JP4861657B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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JP4861657B2 JP2005237613A JP2005237613A JP4861657B2 JP 4861657 B2 JP4861657 B2 JP 4861657B2 JP 2005237613 A JP2005237613 A JP 2005237613A JP 2005237613 A JP2005237613 A JP 2005237613A JP 4861657 B2 JP4861657 B2 JP 4861657B2
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Description

この発明は、液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device.

近年、液晶表示装置は様々な分野に応用され、ノートパソコン、モニター、カーナビゲーション、関数電卓、中小型TV、大型TV、携帯電話、電子手帳等の電子機器に用いられている。   In recent years, liquid crystal display devices have been applied to various fields and are used in electronic devices such as notebook computers, monitors, car navigation systems, scientific calculators, small and medium-sized TVs, large-sized TVs, mobile phones, and electronic notebooks.

これら電子機器の中でも電子手帳、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、携帯電話、タブレットパソコン(PC)、ノートPC等は、軽薄短小である特徴から携帯して利用される機会が多い。また、POP(point of purchase)用途、ATM(automated teller machine)用途、券売機用途に用いられる液晶表示装置は、公共の場で利用される機会が多い。   Among these electronic devices, electronic notebooks, personal digital assistants (PDAs), mobile phones, tablet personal computers (PCs), notebook PCs, and the like are frequently used by being carried around because of their small and thin features. In addition, liquid crystal display devices used for POP (point of purchase) applications, ATM (automated teller machine) applications, and ticket vending machine applications are often used in public places.

これらの用途では、使用状況によっては他人に表示内容を識別されては困る場合がある。例えば携帯電話やPDA、タブレットPCにプライベートな内容を公共の場において表示している場合である。こうした場合、視野角は狭いほうが望ましい。しかしながら、複数の人で表示画像を観察する機会もあることから視野角を制御できる機能を有していることが望まれている。視野角特性の問題は、携帯機器および公共情報端末機器に共通した問題である。   In these applications, it may be difficult for others to identify the display contents depending on the usage situation. For example, it is a case where private contents are displayed on a mobile phone, PDA, or tablet PC in a public place. In such a case, it is desirable that the viewing angle is narrow. However, since there are opportunities for a plurality of people to observe the display image, it is desired to have a function of controlling the viewing angle. The problem of viewing angle characteristics is a problem common to mobile devices and public information terminal devices.

近年、液晶表示装置やブラウン管(CRT)の視野角を制御する手段として、着脱可能なルーバーシート(例えば3M製のライトコントロールフィルム)が利用されている(例えば、特許文献1参照)。また、偏光板を用いる液晶表示装置においては、観察者側の偏光板を設けない構成とし、偏光メガネをかけたときのみ表示が識別できるシステムも応用されている。   In recent years, a detachable louver sheet (for example, a 3M light control film) has been used as a means for controlling the viewing angle of a liquid crystal display device or a cathode ray tube (CRT) (for example, see Patent Document 1). In addition, in a liquid crystal display device using a polarizing plate, a system in which a polarizing plate on the viewer side is not provided and the display can be identified only when polarizing glasses are applied is also applied.

従来のルーバーシートは視野角を十分狭くさせるためにシート法線方向に数ミリ程度の遮光層を設けている。このため、ルーバーシートを用いた方法では、光の透過率が低い問題を有している。ルーバーシートの製造工程も複雑で製造コストも高い。ルーバーシートを着脱する際に手間がかかる問題も有している。また、偏光メガネを用いた方法では、不特定の人に表示画像を見せることができない問題が生じる。
特開2003−58066号公報
The conventional louver sheet is provided with a light shielding layer of about several millimeters in the normal direction of the sheet in order to make the viewing angle sufficiently narrow. For this reason, the method using the louver sheet has a problem of low light transmittance. The louver sheet manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is high. There is also a problem that it takes time to attach and detach the louver sheet. In addition, the method using polarized glasses has a problem that a display image cannot be shown to an unspecified person.
JP 2003-58066 A

上記視野角特性の問題を解決するため、液晶表示装置に視野角制御用の視野角制御液晶素子を設けて視野角を制御する液晶表示装置が開発されている。しかしながら、視野角制御液晶素子は、常時、高電圧若しくは高電流を印加することによって視野角制御を行うため、視野角制御を行うための消費電力が増加してしまう。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、視野角制御に優れ、低消費電力化が可能な液晶表示装置を提供することにある。
In order to solve the problem of the viewing angle characteristic, a liquid crystal display device has been developed in which a viewing angle control liquid crystal element for controlling a viewing angle is provided in the liquid crystal display device to control the viewing angle. However, since the viewing angle control liquid crystal element always performs the viewing angle control by applying a high voltage or a high current, power consumption for performing the viewing angle control increases.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that is excellent in viewing angle control and can reduce power consumption.

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示装置は、
アレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間をおいて対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に挟持された第1液晶層と、を含む液晶表示パネルと、
第1電極および前記第1電極に重なった第1配向膜を有した第1基板と、前記第1基板に所定の隙間をおいて対向配置され、かつ、第2電極および前記第2電極に重なっているとともに前記第1配向膜と対向した第2配向膜を有した第2基板と、前記第1基板および第2基板間に挟持され、かつ、これら両基板間の電位差の上昇した後の電位差と下降した後の電位差との間でこれら両基板間を透過する光の位相状態が異なるとともに、前記電位差が第1電位差まで上昇した後、前記第1電位差と、この第1電位差から下降した第2電位差との間で、前記第1電位差時の前記位相状態を維持する第2液晶層と、を含み、前記液晶表示パネルの対向基板と対向して設けられ、前記両基板間を透過する光の位相状態を前記電位差に基づき制御することで視野角を制御する位相制御液晶素子と、を備えていることを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, a liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes:
A liquid crystal display panel, comprising: an array substrate; a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a predetermined gap; and a first liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate;
A first substrate having a first alignment layer that overlaps the first electrode and the first electrode, and a first substrate that is opposed to the first substrate with a predetermined gap, and that overlaps the second electrode and the second electrode. a second substrate having a second alignment film facing the first alignment layer with which said sandwiched between the first substrate and the second substrate, and elevated potential after the potential difference between two substrates with the phase state of the light is different for transmission between two substrates with the potential difference after falling and, after the potential difference is increased to a first potential difference, said first potential difference, the lowered from the first potential difference between 2 potential, the second liquid crystal layer for maintaining the phase state at the first potential difference, wherein the provided et al are opposite substrate facing the liquid crystal display panel, passes between the two substrates The phase state of light is controlled based on the potential difference. In is characterized in that it comprises and phase control liquid crystal element for controlling a viewing angle, a.

また、本発明の他の態様に係る液晶表示装置は、
アレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間をおいて対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に挟持された第1液晶層と、を含む液晶表示パネルと、
第1電極、および前記第1電極に重なった第1配向膜を有した第1基板と、前記第1基板に所定の隙間をおいて対向配置され、かつ、第2電極、および前記第2電極に重なっているとともに前記第1配向膜と対向した第2配向膜を有した第2基板と、前記第1基板および第2基板間に挟持され、かつ、これら両基板間の電位差の上昇した後の電位差と下降した後の電位差との間でこれら両基板間を透過する光の位相状態が異なるとともに、前記電位差が第1電位差まで上昇した後、前記第1電位差と、この第1電位差から下降した第2電位差との間で、前記第1電位差時の前記位相状態を維持する第2液晶層と、を含み、前記液晶表示パネルの対向基板と対向して設けられ、前記両基板間を透過する光の位相状態を前記電位差に基づき制御することで視野角を制御する位相制御液晶素子と、
第3電極、および前記第3電極に重なった第3配向膜を有した第3基板と、前記第3基板に所定の隙間をおいて対向配置され、かつ、第4電極、および前記第4電極に重なっているとともに前記第3配向膜と対向した第4配向膜を有した第4基板と、前記第3基板および第4基板間に挟持され、かつ、これら両基板間の電位差の上昇した後の電位差と下降した後の電位差との間でこれら両基板間を透過する光の拡散状態が異なるとともに、前記電位差が第3電位差まで上昇した後、前記第3電位差から下降し、かつ、前記第3電位差時の拡散状態とは異なる拡散状態となる第4電位差と、この第4電位差からさらに下降した第5電位差との間では、前記第4電位差時の前記拡散状態を維持する第3液晶層と、を含み、前記液晶表示パネルのアレイ基板と対向して設けられた輝度視角制御液晶素子と、を備えていることを特徴としている。
In addition, a liquid crystal display device according to another aspect of the present invention includes:
A liquid crystal display panel, comprising: an array substrate; a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a predetermined gap; and a first liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate;
A first substrate having a first electrode and a first alignment film overlying the first electrode, a first electrode, a second electrode, and the second electrode, disposed opposite to each other with a predetermined gap therebetween And a second substrate having a second alignment film opposite to the first alignment film, and sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the potential difference between the two substrates is increased The phase difference of the light transmitted between the two substrates is different between the potential difference after the decrease and the potential difference after the decrease, and after the potential difference has increased to the first potential difference, the first potential difference and the first potential difference have decreased. between the second potential difference, the second liquid crystal layer for maintaining the phase state at the first potential difference, wherein the provided et al are opposite substrate facing the liquid crystal display panel, between the two substrates Control the phase state of transmitted light based on the potential difference And phase control liquid crystal element for controlling the viewing angle by,
A third substrate having a third electrode and a third alignment film overlapping with the third electrode, a third electrode being opposed to the third substrate with a predetermined gap, and a fourth electrode and the fourth electrode And a fourth substrate having a fourth alignment film opposite to the third alignment film and sandwiched between the third substrate and the fourth substrate, and the potential difference between the two substrates is increased And the potential difference after the decrease, the diffusion state of the light transmitted between the two substrates is different, the potential difference rises to the third potential difference, then drops from the third potential difference, and the first A third liquid crystal layer that maintains the diffusion state at the time of the fourth potential difference between the fourth potential difference in a diffusion state different from the diffusion state at the time of three potential differences and the fifth potential difference further lowered from the fourth potential difference. And including an LCD panel It is characterized in that and a luminance viewing angle control liquid crystal element provided in Lee substrate and a counter.

この発明によれば、視野角制御に優れ、低消費電力化が可能な液晶表示装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device that is excellent in viewing angle control and can reduce power consumption.

以下、図面を参照しながらこの発明の第1の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図1に示すように、液晶表示装置は、位相制御液晶素子1、液晶表示パネル3、第1偏光板41、第2偏光板42、バックライトユニット51、輝度視角制御液晶素子4、および駆動部5を備えている。
Hereinafter, a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device includes a phase control liquid crystal element 1, a liquid crystal display panel 3, a first polarizing plate 41, a second polarizing plate 42, a backlight unit 51, a luminance viewing angle control liquid crystal element 4, and a driving unit. 5 is provided.

位相制御液晶素子1は、第1基板11、この第1基板に所定の隙間を保持して対向配置された第2基板12、および第1液晶層13を有している。第1基板11は、透明な絶縁基板として、例えばポリエステルフィルムやガラスからなる第1シート14aと、この第1シート上に配設されているとともにITO(インジウム・ティン・オキサイド)等の透明な導電材料により形成された第1電極16aと、この第1電極上に配設された第1配向膜17aと、を有している。第2基板12は、透明な絶縁基板として、例えばポリエステルフィルムやガラスからなる第2シート14bと、この第2シート上に配設されているとともにITO等の透明な導電材料により形成された第2電極16bと、この第2電極上に配設された第2配向膜17bと、を有している。第1配向膜17aおよび第2配向膜17bには、プレチルト角が88°となるようラビングが施されている。   The phase control liquid crystal element 1 includes a first substrate 11, a second substrate 12 that is opposed to the first substrate with a predetermined gap, and a first liquid crystal layer 13. The first substrate 11 is a transparent insulating substrate, for example, a first sheet 14a made of a polyester film or glass, and a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide) disposed on the first sheet. It has the 1st electrode 16a formed with the material, and the 1st alignment film 17a arrange | positioned on this 1st electrode. The second substrate 12 is, as a transparent insulating substrate, a second sheet 14b made of, for example, a polyester film or glass, and a second sheet formed on the second sheet and formed of a transparent conductive material such as ITO. It has an electrode 16b and a second alignment film 17b disposed on the second electrode. The first alignment film 17a and the second alignment film 17b are rubbed so that the pretilt angle is 88 °.

第1基板11および第2基板12は、第1配向膜17aおよび第2配向膜17bが対面するように対向配置され、複数の第1スペーサ18により所定の隙間を置いて保持されている。第1スペーサ18は、絶縁材料で構成されている。第1電極16aおよび第2電極16bは絶縁状態に維持されている。第1基板11および第2基板12は、第1電極16aおよび第2電極16bが対向した領域であるとともに、これら第1基板および第2基板間を透過する光の位相状態を制御可能な位相制御領域R1を有している。第1基板11および第2基板12は、第1電極16aおよび第2電極16bの周縁部に配置されたシール材19により互いに接合されている。第1液晶層13は、第1基板11、第2基板12、およびシール材19の間に狭持されている。   The first substrate 11 and the second substrate 12 are arranged to face each other so that the first alignment film 17a and the second alignment film 17b face each other, and are held by a plurality of first spacers 18 with a predetermined gap. The first spacer 18 is made of an insulating material. The first electrode 16a and the second electrode 16b are maintained in an insulated state. The first substrate 11 and the second substrate 12 are regions where the first electrode 16a and the second electrode 16b are opposed to each other, and the phase control capable of controlling the phase state of the light transmitted between the first substrate and the second substrate. It has area | region R1. The first substrate 11 and the second substrate 12 are joined to each other by a sealing material 19 disposed at the peripheral portions of the first electrode 16a and the second electrode 16b. The first liquid crystal layer 13 is sandwiched between the first substrate 11, the second substrate 12, and the sealing material 19.

第1液晶層13の層厚は、5.0μmである。第1液晶層13を構成する液晶材料には、以下に示す特性が得られるよう所定のカイラル材が添加されている。液晶材料の屈折率異方性の差(Δn)は、590nmの波長に対して0.042である。液晶分子の捩れ角は450°、捩れピッチは3.57μmである。液晶分子の捩れは左回りである。   The layer thickness of the first liquid crystal layer 13 is 5.0 μm. A predetermined chiral material is added to the liquid crystal material constituting the first liquid crystal layer 13 so as to obtain the following characteristics. The difference in refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material is 0.042 for a wavelength of 590 nm. The twist angle of the liquid crystal molecules is 450 ° and the twist pitch is 3.57 μm. The twist of the liquid crystal molecules is counterclockwise.

