本実施例では、駆動用パネルを半透過型のパネルを用いた。駆動用パネルの画素を透過領域と反射領域に分割し、それぞれに2.2μmの段差構造を作成し、反射部分には高さ0.6μm、直径10μmの散乱反射用の凹凸を形成した。つまり透過部分のパネルギャップは4.5μm、反射部分は2.3μmとした。その他のパネル構造はすべて実施例1と同様にした。
Example 3
In the liquid crystal display device created in Example 1, the pixel structure of the driving panel is changed. In Example 1, a transmissive display panel was used as the drive panel. In this embodiment, a transflective panel is used as the driving panel. The pixel of the driving panel was divided into a transmissive region and a reflective region, and a step structure of 2.2 μm was created for each, and unevenness for scattering reflection having a height of 0.6 μm and a diameter of 10 μm was formed in the reflective portion. That is, the panel gap of the transmissive part is 4.5 μm, and the reflective part is 2.3 μm. All other panel structures were the same as in Example 1.

試作した液晶表示装置は、その透過表示において視野角を実施例1と同様に制御することが可能である。加えて反射表示では、コントラスト比10以上の表示を得ることができた。   The prototyped liquid crystal display device can control the viewing angle in the transmissive display as in the first embodiment. In addition, in the reflective display, a display with a contrast ratio of 10 or more could be obtained.

実施例4
実施例で作成した液晶表示装置のうち、補償用パネルの構成を変更し、負の誘電率異方性(Δε)を有する液晶材料を用いたものである。補償用パネルの作成において、実施例1と同様の配向膜を用い、そのパネルギャップを1.5μmとなるように重ね合わせ、液晶材料(Δn=+0.07、Δε=−5)を注入した。この補償用パネルの電圧無印加時の複屈折値は約70nmであり、電圧の印加により約110nmまで複屈折値を変化させることができる。
Example 4
Among the liquid crystal display devices prepared in the examples, the configuration of the compensation panel is changed and a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy (Δε) is used. In the production of the compensation panel, the same alignment film as in Example 1 was used, the panel gap was overlapped so as to be 1.5 μm, and a liquid crystal material (Δn = + 0.07, Δε = −5) was injected. The compensation panel has a birefringence value of about 70 nm when no voltage is applied, and the birefringence value can be changed to about 110 nm by applying a voltage.

補償用パネル以外はすべて実施例1と同様にして液晶表示装置を作成したところ、補償用パネルへの電圧の無印加時には視野角が狭く、覗き見を防止することができ、補償用パネルへの電圧印加により広視野角を示す液晶表示装置を得ることができた。   When the liquid crystal display device was prepared in the same manner as in Example 1 except for the compensation panel, the viewing angle was narrow when no voltage was applied to the compensation panel, and peeping was prevented. A liquid crystal display device having a wide viewing angle by applying voltage could be obtained.

本発明の液晶表示装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal display device of this invention. 補償用パネルの印加電圧によって駆動用パネルの透過率の電圧依存性が変化することを示す図である。It is a figure which shows that the voltage dependence of the transmittance | permeability of a drive panel changes with the applied voltages of a compensation panel. 従来の液晶表示装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional liquid crystal display device.

符号の説明Explanation of symbols

1 駆動用液晶パネル
2 補償用液晶パネル
3 観察者側の偏光板
4 反観察者側の偏光板
5 駆動回路
6 補償電圧印加回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive liquid crystal panel 2 Compensation liquid crystal panel 3 Observer side polarizing plate 4 Anti-observer side polarizing plate 5 Drive circuit 6 Compensation voltage application circuit

Claims (9)

観察者側に配置される駆動用液晶パネルと、該駆動用液晶パネルの反観察者側に積層される補償用液晶パネルと、前記駆動用液晶パネルの観察者側と前記補償用液晶パネルの反観察者側にそれぞれ1枚の偏光板が配置され、前記駆動用液晶パネルは画素構造を有し、画像を表示することが可能である液晶表示装置において、
前記補償用液晶パネルは液晶層を挟んで対向する透明電極を備え、前記駆動用液晶パネルと独立に電圧を印加することができる液晶表示装置。
A driving liquid crystal panel disposed on the observer side, a compensation liquid crystal panel stacked on the anti-observer side of the driving liquid crystal panel, an anti-side of the observer side of the driving liquid crystal panel and the compensation liquid crystal panel In the liquid crystal display device in which one polarizing plate is disposed on each viewer side, the driving liquid crystal panel has a pixel structure and can display an image.
The compensation liquid crystal panel includes a transparent electrode facing the liquid crystal layer, and a voltage can be applied independently of the driving liquid crystal panel.
前記補償用液晶パネルの対向する透明電極が、画面内で複数の領域に分割されている請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the opposing transparent electrodes of the compensation liquid crystal panel are divided into a plurality of regions within the screen. 前記駆動用液晶パネルが透過型である請求項1または2記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the driving liquid crystal panel is a transmissive type. 前記駆動用液晶パネルが半透過型である請求項1または2記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the driving liquid crystal panel is a transflective type. 前記補償用液晶パネルに印加する電圧に応じて、前記駆動用液晶パネルに印加する電圧を変化することができる請求項1、2、3または4記載の液晶表示装置。 5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a voltage applied to the driving liquid crystal panel can be changed according to a voltage applied to the compensation liquid crystal panel. 前記補償用液晶パネルの印加電圧に応じた、前記駆動用液晶パネルの印加電圧の変化は階調表示電圧設定の変更である請求項5記載の液晶表示装置。 6. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the change in the voltage applied to the driving liquid crystal panel in accordance with the voltage applied to the compensation liquid crystal panel is a change in gradation display voltage setting. 前記駆動用液晶パネルは平行配向であり、前記補償用液晶パネルはハイブリッド配向である請求項1、2、3、4、5または6記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the driving liquid crystal panel has a parallel alignment, and the compensation liquid crystal panel has a hybrid alignment. 前記補償用液晶パネルが正の誘電率異方性を有し、電圧を印加しないときの複屈折値が500nm以下である請求項1、2、3、4、5、6または7記載の液晶表示装置。 8. The liquid crystal display according to claim 1, wherein the compensation liquid crystal panel has a positive dielectric anisotropy and has a birefringence value of 500 nm or less when no voltage is applied. apparatus. 前記補償用液晶パネルが負の誘電率異方性を有し、電圧を印加しないときの複屈折値が50nm以上である請求項1、2、3、4、5、6または7記載の液晶表示装置。 8. The liquid crystal display according to claim 1, wherein the compensation liquid crystal panel has a negative dielectric anisotropy and has a birefringence value of 50 nm or more when no voltage is applied. apparatus.
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