JP2008009354A - 液晶表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】モノクローム表示において理想的な黒色を表示することができる液晶表示パネルを提供する。
【解決手段】液晶セル１には、波長分散値が１．１５以上の液晶が封止される。ポリカーボネートを用いて製造されたＰＣ位相差フィルム３は、液晶セル１の前面に配置される。フロント側偏光板２は、ＰＣ位相差フィルム３上に配置される。また、リア側偏光板４は、液晶セル１の背面に配置される。波長分散値は１．１５以上１．３０以下であることが好ましく、さらに、波長分散値は１．１５以上１．２５以下であることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示パネルに関し、特に、ポリカーボネートを用いて製造された位相差フィルムを備えた液晶表示パネルに関する。

図１４は、モノクローム表示を行う従来の液晶表示パネルの構成例を示す模式図である。従来の液晶表示パネルは、図１４に示すように、フロント側偏光板２と、位相差フィルム３と、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic ）型の液晶セル１０１と、リア側偏光板４とが積層された構成となっている。位相差フィルム３は、ポリカーボネートを用いて製造された位相差フィルムであることが多い。以下、位相差フィルム３がポリカーボネートを用いて製造された位相差フィルムであるものとして説明し、位相差フィルム３をＰＣ位相差フィルム３と記す。

従来の液晶表示パネルの構成は、例えば、特許文献１に記載されている。ただし、特許文献１に記載された液晶表示パネルでは、液晶セルとリア側偏光板との間に、他の位相差フィルムが設けられている。

従来、液晶表示パネルによる良好な表示を実現するために、液晶セル１０１、各偏光板２，４、およびＰＣ位相差フィルム３の軸角や、液晶セル１０１およびＰＣ位相差フィルム３のリタデーションの最適化が行われていた。

ただし、従来、液晶セル１０１に封止される液晶として、波長分散値が１．１３程度の液晶が用いられていた。特許文献１では、波長分散値が１．１２の液晶を用いることが記載されている。

波長分散値の定義について説明する。図１５は、各波長の光に対する屈折率異方性（以下、Δｎと記す。）の変化を示す説明図である。図１５に示すように、波長λが長くなると、Δｎは減少する傾向がある。波長分散値Ｄは、波長４５０ｎｍの光に対するΔｎを、波長５９０ｎｍの光に対するΔｎで除算した値である。すなわち、波長４５０ｎｍの光に対するΔｎをΔｎ（４５０ｎｍ）と表し、波長５９０ｎｍの光に対するΔｎをΔｎ（５９０ｎｍ）と表せば、波長分散値Ｄは以下の式で表される。

Ｄ＝Δｎ（４５０ｎｍ）／Δｎ（５９０ｎｍ）

また、ＰＣ位相差フィルム３の波長分散値は、約１．１０である。

次に、液晶表示パネルの表示の態様および液晶への印加電圧について説明する。液晶表示パネルの表示の態様には、電圧を印加していないときに白色となるノーマリホワイトと、電圧を印加していないときに黒色となるノーマリブラックとがある。

また、白色表示および黒色表示を行うときに液晶に印加する電圧のうち、高い方の電圧をオン電圧と記し、低い方の電圧をオフ電圧と記す。ノーマリホワイトの場合、白色表示とするために液晶に印加する電圧がオフ電圧であり、黒色表示とするために液晶に印加する電圧がオン電圧である。ノーマリブラックの場合、黒色表示とするために液晶に印加する電圧がオフ電圧であり、白色表示とするために液晶に印加する電圧がオン電圧である。なお、オフ電圧は、０Ｖではない。

以下、液晶表示パネルがノーマリホワイトである場合を例にして説明する。図１６は、液晶への印加電圧Ｖの増加に伴うノーマリホワイト液晶表示パネルの透過率ｔの変化の例を示す説明図である。図１６に示すように、透過率ｔは印加電圧Ｖの増加に伴い、しばらく一定値を保ってから下降する。白色表示時の印加電圧および黒色表示時の印加電圧は、白色および黒色のコントラストが最大となるように決定される。すなわち、駆動条件下で、コントラストが最大になるようにオン電圧、オフ電圧が決定される。ノーマリホワイトの場合、図１６に示すオフ電圧を液晶に印加すると白色表示となり、図１６に示すオン電圧を液晶に印加すると黒色表示となる。

なお、電圧を印加しない場合（印加電圧が０Ｖである場合）も白色となるが、オフ電圧を印加した場合よりも光の透過率が若干高い。電圧が印加されて画像を表示するアクティブエリアの外周（アクティブエリアの背景となる領域）の液晶には電圧が印加されないので、印加電圧が０Ｖであるときに液晶パネルが呈する色を背景色と呼び、オフ電圧印加時の白色と区別する。図１７は、アクティブエリアおよびその背景を示す説明図である。図１７は、画像を表示する面の方向から液晶表示パネルを観察した状態を表している。アクティブエリア２１は、液晶に電圧を印加するための電極が配置され、画像を表示可能な領域である。アクティブエリア２１は、液晶への印加電圧に応じて白色、黒色、あるいはその中間色を呈する。アクティブエリアを囲む領域２２には電極は配置されていないため、領域２２に存在する液晶への印加電圧は０Ｖである。よって、領域２２は背景色を呈する。

特開２００３−２３３０７３号公報（段落０００９，００１０、図１）

従来、ノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、液晶にオン電圧（図１６参照。）を印加したときに黒色が表示されるが、青色に近い黒色が表示される。青色に近い黒色をＣＩＥ表色系の色度図で示す。図１８は、ＣＩＥ表色系の色度図である。ＣＩＥ表色系の色度図では、色度は（ｘ，ｙ）座標で表される。なお、ｘ軸は横軸であり、ｙ軸は縦軸である。座標値が（０．１，０．２）近辺の場合、青色となる。また、例えば、座標値が（０．４，０．４）近辺の場合、黄色となる。また、座標値（０．３１０，０．３１６）は、理想的な白色となる。白色と同様に無彩色である黒色においても、色度が（０．３１０，０．３１６）に近いほど理想的な黒色となる。また、背景色の色度の理想的な値も（０．３１０，０．３１６）である。

