JP2008083546A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、視角補償がされた垂直配向型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a vertical alignment type liquid crystal display device with viewing angle compensation.
従来、垂直配向型の液晶表示装置の視角補償手段として、様々な光学特性を持つ視角補償板を使用する方法が提案されている。特許文献1は、薄膜トランジスタ液晶表示装置、すなわち、フルドットタイプの液晶表示装置の視角補償に関する技術を開示する。
Conventionally, a method of using a viewing angle compensation plate having various optical characteristics has been proposed as a viewing angle compensation means of a vertical alignment type liquid crystal display device.
特許文献1では、視角補償手段として、二軸プレートが用いられている。二軸プレートは、3つの主屈折率を有し、このうち最小の屈折率に対応する軸を、補償板の法線方向と平行にした視角補償板である。
In
特許文献1は、二軸プレートの面内の遅相軸(最小屈折率以外の2つの主屈折率のうち大きい方に対応する軸)を、二軸プレートに隣接する偏光板の吸収軸と略平行または略垂直に配置し、さらに、二軸プレートの面内のリターデーションを120nm以下とすることが有効であることを開示する。
In
特許文献1は、また、視角補償板の厚さ断面内のリターデーションを、液晶セルの厚さ断面内のリターデーションとほぼ等しくすることが好ましいことを開示し(段落[0044])、プレティルト角をなるべく小さくする(液晶分子を配向膜表面に対してほぼ垂直に配向させる)ことが好ましいことを開示する(段落[0049])。
単純マトリクス駆動法で駆動されるセグメント表示タイプの垂直配向型液晶表示装置においても、厚さ断面内のリターデーションを視角補償板と液晶セルとでほぼ等しくし、プレティルト角をなるべく小さくする設計が行われている。 The segment display type vertical alignment liquid crystal display device driven by the simple matrix driving method is also designed to make the retardation in the thickness section substantially equal between the viewing angle compensator and the liquid crystal cell, and to reduce the pretilt angle as much as possible. It has been broken.
しかしながら、一般に、プレティルト角が小さすぎると、電圧印加で液晶分子の倒れ込む方向の均一性が悪くなって、表示ムラを生じる可能性がある。セグメント表示タイプの液晶表示装置では、さらに、個々のセグメントの形状が、ドットマトリクスタイプのそれに比べて複雑なので、セグメント電極とコモン電極との間、特にエッジ付近で様々な方向の斜め電界が生じやすい。これに起因して、セグメント表示タイプでは、表示ムラを生じる危険性が高まる。斜め電界が生じていても表示ムラを抑制するために、プレティルト角をある程度大きくすること、具体的には1°以上とすることが有効である。 However, generally, if the pretilt angle is too small, the uniformity in the direction in which the liquid crystal molecules are tilted by voltage application is deteriorated, which may cause display unevenness. In the segment display type liquid crystal display device, since the shape of each segment is more complicated than that of the dot matrix type, oblique electric fields in various directions are easily generated between the segment electrode and the common electrode, particularly in the vicinity of the edge. . Due to this, in the segment display type, the risk of causing display unevenness increases. In order to suppress display unevenness even when an oblique electric field is generated, it is effective to increase the pretilt angle to some extent, specifically, to be 1 ° or more.
ところが、一般に、プレティルト角を大きくすると、液晶セルの透過率−印加電圧特性の閾値電圧付近の急峻性になまりが生じてしまう。プレティルト角が0.5°の場合及び1.5°の場合について、視角0°で観察した(セルの正面から観察した)透過率−印加電圧特性を図9(A)に示し、視角を45°傾けた状態で観察した透過率−印加電圧特性を図9(B)に示す。プレティルト角1.5°の特性では、プレティルト角0.5°の特性に比べて、閾値電圧付近の急峻性になまりが生じている。急峻性のなまりは、視角を傾けるほど大きくなる。 However, generally, when the pretilt angle is increased, the steepness near the threshold voltage of the transmittance-applied voltage characteristic of the liquid crystal cell is distorted. When the pretilt angle is 0.5 ° and 1.5 °, the transmittance-applied voltage characteristic observed at a viewing angle of 0 ° (observed from the front of the cell) is shown in FIG. The transmittance-applied voltage characteristics observed in the tilted state are shown in FIG. In the characteristic of the pretilt angle of 1.5 °, the steepness near the threshold voltage is distorted compared to the characteristic of the pretilt angle of 0.5 °. The sharp sharpness increases as the viewing angle is tilted.
急峻性のなまりが生じていても、薄膜トランジスタ液晶表示装置のようなスタティック駆動では、なまりの生じる電圧よりもオフ電圧が低いので問題とならない。しかし、1/2デューティ以上の単純マトリクス駆動の場合は、オフ電圧がちょうどこのなまり付近になってしまい、なまりの分だけオフ電圧印加セグメント(オフセグメント)の透過率が高くなってしまう。 Even if steep rounding occurs, static driving such as a thin film transistor liquid crystal display device does not cause a problem because the off-voltage is lower than the rounding voltage. However, in the case of simple matrix driving with 1/2 duty or more, the off-voltage is just in the vicinity of this round, and the transmittance of the off-voltage application segment (off segment) is increased by the amount of rounding.
