JP6959742B2 - Liquid crystal display and liquid crystal module - Google Patents

Liquid crystal display and liquid crystal module Download PDF

Info

Publication number
JP6959742B2
JP6959742B2 JP2017027040A JP2017027040A JP6959742B2 JP 6959742 B2 JP6959742 B2 JP 6959742B2 JP 2017027040 A JP2017027040 A JP 2017027040A JP 2017027040 A JP2017027040 A JP 2017027040A JP 6959742 B2 JP6959742 B2 JP 6959742B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
crystal cell
pair
polarizing plates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017027040A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018132697A (en
Inventor
宜久 岩本
倫史 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP2017027040A priority Critical patent/JP6959742B2/en
Publication of JP2018132697A publication Critical patent/JP2018132697A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6959742B2 publication Critical patent/JP6959742B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Description

本発明は、複数の液晶セルを含む液晶表示装置、および、その液晶表示装置を構成する液晶モジュールに関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device including a plurality of liquid crystal cells and a liquid crystal module constituting the liquid crystal display device.

複数枚の液晶セルを積層して用いる液晶表示装置が開発されている(たとえば特許文献1〜4)。このような液晶表示装置を利用すれば、たとえば、所望の表示領域に種々の異なる表示パターンを表示させることができる。 A liquid crystal display device in which a plurality of liquid crystal cells are stacked and used has been developed (for example, Patent Documents 1 to 4). By using such a liquid crystal display device, for example, various different display patterns can be displayed in a desired display area.

特開2001−066626号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-066626 特開2003−043449号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-043449 特開2003−195344号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-195344 特開2008−158174号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-158174

本発明の主な目的は、複数の液晶セルが重ねて配置される液晶表示装置において、新規な構造を有する液晶表示装置を提供することにある。また、他の目的は、複数の液晶セルが重ねて配置される液晶表示装置において、その表示品質を向上することにある。 A main object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a novel structure in a liquid crystal display device in which a plurality of liquid crystal cells are arranged in an overlapping manner. Another object is to improve the display quality of a liquid crystal display device in which a plurality of liquid crystal cells are arranged in an overlapping manner.

本発明の主な観点によれば、光源と、前記光源の光軸上に、相互に離れて配置される一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配置され、前記光源の光軸に直交する仮想平面に対して、第1の角度で傾く第1の液晶セルと、前記一対の偏光板の間に配置される第2の液晶セルと、を有し、前記第1の液晶セルは、対向配置された第1の基板および第2の基板と、前記第1の基板および前記第2の基板に挟持される第1の液晶層と、を備え、前記第1の基板と前記第2の基板は相互に反平行となる一軸配向処理を施された配向膜を備え、電圧無印加時、前記第1の液晶層は第1の方向に配向しており、前記第2の液晶セルは、対向配置された第3の基板および第4の基板と、前記第3の基板および前記第4の基板に挟持される第2の液晶層と、を備え、前記第3の基板と前記第4の基板は相互に反平行となる一軸配向処理を施された配向膜を備え、電圧無印加時、前記第2の液晶層は第2の方向に配向しており、前記第1の基板の配向膜と前記第3の基板の配向膜の配向処理の方向が等しく、前記第2の基板の配向膜と前記第4の基板の配向膜の配向処理の方向が等しく、前記一対の偏光板の一方側から見たとき、前記第1および第2の液晶セルは、液晶分子配向方向が同じ方向を向くように配置される、液晶表示装置が提供される。 According to the main viewpoint of the present invention, the light source, a pair of polarizing plates arranged apart from each other on the optical axis of the light source, and the pair of polarizing plates arranged between the pair of polarizing plates and orthogonal to the optical axis of the light source. It has a first liquid crystal cell that is tilted at a first angle and a second liquid crystal cell that is arranged between the pair of polarizing plates, and the first liquid crystal cell is arranged so as to face each other. The first substrate and the second substrate are provided with a first substrate and a second substrate, and a first liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate. The first liquid crystal layer is oriented in the first direction when no voltage is applied, and the second liquid crystal cells are arranged to face each other. The third substrate and the fourth substrate are provided with a third substrate and a fourth substrate, and a second liquid crystal layer sandwiched between the third substrate and the fourth substrate. The second liquid crystal layer is oriented in the second direction when no voltage is applied, and the alignment film of the first substrate and the alignment film of the first substrate are provided. The orientation treatment of the alignment film of the third substrate is the same, the orientation treatment of the alignment film of the second substrate and the alignment film of the fourth substrate are the same, and the orientation treatment is the same, as viewed from one side of the pair of polarizing plates. At that time, a liquid crystal display device is provided in which the first and second liquid crystal cells are arranged so that the liquid crystal molecular orientation directions face the same direction.