従来のノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、液晶にオン電圧を印加したときの色度の座標値が（０．２，０．２）近辺の値となっていた。そのため、液晶にオン電圧を印加したときには理想的な黒色が表示されることが好ましいが、実際には、青色に近い黒色が表示されてしまっていた。

また、従来のノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、液晶にオフ電圧を印加したときに白色が表示されるが、黄色に近い白色が表示されていた。

本発明は、モノクローム表示においてより理想的な黒色を表示することができる液晶表示パネルを提供することを目的とする。

本発明の態様１は、電極が設けられた一対の基板間に液晶を封止した液晶セルと、液晶セルの前面に配置されるポリカーボネート製の位相差フィルムと、位相差フィルム上に配置される第１偏光板と、液晶セルの背面に配置される第２偏光板とを備え、液晶セルに封止される液晶の波長分散値が１．１５以上であることを特徴とする液晶表示パネルを提供する。

本発明の態様２は、態様１において、液晶セルに封止される液晶の波長分散値が１．１５以上１．３０以下である液晶表示パネルを提供する。

本発明の態様３は、態様１または態様２において、液晶セルに封止される液晶の波長分散値が１．１５以上１．２５以下である液晶表示パネルを提供する。

本発明の態様４は、態様１から態様３のいずれかにおいて、位相差フィルムのリタデーションが５９０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である液晶表示パネルを提供する。

本発明の態様５は、態様１から態様４のいずれかにおいて、液晶に電圧を印加しないときに白色を呈する液晶表示パネルを提供する。

本発明の態様６は、態様１から態様４のいずれかにおいて、液晶に電圧を印加しないときに黒色を呈する液晶表示パネルを提供する。

本発明の態様７は、態様１から態様６のいずれかにおいて、第１偏光板および第２偏光板が、ハンターＬａｂ表色系で表したときにおける色相ｂの値が１．５未満となる色の偏光板である液晶表示パネルを提供する。

本発明の態様８は、態様１から態様７のいずれかにおいて、液晶セルに封止される液晶が、波長５９０ｎｍの光に対する屈折率異方性が０．１８以上である液晶であり、液晶セルのセルギャップが、５．０μｍ以下である液晶表示パネルを提供する。そのような液晶表示パネルによれば、応答速度を速めることができる。

本発明によれば、理想的な色度に近い色度の黒色を表示することができる。また、従来の液晶表示パネルよりもコントラストを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

［実施の形態１］図１は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示パネルの例を示す模式図である。本発明の液晶表示パネルは、図１に示すように、ＳＴＮ型の液晶セル１と、フロント側偏光板２と、ＰＣ位相差フィルム３と、リア側偏光板４とを備える。

液晶セル１は、電極が設けられた一対の基板（図示略。）を有している。この一対の基板は、電極が設けられた面同士が対向するように配置されている。そして、液晶セル１は、この一対の基板間に液晶（図示略。）を封止している。

液晶セル１には、波長分散値が１．１５以上の液晶が封止される。なお、既に説明したように、波長分散値Ｄは、波長４５０ｎｍの光に対するΔｎ（屈折率異方性）を、波長５９０ｎｍの光に対するΔｎで除算した値として定義される。

ＰＣ位相差フィルム３は、ポリカーボネートを用いて製造された位相差フィルムである。ＰＣ位相差フィルム３は、液晶セル１の前面に配置される。すなわち、ＰＣ位相差フィルム３は、観察者によって表示画像が観察される側の面に配置される。

位相差フィルムの波長分散値は、その材質に依存する。ポリカーボネート製の位相差フィルムであるＰＣ位相差フィルム３の波長分散値は、約１．１０である。

フロント側偏光板２は、ＰＣ位相差フィルム３上に配置される。また、リア側偏光板４は、液晶セル１の背面に配置される。

フロント側偏光板２は、フロント側偏光板２自身の偏光軸の方向に振動する光を透過させる。同様に、リア側偏光板４は、リア側偏光板４自身の偏光軸の方向に振動する光を透過させる。

以下、液晶表示パネルがノーマリホワイト（液晶に電圧を印加しないときに白色を呈する態様）である場合を例にして説明する。なお、ノーマリホワイトのＳＴＮ液晶表示パネルを実現するためには、ノーマリホワイトとなるように、フロント側偏光板２およびリア側偏光板４の軸（例えば、吸収軸）の向きを定めればよい。また、ノーマリブラックのＳＴＮ液晶表示パネルは、ノーマリホワイトのＳＴＮ液晶表示パネルのフロント側偏光板２の吸収軸を９０°回転することによって実現することができる。あるいは、ノーマリホワイトのＳＴＮ液晶表示パネルのリア側偏光板４の吸収軸を９０°回転することによっても実現することができる。

液晶表示パネルを駆動する場合において、白色表示時の液晶への印加電圧および黒色表示時の液晶への印加電圧は、白色および黒色のコントラストが最大となるように決定される。また、ここでは、液晶表示パネルはノーマリホワイトであるものとする。従って、白色表示時には液晶にオフ電圧を印加し、黒色表示には液晶にオン電圧を印加する（図１６参照。）。

上記のように液晶セル１上に配置する位相差フィルムとして、ポリカーボネートを用いて製造されたＰＣ位相差フィルム３を用い、液晶セル１に封止される液晶の波長分散値を１．１５以上とすることによって、電圧を印加して黒色を表示させるときに、従来よりも良好な黒色を表示させることができる。すなわち、従来は青色に近い黒色が表示されたが、本発明によれば黒色表示時に、色度を（０．３１０，０．３１６）に近づけることができ、青みのない黒色を表示することができる。

また、上記のような構成とすることで、従来の液晶表示パネル（波長分散値が１．１３程度の液晶を用いた液晶表示パネル）よりコントラストを向上させることができる。

発明者は、波長分散値Ｄを１．０１から１．４０まで変化させた場合における色度、目標値となる色度（０．３１０，０．３１６）との距離、およびコントラストを導出した。なお、この導出は、光学計算ソフトウェアを用いたシミュレーションによって行った。