特に、セグメント表示の場合は、オフセグメントの透過率が、周りの下地の透過率より高くなって、オフセグメントが見える現象、すなわちクロストークを生じることになり、表示品位が損なわれる。クロストークは、デューティ比が大きいほど(1/8デューティや1/16デューティ、もしくはそれ以上)顕著になり、また、表示容量(表示セグメント数)が増加するに従って、ますます深刻な問題となる。 In particular, in the case of segment display, the off-segment transmittance is higher than the transmittance of the surrounding base, and a phenomenon in which the off-segment can be seen, that is, crosstalk occurs, and display quality is impaired. Crosstalk becomes more prominent as the duty ratio increases (1/8 duty, 1/16 duty or more), and becomes a more serious problem as the display capacity (number of display segments) increases.
本発明の一目的は、単純マトリクス駆動によりセグメント表示を行う垂直配向型の液晶表示装置であって、プレティルト角をある程度大きくしても、クロストークに起因する表示品位の低減を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することである。 An object of the present invention is a vertical alignment type liquid crystal display device that performs segment display by simple matrix driving, and can suppress reduction in display quality due to crosstalk even if the pretilt angle is increased to some extent. A liquid crystal display device is provided.
本発明の一観点によれば、第1の偏光子を含む第1の偏光板と、前記第1の偏光板の上方に配置され、液晶層を含み、セグメント表示を行う垂直配向型の液晶セルと、前記液晶セルの上方に配置され、第2の偏光子を含む第2の偏光板と、前記第1の偏光板と前記液晶セルとの間、及び、前記液晶セルと前記第2の偏光板との間の、少なくとも一方に配置された視角補償部材と、前記液晶セルを単純マトリクス駆動する制御装置とを有し、前記視角補償部材、前記第1の偏光板、及び前記第2の偏光板の、前記第1の偏光子の液晶セル側表面から前記第2の偏光子の液晶セル側表面までの、厚さ断面内のリターデーションの合算値は、前記液晶層の厚さ断面内のリターデーションに対して、正負が逆で、絶対値が大きい液晶表示装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a first alignment plate including a first polarizer and a vertical alignment type liquid crystal cell that is disposed above the first polarization plate and includes a liquid crystal layer and performs segment display. And a second polarizing plate disposed above the liquid crystal cell and including a second polarizer, between the first polarizing plate and the liquid crystal cell, and between the liquid crystal cell and the second polarization A viewing angle compensation member disposed on at least one of the plates, and a controller for driving the liquid crystal cell in a simple matrix, the viewing angle compensation member, the first polarizing plate, and the second polarization. The total retardation value in the thickness section from the liquid crystal cell side surface of the first polarizer to the liquid crystal cell side surface of the second polarizer is the thickness of the plate in the thickness section of the liquid crystal layer. Provided a liquid crystal display device with a large absolute value that is opposite to the retardation. That.
視角補償部材、第1の偏光板、及び第2の偏光板の、第1の偏光子の液晶セル側表面から第2の偏光子の液晶セル側表面までの、厚さ断面内のリターデーションの合算値を、液晶層の厚さ断面内のリターデーションに対して、正負が逆で、絶対値が大きいものとすることにより、液晶セルを単純マトリクス駆動したときの、クロストークに起因する表示品位の低減を抑制することができる。 The retardation in the thickness section from the liquid crystal cell side surface of the first polarizer to the liquid crystal cell side surface of the second polarizer of the viewing angle compensation member, the first polarizing plate, and the second polarizing plate Display quality due to crosstalk when the liquid crystal cell is driven in a simple matrix by setting the total value to be opposite to the retardation in the thickness cross section of the liquid crystal layer and having a large absolute value. Can be suppressed.
図1及び図2を参照して、本発明の第1の実施例による液晶表示装置について説明する。図1は、実施例による液晶表示装置の概略断面図である。背面偏光板10と前面偏光板11との間に、液晶セル30が配置されている。背面偏光板10及び前面偏光板11は、直交ニコル配置されている。
A liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment. A
液晶セル30の構成について説明する。下側透明基板31の上面に下側透明電極32が形成され、下側透明電極32の上面に、下側配向膜33が形成されている。上側透明基板38の下面に上側透明電極37が形成され、上側透明電極37の下面に、上側配向膜36が形成されている。相互に対向する下側配向膜33と上側配向膜36との間に、液晶層35が挟持され、シール材34が液晶層35をシールする。ギャップコントロール材として、例えば、直径4μmのものが用いられる。
The configuration of the
液晶セル30は、セグメント表示を行い、単純マトリクス駆動される。下側及び上側透明電極32、37が、液晶セル30の表示パタンに対応したパタンを有し、制御装置40に接続される。制御装置40が、表示状態を制御する。
The
なお、単純マトリクス駆動によりセグメント表示を行う表示の例としては、7セグメント表示(8の字)を含む、オーディオ表示(周波数などを含む設定状態の表示)、エアコン表示(温度などを含む設定状態の表示)、自動車のメーター内のオドトリップ表示(距離)などが挙げられる。 Examples of display that performs segment display by simple matrix drive include 7-segment display (character shape 8), audio display (display of setting state including frequency), and air conditioner display (setting state including temperature). Display), odd trip display (distance) in the car meter, and the like.