上記した第1液晶層13は、第1基板11および第2基板12間を透過する光の位相状態を制御する機能を有している。より詳しくは、第1液晶層13は、液晶分子の配向を制御することで視野角を制御している。第1液晶層13の液晶分子の配向を制御する際は、位相制御液晶素子1に電圧を印加して、第1電極16aおよび第2電極16b間の電位差を制御することで行う。位相制御液晶素子1の表示モードは、n型フェイズチェンジモードである。n型フェイズチェンジモードについては後述する。   The first liquid crystal layer 13 described above has a function of controlling the phase state of light transmitted between the first substrate 11 and the second substrate 12. More specifically, the first liquid crystal layer 13 controls the viewing angle by controlling the orientation of the liquid crystal molecules. When controlling the orientation of the liquid crystal molecules in the first liquid crystal layer 13, a voltage is applied to the phase control liquid crystal element 1 to control the potential difference between the first electrode 16a and the second electrode 16b. The display mode of the phase control liquid crystal element 1 is an n-type phase change mode. The n-type phase change mode will be described later.

次に、上記位相制御液晶素子1の製造方法について説明する。
用意した第1シート14a上に第1電極16aを形成し、第1シートおよび第1電極上に第1配向膜17aを塗布する。その後、第1配向膜17aに配向処理としてラビングを施して第1基板11を形成する。一方、第2基板12において、用意した第2シート14b上に第2電極16bを形成し、第2シートおよび第2電極上に第2配向膜17bを塗布する。その後、第2配向膜17bに配向処理としてラビングを施して第2基板12を形成する。
Next, a method for manufacturing the phase control liquid crystal element 1 will be described.
The first electrode 16a is formed on the prepared first sheet 14a, and the first alignment film 17a is applied on the first sheet and the first electrode. Thereafter, the first alignment film 17a is rubbed as an alignment process to form the first substrate 11. On the other hand, in the second substrate 12, the second electrode 16b is formed on the prepared second sheet 14b, and the second alignment film 17b is applied on the second sheet and the second electrode. Thereafter, the second alignment film 17b is rubbed as an alignment treatment to form the second substrate 12.

次いで、第1基板11または第2基板12上にスペーサを散布した後、第1基板または第2基板周縁部に、例えば熱硬化型のシール材19を塗布する。続いて、第1基板11および第2基板12を対向配置し、焼成する。これにより、第1基板11および第2基板12は接合される。その後、第1基板11および第2基板12間に液晶を充填する。充填する際、例えば、真空注入法等の方法を用い、シール材19の一部に設けられた液晶注入口より液晶を注入して充填する。液晶注入口は封止材で封止する。   Next, after spraying spacers on the first substrate 11 or the second substrate 12, for example, a thermosetting sealing material 19 is applied to the peripheral portion of the first substrate or the second substrate. Subsequently, the first substrate 11 and the second substrate 12 are arranged to face each other and baked. Thereby, the 1st board | substrate 11 and the 2nd board | substrate 12 are joined. Thereafter, a liquid crystal is filled between the first substrate 11 and the second substrate 12. When filling, for example, using a method such as a vacuum injection method, liquid crystal is injected from a liquid crystal injection port provided in a part of the sealing material 19 and filled. The liquid crystal injection port is sealed with a sealing material.

次に、位相制御液晶素子1の位置情報検出機能について説明する。
図1および図2に示すように、位相制御液晶素子1は抵抗検出式タッチパネルとしても機能する。位相制御液晶素子1は、第1電極16aおよび第2電極16bの重なった入力領域R3と、位置情報検出部2を有している。
Next, the position information detection function of the phase control liquid crystal element 1 will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the phase control liquid crystal element 1 also functions as a resistance detection type touch panel. The phase control liquid crystal element 1 includes an input region R3 where the first electrode 16a and the second electrode 16b overlap each other, and the position information detection unit 2.

位置情報検出部2は、第1抵抗検出電極15a、15bおよび第2抵抗検出電極15c、15dを含み、入力領域R3の押圧された個所の位置情報を検出する機能を有している。第1抵抗検出電極15a、15bは、第1基板11上の矩形状の第1電極(抵抗層)16aにそれぞれ接続されているとともにこの第1電極の対向する一対の辺に設けられている。第2抵抗検出電極15c、15dは、第2基板12上の第1電極(抵抗層)16aにそれぞれ直交して位置し、かつ、矩形状の第2電極16bに接続されているとともにこの第2電極の対向する一対の辺に設けられている。ここで、第2基板12は、入力領域R3と重なった入力面Sを含んでいる。なお、後述するが、第2基板12の入力面S上に第2偏光板42が配置されている。   The position information detection unit 2 includes first resistance detection electrodes 15a and 15b and second resistance detection electrodes 15c and 15d, and has a function of detecting position information of a pressed portion of the input region R3. The first resistance detection electrodes 15a and 15b are respectively connected to a rectangular first electrode (resistance layer) 16a on the first substrate 11 and provided on a pair of opposite sides of the first electrode. The second resistance detection electrodes 15c and 15d are respectively positioned orthogonal to the first electrode (resistance layer) 16a on the second substrate 12 and are connected to the rectangular second electrode 16b and are connected to the second electrode 16b. It is provided on a pair of opposing sides of the electrode. Here, the second substrate 12 includes an input surface S overlapping the input region R3. As will be described later, the second polarizing plate 42 is disposed on the input surface S of the second substrate 12.

第2偏光板42(位相制御液晶素子1)の外面が押圧されると第1電極16aおよび第2電極16bが接触するため、位置情報検出部2は、そのときの電極間の抵抗(第1抵抗検出電極15aおよび第2抵抗検出電極15c間、第1抵抗検出電極15aおよび第2抵抗検出電極15d間、第1抵抗検出電極15bおよび第2抵抗検出電極15c間、並びに第1抵抗検出電極15bおよび第2抵抗検出電極15d間の4通り)を計測することにより、押圧された個所の位置情報を検出することができる。第1抵抗検出電極15a、15bおよび第2抵抗検出電極15c、15dは、Al、Mo等低抵抗のメタルを蒸着若しくはスパッタリング法にて成膜した後、パターニングして形成される。これにより、位相制御液晶素子1が完成する。   When the outer surface of the second polarizing plate 42 (phase control liquid crystal element 1) is pressed, the first electrode 16a and the second electrode 16b come into contact with each other, so that the position information detection unit 2 has a resistance between the electrodes (first Between the resistance detection electrode 15a and the second resistance detection electrode 15c, between the first resistance detection electrode 15a and the second resistance detection electrode 15d, between the first resistance detection electrode 15b and the second resistance detection electrode 15c, and the first resistance detection electrode 15b. In addition, the position information of the pressed portion can be detected by measuring four types between the second resistance detection electrode 15d and the second resistance detection electrode 15d. The first resistance detection electrodes 15a and 15b and the second resistance detection electrodes 15c and 15d are formed by depositing a low resistance metal such as Al or Mo by vapor deposition or sputtering and then patterning it. Thereby, the phase control liquid crystal element 1 is completed.

液晶表示パネル3は、TN(ツイステッドネマティック)モードの液晶表示パネルとして構成されている。液晶表示パネル3は、第3基板としてのアレイ基板21、第4基板としての対向基板22、および第2液晶層23を備えている。アレイ基板21は、透明な絶縁基板としてのガラス基板24と、このガラス基板上に形成された複数の画素電極25と、これら各画素電極25を含むガラス基板上に形成された配向膜26と、を有している。また、アレイ基板21は、ガラス基板24上に形成された図示しない各種配線やスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)等を有している。対向基板22は、透明な絶縁基板としてのガラス基板27と、このガラス基板上に形成された共通電極28と、共通電極およびガラス基板上に形成された配向膜29と、を有している。この実施の形態において、第1シート14aおよびガラス基板27は一体に形成されている。このため、位相制御液晶素子1の第1基板11および液晶表示パネル3の対向基板22は透明な共通基板71を有し、それぞれ同一の基板で構成されている。画素電極25および共通電極28は、ITO等の透明な導電材料により形成されている。配向膜26および配向膜29には、プレチルト角が5°となるようラビングが施されている。   The liquid crystal display panel 3 is configured as a TN (twisted nematic) mode liquid crystal display panel. The liquid crystal display panel 3 includes an array substrate 21 as a third substrate, a counter substrate 22 as a fourth substrate, and a second liquid crystal layer 23. The array substrate 21 includes a glass substrate 24 as a transparent insulating substrate, a plurality of pixel electrodes 25 formed on the glass substrate, an alignment film 26 formed on the glass substrate including the pixel electrodes 25, have. The array substrate 21 has various wirings (not shown) formed on the glass substrate 24, thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) as switching elements, and the like. The counter substrate 22 includes a glass substrate 27 as a transparent insulating substrate, a common electrode 28 formed on the glass substrate, and an alignment film 29 formed on the common electrode and the glass substrate. In this embodiment, the first sheet 14a and the glass substrate 27 are integrally formed. For this reason, the first substrate 11 of the phase control liquid crystal element 1 and the counter substrate 22 of the liquid crystal display panel 3 have a transparent common substrate 71, and are configured by the same substrate. The pixel electrode 25 and the common electrode 28 are formed of a transparent conductive material such as ITO. The alignment film 26 and the alignment film 29 are rubbed so that the pretilt angle is 5 °.

アレイ基板21および対向基板22は、複数の第2スペーサ30により所定の隙間を保持して対向配置されている。アレイ基板21および対向基板22は、画素電極25および共通電極28が対向しているとともに、画像を表示する表示領域R2を有している。この実施の形態において、表示領域R2は、上述した位相制御領域R1と重なっている。アレイ基板21および対向基板22は、表示領域R2の外側で両基板の周縁部に配置されたシール材31により互いに接合されている。第2液晶層23は、アレイ基板21、対向基板22、およびシール材31の間に狭持されている。   The array substrate 21 and the counter substrate 22 are arranged to face each other while holding a predetermined gap by a plurality of second spacers 30. The array substrate 21 and the counter substrate 22 have a display region R2 for displaying an image while the pixel electrode 25 and the common electrode 28 face each other. In this embodiment, the display region R2 overlaps with the phase control region R1 described above. The array substrate 21 and the counter substrate 22 are joined to each other by a sealing material 31 disposed on the outer peripheral portion of both substrates outside the display region R2. The second liquid crystal layer 23 is sandwiched between the array substrate 21, the counter substrate 22, and the sealing material 31.

第2液晶層23の層厚は、5.0μmである。第2液晶層23を構成する液晶材料には、以下に示す特性が得られるよう所定のカイラル材が添加されている。液晶材料の屈折率異方性の差(Δn)は、590nmの波長に対して0.092である。液晶分子の捩れ角は90°、捩れピッチは60μmである。液晶分子の捩れは左回りである。   The layer thickness of the second liquid crystal layer 23 is 5.0 μm. A predetermined chiral material is added to the liquid crystal material constituting the second liquid crystal layer 23 so as to obtain the following characteristics. The difference in refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material is 0.092 for a wavelength of 590 nm. The twist angle of the liquid crystal molecules is 90 °, and the twist pitch is 60 μm. The twist of the liquid crystal molecules is counterclockwise.

表示領域R2内において、アレイ基板21および対向基板22の一方の基板には、図示しない赤色、緑色、および青色の複数の着色層を有したカラーフィルタが配置されている。このため、液晶表示パネル3は、カラー表示が可能である。   In the display region R2, a color filter having a plurality of colored layers of red, green, and blue (not shown) is disposed on one of the array substrate 21 and the counter substrate 22. For this reason, the liquid crystal display panel 3 can perform color display.

アレイ基板21の外面(外面側)には第1偏光板41が配置され、第2基板12の外面(外面側)には第2偏光板42が配置されている。第1偏光板41および第2偏光板42は、クロスニコル配置されている。このため、液晶表示パネル3は、電圧印加状態で黒色表示となるノーマリーホワイト表示となる。   A first polarizing plate 41 is disposed on the outer surface (outer surface side) of the array substrate 21, and a second polarizing plate 42 is disposed on the outer surface (outer surface side) of the second substrate 12. The first polarizing plate 41 and the second polarizing plate 42 are arranged in crossed Nicols. For this reason, the liquid crystal display panel 3 becomes normally white display which becomes black display in a voltage application state.

バックライトユニット51はアレイ基板21の外面側に設けられている。バックライトユニット51は、第1偏光板41と対向しているとともに導光板を含む導光体52、この導光体の一側縁に対向配置された光源53、および反射板54を有している。   The backlight unit 51 is provided on the outer surface side of the array substrate 21. The backlight unit 51 includes a light guide 52 that faces the first polarizing plate 41 and includes a light guide plate, a light source 53 that is disposed to face one side edge of the light guide, and a reflection plate 54. Yes.

バックライトユニット51は、導光体52表面に対向して配置された高集光性のプリズムシート55(図10および図11)を有している。プリズムシート55は、導光体52から出射されるバックライト光の平行度(指向性)を高める機能を有している。プリズムシート55は、通常ノートPC(パーソナルコンピュータ)用の液晶表示装置などに用いるプリズムシートより平行度を高める構造である。プリズムシート55としては、例えば、長瀬産業製のコリメートシート等、出射されるバックライト光の平行度が極めて高くなるものが用いられる。   The backlight unit 51 includes a highly condensing prism sheet 55 (FIGS. 10 and 11) disposed to face the surface of the light guide 52. The prism sheet 55 has a function of increasing the parallelism (directivity) of the backlight light emitted from the light guide 52. The prism sheet 55 has a structure in which the degree of parallelism is higher than that of a prism sheet normally used in a liquid crystal display device for a notebook PC (personal computer). As the prism sheet 55, for example, a collimation sheet manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd. that has a very high degree of parallelism of the emitted backlight light is used.

輝度視角制御液晶素子4はバックライトユニット51および第1偏光板41間に配設されている。輝度視角制御液晶素子4は、第5基板81、第6基板82、および第3液晶層83を備えている。第5基板81は、透明な絶縁基板としてのガラス基板84aと、このガラス基板上に形成された第3電極85aと、第3電極を含むガラス基板上に形成された配向膜86aと、を有している。第6基板82は、透明な絶縁基板としてのガラス基板84bと、このガラス基板上に形成された第4電極85bと、第4電極およびガラス基板上に形成された配向膜86bと、を有している。第3電極85aおよび第4電極85bは、ITO等の透明な導電材料により形成されている。配向膜86aおよび配向膜86bには、ラビングが施されている。   The luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is disposed between the backlight unit 51 and the first polarizing plate 41. The luminance viewing angle control liquid crystal element 4 includes a fifth substrate 81, a sixth substrate 82, and a third liquid crystal layer 83. The fifth substrate 81 includes a glass substrate 84a as a transparent insulating substrate, a third electrode 85a formed on the glass substrate, and an alignment film 86a formed on the glass substrate including the third electrode. is doing. The sixth substrate 82 includes a glass substrate 84b as a transparent insulating substrate, a fourth electrode 85b formed on the glass substrate, and an alignment film 86b formed on the fourth electrode and the glass substrate. ing. The third electrode 85a and the fourth electrode 85b are formed of a transparent conductive material such as ITO. The alignment film 86a and the alignment film 86b are rubbed.