複数の液晶セルが重ねて配置される液晶表示装置において、その表示品質が向上する。 In a liquid crystal display device in which a plurality of liquid crystal cells are arranged in an overlapping manner, the display quality is improved.

図1Aは、参考例による液晶表示装置の基本的な構成を示す断面図であり、図1Bは、その液晶表示装置の表示面を示す平面図である。FIG. 1A is a cross-sectional view showing a basic configuration of a liquid crystal display device according to a reference example, and FIG. 1B is a plan view showing a display surface of the liquid crystal display device. 図2Aは、液晶表示装置を構成する複数の液晶セルの光学特性を測定する様子を示す断面図であり、図2Bおよび図2Cは、それら液晶セルにおける光透過率の傾き角(観察角度)依存性を示すグラフである。FIG. 2A is a cross-sectional view showing how to measure the optical characteristics of a plurality of liquid crystal cells constituting the liquid crystal display device, and FIGS. 2B and 2C show the inclination angle (observation angle) of the light transmittance of the liquid crystal cells. It is a graph which shows sex. および、and, 図3A〜図3Dは、それぞれ第1〜第4の実施例による液晶表示装置を示す断面図である。3A to 3D are cross-sectional views showing a liquid crystal display device according to the first to fourth embodiments, respectively. 実施例による液晶セルの電極パターンを例示する平面図である。It is a top view which illustrates the electrode pattern of the liquid crystal cell by an Example.

図1Aは、参考例による液晶表示装置の基本構造を示す断面図である。便宜のため、各構成要素の相対的なサイズや位置関係は、実際のものとは異なっている。 FIG. 1A is a cross-sectional view showing a basic structure of a liquid crystal display device according to a reference example. For convenience, the relative size and positional relationship of each component is different from the actual one.

参考例による液晶表示装置110は、第1および第2の液晶セル10,20と、一対の偏光板31,32と、光源40と、を備える。光源40には、たとえば蛍光灯やLEDライトなどを用いることができる。または、導光板を用いたエッジライト型バックライトユニットを用いてもよい。 The liquid crystal display device 110 according to the reference example includes first and second liquid crystal cells 10 and 20, a pair of polarizing plates 31 and 32, and a light source 40. As the light source 40, for example, a fluorescent lamp or an LED light can be used. Alternatively, an edge light type backlight unit using a light guide plate may be used.

光源40の光軸上に、相互に間隔を空けて一対の偏光板31,32が配置される。一対の偏光板31,32の間に、第1および第2の液晶セル10,20が配置される。光源40側から、一方の偏光板(裏側偏光板)31、第1の液晶セル(裏側液晶セル)10、第2の液晶セル(表側液晶セル)20、および、他方の偏光板(表側偏光板)32が、順番に並んで配置される。第1および第2の液晶セル10,20、ならびに、一対の偏光板31,32を、総称して、液晶モジュールと呼ぶことがある。 A pair of polarizing plates 31 and 32 are arranged on the optical axis of the light source 40 at intervals from each other. The first and second liquid crystal cells 10 and 20 are arranged between the pair of polarizing plates 31 and 32. From the light source 40 side, one polarizing plate (back side polarizing plate) 31, the first liquid crystal cell (back side liquid crystal cell) 10, the second liquid crystal cell (front side liquid crystal cell) 20, and the other polarizing plate (front side polarizing plate). ) 32 are arranged side by side in order. The first and second liquid crystal cells 10 and 20 and the pair of polarizing plates 31 and 32 may be collectively referred to as a liquid crystal module.

第1の液晶セル10は、いわゆる、ドットマトリクス型の電極構造を有する、マルチプレックス駆動VA(バーティカル・アライメント)方式の液晶セルである。第1の液晶セル10は、対向配置された下側基板11および上側基板12と、下側基板11および上側基板12に挟持される液晶層17と、を備える。 The first liquid crystal cell 10 is a multiplex drive VA (vertical alignment) type liquid crystal cell having a so-called dot matrix type electrode structure. The first liquid crystal cell 10 includes a lower substrate 11 and an upper substrate 12 arranged to face each other, and a liquid crystal layer 17 sandwiched between the lower substrate 11 and the upper substrate 12.