下側及び上側配向膜33、36として、例えば、日産化学工業株式会社製の垂直配向膜SE−1211を用いることができる。下側及び上側配向膜33、36を、それぞれ、例えばレーヨン製のラビング布でラビングすることにより、ラビング方向に液晶分子Mが倒れ込むように、プレティルト角θが付与される。プレティルト角θは、例えば1.2°である。
As the lower and
図2(A)〜図2(C)を参照して、偏光板の吸収軸方向、及び、配向膜のラビング方向について説明する。図2(A)〜図2(C)は、それぞれ、背面偏光板10の吸収軸方向、下側及び上側配向膜33、36のラビング方向、及び、前面偏光板11の吸収軸方向を示す平面図である。
With reference to FIGS. 2A to 2C, the absorption axis direction of the polarizing plate and the rubbing direction of the alignment film will be described. 2A to 2C are planes showing the absorption axis direction of the
図2(A)及び図2(C)に示すように、背面偏光板10及び前面偏光板11の吸収軸方向D10及びD11が、平面視上(表示面内で)、相互に直交している。図2(B)に示すように、下側配向膜33のラビング方向D33と、上側配向膜36のラビング方向D36とが、相互に反平行である。ラビング方向D33及びD36は、ともに、表示面内で、偏光板10及び11の吸収軸方向D10及びD11の双方に対して略45°の角度をなしている。なお、35°〜55°の範囲を、略45°と呼ぶこととする。
As shown in FIGS. 2A and 2C, the absorption axis directions D10 and D11 of the rear polarizing
図1に戻って説明を続ける。液晶層35は、例えば、メルク株式会社製の、複屈折率Δnが0.14で誘電率異方性が負の(電圧印加により液晶分子が垂直方向から倒れ込む)液晶材料からなる。液晶層35の厚さを4μmとし、複屈折率Δnを0.14とすると、液晶層35の厚さ断面内のリターデーション(これを単に液晶層35のリターデーションと呼ぶこととする)は560nmとなる。 Returning to FIG. 1, the description will be continued. The liquid crystal layer 35 is made of, for example, a liquid crystal material manufactured by Merck Co., Ltd., having a birefringence Δn of 0.14 and a negative dielectric anisotropy (liquid crystal molecules are tilted from the vertical direction when a voltage is applied). When the thickness of the liquid crystal layer 35 is 4 μm and the birefringence Δn is 0.14, the retardation in the thickness cross section of the liquid crystal layer 35 (this is simply referred to as the retardation of the liquid crystal layer 35) is 560 nm. It becomes.
背面偏光板10と液晶セル30との間に、視角補償板20が挿入されている。視角補償板20として、例えば、2枚のCプレート21及び22を積層したものが用いられる。Cプレートとは、3つの主屈折率のうち、2つの屈折率(面内の2つ)が等しく、残りの屈折率が最小であり対応する軸が補償板の法線方向と平行なものである。
A viewing
Cプレート21及び22の光軸は、面法線方向に平行である。各Cプレートの厚さ断面内のリターデーションは、液晶層35のリターデーションと正負が逆で、絶対値が例えば260nmである。視角補償板20の厚さ断面内のリターデーションは、例えば520nmとなる。
The optical axes of the C plates 21 and 22 are parallel to the surface normal direction. The retardation in the thickness cross section of each C plate is opposite to the retardation of the liquid crystal layer 35, and has an absolute value of, for example, 260 nm. The retardation in the thickness cross section of the viewing
背面偏光板10及び前面偏光板11として、例えば、偏光子となる膜をトリアセチルセルロース(TAC)フィルムで保護した構造のものが用いられる。TACフィルムがリターデーションを有するので、背面偏光板10及び前面偏光板11もCプレートと同様に機能する。
As the
なお、通常の偏光板では偏光子の両側にTACフィルムがあるが、実施例において、偏光子よりも液晶セル30側に配置されたTACフィルムのリターデーションのみについて考察の対象とする。各偏光板の厚さ断面内のリターデーション(液晶セル側に配置されたTACフィルムの厚さ断面内のリターデーション)は、液晶層35のリターデーションと正負が逆で、絶対値が例えば60nmである。
In addition, in a normal polarizing plate, there are TAC films on both sides of the polarizer, but in the examples, only the retardation of the TAC film disposed on the
視角補償板20、背面偏光板10、及び前面偏光板11の、背面偏光板10の偏光子の液晶セル側表面から前面偏光板11の偏光子の液晶セル側表面までの、厚さ断面内のリターデーションを合算した値は、液晶層35のリターデーションと正負が逆で、絶対値が例えば640nm(520nm+60nm+60nm)となる。
The
このような、視角補償板20、背面偏光板10、及び前面偏光板11の、液晶層35の厚さ断面内のリターデーションの合算値を、補償のための全リターデーションと呼ぶこととする。補償のための全リターデーションが、液晶層35のリターデーション(例えば560nm)に対して、正負が逆で、絶対値が大きいことが、実施例の液晶表示装置の特徴である。
Such a sum of retardation values in the thickness cross section of the liquid crystal layer 35 of the viewing
なお、補償のための全リターデーションが、液晶層35のリターデーションに対して、正負が逆で、絶対値が大きいことを、単に、補償のための全リターデーションが液晶層のリターデーションよりも大きいと表現することとする。 It should be noted that the total retardation for compensation is opposite to the retardation of the liquid crystal layer 35 and that the absolute value is large. Simply, the total retardation for compensation is more than the retardation of the liquid crystal layer. Let's express it as big.