第5基板81および第6基板82は、複数の第3スペーサ87により所定の隙間を保持して対向配置されている。第5基板81および第6基板82は、第3電極85aおよび第4電極85bが対向しているとともに、輝度視角制御液晶素子4を透過するバックライトユニットから放出される光の拡散状態を制御可能な光拡散制御領域R4を有している。この実施の形態において、光拡散制御領域R4は、上述した表示領域R2と重なっている。   The fifth substrate 81 and the sixth substrate 82 are opposed to each other with a predetermined gap held by a plurality of third spacers 87. The fifth substrate 81 and the sixth substrate 82 face the third electrode 85a and the fourth electrode 85b, and can control the diffusion state of light emitted from the backlight unit that transmits the luminance viewing angle control liquid crystal element 4. A light diffusion control region R4. In this embodiment, the light diffusion control region R4 overlaps the display region R2 described above.

第5基板81および第6基板82は、光拡散制御領域R4の外側で両基板の周縁部に配置されたシール材88により互いに接合されている。第3液晶層83は、第5基板81、第6基板82、およびシール材88の間に狭持されている。   The fifth substrate 81 and the sixth substrate 82 are bonded to each other by a sealing material 88 disposed on the outer peripheral portion of both substrates outside the light diffusion control region R4. The third liquid crystal layer 83 is sandwiched between the fifth substrate 81, the sixth substrate 82, and the sealing material 88.

ここで、この実施の形態に係る第3液晶層83について説明する。第3液晶層83の層厚は、25μmである。第3液晶層83は、屈折率異方性の差(Δn)が0.23であるネマティック液晶に光架橋性ポリマ(polymer)を2wt%溶解した液晶材料で構成されている。第3液晶層83の液晶材料は室温状態では透明な液体である。   Here, the third liquid crystal layer 83 according to this embodiment will be described. The layer thickness of the third liquid crystal layer 83 is 25 μm. The third liquid crystal layer 83 is made of a liquid crystal material in which 2 wt% of a photocrosslinkable polymer is dissolved in nematic liquid crystal having a refractive index anisotropy difference (Δn) of 0.23. The liquid crystal material of the third liquid crystal layer 83 is a transparent liquid at room temperature.

第5基板81、第6基板82、およびシール材88の間に第3液晶層83を充填する際は、従来の液晶注入法と同様に真空注入法等を用いることで充填できる。従って、液晶を充填する際は液体状態で充填される。充填された液晶には、紫外線が照射され、ポリマ(ポリマーネットワーク)が形成されるとともに液晶分子が析出される。第3液晶層83の液晶分子の配向はほぼランダムとみなすことができる。形成されたポリマの屈折率は析出した液晶分子の常光屈折率に等しい。   When the third liquid crystal layer 83 is filled between the fifth substrate 81, the sixth substrate 82, and the sealing material 88, the filling can be performed by using a vacuum injection method or the like as in the conventional liquid crystal injection method. Therefore, the liquid crystal is filled in a liquid state. The filled liquid crystal is irradiated with ultraviolet rays to form a polymer (polymer network) and to deposit liquid crystal molecules. The alignment of the liquid crystal molecules in the third liquid crystal layer 83 can be regarded as almost random. The refractive index of the formed polymer is equal to the ordinary refractive index of the deposited liquid crystal molecules.

上記のように構成された輝度視角制御液晶素子4の第5基板81は、バックライトユニット51に対向して配置されている。第6基板82は、第1偏光板41に対向して配置されている。ここで、第6基板82は、例えば図示しない糊を介して第1偏光板41に貼り合わせても良い。
駆動部5は、液晶表示パネル3を駆動して表示状態を制御する。駆動部5は、表示モードのパターンに対応して位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4を駆動する。
The fifth substrate 81 of the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 configured as described above is disposed so as to face the backlight unit 51. The sixth substrate 82 is disposed to face the first polarizing plate 41. Here, the sixth substrate 82 may be bonded to the first polarizing plate 41 through, for example, glue (not shown).
The drive unit 5 drives the liquid crystal display panel 3 to control the display state. The drive unit 5 drives the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 in accordance with the display mode pattern.

ここで、本願発明者等は、上記位相制御液晶素子1に駆動電圧を印加して輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧を印加しない状態と、位相制御液晶素子に駆動電圧を印加しないで輝度視角制御液晶素子に駆動電圧を印加した状態と、の2通りにおいて、液晶表示装置を用いて画像を表示し、輝度視角、コントラスト視角、正面輝度、および正面コントラスト特性の各種表示特性を調査し、消費電力を測定した。   Here, the inventors of the present application applied a driving voltage to the phase control liquid crystal element 1 and applied no driving voltage to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, and a luminance viewing angle without applying a driving voltage to the phase control liquid crystal element. Displaying an image using a liquid crystal display device in two ways: applying a drive voltage to the control liquid crystal element, investigating various display characteristics such as luminance viewing angle, contrast viewing angle, front luminance, and front contrast characteristics, and consumption The power was measured.

その際、駆動部5は、TFTを介して駆動電圧4Vにて液晶表示パネル3を駆動した。位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧を印加する際、駆動部5は、駆動電圧5Vを印加した後、ヒステリシスを利用して3Vに保持して位相制御液晶素子を駆動し、駆動電圧4Vにて輝度視角制御液晶素子を駆動する。また、バックライトユニット51は点灯した状態とし、液晶表示装置を照度0lx(ルクス)の環境下に配置した。   At that time, the driving unit 5 drives the liquid crystal display panel 3 with a driving voltage of 4 V via the TFT. When applying a driving voltage to the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, the driving unit 5 applies the driving voltage 5V and then holds the voltage at 3V using hysteresis to drive the phase control liquid crystal element. The luminance viewing angle control liquid crystal element is driven with a driving voltage of 4V. The backlight unit 51 was turned on, and the liquid crystal display device was placed in an environment with an illuminance of 0 lx (lux).

まず、位相制御液晶素子1(第1電極16aおよび第2電極16b間)に駆動電圧5Vを印加した後、ヒステリシスを利用して駆動電圧を下げ3Vの印加を保持した状態であるとともに、輝度視角制御液晶素子4(第3電極85aおよび第4電極85b間)に駆動電圧を印加していない状態の第1パターン表示モードにおける各種表示特性および消費電力について説明する。   First, after applying a driving voltage of 5V to the phase control liquid crystal element 1 (between the first electrode 16a and the second electrode 16b), the driving voltage is lowered using hysteresis to maintain the application of 3V, and the luminance viewing angle. Various display characteristics and power consumption in the first pattern display mode in a state where the drive voltage is not applied to the control liquid crystal element 4 (between the third electrode 85a and the fourth electrode 85b) will be described.

30cd/m以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±60°と広く、コントラスト比10:1以上の視野角も左右方向で±80°と十分広い。また、正面輝度は300cd/mと十分高い。このことから、位相制御液晶素子1や輝度視角制御液晶素子4を設けずに構成された液晶表示装置を用いて画像を表示した場合と同等の正面輝度、および輝度視角を得ていることが判る。また、正面コントラストは500:1であり、位相制御液晶素子1や輝度視角制御液晶素子4を設けない液晶表示装置と同等の高い値が得られる。上記第1パターン表示モード時の消費電力は、1.704Wである。 A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is as wide as ± 60 ° in the left-right direction, and a viewing angle with a contrast ratio of 10: 1 or more is sufficiently wide as ± 80 ° in the left-right direction. Further, the front luminance is sufficiently high at 300 cd / m 2 . From this, it can be seen that the same front luminance and luminance viewing angle as those obtained when an image is displayed using a liquid crystal display device configured without the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 are obtained. . The front contrast is 500: 1, and a high value equivalent to that of a liquid crystal display device without the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is obtained. The power consumption in the first pattern display mode is 1.704W.

次に、位相制御液晶素子1(第1電極16aおよび第2電極16b間)に駆動電圧を印加しない状態であるとともに、輝度視角制御液晶素子4(第3電極85aおよび第4電極85b間)に駆動電圧4Vを印加した状態の第2パターン表示モードにおける各種表示特性について説明する。   Next, the driving voltage is not applied to the phase control liquid crystal element 1 (between the first electrode 16a and the second electrode 16b), and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 (between the third electrode 85a and the fourth electrode 85b) is applied. Various display characteristics in the second pattern display mode in a state where the drive voltage 4V is applied will be described.

30cd/m以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±20°と十分狭く、コントラスト比10:1以上の視野角は左右方向で±15°と十分狭い。コントラスト比1:1以上の視野角は左右方向で±20°と十分狭く、左右視野20°以上では表示を全く識別できない状態となった。 A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is sufficiently narrow as ± 20 ° in the left-right direction, and a viewing angle having a contrast ratio of 10: 1 or more is sufficiently narrow as ± 15 ° in the left-right direction. The viewing angle with a contrast ratio of 1: 1 or more is sufficiently narrow as ± 20 ° in the left-right direction, and the display cannot be discriminated at all when the viewing angle is 20 ° or more.

また、正面輝度は600cd/mであり、輝度視角制御液晶素子4を設けずに構成された従来の液晶表示装置を用いて画像を表示した場合の倍の正面輝度が得られる。また、正面コントラストは1000:1であり、位相制御液晶素子1を設けない構造とした場合や、この位相制御液晶素子に電圧を印加していない状態よりも高い値が得られる。上記第2パターン表示モード時の消費電力は、1.705Wである。 Further, the front luminance is 600 cd / m 2 , and double front luminance can be obtained when an image is displayed using a conventional liquid crystal display device configured without the luminance viewing angle control liquid crystal element 4. Further, the front contrast is 1000: 1, and a higher value can be obtained than when the phase control liquid crystal element 1 is not provided or when no voltage is applied to the phase control liquid crystal element. The power consumption in the second pattern display mode is 1.705W.

次に、位相制御液晶素子1の表示モードである上記n型フェイズチェンジモードについて説明する。
図3に示すように、表示特性は、位相制御液晶素子1に印加される駆動電圧(第1電極16aおよび第2電極16b間の電位差)に応じて異なるが、特に、駆動電圧の上昇時と下降時とでも表示特性が異なる。駆動電圧の上昇時は線l1に示すように表示特性が変化し、駆動電圧の下降時は線l2に示すように表示特性が変化する。この表示特性の変化は、位相制御液晶素子1を透過する光の位相状態の変化でもあり、第1液晶層13の作用によるものである。
Next, the n-type phase change mode that is the display mode of the phase control liquid crystal element 1 will be described.
As shown in FIG. 3, the display characteristics vary depending on the driving voltage (potential difference between the first electrode 16a and the second electrode 16b) applied to the phase control liquid crystal element 1, but particularly when the driving voltage is increased. Display characteristics are different even when descending. When the drive voltage increases, the display characteristics change as indicated by line l1, and when the drive voltage decreases, the display characteristics change as indicated by line l2. This change in display characteristics is also a change in the phase state of light transmitted through the phase control liquid crystal element 1 and is due to the action of the first liquid crystal layer 13.

第1液晶層13は、駆動部5の駆動の元、駆動電圧上昇時から下降時に変わった後にヒステリシスを利用して上昇時の位相状態を維持するメモリ機能を有している。より詳しくは、第1液晶層13は、駆動電圧が電圧Vまで上昇した後、電圧Vと、この電圧Vから下降した電圧Vとの間で電圧V時の位相状態に維持している。この実施の形態では、電圧Vに保持して電圧V時の位相状態を維持している。 The first liquid crystal layer 13, the driving unit 5 driving the former, and has a memory function of maintaining the phase state at the time of rise by using a hysteresis after changes when descending upon to-bottom drive voltage increase. More particularly, maintaining the first liquid crystal layer 13, after the drive voltage rises to voltage V 4, the voltage V 4, the phase state of at voltage V 4 between the voltages V 1 that is lowered from the voltage V 4 is doing. In this embodiment, the phase is maintained at the voltage V 2 while maintaining the phase at the time of the voltage V 4 .

電圧Vは電圧V時の位相状態を維持できるしきい値電圧であり、電圧Vは線l2の表示特性(位相状態)を得るためのしきい値電圧である。この実施の形態で、電圧Vは、1.5V、電圧Vは上記3V、電圧Vは4V、電圧Vは上記5Vである。なお、言うまでもないが、ヒステリシスを利用する場合は、Vに限らず、少なくともVまで上昇させれば良い。 Voltages V 1 is the threshold voltage capable of maintaining the phase state of at voltage V 4, the voltage V 3 is the threshold voltage for obtaining the display characteristics of the line l2 (phase states). In this embodiment, the voltage V 1 was, 1.5V, the voltage V 2 is the 3V, the voltage V 3 is 4V, the voltage V 4 is the 5V. Needless to say, when hysteresis is used, it is not limited to V 4 and may be increased to at least V 3 .

また、上記第1パターン表示モード時の表示特性は線l2で示されるため、位相制御液晶素子1を透過する光は拡散することが判る。上記第2パターン表示モード時は第1パターン表示モード時と反対に位相制御液晶素子1を透過する光は集束することが判る。これにより、第1パターン表示モード時は視野角の広い画像表示となり、また、第2パターン表示モード時は正面輝度の高い画像表示となることが判る。   Further, since the display characteristic in the first pattern display mode is indicated by a line l2, it can be seen that the light transmitted through the phase control liquid crystal element 1 is diffused. It can be seen that in the second pattern display mode, the light transmitted through the phase control liquid crystal element 1 is focused, contrary to the first pattern display mode. As a result, it can be seen that an image display with a wide viewing angle is obtained in the first pattern display mode, and an image display with a high front luminance is obtained in the second pattern display mode.

次に、位相制御液晶素子1がこの位相制御液晶素子を透過する光の位相状態を制御することにより、液晶表示装置の視野角を制御する原理について、図4ないし図9を用いて説明する。   Next, the principle of controlling the viewing angle of the liquid crystal display device by controlling the phase state of the light transmitted through the phase control liquid crystal element by the phase control liquid crystal element 1 will be described with reference to FIGS.