図２は、シミュレーションにおいて設定した値を示す説明図である。視角を６時方向としたときにおける３時方向を、基準軸の方向と定めた。そして、図２に示すように、基準軸の方向とフロント側偏光板２の吸収軸とのなす角度が１５°になるようにフロント側偏光板２の吸収軸の方向を定めた。具体的には、基準軸を反時計回りに１５°回転させたときの方向とフロント側偏光板２の吸収軸の方向とが一致するようにフロント側偏光板２の吸収軸の方向を定めた。

また、ＰＣ位相差フィルム３のリタデーションを６１７ｎｍとして設定した。そして、図２に示すように、基準軸の方向とＰＣ位相差フィルム３の延伸軸とのなす角度が５５°になるようにＰＣ位相差フィルム３の延伸軸の方向を定めた。具体的には、基準軸を反時計回りに５５°回転させたときの方向とＰＣ位相差フィルム３の延伸軸の方向とが一致するようにＰＣ位相差フィルム３の延伸軸の方向を定めた。

また、液晶セル１のツイスト角を２４０°に設定し、セルギャップを６．０μｍに設定した。また、液晶セル１のΔｎを０．１４に設定し、Δｎｄを０．８４に設定した。

また、図２に示すように、基準軸の方向とリア側偏光板４の吸収軸とのなす角度が７５°になるようにリア側偏光板４の吸収軸の方向を定めた。具体的には、基準軸を反時計回りに７５°回転させたときの方向とリア側偏光板４の吸収軸の方向とが一致するようにリア側偏光板４の吸収軸の方向を定めた。以上のような設定のもとでシミュレーションを行った。なお、シミュレーションは、１／６４デューティ、１／９バイアスの液晶駆動条件を用いた。

図３は、液晶の波長分散値Ｄを１．０１から１．４０まで変化させた場合におけるオン電圧印加時の黒色の色度の変化を示すシミュレーション結果である。黒色は無彩色であるので、色度（０．３１０，０．３１６）に近いほど青みのない良好な黒色にすることができる。すなわち、色度の目標値は、（０．３１０，０．３１６）である。また、図３に示すｘ軸（横軸）およびｙ軸（縦軸）は、図１８に示すＣＩＥ表色系の色度図におけるｘ軸、ｙ軸に相当する。

図３では、オン電圧を印加して表示した黒色の色度を四角形のマーカで示し、液晶の波長分散値Ｄを１．０１から１．４０まで変化させた場合におけるマーカの変化を矢印で示している。液晶の波長分散値Ｄを増加させることによって、オン電圧印加によって表示される黒色の色度が、青色に近い色度から遠ざかり目標値（０．３１０，０．３１６）に近づけられることが確認できる。

なお、図３では、液晶の波長分散値Ｄを１．０１から１．４０まで変化させた場合におけるオフ電圧印加時の白色の色度の変化も示している。白色の色度の目標値も（０．３１０，０．３１６）である。図３では、オフ電圧を印加して表示した白色の色度は、丸形のマーカで示し、液晶の波長分散値Ｄを１．０１から１．４０まで変化させた場合におけるマーカの変化を矢印で示している。

図４は、オン電圧を印加して表示した黒色の色度と目標値（０．３１０，０．３１６）との距離（色度差）の変化を示すシミュレーション結果である。２つの色度（ｘ_１，ｙ_１），（ｘ_２，ｙ_２）の距離は、√（（ｘ_１−ｘ_２）^２＋（ｙ_１−ｙ_２）^２）として求められる。従って、オン電圧印加時の黒色の色度を（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ）とすれば、その色度と目標値との色度差は、√（（ｘ_ｂ−０．３１０）^２＋（ｙ_ｂ−０．３１６）^２）として求めることができる。

図４に示すように、液晶の波長分散値Ｄが１．１５以上のとき、目標値（０．３１０，０．３１６）との色度差が、従来の液晶の波長分散値（１．１３）の場合よりも減少していることがわかる。すなわち、液晶の波長分散値Ｄを１．１５以上とすることで、黒色の色度が目標値（０．３１０，０．３１６）に近づいていて、従来よりも良好な黒色を表示できることがわかる。

また、図５は、液晶の波長分散値Ｄを１．０１から１．４０まで変化させた場合におけるコントラスト（オン電圧印加時の黒色とオフ電圧印加時の白色とのコントラスト）の変化を示すシミュレーション結果である。図５に示すように、液晶の波長分散値Ｄが上昇するにつれてコントラストも上昇する。液晶の波長分散値Ｄが１．１５以上のとき、従来の液晶の波長分散値（１．１３）の場合よりもコントラストが上昇している。従って、液晶の波長分散値Ｄを１．１５以上とすることで、従来よりもコントラストが改善できることがわかる。

［実施の形態２］本発明の第２の実施の形態の液晶表示パネルは、液晶セルに封止する液晶以外に関しては第１の実施の形態と同様である。以下、図１を参照して第２の実施の形態について説明する。以下、液晶表示パネルがノーマリホワイトである場合を例にして説明する。なお、第２の実施の形態の液晶表示パネルもＳＴＮモードの液晶表示パネルである。

第２の実施の形態では、液晶セル１に、波長分散値が１．１５以上１．３０以下である液晶が封止される。フロント側偏光板２と、ＰＣ位相差フィルム３と、リア側偏光板４については、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

本実施の形態のように、液晶セル１に封止する液晶として波長分散値が１．１５以上１．３０以下である液晶を用いることによって、以下の効果が得られる。すなわち、黒色表示時おける黒色の色度および白色表示時における白色の色度の双方を、目標値（０．３１０，０．３１６）に近づけることができる。本例のように、液晶表示パネルがノーマリホワイトである場合、オン電圧を印加して黒色を表示した場合であっても、オフ電圧を印加して白色を表示した場合であっても、いずれの色度も（０．３１０，０．３１６）に近づけることができる。従って、黒色表示時に、青みのない黒色を表示することができる。そして、白色表示時に、黄色に近い白色が表示されることを防止して、理想的な白色（色度が（０．３１０，０．３１６）に近い白色）を表示することができる。