なお、液晶層のリターデーションの絶対値に対して、補償のための全リターデーションの絶対値が101%以上である場合を、補償のための全リターデーションの絶対値の方が大きいと定める。液晶層のリターデーションの絶対値に対して、補償のための全リターデーションの絶対値が100%以上101%未満の場合は、両者がほぼ等しいと考える。 In addition, when the absolute value of the total retardation for compensation is 101% or more with respect to the absolute value of the retardation of the liquid crystal layer, the absolute value of the total retardation for compensation is determined to be larger. When the absolute value of the total retardation for compensation is 100% or more and less than 101% with respect to the absolute value of the retardation of the liquid crystal layer, it is considered that both are substantially equal.
次に、図3(A)及び図3(B)を参照して、第1の実施例の液晶表示装置の視角特性を測定した実験について説明する。上述の例のように、液晶層のリターデーションを560nmとし、補償のための全リターデーションを640nmとした液晶表示装置に対して測定を行った。1/8デューティ、1/4バイアスの単純マトリクス駆動をした場合の、オン透過率、オフ透過率、及び下地透過率(印加電圧が0Vの場合の透過率)を測定した。この測定結果のグラフを図3(A)及び図3(B)に示す。 Next, with reference to FIGS. 3A and 3B, an experiment in which the viewing angle characteristic of the liquid crystal display device of the first embodiment is measured will be described. As in the above example, the measurement was performed on a liquid crystal display device in which the retardation of the liquid crystal layer was 560 nm and the total retardation for compensation was 640 nm. The on-transmittance, off-transmittance, and base transmittance (transmittance when the applied voltage is 0 V) in the case of simple matrix driving with 1/8 duty and 1/4 bias were measured. Graphs of the measurement results are shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B).
なお、第1の比較例として、補償のための全リターデーションを液晶層のリターデーションと等しい560nmとした液晶表示装置を作製し、同様な測定を行った。この装置は、第1の実施例の装置で、視角補償板を、リターデーションが220nmのCプレートを2枚積層したものに換えて作製した。この測定結果のグラフを図7(A)及び図7(B)に示す。 As a first comparative example, a liquid crystal display device having a total retardation for compensation of 560 nm equal to the retardation of the liquid crystal layer was produced, and the same measurement was performed. This apparatus is the apparatus of the first embodiment, and the viewing angle compensator is manufactured by replacing two C plates each having a retardation of 220 nm. Graphs of the measurement results are shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B).
表示面内で、電圧印加によって液晶分子が倒れ込む方向を上方向とし、それと反対方向を下方向と定義する。図3(A)、図3(B)、図7(A)及び図7(B)のグラフの、横軸が上方向及び下方向の視角を示し、縦軸が透過率を示す。破線がオン透過率であり、点線がオフ透過率であり、実線が下地透過率である。図3(B)及び図7(B)は、それぞれ、図3(A)及び図7(A)の低透過率の範囲を拡大したものである。 In the display surface, the direction in which the liquid crystal molecules fall by voltage application is defined as the upward direction, and the opposite direction is defined as the downward direction. In the graphs of FIGS. 3A, 3B, 7A, and 7B, the horizontal axis indicates the viewing angle in the upward and downward directions, and the vertical axis indicates the transmittance. The broken line is the on transmittance, the dotted line is the off transmittance, and the solid line is the base transmittance. 3 (B) and FIG. 7 (B) are enlarged views of the low transmittance range of FIG. 3 (A) and FIG. 7 (A), respectively.
下方向は、いわゆる最良視認方向と呼ばれる方向であり、視角を傾けてもオン透過率が高いレベルで維持される方向である。これに対し、上方向は、オン透過率がオフ透過率と同程度まで低くなってしまう角度範囲(表示がつぶれてしまう角度範囲)が存在する方向である。通常、液晶表示装置は、最良視認方向(下方向)から見るように用いられることが多く、その反対方向(上方向)から見るように用いられることは少ない。 The downward direction is a so-called best viewing direction, and is a direction in which the on-transmittance is maintained at a high level even when the viewing angle is tilted. On the other hand, the upward direction is a direction in which there exists an angle range (an angle range in which the display is crushed) in which the on-transmittance is reduced to the same extent as the off-transmittance. Usually, the liquid crystal display device is often used so as to be seen from the best viewing direction (downward), and is rarely used to be seen from the opposite direction (upward).