下側基板11および上側基板12は、それぞれ、たとえばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。具体的には、0.7mm厚ソーダライムガラス基板を用いることができる。下側基板11と上側基板12は、たとえば5μmの間隙を設けて貼り合わされている。下側基板11と上側基板12との間隙は、図示しない枠状のシール材に含有するロット状又は球状のスペーサーと、基板面内に均一に分散配置される球状スペーサーにより保持される。 The lower substrate 11 and the upper substrate 12 are transparent substrates such as a glass substrate and a plastic substrate, respectively. Specifically, a 0.7 mm thick soda lime glass substrate can be used. The lower substrate 11 and the upper substrate 12 are bonded to each other with a gap of, for example, 5 μm. The gap between the lower substrate 11 and the upper substrate 12 is held by a lot-shaped or spherical spacer contained in a frame-shaped sealing material (not shown) and spherical spacers uniformly dispersed in the substrate surface.

下側基板11の一面側(上側基板12との対向面側)に、一方向に延在するストライプ状の下側電極13が設けられている。同様に、上側基板12の一面側(下側基板11との対向面側)に、下側電極13と交差する方向に延在するストライプ状の上側電極14が設けられている。これらの電極13,14は、それぞれインジウム錫酸化物(ITO)などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって形成される。なお、電極13,14は、それぞれ、基板の中央付近に集中的に形成されているものとする。 A striped lower electrode 13 extending in one direction is provided on one surface side of the lower substrate 11 (the side facing the upper substrate 12). Similarly, a striped upper electrode 14 extending in a direction intersecting the lower electrode 13 is provided on one surface side of the upper substrate 12 (the side facing the lower substrate 11). These electrodes 13 and 14 are formed by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO), respectively. It is assumed that the electrodes 13 and 14 are centrally formed near the center of the substrate, respectively.

下側配向膜15は、下側基板11の一面側に下側電極13を覆うように設けられている。同様に、上側配向膜16は、上側基板12の一面側に上側電極14を覆うように設けられている。これらの配向膜15,16としては、液晶層17の配向状態を垂直配向(基板法線方向)に規制する垂直配向膜が用いられている。各配向膜には、ラビング処理等の一軸配向処理が、相互に反平行となるように施されている(一軸配向処理の方向を、図中において、矢印15r,16rとして示す)。 The lower alignment film 15 is provided on one surface side of the lower substrate 11 so as to cover the lower electrode 13. Similarly, the upper alignment film 16 is provided on one surface side of the upper substrate 12 so as to cover the upper electrode 14. As these alignment films 15 and 16, vertical alignment films that regulate the alignment state of the liquid crystal layer 17 in the vertical orientation (substrate normal direction) are used. Each alignment film is subjected to a uniaxial alignment treatment such as a rubbing treatment so as to be antiparallel to each other (the directions of the uniaxial alignment treatment are indicated by arrows 15r and 16r in the drawing).

液晶層17は、下側基板11と上側基板12との間に、図示しない枠状のシール材に囲まれて設けられている。液晶層17を構成する液晶部材が、下側基板11、上側基板12、および、枠状のシール材により画定される空間に充填されている。液晶材料には、たとえばメルク社製ネガ型液晶材料(複屈折Δn=0.18,誘電率異方性Δε=−2.0)を用いることができる。 The liquid crystal layer 17 is provided between the lower substrate 11 and the upper substrate 12 so as to be surrounded by a frame-shaped sealing material (not shown). The liquid crystal member constituting the liquid crystal layer 17 is filled in the space defined by the lower substrate 11, the upper substrate 12, and the frame-shaped sealing material. As the liquid crystal material, for example, a negative liquid crystal material manufactured by Merck Co., Ltd. (birefringence Δn = 0.18, dielectric anisotropy Δε = −2.0) can be used.