視野角特性のなかで特に重要な特性は、コントラスト視角特性および輝度視角特性である。このうち、コントラスト視角特性は黒色表示時の視角特性に大きく左右される。TNモードのように液晶分子61がほぼ垂直に配列した状態を用いる表示モードにおいては、優れた黒色表示特性を得るため、液晶分子がほぼ垂直に配列した状態にて黒色表示をすることが多い。しかしながら、液晶分子61がほぼ垂直に配列した状態では、斜め視野において位相差が発生する。およそ液晶材料の屈折率異方性の差(Δn)と液晶層厚と視角を乗じた位相差が発生する。 Among the viewing angle characteristics, particularly important characteristics are contrast viewing angle characteristics and luminance viewing angle characteristics. Among these, the contrast viewing angle characteristic greatly depends on the viewing angle characteristic during black display. In the display mode using liquid crystal molecules 61 are aligned substantially vertically as TN mode, be a black display because, in a state where the liquid crystal molecules are aligned substantially vertically to obtain a good black color display characteristics Many. However, in a state where the liquid crystal molecules 61 are arranged almost vertically, a phase difference occurs in an oblique visual field. A phase difference obtained by multiplying the difference in refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material by the thickness of the liquid crystal layer and the viewing angle is generated.

本実施形態の場合、+480nm(×視角)の位相差が発生している。しかしながら、第1液晶層13に電圧を印加していない状態での位相差(図4および図5)は−480nm(×視角)となるため、第2液晶層23の位相差と合わせた位相差はゼロとなる。上記したことから、第1液晶層13を備えた位相制御液晶素子1を設けることにより、この位相制御液晶素子を設けない構成とした場合と比較してコントラスト視角特性を広くすることができる。   In the present embodiment, a phase difference of +480 nm (× viewing angle) is generated. However, since the phase difference (FIGS. 4 and 5) when no voltage is applied to the first liquid crystal layer 13 is −480 nm (× viewing angle), the phase difference combined with the phase difference of the second liquid crystal layer 23 is used. Becomes zero. As described above, by providing the phase control liquid crystal element 1 including the first liquid crystal layer 13, it is possible to widen the contrast viewing angle characteristics as compared with the case where the phase control liquid crystal element is not provided.

一方で、第1液晶層13に電圧を印加し、液晶分子の振れを解き、液晶分子をほぼ垂直に配向させた状態(図8および図9)では、第2液晶層23同様、正の一軸性となる(+640nm)。このため、第2液晶層23の位相差と合わせた位相差は+1120nmとなる。上記したことから、第1液晶層13を備えた位相制御液晶素子1を設けることにより、この位相制御液晶素子を設けない構成とした場合と比較してコントラスト視角特性を著しく狭くすることができる。   On the other hand, in the state where the voltage is applied to the first liquid crystal layer 13 to release the shake of the liquid crystal molecules and the liquid crystal molecules are aligned substantially vertically (FIGS. 8 and 9), like the second liquid crystal layer 23, the positive uniaxial (+640 nm). For this reason, the phase difference combined with the phase difference of the second liquid crystal layer 23 is +1120 nm. As described above, by providing the phase control liquid crystal element 1 including the first liquid crystal layer 13, the contrast viewing angle characteristic can be remarkably narrowed as compared with a case where the phase control liquid crystal element is not provided.

次に、輝度視角制御液晶素子4が、この輝度視角制御液晶素子を透過する光の拡散状態を制御することにより、液晶表示装置の輝度視角を制御できる原理について、図10および図11を用いて説明する。
輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧が印加されていない状態(図10)において、ネマティック液晶の液晶分子61の配向はほぼランダムである。このため、屈折率は、常光屈折率および異常光屈折率の平均となる。これに対し、ポリマ91の屈折率は析出した液晶分子61の常光屈折率に等しい。このため、屈折率異方性の差(Δn)は、上述した屈折率異方性の差(Δn)の半分、つまり0.115程度となり、屈折率に差が生じることとなる。
Next, the principle that the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 can control the luminance viewing angle of the liquid crystal display device by controlling the diffusion state of the light transmitted through the luminance viewing angle control liquid crystal element will be described with reference to FIGS. 10 and 11. explain.
In a state where the driving voltage is not applied to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 (FIG. 10), the alignment of the liquid crystal molecules 61 of the nematic liquid crystal is almost random. For this reason, the refractive index is the average of the ordinary light refractive index and the extraordinary light refractive index. On the other hand, the refractive index of the polymer 91 is equal to the ordinary light refractive index of the deposited liquid crystal molecules 61. Therefore, the difference in refractive index anisotropy (Δn) is half of the above difference in refractive index anisotropy (Δn), that is, about 0.115, and a difference in refractive index is generated.

また、ポリマ91は、ランダムな3次元構造からなっているので、プリズムシート55を透過したバックライト光は、輝度視角制御液晶素子4にて拡散される。このため、輝度視角制御液晶素子4を設けずに構成された従来の液晶表示装置を用いた場合と同様、広い輝度視角が得られる。   Since the polymer 91 has a random three-dimensional structure, the backlight light transmitted through the prism sheet 55 is diffused by the luminance viewing angle control liquid crystal element 4. Therefore, a wide luminance viewing angle can be obtained as in the case of using a conventional liquid crystal display device configured without providing the luminance viewing angle control liquid crystal element 4.

第3液晶層83の液晶分子61がほぼ垂直に配向するよう、輝度視角制御液晶素子4に十分な駆動電圧が印加されている状態(図11)において、液晶分子の配向はほぼ垂直となる。このため、第3液晶層83に入射する光の進行方向に対する屈折率は常光屈折率となる。これに対し、ポリマ91の屈折率は析出した液晶分子61の常光屈折率に等しい。このため、ポリマ91および液晶分子61間に屈折率差は生じず、プリズムシート55を透過したバックライト光は輝度視角制御液晶素子4をそのまま透過する。   In a state where a sufficient driving voltage is applied to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 (FIG. 11) so that the liquid crystal molecules 61 of the third liquid crystal layer 83 are aligned approximately vertically, the alignment of the liquid crystal molecules is approximately vertical. For this reason, the refractive index with respect to the traveling direction of the light incident on the third liquid crystal layer 83 is the ordinary light refractive index. On the other hand, the refractive index of the polymer 91 is equal to the ordinary light refractive index of the deposited liquid crystal molecules 61. Therefore, there is no difference in refractive index between the polymer 91 and the liquid crystal molecules 61, and the backlight light transmitted through the prism sheet 55 is transmitted through the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 as it is.

上述したように、プリズムシート55により十分に高められた平行度の高い光を液晶表示パネル3(図1)に出射できる。このため、輝度視角制御液晶素子4を設けずに構成された従来の液晶表示装置を用いた場合よりもはるかに狭い輝度視角が得られる。この際、正面輝度は、輝度視角を絞っている分、その従来の液晶表示装置を用いた場合よりもはるかに高くなる。   As described above, the light with high parallelism sufficiently enhanced by the prism sheet 55 can be emitted to the liquid crystal display panel 3 (FIG. 1). For this reason, a much narrower luminance viewing angle is obtained than when a conventional liquid crystal display device configured without the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is used. At this time, the front luminance is much higher than when the conventional liquid crystal display device is used because the luminance viewing angle is reduced.

上記のように構成されたメモリ機能を有した位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4を備えた液晶表示装置によれば、位相制御液晶素子に印加する電圧を制御することにより、容易に視野角を制御することができる。視野角の広い第1パターン表示モードの際、第1液晶層13は、駆動電圧を5Vまで上昇させた後、3Vに保持して5V時の位相状態を維持している。第1パターン表示モード時に位相制御液晶素子1に印加する電圧を小さくすることができるため、低消費電力化が可能である。なお、液晶表示装置の表示モードのパターンを制御する際は、消費電力を増大させることなくスイッチやボリューム1つで制御することができる。   According to the liquid crystal display device including the phase control liquid crystal element 1 having the memory function and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 configured as described above, the voltage applied to the phase control liquid crystal element can be easily controlled. The viewing angle can be controlled. In the first pattern display mode with a wide viewing angle, the first liquid crystal layer 13 raises the driving voltage to 5V and then holds it at 3V to maintain the phase state at 5V. Since the voltage applied to the phase control liquid crystal element 1 in the first pattern display mode can be reduced, the power consumption can be reduced. Note that when the display mode pattern of the liquid crystal display device is controlled, it can be controlled with one switch or one volume without increasing the power consumption.

位相制御液晶素子1は、第1液晶層13を有している。第1液晶層13は、位相制御液晶素子1を透過する光の位相差や進行方向を制御できる。上述したように、位相制御液晶素子1は視野角やコントラスト視角も制御できる。   The phase control liquid crystal element 1 has a first liquid crystal layer 13. The first liquid crystal layer 13 can control the phase difference and traveling direction of light transmitted through the phase control liquid crystal element 1. As described above, the phase control liquid crystal element 1 can also control the viewing angle and the contrast viewing angle.

このため、モバイルPC、携帯電話、PDA,電子手帳、およびタブレットPC等、公共の場で使用する場合であっても、表示モードのパターンを切替えることにより、他人に表示内容識別されては困る場合には視野角を狭く、また複数の観察者で表示画像を観察する場合には視野角を広くすることができる。これにより、他人に表示内容を覗かれる心配を排除することができる。また、複数の観察者が表示画面を同時に、かつ、良好に視認できるようにもできる。   For this reason, even if it is used in public places such as mobile PCs, mobile phones, PDAs, electronic notebooks, and tablet PCs, it may be difficult for others to identify the display contents by switching the display mode pattern. The viewing angle can be narrowed, and the viewing angle can be widened when a display image is observed by a plurality of observers. As a result, it is possible to eliminate the worry of others looking into the display contents. It is also possible for a plurality of observers to view the display screen simultaneously and satisfactorily.

MVAモードやツイステッドネマティックモード(TNモード)、ホモジニアスモード(HOMOモード)、ハイブリッドアラインネマティックモード等、ネマティック液晶を略垂直から水平配向、傾斜配向およびこれらに捩れを有する配向へと制御する液晶表示装置において、第1偏光板41および第2偏光板42は、ネマティク液晶が略垂直に配向した状態(電圧印加状態)にて黒色表示となるように配置されている。この状態では、第2液晶層23は、光学的に見て、ほぼ正の一軸性結晶とみなすことができる。従って、表示画面の斜め方向への視野においては、位相差が生じるので、表示画面の正面から観察する場合と比較してコントラスト比が低くなる。   In a liquid crystal display device that controls nematic liquid crystal from substantially vertical to horizontal alignment, tilt alignment and alignment with twist, such as MVA mode, twisted nematic mode (TN mode), homogeneous mode (HOMO mode), and hybrid aligned nematic mode. The first polarizing plate 41 and the second polarizing plate 42 are arranged so as to display black in a state where the nematic liquid crystal is aligned substantially vertically (voltage application state). In this state, the second liquid crystal layer 23 can be regarded as a substantially positive uniaxial crystal when viewed optically. Therefore, since a phase difference occurs in the visual field in the oblique direction of the display screen, the contrast ratio is lower than that observed from the front of the display screen.

また、第1液晶層13において、液晶材料の屈折率異方性の差(Δn)は小さく、液晶分子の捩れピッチは短く、液晶分子の捩れ角は450°である。第1液晶層13は、第2液晶層23と比較しても十分に旋光性が小さい。このため、第1電極16aおよび第2電極16b間に電圧を印加していない状態において、第1液晶層13は、負の一軸性結晶とみなせる位相差板となる。   In the first liquid crystal layer 13, the difference in refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material is small, the twist pitch of the liquid crystal molecules is short, and the twist angle of the liquid crystal molecules is 450 °. The first liquid crystal layer 13 is sufficiently small in optical rotation as compared with the second liquid crystal layer 23. Therefore, the first liquid crystal layer 13 is a retardation plate that can be regarded as a negative uniaxial crystal in a state where no voltage is applied between the first electrode 16a and the second electrode 16b.

従って、この状態では、略垂直に配向した状態の第2液晶層23の位相差を第1液晶層13が補償することにより、斜め方向の視野におけるコントラストの低下を抑制することができる。特に、第2液晶層23の位相差の絶対値、および第1液晶層13の位相差の絶対値が一致しているとその効果は最大となる。また、第1液晶層13および第2液晶層23の捩れ方向を一致させることにより、第1液晶層13は液晶表示パネル3(TNモード)の左右視角を拡大するように作用する。   Therefore, in this state, the first liquid crystal layer 13 compensates for the phase difference of the second liquid crystal layer 23 in a substantially vertically aligned state, thereby suppressing a decrease in contrast in the oblique visual field. In particular, when the absolute value of the phase difference of the second liquid crystal layer 23 and the absolute value of the phase difference of the first liquid crystal layer 13 match, the effect is maximized. Further, by making the twist directions of the first liquid crystal layer 13 and the second liquid crystal layer 23 coincide with each other, the first liquid crystal layer 13 acts to enlarge the left-right viewing angle of the liquid crystal display panel 3 (TN mode).

上記した効果は、第1液晶層13の液晶分子の捩れ角を以下のように制御した場合に効果的である。位相制御液晶素子1に電圧を印加した状態で、液晶分子を第1基板11平面および第2基板12平面に対して略垂直に配向させるとともに、電圧を印加しない状態で、液晶分子を捩れ角360°以上に配向させる場合。若しくは、位相制御液晶素子1に電圧を印加しない状態で液晶分子を第1基板11平面および第2基板12平面に対して略垂直に配向させるとともに、電圧を印加した状態で、液晶分子を捩れ角360°以上に配向させる場合である。   The above-described effects are effective when the twist angle of the liquid crystal molecules of the first liquid crystal layer 13 is controlled as follows. The liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the planes of the first substrate 11 and the second substrate 12 in a state where a voltage is applied to the phase control liquid crystal element 1, and the twist angle 360 is applied in a state where no voltage is applied. When oriented more than °. Alternatively, the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the planes of the first substrate 11 and the second substrate 12 without applying a voltage to the phase control liquid crystal element 1, and the twist angle of the liquid crystal molecules with the voltage applied. In this case, the orientation is 360 ° or more.