一般に、オフ透過率が下地透過率よりも大きいと、オフセグメントがうっすらとオンであるように見えるため、表示品位が悪くなる。すなわち、クロストークが表示品位を悪化させる。一方、オフ透過率が下地透過率よりも小さい場合は、オフセグメントが下地よりも暗いので、オフセグメントがあまり目立つことはない。つまり、表示品位があまり低下しない。 In general, when the off transmittance is larger than the base transmittance, the off segment appears to be slightly on, resulting in poor display quality. That is, the crosstalk deteriorates the display quality. On the other hand, when the off transmittance is smaller than the base transmittance, the off segment is not so noticeable because the off segment is darker than the base. That is, the display quality does not deteriorate so much.
最良視認方向(下方向)の、オフ透過率と下地透過率との差について考察する。第1の比較例(図7(B))では、視角0°〜60°まで、オフ透過率が下地透過率よりも大きいので、クロストークによる表示品位低下が懸念される。視角が大きくなるにつれ、オフ透過率と下地透過率との差が拡大して、クロストークがひどくなる。 Consider the difference between the off transmittance and the base transmittance in the best viewing direction (downward). In the first comparative example (FIG. 7B), since the off-transmittance is larger than the base transmittance from the viewing angle of 0 ° to 60 °, there is a concern that display quality may be deteriorated due to crosstalk. As the viewing angle increases, the difference between the off transmittance and the base transmittance increases, and the crosstalk becomes worse.
第1の実施例(図3(B))では、視角0°〜40°程度まで、オフ透過率が下地透過率よりやや大きいが、オフ透過率と下地透過率との差は非常に小さく、クロストークが抑制されている。視角が40°程度以上になると、オフ透過率が下地透過率を下回る。視角がさらに大きくなるにつれ、オフ透過率と下地透過率との差がやや大きくなるが、オフ透過率が下地透過率よりも小さいので、表示品位はあまり低下しない。このように、補償のための全リターデーションを、液晶層のリターデーションよりも大きくすることで、最良視認方向のクロストークを抑制できる。 In the first example (FIG. 3B), the off-transmittance is slightly larger than the base transmittance from a viewing angle of about 0 ° to 40 °, but the difference between the off-transmittance and the base transmittance is very small. Crosstalk is suppressed. When the viewing angle is about 40 ° or more, the off transmittance is lower than the base transmittance. As the viewing angle further increases, the difference between the off-transmittance and the base transmittance becomes slightly larger, but the display quality does not deteriorate much because the off-transmittance is smaller than the base transmittance. Thus, the crosstalk in the best viewing direction can be suppressed by making the total retardation for compensation larger than the retardation of the liquid crystal layer.
なお、最良視認方向の反対方向では、第1の比較例及び第1の実施例の双方で、オフ透過率が下地透過率より大きい。そして、第1の実施例の方が、第1の比較例よりもオフ透過率と下地透過率との差がやや大きく、クロストークを生じやすい。しかし、上述のように、最良視認方向の反対方向は、表示のつぶれる角度範囲が存在するので、その方向から表示を見ることは少ない。よって、この方向でクロストークが生じやすくなっても、実用上、特に問題はないであろう。 Note that, in the direction opposite to the best viewing direction, the off-transmittance is larger than the base transmittance in both the first comparative example and the first example. In the first embodiment, the difference between the off transmittance and the base transmittance is slightly larger than that in the first comparative example, and crosstalk is likely to occur. However, as described above, in the direction opposite to the best viewing direction, there is an angle range in which the display is crushed, so the display is rarely seen from that direction. Therefore, even if crosstalk is likely to occur in this direction, there will be no problem in practical use.
次に、図4(A)、図4(B)、図5(A)、及び図5(B)を参照して、補償のための全リターデーションを、液晶層のリターデーションよりどの程度大きくすることが特に好ましいのか調べた実験について説明する。 Next, referring to FIG. 4 (A), FIG. 4 (B), FIG. 5 (A), and FIG. 5 (B), how much the total retardation for compensation is larger than the retardation of the liquid crystal layer. An experiment for examining whether or not it is particularly preferable will be described.
第1の実施例の液晶表示装置で、補償のための全リターデーションを690nmとしたものと、575nmとしたものとを作製した。液晶層のリターデーションは560nmとした。前者(690nm)の視角特性を図4(A)及び図4(B)に示し、後者(575nm)の視角特性を図5(A)及び図5(B)に示す。 In the liquid crystal display device of the first example, one having a total retardation for compensation of 690 nm and one having 575 nm were prepared. The retardation of the liquid crystal layer was 560 nm. The viewing angle characteristics of the former (690 nm) are shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), and the viewing angle characteristics of the latter (575 nm) are shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B).
図4(A)、図4(B)、図5(A)及び図5(B)のグラフの、横軸が上方向及び下方向の視角を示し、縦軸が透過率を示す。破線がオン透過率であり、点線がオフ透過率であり、実線が下地透過率である。図4(B)及び図5(B)は、それぞれ、図4(A)及び図5(A)の低透過率の範囲を拡大したものである。 In the graphs of FIGS. 4A, 4B, 5A, and 5B, the horizontal axis indicates the viewing angle in the upward and downward directions, and the vertical axis indicates the transmittance. The broken line is the on transmittance, the dotted line is the off transmittance, and the solid line is the base transmittance. 4B and 5B are enlarged views of the low transmittance range of FIGS. 4A and 5A, respectively.