電圧無印加時において、液晶層17を構成する液晶分子の配向方向は、下側基板11および上側基板12の各基板面に対してほぼ垂直となる。液晶分子のプレチルト角は、約89.85°である。図中において、液晶分子配向方向を矢印17dとして示す。電圧印加時において、液晶分子の配向方向は、下側基板11および上側基板12の各基板面に対してほぼ水平となる。 When no voltage is applied, the orientation direction of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 17 is substantially perpendicular to the substrate surfaces of the lower substrate 11 and the upper substrate 12. The pretilt angle of the liquid crystal molecules is about 89.85 °. In the figure, the liquid crystal molecule orientation direction is indicated by an arrow 17d. When a voltage is applied, the orientation direction of the liquid crystal molecules is substantially horizontal to the substrate surfaces of the lower substrate 11 and the upper substrate 12.

第2の液晶セル20は、いわゆる、セグメント型の電極構造を有する、VA方式の液晶セルである。第2の液晶セル20は、対向配置された下側基板21および上側基板22と、上側基板21および下側基板22に挟持される液晶層27と、を備える。 The second liquid crystal cell 20 is a VA type liquid crystal cell having a so-called segment type electrode structure. The second liquid crystal cell 20 includes a lower substrate 21 and an upper substrate 22 arranged to face each other, and a liquid crystal layer 27 sandwiched between the upper substrate 21 and the lower substrate 22.

下側基板21および上側基板22は、たとえば、0.7mm厚ソーダライムガラス基板である。下側基板21と上側基板22は、たとえば4μmの間隙を設けて貼り合わされている。 The lower substrate 21 and the upper substrate 22 are, for example, 0.7 mm thick soda lime glass substrates. The lower substrate 21 and the upper substrate 22 are bonded to each other with a gap of, for example, 4 μm.

下側基板21の一面側(上側基板22との対向面側)に、コモン電極(ベタ電極)23が設けられている。上側基板22の一面側(下側基板21との対向面側)に、所望の文字や図形等の形状を有するセグメント電極(表示電極)24が設けられている。 A common electrode (solid electrode) 23 is provided on one side of the lower substrate 21 (the side facing the upper substrate 22). A segment electrode (display electrode) 24 having a shape such as a desired character or figure is provided on one surface side of the upper substrate 22 (the side facing the lower substrate 21).

下側配向膜25は、下側基板21の一面側にコモン電極23を覆うように設けられている。同様に、上側配向膜26は、上側基板22の一面側にセグメント電極24を覆うように設けられている。これらの配向膜25,26としては、液晶層27の配向状態を垂直配向(基板法線方向)に規制する垂直配向膜が用いられている。各配向膜には、ラビング処理等の一軸配向処理が、相互に反平行となるように施されている(一軸配向処理の方向を、図中において、矢印25r,26rとして示す)。 The lower alignment film 25 is provided on one surface side of the lower substrate 21 so as to cover the common electrode 23. Similarly, the upper alignment film 26 is provided on one surface side of the upper substrate 22 so as to cover the segment electrode 24. As these alignment films 25 and 26, vertical alignment films that regulate the alignment state of the liquid crystal layer 27 in the vertical orientation (substrate normal direction) are used. The uniaxial alignment treatment such as the rubbing treatment is applied to each alignment film so as to be antiparallel to each other (the directions of the uniaxial alignment treatment are indicated by arrows 25r and 26r in the drawing).

液晶層27は、下側基板21と上側基板22との間に、図示しない枠状のシール材に囲まれて設けられている。液晶層27を構成する液晶部材が、下側基板21、上側基板22、および、枠状のシール材により画定される空間に充填されている。液晶材料には、たとえばメルク社製ネガ型液晶材料(複屈折Δn=0.08,誘電率異方性Δε=−5.0)を用いることができる。 The liquid crystal layer 27 is provided between the lower substrate 21 and the upper substrate 22 so as to be surrounded by a frame-shaped sealing material (not shown). The liquid crystal member constituting the liquid crystal layer 27 is filled in the space defined by the lower substrate 21, the upper substrate 22, and the frame-shaped sealing material. As the liquid crystal material, for example, a negative liquid crystal material manufactured by Merck & Co., Inc. (birefringence Δn = 0.08, permittivity anisotropy Δε = −5.0) can be used.