また、第１の実施の形態と同様に、従来の液晶表示パネル（波長分散値が１．１３程度の液晶を用いた液晶表示パネル）よりコントラストを向上させることができる。

発明者は、第１の実施の形態で示した設定と同様の設定で、目標値（０．３１０，０．３１６）との色度差を求めたり、複数種類の色度差の和を求めるシミュレーションを行った。

図６は、オン電圧を印加して表示した黒色の色度と目標値（０．３１０，０．３１６）との距離（色度差）、オフ電圧を印加して表示した白色の色度と目標値（０．３１０，０．３１６）との距離（色度差）、およびその２種類の色度差の和の変化を示すシミュレーション結果である。

図６では、液晶の波長分散値Ｄを１．０１から１．４０まで変化させた場合における色度差や２種類の色度差の和の変化を示している。図６では、オン電圧印加時の黒色の色度と目標値との色度差を四角形のマーカで示している。また、オフ電圧印加時の白色の色度と目標値との色度差を白丸のマーカで示している。さらに、この２種類の色度差（オン電圧印加時の黒色の色度と目標値との色度差、およびオフ電圧印加時の白色の色度と目標値との色度差）の和を黒丸のマーカで示している。

図６に示すように、液晶の波長分散値Ｄが１．１５以上１．３０以下のとき、２種類の色度差の和が約０．１以下の値に抑えられていて、従来の液晶の波長分散値（１．１３）の場合よりも減少していることがわかる。２種類の色度差の和が減少しているということは、黒表示時においても白表示時においても色度が目標値（０．３１０，０．３１６）に近いということを意味している。従って、波長分散値Ｄが１．１５以上１．３０以下の液晶を液晶セル１内の液晶として用いることによって、理想的な黒色および理想的な白色を表示できることがわかる。

［実施の形態３］本発明の第３の実施の形態の液晶表示パネルは、液晶セルに封止する液晶以外に関しては第１および第２の実施の形態と同様である。以下、図１を参照して第３の実施の形態について説明する。以下、液晶表示パネルがノーマリホワイトである場合を例にして説明する。なお、第３の実施の形態の液晶表示パネルもＳＴＮモードの液晶表示パネルである。

第３の実施の形態では、液晶セル１に、波長分散値が１．１５以上１．２５以下である液晶が封止される。フロント側偏光板２と、ＰＣ位相差フィルム３と、リア側偏光板４については、第１および第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

本実施の形態のように、液晶セル１に封止する液晶として波長分散値が１．１５以上１．２５以下である液晶を用いることによって、以下の効果が得られる。すなわち、黒色表示時おける黒色の色度、白色表示時における白色の色度、および背景色の色度のいずれも、目標値（０．３１０，０．３１６）に近づけることができる。本例のように、液晶表示パネルがノーマリホワイトである場合、オン電圧を印加して黒色を表示した場合であっても、オフ電圧を印加して白色を表示した場合であっても、いずれの色度も（０．３１０，０．３１６）に近づけることができる。また、液晶に電圧が印加されない領域２２（アクティブエリアを囲む領域。図１７参照。）の色である背景色の色度も（０．３１０，０．３１６）に近づけることができる。

従って、波長分散値Ｄが１．１５以上１．２５以下である液晶を液晶セル１内の液晶として用いることによって、理想的な黒色および理想的な白色を表示できる。また、背景色の色度も、黒色および白色の色度と同様に目標値に近づけられる。その結果、オフ電圧印加時にアクティブエリアとその周りの領域の境界を目立たなくすることができる。ノーマリホワイトの場合、アクティブエリアを白色としたときに、アクティブエリアとその周りの領域の境界を目立たなくすることができる。なお、ここではノーマリホワイトを例にして説明したが、ノーマリブラックの場合も同様である。すなわち、ノーマリブラックの場合、アクティブエリアを黒色としたときに、アクティブエリアとその周りの領域の境界を目立たなくすることができる。

また、第１および第２の実施の形態と同様に、従来の液晶表示パネル（波長分散値が１．１３程度の液晶を用いた液晶表示パネル）よりコントラストを向上させることができる。

発明者は、第１の実施の形態で示した設定と同様の設定で、目標値（０．３１０，０．３１６）との色度差を求めたり、複数種類の色度差の和を求めるシミュレーションを行った。

図７は、オン電圧を印加して表示した黒色の色度と目標値（０．３１０，０．３１６）との距離（色度差）、オフ電圧を印加して表示した白色の色度と目標値（０．３１０，０．３１６）との距離（色度差）、電圧を印加しない場合の背景色の色度と目標値（０．３１０，０．３１６）との距離（色度差）、およびその３種類の色度差の和の変化を示すシミュレーション結果である。

図７では、液晶の波長分散値Ｄを１．０１から１．４０まで変化させた場合における色度差や３種類の色度差の和の変化を示している。図７では、オン電圧印加時の黒色の色度と目標値との色度差を四角形のマーカで示している。また、オフ電圧印加時の白色の色度と目標値との色度差を白丸のマーカで示している。また、電圧を印加しない場合の背景色の色度と目標値との色度差を斜線入りの白丸のマーカで示している。さらに、この３種類の色度差（オン電圧印加時の黒色の色度と目標値との色度差、オフ電圧印加時の白色の色度と目標値との色度差、電圧を印加しないときの背景色の色度と目標値との色度差）の和を黒丸のマーカで示している。

図７に示すように、従来の液晶の波長分散値（１．１３）の場合、３種類の色度差の和は約０．１５である。液晶の波長分散値Ｄが１．１５以上１．２５以下のときには３種類の色度差の和が、従来の波長分散値（１．１３）の場合よりも減少していることがわかる。３種類の色度差の和が減少しているということは、黒表示時、白表示時、背景色表示時のいずれの場合においても色度が目標値（０．３１０，０．３１６）に近いということを意味している。従って、波長分散値Ｄが１．１５以上１．２５以下の液晶を液晶セル１内の液晶として用いることによって、理想的な黒色および理想的な白色を表示でき、また、オフ電圧印加時にアクティブエリアとその周りの領域の境界を目立たなくすることができることがわかる。