最良視認方向(下方向)の、オフ透過率と下地透過率との差について考察する。図4(A)及び図4(B)に示すように、補償のための全リターデーションを690nmとした装置では、視角の大きい範囲(例えば40°以上の範囲)で、オフ透過率と下地透過率との差がやや大きくなっている。しかし、オフ透過率が下地透過率よりも小さいので、表示品位の低下は許容される程度である。 Consider the difference between the off transmittance and the base transmittance in the best viewing direction (downward). As shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), in an apparatus in which the total retardation for compensation is 690 nm, the off-transmittance and the background transmission are in a large viewing angle range (for example, a range of 40 ° or more). The difference from the rate is slightly larger. However, since the off-transmittance is smaller than the base transmittance, the display quality can be lowered.
なお、補償のための全リターデーションを690nmより大きくすれば、下地透過率の上昇に伴い、オフ透過率と下地透過率との差が大きくなりすぎるであろう。補償のための全リターデーションが690nmより大きい範囲では、オフ透過率が下地透過率より小さくても、表示品位の低下が許容できなくなるであろう。 If the total retardation for compensation is made larger than 690 nm, the difference between the off transmittance and the base transmittance will become too large as the base transmittance increases. In the range where the total retardation for compensation is larger than 690 nm, even if the off transmittance is smaller than the base transmittance, the deterioration of display quality will be unacceptable.
図5(A)及び図5(B)に示すように、補償のための全リターデーションを575nmとした装置では、オフ透過率が下地透過率よりも大きいが、オフ透過率と下地透過率との差は、図7(A)及び図7(B)を参照して説明した第1の比較例(補償のための全リターデーションが液晶層のリターデーションと等しい場合)に比べて、小さく抑えられている。すなわち、クロストークが抑制されている。 As shown in FIGS. 5A and 5B, in the apparatus in which the total retardation for compensation is 575 nm, the off transmittance is larger than the base transmittance, but the off transmittance and the base transmittance are The difference is suppressed to be smaller than that of the first comparative example described with reference to FIGS. 7A and 7B (when the total retardation for compensation is equal to the retardation of the liquid crystal layer). It has been. That is, crosstalk is suppressed.
これらの実験より、液晶層のリターデーションが560nmである場合に、補償のための全リターデーションを575nm以上690nm以下の範囲とするのが特に好適であると考えられる。液晶層のリターデーションが他の値の場合も適用できるように一般化すると、液晶層のリターデーションの1.03倍(575nm/560nm)以上で、1.23倍(690nm/560nm)以下の範囲となるように、補償のための全リターデーション(の絶対値)を設定するのが特に好適であると考えられる。 From these experiments, it is considered that when the retardation of the liquid crystal layer is 560 nm, it is particularly preferable that the total retardation for compensation is in the range of 575 nm to 690 nm. When generalized so that the retardation of the liquid crystal layer can be applied to other values, it is 1.03 times (575 nm / 560 nm) or more and 1.23 times (690 nm / 560 nm) or less of the retardation of the liquid crystal layer. It is considered that it is particularly preferable to set the total retardation (absolute value) for compensation so that
次に、好適なプレティルト角について調べた実験について説明する。プレティルト角が非常に小さい場合(例えば0.4°の場合)は、クロストークがほとんど生じなかった。また、どの補償条件でもクロストークの出方に変わりはなかった。この場合は下地の黒さが確保できるということより、液晶層のリターデーションと補償のための全リターデーションとを等しくしたときが、最も表示品位が良いと思われた。 Next, an experiment for examining a suitable pretilt angle will be described. When the pretilt angle was very small (for example, 0.4 °), almost no crosstalk occurred. Also, there was no change in the way crosstalk occurred under any compensation conditions. In this case, since the blackness of the underlayer can be secured, it is considered that the display quality is best when the retardation of the liquid crystal layer is equal to the total retardation for compensation.
また、プレティルト角が5°よりも大きい場合は、補償のための全リターデーションを液晶層のリターデーションよりも大きくしても、クロストークを満足できるレベルまで減らすことはできなかった。さらに、プレティルト角の影響で視角が非対称になるなど、補償板の能力を充分に引き出すことができないことがわかった。 When the pretilt angle is larger than 5 °, even if the total retardation for compensation is larger than the retardation of the liquid crystal layer, the crosstalk cannot be reduced to a satisfactory level. Furthermore, it was found that the ability of the compensator cannot be fully exploited, for example, the viewing angle becomes asymmetric due to the effect of the pretilt angle.
様々なプレティルト角に対して実験を行ったところ、補償のための全リターデーションを液晶層のリターデーションより大きくすることでクロストークを低減させる効果が顕著なのは、プレティルト角が1°以上5°以下の場合であることがわかった。 When experiments were conducted for various pretilt angles, the effect of reducing crosstalk by making the total retardation for compensation larger than the retardation of the liquid crystal layer is remarkable. The pretilt angle is 1 ° or more and 5 ° or less. It turns out that this is the case.