位相制御液晶素子1は、液晶表示パネル3および第2偏光板42の間に位置するよう配置されている。これにより、第2偏光板42は、偏光子の役割を果たす。この場合、表示画面側である第2シート14b外面上に図示しない糊を介して貼り付けることが望ましい。貼り付けない場合、位相制御液晶素子1および第2偏光板42間に空気界面が存在し、また、間隙狭いとニュートンリング縞が視認されるようになり問題となる。逆に、位相制御液晶素子1および第2偏光板42間の隙間が広いと、間隙を維持するスペーサなどが必要となるほか、液晶表示装置全体の厚みを増大させることとなる。   The phase control liquid crystal element 1 is disposed between the liquid crystal display panel 3 and the second polarizing plate 42. Thereby, the 2nd polarizing plate 42 plays the role of a polarizer. In this case, it is desirable that the second sheet 14b, which is the display screen side, be pasted on the outer surface with a paste (not shown). If not attached, an air interface exists between the phase control liquid crystal element 1 and the second polarizing plate 42, and if the gap is narrow, Newton ring stripes will be visually recognized. Conversely, if the gap between the phase control liquid crystal element 1 and the second polarizing plate 42 is wide, a spacer or the like for maintaining the gap is required, and the thickness of the entire liquid crystal display device is increased.

また、位相制御液晶素子1および液晶表示パネル3間も同様に、間隙を設けずに貼り合せることが望ましい。位相制御液晶素子1の第1シート14aおよび第2シート14bを、可暁性のあるプラスチックや薄板ガラスで構成した場合、位相制御液晶素子は、図示しない糊を介して液晶表示パネル3に貼り付ければ良い。   Similarly, it is desirable that the phase control liquid crystal element 1 and the liquid crystal display panel 3 are bonded together without providing a gap. When the first sheet 14a and the second sheet 14b of the phase control liquid crystal element 1 are made of flexible plastic or thin glass, the phase control liquid crystal element is attached to the liquid crystal display panel 3 via an adhesive (not shown). It ’s fine.

位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4の双方を設けることにより、コントラスト視角および輝度視角を同時に制御することが可能となる。これらの制御は、双方の液晶層に印加する電圧を制御することにより、最も広視角な状態から最も狭視角な状態の間でアナログ的に自由にできる。輝度視角制御液晶素子4により視野角を狭く制御した状態(第3液晶層83が透明に制御された状態)では、表示画面の正面方向に出射光を集中させることができる。この場合、バックライト強度を弱めても十分な輝度を得ることができるため、消費電力を低減できる。   By providing both the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, the contrast viewing angle and the luminance viewing angle can be controlled simultaneously. These controls can be freely performed in an analog manner between the widest viewing angle state and the narrowest viewing angle state by controlling the voltage applied to both liquid crystal layers. In a state where the viewing angle is controlled to be narrow by the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 (a state where the third liquid crystal layer 83 is controlled to be transparent), the emitted light can be concentrated in the front direction of the display screen. In this case, since sufficient luminance can be obtained even if the backlight intensity is weakened, power consumption can be reduced.

第3液晶層83に電圧を印加していない状態での液晶分子の配向はランダムであり、配向膜86a、86bによる配向制御は必要ない。しかしながら、第3電極85aおよび第4電極85bを保護し、かつ、第3液晶層83の保持特性を高めるためにも配向膜86a、86bは設けたほうが望ましい。ただし、この場合、ラビング等の配向処理は不要である。   The alignment of the liquid crystal molecules in a state where no voltage is applied to the third liquid crystal layer 83 is random, and alignment control by the alignment films 86a and 86b is not necessary. However, it is desirable to provide the alignment films 86a and 86b in order to protect the third electrode 85a and the fourth electrode 85b and to improve the holding characteristics of the third liquid crystal layer 83. However, in this case, alignment treatment such as rubbing is not necessary.

第1電極16a、第2電極16b、第3電極85a、および第4電極85bは、それぞれ一体に形成されている。このため、位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4の消費電力は液晶表示パネル3の消費電力と比較しても十分に少なく、また、製造も容易である。このため、ガラス基板84a、84bのかわりにプラスチック基板や薄板ガラスを用いて輝度視角制御液晶素子4を構成することも容易である。この場合、液晶表示装置全体の厚みおよび重量をより軽減できる。   The first electrode 16a, the second electrode 16b, the third electrode 85a, and the fourth electrode 85b are each integrally formed. For this reason, the power consumption of the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is sufficiently smaller than the power consumption of the liquid crystal display panel 3 and is easy to manufacture. For this reason, it is easy to configure the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 using a plastic substrate or a thin glass instead of the glass substrates 84a and 84b. In this case, the thickness and weight of the entire liquid crystal display device can be further reduced.

位相制御液晶素子1は、従来の抵抗検出式タッチパネル内に第1配向膜17aおよび第2配向膜17bを形成し、第1液晶層13を狭持して構成されている。従って、第1配向膜17aおよび第2配向膜17bの形成、および液晶注入に係わる工程以外、位相制御液晶素子1は、従来の抵抗検出式タッチパネルの製造工程、および部材にて製造することができる。このため、液晶表示装置全体の重量および厚みを増加させることなく形成することができる。また、製造コストを殆ど増大させることなく液晶表示装置を形成することができる。   The phase control liquid crystal element 1 is configured by forming a first alignment film 17 a and a second alignment film 17 b in a conventional resistance detection type touch panel and sandwiching the first liquid crystal layer 13. Therefore, the phase control liquid crystal element 1 can be manufactured by a conventional resistance detection touch panel manufacturing process and members other than the processes related to the formation of the first alignment film 17a and the second alignment film 17b and the liquid crystal injection. . Therefore, the liquid crystal display device can be formed without increasing the weight and thickness. In addition, a liquid crystal display device can be formed with almost no increase in manufacturing cost.

位相制御液晶素子1は位置情報検出部2を有している。このため、位置情報検出部2により、入力領域R3の押圧された個所の位置情報を良好に検出することができる。位相制御液晶素子1は、第1液晶層13を狭持して構成されているが、従来の抵抗検出式タッチパネル同様、押圧された個所の位置情報を良好に検出することができる。   The phase control liquid crystal element 1 has a position information detection unit 2. For this reason, the position information detection part 2 can detect the position information of the pressed part of the input region R3 satisfactorily. The phase control liquid crystal element 1 is configured to sandwich the first liquid crystal layer 13, but can detect the position information of the pressed portion satisfactorily like a conventional resistance detection type touch panel.

第1基板11および対向基板22は共通基板71を有し、同一の基板で構成されている。このため、液晶表示装置全体の厚みおよび重量を軽減することができる。   The first substrate 11 and the counter substrate 22 have a common substrate 71 and are configured by the same substrate. For this reason, the thickness and weight of the entire liquid crystal display device can be reduced.

次に、第2の実施の形態に係る液晶表示装置について説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した第1の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。   Next, a liquid crystal display device according to a second embodiment will be described. In this embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

液晶表示装置は、位相制御液晶素子1、液晶表示パネル3、第1偏光板41、第2偏光板42、バックライトユニット51、輝度視角制御液晶素子4、および駆動部5を備えている。
位相制御液晶素子1の第1配向膜17aおよび第2配向膜17bには、プレチルト角が5°となるようラビングが施されている。
The liquid crystal display device includes a phase control liquid crystal element 1, a liquid crystal display panel 3, a first polarizing plate 41, a second polarizing plate 42, a backlight unit 51, a luminance viewing angle control liquid crystal element 4, and a driving unit 5.
The first alignment film 17a and the second alignment film 17b of the phase control liquid crystal element 1 are rubbed so that the pretilt angle is 5 °.

第1液晶層13の層厚は、5.0μmである。第1液晶層13を構成する液晶材料には、以下に示す特性が得られるよう所定のカイラル材が添加されている。液晶材料の屈折率異方性の差(Δn)は、590nmの波長に対して0.072である。液晶分子の捩れ角は450°、捩れピッチは3.92μmである。液晶分子の捩れは左回りである。   The layer thickness of the first liquid crystal layer 13 is 5.0 μm. A predetermined chiral material is added to the liquid crystal material constituting the first liquid crystal layer 13 so as to obtain the following characteristics. The difference in refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material is 0.072 for a wavelength of 590 nm. The twist angle of the liquid crystal molecules is 450 ° and the twist pitch is 3.92 μm. The twist of the liquid crystal molecules is counterclockwise.

位相制御液晶素子1は位置情報検出機能を有している。第1液晶層13は、第1基板11および第2基板12間を透過する光の位相状態を制御する機能を有している。なお、第1液晶層13は、上述したメモリ機能を有していない。   The phase control liquid crystal element 1 has a position information detection function. The first liquid crystal layer 13 has a function of controlling the phase state of light transmitted between the first substrate 11 and the second substrate 12. The first liquid crystal layer 13 does not have the memory function described above.

輝度視角制御液晶素子4の第3液晶層83について説明する。
第3液晶層83の層厚は、10.0μmである。第3液晶層83は、屈折率異方性の差(Δn)が0.21であるネマティック液晶に光架橋性ポリマ(polymer)を2.0wt%溶解した材料にカイラル材が5wt%添加された液晶材料で構成されている。
The third liquid crystal layer 83 of the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 will be described.
The layer thickness of the third liquid crystal layer 83 is 10.0 μm. The third liquid crystal layer 83 is obtained by adding 5 wt% of a chiral material to a material obtained by dissolving 2.0 wt% of a photocrosslinkable polymer (polymer) in a nematic liquid crystal having a refractive index anisotropy difference (Δn) of 0.21. It is composed of liquid crystal material.

第3液晶層83を構成する液晶材料には、以下に示す特性が得られるよう上記のカイラル材が添加されている。液晶材料の屈折率異方性の差(Δn)は、590nmの波長に対して0.20である。液晶分子の捩れ角は10回転、捩れピッチPは1.0μmである。   The above-mentioned chiral material is added to the liquid crystal material constituting the third liquid crystal layer 83 so as to obtain the following characteristics. The difference in refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material is 0.20 for a wavelength of 590 nm. The twist angle of the liquid crystal molecules is 10 rotations, and the twist pitch P is 1.0 μm.

屈折率異方性の差Δnと捩れピッチPの積ΔnPは、0.2μmであり、旋光性はほぼゼロとなる。また、平均屈折率nと捩れピッチPの積nPは、1.5μmであり、選択反射波長は赤外線の領域にある。第3液晶層83の液晶材料は室温状態では透明な液体である。第5基板81および第6基板82間に液晶材料を注入する際、液体状態で、真空注入法等の従来から知られている注入方法を用いて行う。   The product ΔnP of the refractive index anisotropy difference Δn and the twist pitch P is 0.2 μm, and the optical rotation is almost zero. The product nP of the average refractive index n and the twist pitch P is 1.5 μm, and the selective reflection wavelength is in the infrared region. The liquid crystal material of the third liquid crystal layer 83 is a transparent liquid at room temperature. When the liquid crystal material is injected between the fifth substrate 81 and the sixth substrate 82, it is performed in a liquid state using a conventionally known injection method such as a vacuum injection method.

輝度視角制御液晶素子4の表示モードはポリマースタビライズドモードであり、正式にはPSCT(Polymer Stabilized Cholesteric Texture)モードである。PSCTモードについては後述する。   The display mode of the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is a polymer stabilized mode, and is officially a PSCT (Polymer Stabilized Cholesteric Texture) mode. The PSCT mode will be described later.

ここで、本願発明者等は、上記位相制御液晶素子1に駆動電圧を印加しないで輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧を印加した状態と、位相制御液晶素子に駆動電圧を印加して輝度視角制御液晶素子に駆動電圧を印加しない状態と、の2通りにおいて、液晶表示装置を用いて画像を表示し、輝度視角、コントラスト視角、正面輝度、および正面コントラスト特性の各種表示特性を調査し、消費電力を測定した。   Here, the inventors of the present application applied a drive voltage to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 without applying a drive voltage to the phase control liquid crystal element 1, and applied a drive voltage to the phase control liquid crystal element 4 to obtain a luminance viewing angle. Displaying an image using a liquid crystal display device in two ways, with no driving voltage applied to the control liquid crystal element, investigating various display characteristics such as luminance viewing angle, contrast viewing angle, front luminance, and front contrast characteristics, and consumption The power was measured.

その際、駆動部5は、TFTを介して駆動電圧4Vにて液晶表示パネル3を駆動した。位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧を印加する際、駆動部5は、駆動電圧8Vにて位相制御液晶素子を駆動し、駆動電圧20Vを印加した後、ヒステリシスを利用して3Vに保持して輝度視角制御液晶素子を駆動する。また、バックライトユニット51は点灯した状態とし、液晶表示装置を照度0lx(ルクス)の環境下に配置した。   At that time, the driving unit 5 drives the liquid crystal display panel 3 with a driving voltage of 4 V via the TFT. When applying a driving voltage to the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, the driving unit 5 drives the phase control liquid crystal element with the driving voltage 8V, applies the driving voltage 20V, and then uses hysteresis. The luminance viewing angle control liquid crystal element is driven at 3V. The backlight unit 51 was turned on, and the liquid crystal display device was placed in an environment with an illuminance of 0 lx (lux).

まず、位相制御液晶素子1(第1電極16aおよび第2電極16b間)に駆動電圧を印加しない状態であるとともに、輝度視角制御液晶素子4(第3電極85aおよび第4電極85b間)に駆動電圧20Vを印加した後、ヒステリシスを利用して駆動電圧を下げ3Vの印加を保持した状態の第1パターン表示モードにおける各種表示特性および消費電力について説明する。   First, the drive voltage is not applied to the phase control liquid crystal element 1 (between the first electrode 16a and the second electrode 16b) and the drive is performed to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 (between the third electrode 85a and the fourth electrode 85b). Various display characteristics and power consumption in the first pattern display mode in a state where the drive voltage is lowered using the hysteresis and the application of 3V is held after applying the voltage 20V will be described.

30cd/m以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±60°と広く、コントラスト比10:1以上の視野角も左右方向で±80°と十分広い。また、正面輝度は300cd/mと十分高い。このことから、位相制御液晶素子1や輝度視角制御液晶素子4を設けずに構成された液晶表示装置を用いて画像を表示した場合と同等の正面輝度、および輝度視角を得ていることが判る。また、正面コントラストは500:1であり、位相制御液晶素子1や輝度視角制御液晶素子4を設けない液晶表示装置と同等の高い値が得られる。上記第1パターン表示モード時の消費電力は、1.700Wである。 A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is as wide as ± 60 ° in the left-right direction, and a viewing angle with a contrast ratio of 10: 1 or more is sufficiently wide as ± 80 ° in the left-right direction. Further, the front luminance is sufficiently high at 300 cd / m 2 . From this, it can be seen that the same front luminance and luminance viewing angle as those obtained when an image is displayed using a liquid crystal display device configured without the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 are obtained. . The front contrast is 500: 1, and a high value equivalent to that of a liquid crystal display device without the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is obtained. The power consumption in the first pattern display mode is 1.700 W.