また、液晶セル１に封止する液晶として波長分散値Ｄが１．２１の液晶を用い、ＰＣ位相差フィルム３としてリタデーションが５９０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下のＰＣ位相差フィルムを用いることが特に好ましい。この場合、オン電圧印加時の黒色の色度と目標値との色度差、およびオフ電圧印加時の白色の色度と目標値との色度差をいずれも、０．０１以下に抑えられることが多い。すなわち、オン電圧印加時の黒色を理想的な黒色に近づけ、かつ、オフ電圧印加時の白色を理想的な白色に近づけることができる。

発明者は、第１の実施の形態で示した設定と同様の設定で、ＰＣ位相差フィルム３のリタデーションの値を変化させたときの黒色、白色それぞれの色度と目標値との差の変化を調べるシミュレーションを行った。なお、液晶の波長分散値Ｄとして、“１．１３”，“１．２１”，“１．２５”，“１．３０”を用いた。

図８は、ＰＣ位相差フィルム３のリタデーションの値を変化させたときの黒色、白色それぞれの色度と目標値との差の変化を示すシミュレーション結果である。図８に示すように、液晶の波長分散値Ｄが１．２１であり、ＰＣ位相差フィルム３のリタデーションが５９０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である場合、オン電圧印加時の黒色の色度と目標値との色度差、およびオフ電圧印加時の白色の色度と目標値との色度差をいずれも、０．０１以下に抑えられることが多いことがわかる。

なお、図８において、破線で示した範囲は、オン電圧印加時の黒色の色度と目標値との色度差、およびオフ電圧印加時の白色の色度と目標値との色度差がいずれも概ね０．０５以下に抑えられると考えられる領域である。図８において、点線で示した範囲は、オン電圧印加時の黒色の色度と目標値との色度差、およびオフ電圧印加時の白色の色度と目標値との色度差がいずれも概ね０．０２５以下に抑えられると考えられる領域である。図８において、実線で示した範囲は、オン電圧印加時の黒色の色度と目標値との色度差、およびオフ電圧印加時の白色の色度と目標値との色度差がいずれも概ね０．０１以下に抑えられると考えられる領域である。

また、上記の各実施の形態では、中間調表示における色度も改善することができる。発明者は、液晶への印加電圧を変化させたときの色度の変化を調べるシミュレーションを行った。なお、液晶の波長分散値Ｄとして、“１．０１”，“１．１３”，“１．２１”，“１．３０”を用いた。

図９は、液晶への印加電圧を変化させたときの色度の変化を示すシミュレーション結果である。図９（ａ）は、波長分散値Ｄが１．０１の場合の結果であり、図９（ｂ）は、波長分散値Ｄが１．１３（従来用いられていた液晶の波長分散値）の場合の結果である。また、図９（ｃ）は、波長分散値Ｄが１．２１（最適値）の場合の結果であり、図９（ｄ）は、波長分散値Ｄが１．３０の場合の結果である。なお、図９に示す各ｘ軸（横軸）および各ｙ軸（縦軸）は、図１８に示すＣＩＥ表色系の色度図におけるｘ軸、ｙ軸に相当する。

図９（ａ），（ｂ）に示すように、波長分散値Ｄが１．０１や１．１３の場合、オフ電圧印加時の色度とオン電圧印加時の色度との差が大きい。また、オフ電圧からオン電圧まで印加電圧を変化させた場合（中間調表示時に相当する。）、色度が大きく遷移していることがわかる。

一方、図９（ｃ），（ｄ）に示すように、波長分散値Ｄが１．２１や１．３０の場合、オフ電圧印加時の色度とオン電圧印加時の色度との差が小さい。また、オフ電圧からオン電圧まで印加電圧を変化させた場合における色度が遷移する範囲も、波長分散値Ｄが１．１３（従来値）の場合に比べて狭くなっている。従って、中間調表示を行う場合における色度も従来より改善されることがわかる。

また、上記の各実施の形態では、液晶表示パネルがノーマリホワイトである場合を例に説明した。ノーマリホワイトのＳＴＮ液晶表示パネルのフロント側偏光板２（あるいはリア側偏光板４）の吸収軸を９０°回転することによってノーマリブラックの液晶表示パネルを実現できる。この場合、オフ電圧印加時に黒色表示となり、オン電圧印加時に白色表示となる。このようなノーマリブラックの液晶表示パネルとした場合でも、ノーマリホワイトの場合と同様の効果を得ることができる。

すなわち、液晶セル１に封止される液晶の波長分散値を１．１５以上とすることによって、電圧を印加して黒色を表示させるときに、従来よりも良好な黒色を表示させることができる。また、従来の液晶表示パネルよりコントラストを向上させることができる。

また、液晶セル１に封止される液晶の波長分散値を１．１５以上１．３０以下とすることによって、オフ電圧を印加して黒色を表示する場合であっても、オン電圧を印加して白色を表示する場合であっても、目標となる色度（０．３１０，０．３１６）に近づけることができる。

また、液晶セル１に封止される液晶の波長分散値を１．１５以上１．２５以下とすることによって、オフ電圧を印加して黒色を表示する場合であっても、オン電圧を印加して白色を表示する場合であっても、目標となる色度（０．３１０，０．３１６）に近づけることができる。また、背景色の色度も目標となる色度（０．３１０，０．３１６）に近づけることができ、オフ電圧印加時にアクティブエリアとその周りの領域の境界を目立たなくすることができる。

また、液晶セル１に封止される液晶の波長分散値を１．２１とし、リタデーションが５９０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下のＰＣ位相差フィルムを用いることで、オン電圧印加時の白色の色度と目標値との色度差、およびオフ電圧印加時の黒色の色度と目標値との色度差をいずれも、概ね０．０１以下に抑えることができる。