次に、第2の実施例による液晶表示装置について説明する。第2の実施例による液晶表示装置は、第1の実施例の液晶表示装置と、視角補償板の構成が異なる。第1の実施例の視角補償板は、2枚のCプレートを積層した構造であったが、第2の実施例の視角補償板は、Cプレートと二軸プレートとを、液晶セル側にCプレートが配置され、偏光板側に二軸プレートが配置されるように積層した構造である。 Next, a liquid crystal display device according to a second embodiment will be described. The liquid crystal display device according to the second embodiment differs from the liquid crystal display device according to the first embodiment in the configuration of the viewing angle compensation plate. The viewing angle compensation plate of the first embodiment has a structure in which two C plates are laminated, but the viewing angle compensation plate of the second embodiment has a C plate and a biaxial plate, and a C plate on the liquid crystal cell side. In this structure, a plate is arranged and a biaxial plate is arranged on the polarizing plate side.
これまでの例と同様に、液晶層のリターデーションを560nmとする。Cプレートとして、リターデーションが240nmのものを用いる。二軸プレートとして、リターデーションが面内で50nmであり、厚さ断面内で240nmであるものを用いる。視角補償板の、厚さ断面内のリターデーションは、480nmとなる。2枚の偏光板の、厚さ断面内のリターデーションは、上述の例と同様に120nmである。補償のための全リターデーションは、600nmとなる。これは、液晶層のリターデーションの約1.07倍である。なお、二軸プレートの面内の光軸と隣接する偏光板の吸収軸は直交させている。 As in the previous examples, the retardation of the liquid crystal layer is set to 560 nm. A C plate having a retardation of 240 nm is used. A biaxial plate having a retardation of 50 nm in the plane and 240 nm in the thickness section is used. The retardation in the thickness section of the viewing angle compensator is 480 nm. The retardation in the thickness section of the two polarizing plates is 120 nm as in the above example. The total retardation for compensation is 600 nm. This is about 1.07 times the retardation of the liquid crystal layer. The optical axis in the plane of the biaxial plate is perpendicular to the absorption axis of the adjacent polarizing plate.
次に、図6(A)及び図6(B)を参照して、第2の実施例の液晶表示装置の視角特性を測定した実験について説明する。なお、第2の比較例として、補償のための全リターデーションを液晶層のリターデーションと等しい560nmとした液晶表示装置を作製し、同様な測定を行った。この装置は、第2の実施例の装置で、視角補償板を、リターデーションが220nmのCプレートと、リターデーションが面内で50nm、厚さ断面内で220nmの二軸プレートとを積層したものに換えて作製した。この測定結果のグラフを図8(A)及び図8(B)に示す。 Next, with reference to FIGS. 6A and 6B, an experiment in which the viewing angle characteristic of the liquid crystal display device of the second embodiment is measured will be described. As a second comparative example, a liquid crystal display device having a total retardation for compensation of 560 nm equal to the retardation of the liquid crystal layer was produced, and the same measurement was performed. This apparatus is the apparatus of the second embodiment, in which a viewing angle compensation plate is formed by laminating a C plate having a retardation of 220 nm and a biaxial plate having a retardation of 50 nm in the plane and a thickness of 220 nm in the cross section. It produced in place of. Graphs of the measurement results are shown in FIGS. 8 (A) and 8 (B).
図6(A)、図6(B)、図8(A)及び図8(B)のグラフの、横軸が上方向及び下方向の視角を示し、縦軸が透過率を示す。破線がオン透過率であり、点線がオフ透過率であり、実線が下地透過率である。図6(B)及び図8(B)は、それぞれ、図6(A)及び図8(A)の低透過率の範囲を拡大したものである。 In the graphs of FIGS. 6A, 6B, 8A, and 8B, the horizontal axis indicates the viewing angle in the upward and downward directions, and the vertical axis indicates the transmittance. The broken line is the on transmittance, the dotted line is the off transmittance, and the solid line is the base transmittance. FIGS. 6B and 8B are enlarged views of the low transmittance range of FIGS. 6A and 8A, respectively.
最良視認方向(下方向)について、第2の比較例及び第2の実施例の双方で、オフ透過率が下地透過率より大きいが、オフ透過率と下地透過率との差が、第2の実施例では、第2の比較例に対して非常に小さく抑えられている。このように、視角補償板に二軸プレートを用いた場合でも、補償のための全リターデーションを液晶層のリターデーションよりも大きくする方法は有効であることがわかった。 Regarding the best viewing direction (downward direction), the off transmittance is larger than the base transmittance in both the second comparative example and the second embodiment, but the difference between the off transmittance and the base transmittance is the second. In the Example, it is restrained very small with respect to the 2nd comparative example. Thus, even when a biaxial plate is used as the viewing angle compensation plate, it has been found that a method of making the total retardation for compensation larger than the retardation of the liquid crystal layer is effective.