次に、位相制御液晶素子1(第1電極16aおよび第2電極16b間)に駆動電圧8Vを印加した状態であるとともに、輝度視角制御液晶素子4(第3電極85aおよび第4電極85b間)に駆動電圧を印加しない状態の第2パターン表示モードにおける各種表示特性および消費電力について説明する。   Next, the driving voltage 8V is applied to the phase control liquid crystal element 1 (between the first electrode 16a and the second electrode 16b), and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 (between the third electrode 85a and the fourth electrode 85b). Next, various display characteristics and power consumption in the second pattern display mode in a state where no drive voltage is applied will be described.

30cd/m以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±20°と十分狭く、コントラスト比10:1以上の視野角は左右方向で±15°と十分狭い。コントラスト比1:1以上の視野角は左右方向で±20°と十分狭く、左右視野20°以上では表示を全く識別できない状態となった。 A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is sufficiently narrow as ± 20 ° in the left-right direction, and a viewing angle having a contrast ratio of 10: 1 or more is sufficiently narrow as ± 15 ° in the left-right direction. The viewing angle with a contrast ratio of 1: 1 or more is sufficiently narrow as ± 20 ° in the left-right direction, and the display cannot be discriminated at all when the viewing angle is 20 ° or more.

また、正面輝度は600cd/mであり、輝度視角制御液晶素子4を設けずに構成された従来の液晶表示装置を用いて画像を表示した場合の倍の正面輝度が得られる。また、正面コントラストは1000:1であり、位相制御液晶素子1を設けない構造とした場合や、この位相制御液晶素子に電圧を印加していない状態よりも高い値が得られる。上記第2パターン表示モード時の消費電力は、1.709Wである。 Further, the front luminance is 600 cd / m 2 , and double front luminance can be obtained when an image is displayed using a conventional liquid crystal display device configured without the luminance viewing angle control liquid crystal element 4. Further, the front contrast is 1000: 1, and a higher value can be obtained than when the phase control liquid crystal element 1 is not provided or when no voltage is applied to the phase control liquid crystal element. The power consumption in the second pattern display mode is 1.709 W.

次に、輝度視角制御液晶素子4の表示モードである上記PSCTモードについて説明する。
図12に示すように、表示特性は、輝度視角制御液晶素子4に印加する駆動電圧(第3電極85aおよび第4電極85b間)に応じて異なるが、特に、駆動電圧の上昇時と下降時とでも表示特性が異なる。駆動電圧の上昇時は線l3に示すように表示特性が維持され、駆動電圧の下降時は線l4に示すように表示特性が変化する。この表示特性の変化は、輝度視角制御液晶素子4を透過する光の拡散状態の変化でも有り、第3液晶層83の作用によるものである。
Next, the PSCT mode that is a display mode of the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 will be described.
As shown in FIG. 12, the display characteristics vary depending on the driving voltage (between the third electrode 85a and the fourth electrode 85b) applied to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, but particularly when the driving voltage increases and decreases. But the display characteristics are different. When the drive voltage increases, the display characteristics are maintained as indicated by the line l3, and when the drive voltage decreases, the display characteristics change as indicated by the line l4. This change in display characteristics is also a change in the diffusion state of light transmitted through the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 and is due to the action of the third liquid crystal layer 83.

第3液晶層83は、駆動部5の制御の元、駆動電圧下降時にヒステリシスを利用して拡散状態を維持するメモリ機能を有している。より詳しくは、第3液晶層83は、駆動電圧が電圧Vまで上昇した後、電圧Vから下降した電圧Vと、この電圧Vからさらに下降した電圧Vとの間の電圧Vで電圧V時の拡散状態を維持している。 The third liquid crystal layer 83 has a memory function under the control of the drive unit 5 to maintain a diffusion state using hysteresis when the drive voltage drops. More particularly, the third liquid crystal layer 83, after the drive voltage rises to the voltage V 5, the voltage V between the voltage V 3 which descends from the voltage V 5, the voltages V 1 which is further lowered from the voltage V 3 It maintains the state of diffusion at a voltage V 3 at 2.

電圧Vは電圧V時の拡散状態を維持できるしきい値電圧であり、駆動電圧下降時の電圧Vから電圧Vは輝度視角制御液晶素子4を透過する光を十分に拡散できる電圧であり、電圧Vは線l4の表示特性を得るためのしきい値電圧である。この実施の形態で、電圧Vは、1V、電圧Vは上記3V、電圧Vは11V、電圧Vは15V、電圧Vは上記20Vである。なお、言うまでもないが、ヒステリシスを利用する場合は、Vに限らず、少なくともVまで上昇させれば良い。 Voltages V 1 is the threshold voltage capable of maintaining a diffusion of at voltage V 3, voltages V 1 from the voltage V 3 at the time of driving voltage falling the voltage can be sufficiently diffuse the light passing through the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 And the voltage V 4 is a threshold voltage for obtaining the display characteristic of the line 14. In this embodiment, the voltage V 1 was, 1V, the voltage V 2 above 3V, the voltage V 3 is 11V, the voltage V 4 is 15V, the voltage V 5 is the 20V. Needless to say, when using the hysteresis is not limited to V 5, it is sufficient to increase at least to V 4.

また、上記第1パターン表示モード時の表示特性は線l4で示されるため、輝度視角制御液晶素子4を透過する光は拡散することが判る。上記第2パターン表示モード時は第1パターン表示モード時と反対に、輝度視角制御液晶素子4を透過する光は集光することが判る。これにより、第1パターン表示モード時は視野角の広い画像表示となり、また、第2パターン表示モード時は正面輝度の高い画像表示となることが判る。   Further, since the display characteristic in the first pattern display mode is indicated by a line l4, it can be seen that light transmitted through the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is diffused. In the second pattern display mode, it is understood that the light transmitted through the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is condensed, contrary to the first pattern display mode. As a result, it can be seen that an image display with a wide viewing angle is obtained in the first pattern display mode, and an image display with a high front luminance is obtained in the second pattern display mode.

次に、輝度視角制御液晶素子4がこの輝度視角制御液晶素子4を透過する光の拡散状態を制御することにより、液晶表示装置の輝度視角を制御できる原理について図13および図14を用いて説明する。   Next, the principle by which the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 can control the luminance viewing angle of the liquid crystal display device by controlling the diffusion state of the light transmitted through the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 will be described with reference to FIGS. 13 and 14. To do.

第3液晶層83にポリマ91が形成されている。ポリマ91は、液晶材料を第5基板81および第6基板82間に注入した後、注入された液晶材料全体に紫外線を照射することで形成される。また、コレステリック液晶が析出される。   A polymer 91 is formed on the third liquid crystal layer 83. The polymer 91 is formed by injecting a liquid crystal material between the fifth substrate 81 and the sixth substrate 82 and then irradiating the entire injected liquid crystal material with ultraviolet rays. Also, cholesteric liquid crystal is deposited.

輝度視角制御液晶素子4に印加される駆動電圧が少なくとも電圧Vまで上昇した後、電圧Vから下降した電圧Vと、この電圧Vからさらに下降した電圧Vとの間で電圧V時の拡散状態を維持している状態(図13)において、コレステリック液晶の螺旋状に配列した複数の液晶分子61の中心軸の延出方向はほぼランダムである。ポリマ91の屈折率は析出した液晶分子61の常光屈折率に等しい。このため、第1パターン表示モード時において、輝度視角制御液晶素子4を透過するバックライト光は拡散する。 After driving voltage applied to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is raised at least to the voltage V 4, the voltage V 3 which descends from the voltage V 4, the voltage V between the voltages V 1 which is further lowered from the voltage V 3 In the state where the 3 o'clock diffusion state is maintained (FIG. 13), the extending directions of the central axes of the plurality of liquid crystal molecules 61 arranged in a spiral manner of the cholesteric liquid crystal are almost random. The refractive index of the polymer 91 is equal to the ordinary light refractive index of the deposited liquid crystal molecules 61. For this reason, in the first pattern display mode, the backlight light transmitted through the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is diffused.

輝度視角制御液晶素子4に、0Vまたは0VからVまでの範囲内で駆動電圧が印加されている状態(図14)において、螺旋状に配列した複数の液晶分子61の中心軸の延出方向は、第5基板81の平面および第6基板82の平面にほぼ垂直に交わる。このため、第2パターン表示モード時において、輝度視角制御液晶素子4を透過するバックライト光は集束する。 The extension direction of the central axis of the plurality of liquid crystal molecules 61 arranged in a spiral manner in a state where a driving voltage is applied to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 within a range of 0 V or 0 V to V 3 (FIG. 14). Intersects the plane of the fifth substrate 81 and the plane of the sixth substrate 82 substantially perpendicularly. For this reason, in the second pattern display mode, the backlight light transmitted through the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is focused.

上記のように構成された位相制御液晶素子1およびメモリ機能を有した輝度視角制御液晶素子4を備えた液晶表示装置によれば、輝度視角制御液晶素子に印加する電圧を制御することにより、容易に輝度視角を制御することができる。標準的な正面輝度が得られる第1パターン表示モードの際、第3液晶層83は、駆動電圧を20Vまで上昇させた後、3Vに保持して11V時の拡散状態を維持している。第1パターン表示モード時に輝度視角制御液晶素子4に印加する電圧を小さくすることができるため、低消費電力化が可能である。   According to the liquid crystal display device including the phase control liquid crystal element 1 configured as described above and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 having a memory function, it is easy to control the voltage applied to the luminance viewing angle control liquid crystal element. It is possible to control the luminance viewing angle. In the first pattern display mode in which the standard front luminance is obtained, the third liquid crystal layer 83 raises the drive voltage to 20V, and then holds it at 3V to maintain the diffusion state at 11V. Since the voltage applied to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 in the first pattern display mode can be reduced, the power consumption can be reduced.

位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4の双方を設けることにより、コントラスト視角および輝度視角を同時に制御することが可能となる。第1液晶層13は、位相制御液晶素子1を透過する光の位相差や進行方向を制御できる。そして、位相制御液晶素子1は視野角やコントラスト視角を制御できる。このため、表示モードのパターンを切替えることにより、他人に表示内容を識別されては困る場合には視野角を狭く、また複数の観察者で表示画像を観察する場合には視野角を広くすることができる。   By providing both the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, the contrast viewing angle and the luminance viewing angle can be controlled simultaneously. The first liquid crystal layer 13 can control the phase difference and traveling direction of light transmitted through the phase control liquid crystal element 1. The phase control liquid crystal element 1 can control the viewing angle and the contrast viewing angle. For this reason, by changing the display mode pattern, the viewing angle is narrowed when it is difficult for others to identify the display content, and the viewing angle is widened when observing the display image with multiple observers. Can do.

次に、第3の実施の形態に係る液晶表示装置について説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。   Next, a liquid crystal display device according to a third embodiment will be described. In this embodiment, other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and the same reference numerals are given to the same portions, and detailed description thereof is omitted.

液晶表示装置は、位相制御液晶素子1、液晶表示パネル3、第1偏光板41、第2偏光板42、バックライトユニット51、輝度視角制御液晶素子4、および駆動部5を備えている。位相制御液晶素子1は、第1の実施の形態の位相制御液晶素子と同一であり、メモリ機能を有している。輝度視角制御液晶素子4は、第2の実施の形態の輝度視角制御液晶素子と同一であり、メモリ機能を有している。   The liquid crystal display device includes a phase control liquid crystal element 1, a liquid crystal display panel 3, a first polarizing plate 41, a second polarizing plate 42, a backlight unit 51, a luminance viewing angle control liquid crystal element 4, and a driving unit 5. The phase control liquid crystal element 1 is the same as the phase control liquid crystal element of the first embodiment and has a memory function. The luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is the same as the luminance viewing angle control liquid crystal element of the second embodiment, and has a memory function.

ここで、本願発明者等は、上記位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧を印加した状態と、位相制御液晶素子および輝度視角制御液晶素子に駆動電圧を印加しない状態と、の2通りにおいて、液晶表示装置を用いて画像を表示し、輝度視角、コントラスト視角、正面輝度、および正面コントラスト特性の各種表示特性を調査し、消費電力を測定した。   Here, the inventors of the present application have applied a driving voltage to the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, and have not applied a driving voltage to the phase control liquid crystal element and the luminance viewing angle control liquid crystal element. In the two methods, an image was displayed using a liquid crystal display device, and various display characteristics such as a luminance viewing angle, a contrast viewing angle, a front luminance, and a front contrast characteristic were investigated, and power consumption was measured.

その際、駆動部5は、TFTを介して駆動電圧4Vにて液晶表示パネル3を駆動した。位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧を印加する際、駆動部5は、駆動電圧5Vを印加した後、ヒステリシスを利用して3Vに保持して位相制御液晶素子を駆動し、駆動電圧20Vを印加した後、ヒステリシスを利用して3Vに保持して輝度視角制御液晶素子を駆動する。また、バックライトユニット51は点灯した状態とし、液晶表示装置を照度0lx(ルクス)の環境下に配置した。   At that time, the driving unit 5 drives the liquid crystal display panel 3 with a driving voltage of 4 V via the TFT. When applying a driving voltage to the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, the driving unit 5 applies the driving voltage 5V and then holds the voltage at 3V using hysteresis to drive the phase control liquid crystal element. Then, after applying the driving voltage 20V, the luminance viewing angle control liquid crystal element is driven while maintaining the voltage 3V using hysteresis. The backlight unit 51 was turned on, and the liquid crystal display device was placed in an environment with an illuminance of 0 lx (lux).

まず、位相制御液晶素子1(第1電極16aおよび第2電極16b間)に駆動電圧5Vを印加した後、ヒステリシスを利用して駆動電圧を下げ3Vの印加を保持した状態であるとともに、輝度視角制御液晶素子4(第3電極85aおよび第4電極85b間)に駆動電圧20Vを印加した後、ヒステリシスを利用して駆動電圧を下げ3Vの印加を保持した状態の第1パターン表示モードにおける各種表示特性および消費電力について説明する。   First, after applying a driving voltage of 5V to the phase control liquid crystal element 1 (between the first electrode 16a and the second electrode 16b), the driving voltage is lowered using hysteresis to maintain the application of 3V, and the luminance viewing angle. Various displays in the first pattern display mode in which the drive voltage is applied to the control liquid crystal element 4 (between the third electrode 85a and the fourth electrode 85b) and then the drive voltage is lowered using hysteresis to maintain the application of 3V. Characteristics and power consumption will be described.