電圧無印加時において、液晶層27を構成する液晶分子の配向方向は、下側基板21および上側基板22の各基板面に対してほぼ垂直となる。液晶分子のプレチルト角は、約89.70°である。図中において、液晶分子配向方向を矢印27dとして示す。電圧印加時において、液晶分子の配向方向は、下側基板21および上側基板22の各基板面に対してほぼ水平となる。 When no voltage is applied, the orientation direction of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 27 is substantially perpendicular to the substrate surfaces of the lower substrate 21 and the upper substrate 22. The pretilt angle of the liquid crystal molecules is about 89.70 °. In the figure, the liquid crystal molecule orientation direction is indicated by an arrow 27d. When a voltage is applied, the orientation direction of the liquid crystal molecules is substantially horizontal to the substrate surfaces of the lower substrate 21 and the upper substrate 22.

第1の液晶セル10は、たとえば、駆動電圧が22.5Vであり、フレーム周波数が150Hzである、1/64Duty,1/9Biasのマルチプレックス駆動により駆動される。また、第2の液晶セル20は、たとえば、駆動電圧が5Vであり、フレーム周波数が128Hzである、1/4Duty,1/3Biasのマルチプレックス駆動により駆動される。 The first liquid crystal cell 10 is driven by, for example, a 1/64 Duty, 1/9 Bias multiplex drive having a drive voltage of 22.5 V and a frame frequency of 150 Hz. Further, the second liquid crystal cell 20 is driven by, for example, a 1/4 Duty, 1/3 Bias multiplex drive having a drive voltage of 5 V and a frame frequency of 128 Hz.

第1及び第2の液晶セル10,20は、液晶分子配向方向17d、27dが同じ面内方向(向きを含む)を向くように配置される。一対の偏光板31,32は,それらの吸収軸が相互に直交するように配置される(クロスニコル配置される)。また、それらの吸収軸が液晶セル10,20の液晶分子配向方向に対して45°傾くように配置される。 The first and second liquid crystal cells 10 and 20 are arranged so that the liquid crystal molecular orientation directions 17d and 27d face the same in-plane direction (including the orientation). The pair of polarizing plates 31 and 32 are arranged so that their absorption axes are orthogonal to each other (cross Nicol arrangement). Further, their absorption axes are arranged so as to be tilted by 45 ° with respect to the liquid crystal molecule orientation direction of the liquid crystal cells 10 and 20.

図1Bは、液晶表示装置110を、表側偏光板32側から見た際の平面図である。第1の液晶セルを駆動(電圧印加状態)すると、表示領域の中央付近に、複数の画素がマトリクス状に配列されたドットマトリクスパターンを表示することができる。また、第2の液晶セルを駆動(電圧印加状態)すると、表示領域の所望の領域に、予め定められた文字や図形などのセグメントパターンを表示することができる。表示領域の中央付近に示す、破線で囲う領域Asmには、第1の液晶セルによるドットマトリクスパターンと、第2の液晶セルによるセグメントパターンと、を選択的に表示することができる。 FIG. 1B is a plan view of the liquid crystal display device 110 as viewed from the front side polarizing plate 32 side. When the first liquid crystal cell is driven (voltage applied state), a dot matrix pattern in which a plurality of pixels are arranged in a matrix can be displayed near the center of the display area. Further, when the second liquid crystal cell is driven (voltage applied state), a segment pattern such as a predetermined character or figure can be displayed in a desired area of the display area. A dot matrix pattern by the first liquid crystal cell and a segment pattern by the second liquid crystal cell can be selectively displayed in the area Asm surrounded by the broken line, which is shown near the center of the display area.

液晶表示装置110において、領域Asmに第1の液晶セルによるドットマトリクスパターンを表示し、その他(両端)の領域に第2の液晶セルによるセグメントパターンを表示することができる。第1および第2の液晶セルは、種々の製造条件(セル厚,液晶材料)や駆動条件が異なるため、光学特性(特に光透過率)が異なる。このため、第1の液晶セルによるドットマトリクスパターンと第2の液晶セルによるセグメントパターンとを同時に表示する場合、それらのパターンの間に著しい輝度・明るさの違いが生じうる。このような輝度・明るさの違いは、表示品質向上の観点から、抑制されることが好ましい。 In the liquid crystal display device 110, the dot matrix pattern by the first liquid crystal cell can be displayed in the area Asm, and the segment pattern by the second liquid crystal cell can be displayed in the other (both ends) area. Since the first and second liquid crystal cells have different manufacturing conditions (cell thickness, liquid crystal material) and driving conditions, their optical characteristics (particularly light transmittance) are different. Therefore, when the dot matrix pattern by the first liquid crystal cell and the segment pattern by the second liquid crystal cell are displayed at the same time, a remarkable difference in brightness and brightness may occur between the patterns. Such a difference in brightness and brightness is preferably suppressed from the viewpoint of improving display quality.