以上説明したように、補償のための全リターデーションを液晶層のリターデーションよりも大きくすることにより、プレティルト角がある程度大きくても、クロストークが抑制され、表示品位の高い液晶表示装置が得られる。特に、補償のための全リターデーション(の絶対値)を、液晶層のリターデーション(の絶対値)の1.03倍以上1.23倍以下の範囲とすることが好ましい。また、プレティルト角は、1°以上5°以下の範囲とすることが好ましい。 As described above, by making the total retardation for compensation larger than the retardation of the liquid crystal layer, even if the pretilt angle is somewhat large, crosstalk is suppressed, and a liquid crystal display device with high display quality can be obtained. . In particular, the total retardation (absolute value) for compensation is preferably in the range of 1.03 times or more and 1.23 times or less of the retardation (absolute value) of the liquid crystal layer. The pretilt angle is preferably in the range of 1 ° to 5 °.
なお、上記実施例では、片方の偏光板と液晶セルとの間に視角補償板を配置したが、双方の偏光板と液晶セルとの間に、それぞれ視角補償板を配置することも可能である。なお、偏光板がリターデーションを持たない場合には、視角補償板のリターデーションが、補償のための全リターデーションとなる。 In the above embodiment, the viewing angle compensation plate is arranged between one polarizing plate and the liquid crystal cell. However, it is also possible to arrange a viewing angle compensation plate between each polarizing plate and the liquid crystal cell. . When the polarizing plate has no retardation, the retardation of the viewing angle compensation plate is the total retardation for compensation.
なお、可能な組み合わせとして、偏光板が充分に大きなリターデーションを有し、視角補償板が単独には配置されない場合も考えられる(例えば、液晶セル側のTACフィルムの替わりに、視角補償板が積層されている偏光板を用いる場合)。この場合、偏光板のリターデーションが、補償のための全リターデーションとなる。これが、液晶層のリターデーションよりも大きいのであれば、クロストークを低減させる効果が得られるであろう。 As a possible combination, there may be a case where the polarizing plate has a sufficiently large retardation, and the viewing angle compensation plate is not disposed alone (for example, a viewing angle compensation plate is laminated instead of the TAC film on the liquid crystal cell side). In the case of using a polarizing plate). In this case, the retardation of the polarizing plate is the total retardation for compensation. If this is larger than the retardation of the liquid crystal layer, an effect of reducing crosstalk will be obtained.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
10 背面偏光板
11 前面偏光板
20 視角補償板
21、22 Cプレート
30 液晶セル
31 下側透明基板
32 下側透明電極
33 下側配向膜
34 シール材
35 液晶層
36 上側配向膜
37 上側透明電極
38 上側透明基板
40 制御装置
M 液晶分子
θ プレティルト角
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の偏光板の上方に配置され、液晶層を含み、セグメント表示を行う垂直配向型の液晶セルと、
前記液晶セルの上方に配置され、第2の偏光子を含む第2の偏光板と、
前記第1の偏光板と前記液晶セルとの間、及び、前記液晶セルと前記第2の偏光板との間の、少なくとも一方に配置された視角補償部材と、
前記液晶セルを単純マトリクス駆動する制御装置と
を有し、
前記視角補償部材、前記第1の偏光板、及び前記第2の偏光板の、前記第1の偏光子の液晶セル側表面から前記第2の偏光子の液晶セル側表面までの、厚さ断面内のリターデーションの合算値は、前記液晶層の厚さ断面内のリターデーションに対して、正負が逆で、絶対値が大きい液晶表示装置。 A first polarizing plate including a first polarizer;
A vertically aligned liquid crystal cell that is disposed above the first polarizing plate, includes a liquid crystal layer, and performs segment display;
A second polarizing plate disposed above the liquid crystal cell and including a second polarizer;
A viewing angle compensation member disposed between at least one of the first polarizing plate and the liquid crystal cell and between the liquid crystal cell and the second polarizing plate;
A controller for driving the liquid crystal cell in a simple matrix,
Thickness cross sections of the viewing angle compensation member, the first polarizing plate, and the second polarizing plate from the liquid crystal cell side surface of the first polarizer to the liquid crystal cell side surface of the second polarizer The total value of the retardations in the liquid crystal display device has a large absolute value with the positive and negative being opposite to the retardation in the thickness cross section of the liquid crystal layer.
前記第1の偏光板の上方に配置され、液晶層を含み、セグメント表示を行う垂直配向型の液晶セルと、
前記液晶セルの上方に配置され、第2の偏光子を含む第2の偏光板と、
前記液晶セルを単純マトリクス駆動する制御装置と
を有し、
前記第1の偏光板、及び前記第2の偏光板の、前記第1の偏光子の液晶セル側表面から前記第2の偏光子の液晶セル側表面までの、厚さ断面内のリターデーションの合算値は、前記液晶層の厚さ断面内のリターデーションに対して、正負が逆で、絶対値が大きい液晶表示装置。 A first polarizing plate including a first polarizer;
A vertically aligned liquid crystal cell that is disposed above the first polarizing plate, includes a liquid crystal layer, and performs segment display;
A second polarizing plate disposed above the liquid crystal cell and including a second polarizer;
A controller for driving the liquid crystal cell in a simple matrix,
The retardation in the thickness cross section from the liquid crystal cell side surface of the first polarizer to the liquid crystal cell side surface of the second polarizer of the first polarizing plate and the second polarizing plate. The total value is a liquid crystal display device in which the positive and negative are opposite and the absolute value is large with respect to the retardation in the thickness cross section of the liquid crystal layer.
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