30cd/m以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±60°と広く、コントラスト比10:1以上の視野角も左右方向で±80°と十分広い。また、正面輝度は300cd/mと十分高い。このことから、位相制御液晶素子1や輝度視角制御液晶素子4を設けずに構成された液晶表示装置を用いて画像を表示した場合と同等の正面輝度、および輝度視角を得ていることが判る。また、正面コントラストは500:1であり、位相制御液晶素子1や輝度視角制御液晶素子4を設けない液晶表示装置と同等の高い値が得られる。上記第1パターン表示モード時の消費電力は、1.704Wである。 A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is as wide as ± 60 ° in the left-right direction, and a viewing angle with a contrast ratio of 10: 1 or more is sufficiently wide as ± 80 ° in the left-right direction. Further, the front luminance is sufficiently high at 300 cd / m 2 . From this, it can be seen that the same front luminance and luminance viewing angle as those obtained when an image is displayed using a liquid crystal display device configured without the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 are obtained. . The front contrast is 500: 1, and a high value equivalent to that of a liquid crystal display device without the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is obtained. The power consumption in the first pattern display mode is 1.704W.

次に、位相制御液晶素子1(第1電極16aおよび第2電極16b間)および輝度視角制御液晶素子4(第3電極85aおよび第4電極85b間)に駆動電圧を印加しない状態の第2パターン表示モードにおける各種表示特性および消費電力について説明する。   Next, the second pattern in a state where no driving voltage is applied to the phase control liquid crystal element 1 (between the first electrode 16a and the second electrode 16b) and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 (between the third electrode 85a and the fourth electrode 85b). Various display characteristics and power consumption in the display mode will be described.

30cd/m以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±20°と十分狭く、コントラスト比10:1以上の視野角は左右方向で±15°と十分狭い。コントラスト比1:1以上の視野角は左右方向で±20°と十分狭く、左右視野20°以上では表示を全く識別できない状態となった。 A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is sufficiently narrow as ± 20 ° in the left-right direction, and a viewing angle having a contrast ratio of 10: 1 or more is sufficiently narrow as ± 15 ° in the left-right direction. The viewing angle with a contrast ratio of 1: 1 or more is sufficiently narrow as ± 20 ° in the left-right direction, and the display cannot be discriminated at all when the viewing angle is 20 ° or more.

また、正面輝度は600cd/mであり、輝度視角制御液晶素子4を設けずに構成された従来の液晶表示装置を用いて画像を表示した場合の倍の正面輝度が得られる。また、正面コントラストは1000:1であり、位相制御液晶素子1を設けない構造とした場合や、この位相制御液晶素子に電圧を印加していない状態よりも高い値が得られる。上記第2パターン表示モード時の消費電力は、1.700Wである。 Further, the front luminance is 600 cd / m 2 , and double front luminance can be obtained when an image is displayed using a conventional liquid crystal display device configured without the luminance viewing angle control liquid crystal element 4. Further, the front contrast is 1000: 1, and a higher value can be obtained than when the phase control liquid crystal element 1 is not provided or when no voltage is applied to the phase control liquid crystal element. The power consumption in the second pattern display mode is 1.700 W.

上記のように構成された位相制御液晶素子1およびメモリ機能を有した輝度視角制御液晶素子4を備えた液晶表示装置によれば、位相制御液晶素子に印加する電圧を制御することにより、容易に視野角を制御することができ、輝度視角制御液晶素子4に印加する電圧を制御することにより、容易に輝度視角を制御することができる。   According to the liquid crystal display device including the phase control liquid crystal element 1 configured as described above and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 having a memory function, it is easy to control the voltage applied to the phase control liquid crystal element. The viewing angle can be controlled, and the luminance viewing angle can be easily controlled by controlling the voltage applied to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4.

標準的な正面輝度が得られる第1パターン表示モードの際、第1液晶層13は、駆動電圧を5Vまで上昇させた後、3Vに保持して5V時の位相状態を維持し、また、第3液晶層83は、駆動電圧を20Vまで上昇させた後、3Vに保持して11V時の拡散状態を維持している。第1パターン表示モード時に位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4に印加する電圧を小さくすることができるため、低消費電力化が可能である。   In the first pattern display mode in which the standard front luminance is obtained, the first liquid crystal layer 13 increases the drive voltage to 5V, and then holds it at 3V to maintain the phase state at 5V. The three liquid crystal layer 83 raises the driving voltage to 20V and then holds it at 3V to maintain the diffusion state at 11V. Since the voltage applied to the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 in the first pattern display mode can be reduced, the power consumption can be reduced.

位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4の双方を設けることにより、コントラスト視角および輝度視角を同時に制御することが可能となる。第1液晶層13は、位相制御液晶素子を透過する光の位相差や進行方向を制御できる。そして、位相制御液晶素子1は視野角やコントラスト視角を制御できる。このため、表示モードのパターンを切替えることにより、他人に表示内容を識別されては困る場合には視野角を狭く、また複数の観察者で表示画像を観察する場合には視野角を広くすることができる。   By providing both the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, the contrast viewing angle and the luminance viewing angle can be controlled simultaneously. The first liquid crystal layer 13 can control the phase difference and traveling direction of light transmitted through the phase control liquid crystal element. The phase control liquid crystal element 1 can control the viewing angle and the contrast viewing angle. For this reason, by changing the display mode pattern, the viewing angle is narrowed when it is difficult for others to identify the display content, and the viewing angle is widened when observing the display image with multiple observers. Can do.

次に、比較例1として、位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4を除いて構成された以外は、上述した実施の形態に係る液晶表示装置と同様に構成された液晶表示装置を用いて画像を表示した場合の輝度視角、コントラスト視角、正面輝度、および正面コントラスト特性の各種表示特性および消費電力について説明する。30cd/m以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±60°と広く、コントラスト比10:1以上の視野角も左右方向で±40°と広くも狭くもない特性が得られる。また、正面輝度は300cd/mと十分高い。また、正面コントラストは500:1である。画像表示時の消費電力は1.700Wである。 Next, as Comparative Example 1, a liquid crystal display device configured in the same manner as the liquid crystal display device according to the above-described embodiment is used except that the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 are excluded. Various display characteristics and power consumption of the luminance viewing angle, the contrast viewing angle, the front luminance, and the front contrast characteristic when an image is displayed will be described. A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is as wide as ± 60 ° in the left-right direction, and a viewing angle with a contrast ratio of 10: 1 or more is ± 40 ° in the left-right direction. Further, the front luminance is sufficiently high at 300 cd / m 2 . The front contrast is 500: 1. The power consumption during image display is 1.700 W.

次に、比較例2として、液晶表示装置は、位相制御液晶素子1の表示モードがp型フェイズチェンジモードであり、輝度視角制御液晶素子4の表示モードがポリマーネットワークモードであり、正式にはPNLC(Polymer Network Liquid Crystal)モードである以外は、上述した実施の形態に係る液晶表示装置と同様に構成されている。なお、位相制御液晶素子1はヒステリシスを利用して位相状態を維持するメモリ機能を有しておらず、輝度視角制御液晶素子4はヒステリシスを利用して拡散状態を維持するメモリ機能を有していない。   Next, as Comparative Example 2, in the liquid crystal display device, the display mode of the phase control liquid crystal element 1 is the p-type phase change mode, and the display mode of the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is the polymer network mode. Except for the (Polymer Network Liquid Crystal) mode, the liquid crystal display device according to the above-described embodiment is configured in the same manner. The phase control liquid crystal element 1 does not have a memory function for maintaining a phase state using hysteresis, and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 has a memory function for maintaining a diffusion state using hysteresis. Absent.

ここで、本願発明者等は、上記位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧を印加しない状態と、位相制御液晶素子および輝度視角制御液晶素子に駆動電圧を印加した状態と、の2通りにおいて、液晶表示装置を用いて画像を表示し、輝度視角、コントラスト視角、正面輝度、および正面コントラスト特性の各種表示特性を調査し、消費電力を測定した。   Here, the inventors of the present application do not apply a driving voltage to the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, and apply a driving voltage to the phase control liquid crystal element and the luminance viewing angle control liquid crystal element. In the two methods, an image was displayed using a liquid crystal display device, and various display characteristics such as a luminance viewing angle, a contrast viewing angle, a front luminance, and a front contrast characteristic were investigated, and power consumption was measured.

その際、駆動部5は、TFTを介して駆動電圧4Vにて液晶表示パネル3を駆動した。位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧を印加する際、駆動部5は、駆動電圧8Vにて位相制御液晶素子を駆動し、駆動電圧4Vにて輝度視角制御液晶素子を駆動する。また、バックライトユニット51は点灯した状態とし、液晶表示装置を照度0lx(ルクス)の環境下に配置した。   At that time, the driving unit 5 drives the liquid crystal display panel 3 with a driving voltage of 4 V via the TFT. When a driving voltage is applied to the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4, the driving unit 5 drives the phase control liquid crystal element with the driving voltage 8V and drives the luminance viewing angle control liquid crystal element with the driving voltage 4V. To do. The backlight unit 51 was turned on, and the liquid crystal display device was placed in an environment with an illuminance of 0 lx (lux).

まず、位相制御液晶素子1および輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧を印加しない状態の各種表示特性および消費電力について説明する。
30cd/m以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±60°と広く、コントラスト比10:1以上の視野角も左右方向で±80°と十分広い。また、正面輝度は300cd/mと十分高い。このことから、位相制御液晶素子1や輝度視角制御液晶素子4を設けずに構成された液晶表示装置を用いて画像を表示した場合と同等の正面輝度、および輝度視角を得ていることが判る。また、正面コントラストは500:1であり、位相制御液晶素子1や輝度視角制御液晶素子4を設けない液晶表示装置と同等の高い値が得られる。駆動電圧を印加しない状態での消費電力は、1.704Wである。
First, various display characteristics and power consumption when no driving voltage is applied to the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 will be described.
A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is as wide as ± 60 ° in the left-right direction, and a viewing angle with a contrast ratio of 10: 1 or more is sufficiently wide as ± 80 ° in the left-right direction. Further, the front luminance is sufficiently high at 300 cd / m 2 . From this, it can be seen that the same front luminance and luminance viewing angle as those obtained when an image is displayed using a liquid crystal display device configured without the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 are obtained. . The front contrast is 500: 1, and a high value equivalent to that of a liquid crystal display device without the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is obtained. The power consumption without applying the drive voltage is 1.704 W.

次に、位相制御液晶素子1に駆動電圧8Vを印加した状態であるとともに、輝度視角制御液晶素子4に駆動電圧4Vを印加した状態の各種表示特性および消費電力について説明する。
30cd/m以上の輝度を有した視野角は、左右方向で±20°と十分狭く、コントラスト比10:1以上の視野角は左右方向で±15°と十分狭い。コントラスト比1:1以上の視野角は左右方向で±20°と十分狭く、左右視野20°以上では表示を全く識別できない状態となった。
Next, various display characteristics and power consumption in a state where the drive voltage 8V is applied to the phase control liquid crystal element 1 and the drive voltage 4V is applied to the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 will be described.
A viewing angle having a luminance of 30 cd / m 2 or more is sufficiently narrow as ± 20 ° in the left-right direction, and a viewing angle having a contrast ratio of 10: 1 or more is sufficiently narrow as ± 15 ° in the left-right direction. The viewing angle with a contrast ratio of 1: 1 or more is sufficiently narrow as ± 20 ° in the left-right direction, and the display cannot be discriminated at all when the viewing angle is 20 ° or more.

また、正面輝度は600cd/mであり、輝度視角制御液晶素子4を設けずに構成された従来の液晶表示装置を用いて画像を表示した場合の倍の正面輝度が得られる。また、正面コントラストは1000:1であり、位相制御液晶素子1を設けない構造とした場合や、この位相制御液晶素子に電圧を印加していない状態よりも高い値が得られる。駆動電圧を印加した状態での消費電力は、1.715Wであり、位相制御液晶素子1や輝度視角制御液晶素子4を設けない構造とした場合よりも大きな値を示した。 Further, the front luminance is 600 cd / m 2 , and double front luminance can be obtained when an image is displayed using a conventional liquid crystal display device configured without the luminance viewing angle control liquid crystal element 4. Further, the front contrast is 1000: 1, and a higher value can be obtained than when the phase control liquid crystal element 1 is not provided or when no voltage is applied to the phase control liquid crystal element. The power consumption in the state where the drive voltage is applied is 1.715 W, which is larger than the case where the phase control liquid crystal element 1 and the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 are not provided.

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、図16に示すように、液晶表示装置は、位相制御液晶素子1、液晶表示パネル3、第1偏光板41、第2偏光板42、バックライトユニット51、および駆動部5を備えていれば良い。位相制御液晶素子1の表示モードは、n型フェイズチェンジモードであり、位相制御液晶素子はヒステリシスを利用して位相状態を維持するメモリ機能を有していれば良い。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. For example, as shown in FIG. 16, the liquid crystal display device includes a phase control liquid crystal element 1, a liquid crystal display panel 3, a first polarizing plate 41, a second polarizing plate 42, a backlight unit 51, and a driving unit 5. It ’s fine. The display mode of the phase control liquid crystal element 1 is an n-type phase change mode, and the phase control liquid crystal element only needs to have a memory function for maintaining a phase state using hysteresis.

また、図16に示した液晶表示装置では、図17に示すように、第1基板11および対向基板22は共通基板71を有していても良い。第1基板11および対向基板22を同一の共通基板71で構成することにより、液晶表示装置全体の厚みおよび重量を軽減することができる。位置情報検出機能が無くとも良い場合、位相制御液晶素子1は位置情報検出部2を設けずに形成されても良い。   In the liquid crystal display device shown in FIG. 16, the first substrate 11 and the counter substrate 22 may have a common substrate 71 as shown in FIG. By configuring the first substrate 11 and the counter substrate 22 with the same common substrate 71, the thickness and weight of the entire liquid crystal display device can be reduced. When the position information detection function is not required, the phase control liquid crystal element 1 may be formed without providing the position information detection unit 2.

上述した実施の形態では、輝度視角制御液晶素子4の表示モードは、PSCTモードであるが、これに限らず、熱効果型スメクティックモード、または光書き込み型コレステリックモードであっても良い。つまり、輝度視角制御液晶素子4はヒステリシスを利用して拡散状態を維持するメモリ機能を有していれば良い。   In the embodiment described above, the display mode of the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 is the PSCT mode. However, the display mode is not limited to this and may be a heat effect smectic mode or an optical writing cholesteric mode. That is, the luminance viewing angle control liquid crystal element 4 only needs to have a memory function for maintaining a diffusion state using hysteresis.