［実施の形態４］図１０は、本発明の第４の実施の形態の液晶表示パネルの例を示す模式図である。第４の実施の形態の液晶表示パネルは、第１の実施の形態におけるフロント側偏光板２、リア側偏光板４の代わりにそれぞれブルー系偏光板１２，１４を備える。ブルー系偏光板とは、ハンターＬａｂ表色系で表したときにおける色相ｂの値が１．５未満となる色の偏光板である。以下、フロント側に配置されるブルー系偏光板１２を、フロント側ブルー系偏光板１２と記す。また、リア側に配置されるブルー系偏光板１４をリア側ブルー系偏光板１４と記す。なお、第１の実施の形態と同様の構成要素については、図１と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

第４の実施の形態の液晶表示パネルは、図１０に示すように、フロント側ブルー系偏光板１２と、ＳＴＮ型の液晶セル１と、ＰＣ位相差フィルム３と、リア側ブルー系偏光板１４とを備える。

液晶セル１は、第１の実施の形態と同様に、波長分散値が１．１５以上の液晶を封止している。ＰＣ位相差フィルム３は、ポリカーボネートを用いて製造された位相差フィルムである。

フロント側ブルー系偏光板１２は、ＰＣ位相差フィルム３上に配置される。リア側ブルー系偏光板１４は、液晶セル１の背面に配置される。フロント側ブルー系偏光板１２は、フロント側ブルー系偏光板１２自身の偏光軸の方向に振動する光を透過させる。同様に、リア側ブルー系偏光板１４は、リア側ブルー系偏光板１４自身の偏光軸の方向に振動する光を透過させる。

以下、液晶表示パネルがノーマリホワイトである場合を例にして説明する。なお、ノーマリホワイトのＳＴＮ液晶表示パネルを実現するためには、ノーマリホワイトとなるように、フロント側ブルー系偏光板１２およびリア側ブルー系偏光板１４の軸（例えば、吸収軸）の向きを定めればよい。また、ノーマリブラックのＳＴＮ液晶表示パネルは、ノーマリホワイトのＳＴＮ液晶表示パネルのフロント側ブルー系偏光板１２の吸収軸を９０°回転することによって実現することができる。あるいは、ノーマリホワイトのＳＴＮ液晶表示パネルのリア側ブルー系偏光板１４の吸収軸を９０°回転することによっても実現することができる。

既に説明したように、液晶表示パネルを駆動する場合において、白色表示時の液晶への印加電圧および黒色表示時の液晶への印加電圧は、白色および黒色のコントラストが最大となるように決定される。また、ここでは、液晶表示パネルはノーマリホワイトであるものとする。従って、白色表示時には液晶にオフ電圧を印加し、黒色表示には液晶にオン電圧を印加する。

以上のような第４の実施の形態の構成とすることによって、オフ電圧印加時の表示や背景色を劣化させずに、オン電圧印加時の表示色をより理想的な無彩色に近づけることができる。すなわち、オン電圧印加時の表示色の色度をより（０．３１０，０．３１６）に近づけることができる。上述のようにノーマリホワイトとする場合、オン電圧を印加したときに表示される黒色の色度を（０．３１０，０．３１６）に近づけることができ、より理想的な黒色を表示させることができる。従って、青色に近い黒色となってしまうことを防ぐことができる。

また、ノーマリブラックの液晶表示パネルとする場合には、オン電圧を印加したときに表示される白色の色度を（０．３１０，０．３１６）に近づけることができ、より理想的な白色を表示させることができる。

第１の実施の形態においても、オン電圧を印加したときに表示される色の色度を理想的な色度に近づけ、オン電圧印加時の表示色を理想的な無彩色に近づけることができる。本実施の形態では、フロント側ブルー系偏光板１２とリア側ブルー系偏光板１４を備えた構成とすることにより、オフ電圧印加時の表示や背景色を劣化させずに、オン電圧印加時の表示色を理想的な無彩色にさらに近づけることができる。

また、上記の説明では、液晶セル１が第１の実施の形態における液晶セルと同様の液晶セルである場合を例にして説明した。第４の実施の形態において、液晶セル１は、第２の実施の形態における液晶セルと同様の液晶セルであってもよい。すなわち、液晶セル１には、波長分散値が１．１５以上１．３０以下である液晶が封止されていてもよい。この場合、第２の実施の形態の効果に加え、オフ電圧印加時の表示や背景色を劣化させずに、オン電圧印加時の表示色を理想的な無彩色にさらに近づけることができるという効果が得られる。

また、第４の実施の形態における液晶セル１は、第３の実施の形態における液晶セルと同様の液晶セルであってもよい。すなわち、液晶セル１には、波長分散値が１．１５以上１．２５以下である液晶が封止されていてもよい。また、液晶セル１に封止される液晶として波長分散値Ｄが１．２１の液晶を用い、ＰＣ位相差フィルム３としてリタデーションが５９０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下のＰＣ位相差フィルムを用いてもよい。この場合、第３の実施の形態の効果に加え、オフ電圧印加時の表示や背景色を劣化させずに、オン電圧印加時の表示色を理想的な無彩色にさらに近づけることができるという効果が得られる。

発明者は、偏光板としてブルー系偏光板を用いた液晶表示パネルと、通常の偏光板（ブルー系偏光板ではない偏光板）を用いた液晶表示パネルを作製し、その２種類の液晶表示パネルの色度を比較した。作製した液晶表示パネルは、いずれもノーマリホワイトの液晶表示パネルであり、背景色、オフ電圧印加時の表示色（ノーマリホワイトでは白色）、およびオン電圧印加時の表示色（ノーマリホワイトでは黒色）の色度を比較した。

発明者は、図１０に示すフロント側ブルー系偏光板１２と、液晶セル１と、ＰＣ位相差フィルム３と、リア側ブルー系偏光板１４とを備えた液晶表示パネルを作製した。液晶セル１には、波長分散値が１．１７である液晶を封止した。この液晶表示パネルを「液晶表示パネルＡ」と記す。