この発明の第1、第2、第3の実施の形態に係る液晶表示装置の断面図。Sectional drawing of the liquid crystal display device which concerns on 1st, 2nd, 3rd embodiment of this invention. 図1に示した位相制御液晶素子の概略平面図。FIG. 2 is a schematic plan view of the phase control liquid crystal element shown in FIG. 1. 図1に示した位相制御液晶素子に印加される駆動電圧に対する表示特性の変化をグラフで示した図。The figure which showed the change of the display characteristic with respect to the drive voltage applied to the phase control liquid crystal element shown in FIG. 1 with the graph. 図1に示した第1液晶層に電圧が印加されていない状態における第1液晶層の断面構造概略図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional structure diagram of the first liquid crystal layer in a state where no voltage is applied to the first liquid crystal layer shown in FIG. 1. 図4に示した液晶分子の平均的屈折率楕円体を示す図。The figure which shows the average refractive index ellipsoid of the liquid crystal molecule shown in FIG. 図1に示した第2液晶層の液晶分子が垂直に配向した場合における第2液晶層の断面構造概略図。FIG. 3 is a schematic sectional view of a second liquid crystal layer when liquid crystal molecules of the second liquid crystal layer shown in FIG. 1 are vertically aligned. 図6に示した液晶分子の平均的屈折率楕円体を示す図。The figure which shows the average refractive index ellipsoid of the liquid crystal molecule shown in FIG. 図1に示した第1液晶層に電圧が印加されている状態における第1液晶層の断面構造概略図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional structure diagram of a first liquid crystal layer in a state where a voltage is applied to the first liquid crystal layer shown in FIG. 1. 図8に示した液晶分子の平均的屈折率楕円体を示す図。The figure which shows the average refractive index ellipsoid of the liquid crystal molecule shown in FIG. 図1に示した第3液晶層に電圧が印加されていない状態における第3液晶層の断面構造およびバックライトユニットから放出される光の光路を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a cross-sectional structure of a third liquid crystal layer and an optical path of light emitted from a backlight unit in a state where no voltage is applied to the third liquid crystal layer illustrated in FIG. 1. 図1に示した第3液晶層に電圧が印加されている状態における第3液晶層の断面構造およびバックライトユニットから放出される光の光路を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a cross-sectional structure of a third liquid crystal layer and an optical path of light emitted from a backlight unit in a state where a voltage is applied to the third liquid crystal layer illustrated in FIG. 1. この発明の第2の実施の形態に係る液晶表示装置の輝度視角制御液晶素子に印加される駆動電圧に対する表示特性の変化をグラフで示した図。The figure which showed the change of the display characteristic with respect to the drive voltage applied to the brightness | luminance viewing angle control liquid crystal element of the liquid crystal display device which concerns on 2nd Embodiment of this invention with the graph. 輝度視角制御液晶素子に、図12に示したV以上の駆動電圧を印加した後、電圧を下げてVからVの範囲内で駆動電圧を保持している状態における第3液晶層の断面構造およびバックライトユニットから放出される光の光路を説明するための図。The brightness viewing angle control liquid crystal element, after applying a V 4 or more drive voltage shown in FIG. 12, the third liquid crystal layer in the state holding the driving voltage within a range from V 1 to lower the voltage of V 3 The figure for demonstrating the cross-section and the optical path of the light discharge | released from a backlight unit. 輝度視角制御液晶素子に、図12に示した0Vまたは0VからVまでの範囲内で駆動電圧が印加されている状態における第3液晶層の断面構造およびバックライトユニットから放出される光の光路を説明するための図。The brightness viewing angle control liquid crystal element, the optical path of the light emitted from the cross-sectional structure and the backlight unit of the third liquid crystal layer in the state in which the drive voltage within a range from 0V or 0V as shown in FIG. 12 to V 3 is applied The figure for demonstrating. この発明の比較例2における位相制御液晶素子および輝度視角制御液晶素子に印加される駆動電圧に対する表示特性の変化をグラフで示した図。The figure which showed the change of the display characteristic with respect to the drive voltage applied to the phase control liquid crystal element and luminance visual angle control liquid crystal element in the comparative example 2 of this invention with the graph. この発明の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the modification of the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施の形態に係る液晶表示装置の他の変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other modification of the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…位相制御液晶素子、2…位置情報検出部、3…液晶表示パネル、4…輝度視角制御液晶素子、11…第1基板、12…第2基板、13…第1液晶層、14a…第1シート、14b…第2シート、15a,15b…第1抵抗検出電極、15c,15d…第2抵抗検出電極、16a…第1電極、16b…第2電極、21…アレイ基板、22…対向基板、23…第2液晶層、41…第1偏光板、42…第2偏光板、51…バックライトユニット、81…第5基板、82…第6基板、83…第3液晶層、84a…ガラス基板、84b…ガラス基板、85a…第3電極、85b…第4電極。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Phase control liquid crystal element, 2 ... Position information detection part, 3 ... Liquid crystal display panel, 4 ... Luminance viewing angle control liquid crystal element, 11 ... 1st board | substrate, 12 ... 2nd board | substrate, 13 ... 1st liquid crystal layer, 14a ... 1st 1 sheet, 14b ... 2nd sheet, 15a, 15b ... 1st resistance detection electrode, 15c, 15d ... 2nd resistance detection electrode, 16a ... 1st electrode, 16b ... 2nd electrode, 21 ... Array substrate, 22 ... Opposite substrate , 23 ... second liquid crystal layer, 41 ... first polarizing plate, 42 ... second polarizing plate, 51 ... backlight unit, 81 ... fifth substrate, 82 ... sixth substrate, 83 ... third liquid crystal layer, 84a ... glass Substrate, 84b ... glass substrate, 85a ... third electrode, 85b ... fourth electrode.

Claims (9)

アレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間をおいて対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に挟持された第1液晶層と、を含む液晶表示パネルと、
第1電極および前記第1電極に重なった第1配向膜を有した第1基板と、前記第1基板に所定の隙間をおいて対向配置され、かつ、第2電極および前記第2電極に重なっているとともに前記第1配向膜と対向した第2配向膜を有した第2基板と、前記第1基板および第2基板間に挟持され、かつ、これら両基板間の電位差の上昇した後の電位差と下降した後の電位差との間でこれら両基板間を透過する光の位相状態が異なるとともに、前記電位差が第1電位差まで上昇した後、前記第1電位差と、この第1電位差から下降した第2電位差との間で、前記第1電位差時の前記位相状態を維持する第2液晶層と、を含み、前記液晶表示パネルの対向基板と対向して設けられ、前記両基板間を透過する光の位相状態を前記電位差に基づき制御することで視野角を制御する位相制御液晶素子と、を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display panel, comprising: an array substrate; a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a predetermined gap; and a first liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate;
A first substrate having a first alignment layer that overlaps the first electrode and the first electrode, and a first substrate that is opposed to the first substrate with a predetermined gap, and that overlaps the second electrode and the second electrode. And a second substrate having a second alignment film opposed to the first alignment film, and a potential difference between the first substrate and the second substrate and the potential difference between the two substrates being increased The phase difference of the light transmitted between the two substrates differs between the first potential difference and the first potential difference, and then the first potential difference and the first potential difference that has decreased from the first potential difference. A second liquid crystal layer that maintains the phase state at the time of the first potential difference between two potential differences, and is provided to face the counter substrate of the liquid crystal display panel and transmits between the substrates The phase state of the image is controlled based on the potential difference. In the liquid crystal display device characterized in that it comprises a phase control liquid crystal element for controlling the viewing angle, a.
前記第1基板および第2基板間の電位差を、前記第1電位差まで上昇させた後、前記第1電位差と、前記第2電位差との間に保持する駆動部を備えていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 The potential difference between the first substrate and the second substrate, after raising up the first potential difference, characterized in that it comprises a first potential difference, the driving portion for holding between the second potential difference The liquid crystal display device according to claim 1. アレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間をおいて対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に挟持された第1液晶層と、を含む液晶表示パネルと、
第1電極、および前記第1電極に重なった第1配向膜を有した第1基板と、前記第1基板に所定の隙間をおいて対向配置され、かつ、第2電極、および前記第2電極に重なっているとともに前記第1配向膜と対向した第2配向膜を有した第2基板と、前記第1基板および第2基板間に挟持され、かつ、これら両基板間の電位差の上昇した後の電位差と下降した後の電位差との間でこれら両基板間を透過する光の位相状態が異なるとともに、前記電位差が第1電位差まで上昇した後、前記第1電位差と、この第1電位差から下降した第2電位差との間で、前記第1電位差時の前記位相状態を維持する第2液晶層と、を含み、前記液晶表示パネルの対向基板と対向して設けられ、前記両基板間を透過する光の位相状態を前記電位差に基づき制御することで視野角を制御する位相制御液晶素子と、
第3電極、および前記第3電極に重なった第3配向膜を有した第3基板と、前記第3基板に所定の隙間をおいて対向配置され、かつ、第4電極、および前記第4電極に重なっているとともに前記第3配向膜と対向した第4配向膜を有した第4基板と、前記第3基板および第4基板間に挟持され、かつ、これら両基板間の電位差の上昇した後の電位差と下降した後の電位差との間でこれら両基板間を透過する光の拡散状態が異なるとともに、前記電位差が第3電位差まで上昇した後、前記第3電位差から下降し、かつ、前記第3電位差時の拡散状態とは異なる拡散状態となる第4電位差と、この第4電位差からさらに下降した第5電位差との間では、前記第4電位差時の前記拡散状態を維持する第3液晶層と、を含み、前記液晶表示パネルのアレイ基板と対向して設けられた輝度視角制御液晶素子と、を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display panel, comprising: an array substrate; a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a predetermined gap; and a first liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate;
A first substrate having a first electrode and a first alignment film overlying the first electrode, a first electrode, a second electrode, and the second electrode, disposed opposite to each other with a predetermined gap therebetween And a second substrate having a second alignment film opposite to the first alignment film, and sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the potential difference between the two substrates is increased The phase difference of the light transmitted between the two substrates is different between the potential difference after the decrease and the potential difference after the decrease, and after the potential difference has increased to the first potential difference, the first potential difference and the first potential difference have decreased. And a second liquid crystal layer that maintains the phase state at the time of the first potential difference , and is provided to face the counter substrate of the liquid crystal display panel and transmits between the substrates. The phase state of the light to be controlled based on the potential difference A phase control liquid crystal element for controlling the viewing angle by,
A third substrate having a third electrode and a third alignment film overlapping with the third electrode, a third electrode being opposed to the third substrate with a predetermined gap, and a fourth electrode and the fourth electrode And a fourth substrate having a fourth alignment film opposite to the third alignment film and sandwiched between the third substrate and the fourth substrate, and the potential difference between the two substrates is increased And the potential difference after the decrease, the diffusion state of the light transmitted between the two substrates is different, the potential difference rises to the third potential difference, then drops from the third potential difference, and the first the diffusion condition of the third potential difference and the fourth potential as the diffusion state that is different from, in between the fifth potential difference further lowered from the fourth potential, the third liquid crystal to maintain the diffusion state during said fourth potential difference And a liquid crystal display panel assembly Liquid crystal display apparatus characterized by comprising a luminance viewing angle control liquid crystal element provided in Lee substrate and a counter.
前記第1基板および第2基板間の電位差を、前記第1電位差まで上昇させた後、前記第1電位差と、前記第2電位差との間に保持するとともに、前記第3基板および第4基板間の電位差を、前記第3電位差まで上昇させた後、前記第4電位差と、前記第5電位差との間に保持する駆動部を備えていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。 The potential difference between the first substrate and the second substrate, after raising up the first potential difference, said first potential difference holds between the second potential difference, between the third substrate and the fourth substrate 4. The liquid crystal display device according to claim 3 , further comprising: a drive unit that holds the potential difference between the fourth potential difference and the fifth potential difference after the potential difference is increased to the third potential difference . 5. . 前記位相制御液晶素子の表示モードは、n型フェイズチェンジモードであることを特徴とする請求項1または3に記載の液晶表示装置。 The phase control display mode of the liquid crystal element, a liquid crystal display device according to claim 1 or 3, characterized in that an n-type phase-change mode. 前記第1電極および第2電極はそれぞれ矩形状に形成され、
前記位相制御液晶素子は、
前記第1電極および第2電極の重なった入力領域と、
前記第1電極に接続されているとともにこの第1電極の対向する一対の辺にそれぞれ設けられた第1抵抗検出電極と、前記第1電極に直交して位置し、かつ、前記第2電極に接続されているとともにこの第2電極の対向する一対の辺にそれぞれ設けられた第2抵抗検出電極と、を含み、前記入力領域の押圧された個所の位置情報を検出する位置情報検出部と、を備えていることを特徴とする請求項1または3に記載の液晶表示装置。
The first electrode and the second electrode are each formed in a rectangular shape,
The phase control liquid crystal element is
An input region where the first electrode and the second electrode overlap;
A first resistance detection electrode connected to the first electrode and provided on each of a pair of opposing sides of the first electrode; and positioned perpendicular to the first electrode; and to the second electrode And a second resistance detection electrode provided on each of a pair of opposing sides of the second electrode, and a position information detection unit for detecting position information of a pressed portion of the input region, the liquid crystal display device according to claim 1 or 3, characterized in that it comprises a.
前記アレイ基板に対向配置され、平行度の高い光を前記アレイ基板に出射するバックライトユニットと、
前記アレイ基板およびバックライトユニットの間に配置された第1偏光板と、
前記第2基板の外面側に配置された第2偏光板と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
A backlight unit disposed opposite to the array substrate and emitting light with high parallelism to the array substrate;
A first polarizing plate disposed between the array substrate and the backlight unit;
The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising: a second polarizing plate disposed on an outer surface side of the second substrate.
前記輝度視角制御液晶素子に対向配置され、平行度の高い光を前記輝度視角制御液晶素子に出射するバックライトユニットと、
前記輝度視角制御液晶素子およびアレイ基板の間に配置された第1偏光板と、
前記第2基板の外面側に配置された第2偏光板と、を備えていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
A backlight unit disposed opposite to the luminance viewing angle control liquid crystal element and emitting light with high parallelism to the luminance viewing angle control liquid crystal element;
A first polarizer disposed between the beauty array substrate Oyo said luminance viewing angle control liquid crystal element,
The liquid crystal display device according to claim 3, further comprising: a second polarizing plate disposed on an outer surface side of the second substrate.
前記第1基板および対向基板は、同一の基板で構成されていることを特徴とする請求項1または3に記載の液晶表示装置。 Wherein the first substrate and the counter substrate, the liquid crystal display device according to claim 1 or 3, characterized in that it is composed of the same substrate.
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