また、発明者は、フロント側ブルー系偏光板１２およびリア側ブルー系偏光板１４に代えて通常の偏光板を用いた液晶表示パネルを作製した。この液晶表示パネルを「液晶表示パネルＢ」と記す。偏光板以外の構成要素は、液晶表示パネルＡと同様であり、液晶表示装置Ｂの液晶セルにも、波長分散値が１．１７である液晶を封止した。

図１１は、液晶表示パネルＡおよび液晶表示パネルＢにおける背景色、オフ電圧印加時の表示色（白色）、およびオン電圧印加時の表示色（黒色）の色度の測定結果を示す説明図である。また、背景色、白色、黒色の色度の目標値はいずれも（０．３１０，０．３１６）である。

図１１に示すように、液晶表示パネルＢ、液晶表示パネルＡの背景色の色度はそれぞれ（０．３１７，０．３３４）、（０．３１７，０．３３９）であり、両者は近い値となっている。また、いずれも目標値となる色度（０．３１０，０．３１６）に近い値となっている。

また、液晶表示パネルＢ、液晶表示パネルＡのオフ電圧印加時における白色の色度はそれぞれ（０．３１８，０．３３４）、（０．３１５，０．３３７）であり、両者は近い値となっている。また、いずれも目標値となる色度（０．３１０，０．３１６）に近い値となっている。

また、液晶表示パネルＢのオン電圧印加時における黒色の色度は（０．２８３，０．２７８）である。一方、ブルー系偏光板を用いた液晶表示パネルＡでは、電圧印加時における黒色の色度は（０．３２１，０．３３７）であり、より目標値に近い値となっている。

図１１に示す測定結果から、第４の実施の形態のようにブルー系偏光板を用いることで、オフ電圧印加時の表示色や背景色を無彩色に保ったまま、オン電圧印加時の表示色を理想的な無彩色に近づけられることが確認できる。

また、上記の第１の実施の形態から第４の実施の形態までの各実施の形態において、液晶セル１には、Δｎ（５９０ｎｍ）≧０．１８を満足する液晶を封止し、液晶セル１のセルギャップを５．０μｍ以下とすることが好ましい。Δｎ（５９０ｎｍ）≧０．１８を満足する液晶とは、波長５９０ｎｍの光に対する屈折率異方性が０．１８以上である液晶である。セルギャップとは、液晶セル１において対向する電極間での液晶層の厚みである。

液晶セル１に封止する液晶を、Δｎ（５９０ｎｍ）≧０．１８を満足する液晶とし、液晶セル１のセルギャップを５．０μｍ以下とすれば、液晶セル１のセルギャップを狭くすることになる。従って、液晶表示パネルの応答速度を速めることができる。

液晶の屈折率異方性Δｎと波長分散値との間には、波長分散値が大きくなるほどΔｎも大きくなるという関係が成立することが多い。図１２は、Δｎ（５９０ｎｍ）が異なる液晶の波長分散値Ｄ（すなわち、Δｎ（４５０ｎｍ）／Δｎ（５９０ｎｍ））を測定した結果を示す説明図である。図１２から、波長分散値Ｄが大きくなるほど、Δｎ（５９０ｎｍ）も大きくなっていることが確認できる。

上記の第１の実施の形態から第４の実施の形態までの各実施の形態では、いずれも波長分散値が１．１５以上である液晶を液晶セル１に封止するが、この液晶のΔｎ（５９０ｎｍ）は０．１８以上であることが好ましい。

液晶表示パネルの特性は、液晶セルのセルギャップをｄとしたときに、Δｎｄに依存し、Δｎｄは、０．７μｍ≦Δｎｄ≦０．９μｍを満足することが好ましい。

Δｎ（５９０ｎｍ）≧０．１８を満たし、Δｎ（５９０ｎｍ）・ｄ≦０．９を満たすセルギャップｄは、ｄ≦５．０μｍである。

このように、液晶セル１に封止される液晶として、Δｎ（５９０ｎｍ）≧０．１８を満足する液晶を用い、また、液晶セル１のセルギャップを５．０μｍ以下とすることによって、液晶表示パネルの応答速度を速めることができる。

発明者は、Δｎ（５９０ｎｍ）＝０．１９である液晶を用いた液晶表示パネルと、Δｎ（５９０ｎｍ）＝０．１４である液晶を用いた液晶表示パネルを作製し、２つの液晶表示パネルにおける応答時間を比較した。２つの液晶表示パネルを作製するときに、２つの液晶表示パネルのΔｎｄの値がほぼ同じ値（約０．７６）となるようにそれぞれの液晶表示パネルにおける液晶セル１のセルギャップを定めた。すなわち、Δｎ（５９０ｎｍ）＝０．１９である液晶を用いた液晶表示パネルでは、セルギャップを４．０μｍとし、Δｎｄ＝０．７６とした。また、Δｎ（５９０ｎｍ）＝０．１４である液晶を用いた液晶表示パネルでは、セルギャップを５．５μｍとし、Δｎｄを約０．７６とした。

また、いずれの液晶表示パネルもノーマリホワイトとし、オフ電圧印加時の表示色が白色であり、オン電圧印加時の表示色が黒色となるようにした。

発明者は、Δｎ（５９０ｎｍ）が異なる２つの液晶表示パネルを、それぞれ以下のように駆動し、応答時間を比較した。駆動方法として、ＩＡＰＴ（Improved Alt Pleshko Technique）を採用した。また、非選択行の行電極に設定する電位をＶｒ，Ｖｃとして（Ｖｃ＜Ｖｒとする。）、液晶への印加電圧の極性を切り替える毎に、非選択行の行電極に設定する電位をＶｒからＶｃまたはＶｃからＶｒに切り替えて駆動した。また、駆動電圧（液晶表示パネルを駆動するために供給する電圧）をＶｄとしたときにＶｄ＝Ｖｒ＋Ｖｃとなるようにして、バイアス比（Ｖｃ／（Ｖｒ＋Ｖｃ））を一定に定め、コントラストが最大となる駆動電圧Ｖｄを選択し、その駆動電圧で駆動した。

バイアス比を１／１０Ｂ（すなわち、Ｖｃ／（Ｖｒ＋Ｖｃ）＝１／１０）、デューティ比を１／９６、フレーム周波数を７０Ｈｚとして駆動し、応答時間を比較した。

また、バイアス比を１／９Ｂ（すなわち、Ｖｃ／（Ｖｒ＋Ｖｃ）＝１／９）、デューティ比を１／６４、フレーム周波数を７０Ｈｚとして駆動し、応答時間を比較した。

なお、応答時間は、τ_ｒｉｓｅおよびτ_{ｄｅｃａｙ}の和として測定した。τ_ｒｉｓｅは、オフ電圧印加状態からオン電圧印加状態に切り替えたときに、透過率が１００％から１０％まで低下する時間である。τ_{ｄｅｃａｙ}は、オン電圧印加状態からオフ電圧印加状態に切り替えたときに、透過率が０％から９０％まで上昇する時間である。

図１３は、応答時間の比較結果を示す説明図である。図１３では、Δｎ（５９０ｎｍ）＝０．１９である液晶を高分散液晶と記し、Δｎ（５９０ｎｍ）＝０．１４である液晶を通常液晶と記している。

図１３に示すように、バイアス比を１／１０Ｂ、デューティ比を１／９６として駆動した場合であっても、バイアス比を１／９Ｂ、デューティ比を１／６４として駆動した場合であっても、高分散液晶を用いた液晶表示パネルの応答時間（τ_ｒｉｓｅ＋τ_{ｄｅｃａｙ}）は、通常液晶を用いた液晶表示パネルの応答時間の約１／２になっている。

このように、Δｎ（５９０ｎｍ）≧０．１８を満足する液晶を用い、液晶セル１のセルギャップを５．０μｍ以下とすることで、応答時間を短縮することができる。すなわち、応答速度を速めることができる。

なお、本発明において液晶セルのリタデーションを最適化することで、より表示色を改善してもよい。また、ＰＣ位相差フィルムや液晶セルの最適化（特に軸角の最適化）によって、より表示色を改善してもよい。また、液晶表示パネルの背面に配置されるバックライトの色度を制御することによって、より表示色を改善してもよい。

本発明は、モノクローム表示を行うＳＴＮモードの液晶表示パネルに好適に適用される。

本発明の第１の実施の形態の液晶表示パネルの例を示す模式図。 シミュレーションにおいて設定した値を示す説明図。 液晶の波長分散値Ｄを１．０１から１．４０まで変化させた場合におけるオン電圧印加時の黒色の色度の変化を示すシミュレーション結果。 オン電圧を印加して表示した黒色の色度と目標値との色度差の変化を示すシミュレーション結果。 液晶の波長分散値Ｄを１．０１から１．４０まで変化させた場合におけるコントラストの変化を示すシミュレーション結果。 オン電圧を印加して表示した黒色の色度と目標値との色度差、オフ電圧を印加して表示した白色の色度と目標値との色度差、およびその２種類の色度差の和の変化を示すシミュレーション結果。 オン電圧を印加して表示した黒色の色度と目標値との色度差、オフ電圧を印加して表示した白色の色度と目標値との色度差、電圧を印加しない場合の背景色の色度と目標値との色度差、およびその３種類の色度差の和の変化を示すシミュレーション結果。 ＰＣ位相差フィルムのリタデーションの値を変化させたときの黒色、白色それぞれの色度と目標値との差の変化を示すシミュレーション結果。 液晶への印加電圧を変化させたときの色度の変化を示すシミュレーション結果。 本発明の第４の実施の形態の液晶表示パネルの例を示す模式図。 液晶表示パネルＡおよび液晶表示パネルＢにおける色度の測定結果を示す説明図。 Δｎ（５９０ｎｍ）が異なる液晶の波長分散値の測定結果を示す説明図。 応答時間の比較結果を示す説明図。 従来の液晶表示パネルの構成例を示す模式図。 各波長の光に対する屈折率異方性の変化を示す説明図。 液晶への印加電圧Ｖの増加に伴うノーマリホワイト液晶表示パネルの透過率ｔの変化の例を示す説明図。 アクティブエリアおよびその背景を示す説明図。 ＣＩＥ表色系の色度図。

符号の説明

１ 液晶セル
２ フロント側偏光板
３ ＰＣ位相差フィルム
４ リア側偏光板
１２ フロント側ブルー系偏光板
１４ リア側ブルー系偏光板

Claims (8)

1. 電極が設けられた一対の基板間に液晶を封止したＳＴＮ型の液晶セルと、
   前記液晶セルの前面に配置されるポリカーボネート製の位相差フィルムと、
   前記位相差フィルム上に配置される第１偏光板と、
   前記液晶セルの背面に配置される第２偏光板とを備え、
   前記液晶セルに封止される液晶の波長分散値が１．１５以上である
   ことを特徴とする液晶表示パネル。
2. 液晶セルに封止される液晶の波長分散値が１．１５以上１．３０以下である
   請求項１に記載の液晶表示パネル。
3. 液晶セルに封止される液晶の波長分散値が１．１５以上１．２５以下である
   請求項１または２に記載の液晶表示パネル。
4. 位相差フィルムのリタデーションが５９０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である
   請求項１、２、または３に記載の液晶表示パネル。
5. 液晶に電圧を印加しないときに白色を呈する
   請求項１、２、３、または４に記載の液晶表示パネル。
6. 液晶に電圧を印加しないときに黒色を呈する
   請求項１、２、３、または４に記載の液晶表示パネル。
7. 第１偏光板および第２偏光板は、ハンターＬａｂ表色系で表したときにおける色相ｂの値が１．５未満となる色の偏光板である
   請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の液晶表示パネル。
8. 液晶セルに封止される液晶は、波長５９０ｎｍの光に対する屈折率異方性が０．１８以上である液晶であり、
   液晶セルのセルギャップは、５．０μｍ以下である
   請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の液晶表示パネル。