図2Aは、第1および第2の液晶セルをそれぞれ傾けたときの、当該液晶セルの光透過率を測定する様子を示す断面図である。なお、図2Aに示す液晶セル10,20は、便宜のため、簡略化して示す。 FIG. 2A is a cross-sectional view showing how the light transmittance of the first and second liquid crystal cells is measured when the first and second liquid crystal cells are tilted, respectively. The liquid crystal cells 10 and 20 shown in FIG. 2A are shown in a simplified manner for convenience.

光源40の光軸41および液晶セルの液晶分子配向方向に直交する軸(図中において手前から奥に延在する軸)を中心に、液晶セルを傾けて(回転させて)、当該液晶セルの光透過率を、表側偏光板32側から測定・観察する。液晶セルが光源40に正対している(光源40の光軸41に直交している)ときの姿勢・態様を基準(観察角度θ=0°)とする。液晶セル10,20を、液晶分子配向方向が光源40側に向くように傾ける(図中において、時計回りに回転させる)方向を、正の回転方向に設定する。 The liquid crystal cell is tilted (rotated) around the optical axis 41 of the light source 40 and the axis orthogonal to the liquid crystal molecular orientation direction of the liquid crystal cell (the axis extending from the front to the back in the figure) of the liquid crystal cell. The light transmittance is measured and observed from the front side polarizing plate 32 side. The posture / mode when the liquid crystal cell faces the light source 40 (orthogonal to the optical axis 41 of the light source 40) is used as a reference (observation angle θ = 0 °). The direction in which the liquid crystal cells 10 and 20 are tilted (rotated clockwise in the drawing) so that the liquid crystal molecule orientation direction faces the light source 40 side is set to the positive rotation direction.

図2Bは、電圧印加時(透光状態)の第2の液晶セル(表側液晶セル)20を、−60°〜+60°に傾けたときの、当該液晶セルの光透過率を示すグラフである。横軸は、第2の液晶セル20の傾き角θを示し、縦軸は当該液晶セルの光透過率を示す。 FIG. 2B is a graph showing the light transmittance of the second liquid crystal cell (front side liquid crystal cell) 20 when a voltage is applied (transmissive state) when the second liquid crystal cell (front side liquid crystal cell) 20 is tilted from −60 ° to + 60 °. .. The horizontal axis represents the tilt angle θ of the second liquid crystal cell 20, and the vertical axis represents the light transmittance of the liquid crystal cell.

第2の液晶セル20の傾きが0°であるとき、当該液晶セルの光透過率は約13%程度である。当該液晶セルを正方向に傾ける(回転させる)と、傾きが40°程度になるまで、光透過率が単調に増加する。一方、当該液晶セルを負方向に傾ける(回転させる)と、傾きが−30°程度になるまで、光透過率は単調に減少する。 When the inclination of the second liquid crystal cell 20 is 0 °, the light transmittance of the liquid crystal cell is about 13%. When the liquid crystal cell is tilted (rotated) in the positive direction, the light transmittance monotonically increases until the tilt reaches about 40 °. On the other hand, when the liquid crystal cell is tilted (rotated) in the negative direction, the light transmittance monotonically decreases until the tilt reaches about −30 °.

図2Cは、電圧印加時(透光状態)の第1の液晶セル(裏側液晶セル)10を、−60°〜+60°に傾けたときの、当該液晶セルの光透過率を示すグラフである。横軸は、第1の液晶セル10の傾き角θを示し、縦軸は当該液晶セルの光透過率を示す。 FIG. 2C is a graph showing the light transmittance of the first liquid crystal cell (back side liquid crystal cell) 10 when a voltage is applied (transmissive state) when the first liquid crystal cell (back side liquid crystal cell) 10 is tilted from −60 ° to + 60 °. .. The horizontal axis represents the tilt angle θ of the first liquid crystal cell 10, and the vertical axis represents the light transmittance of the liquid crystal cell.

第1の液晶セル10の傾きが0°であるとき、当該液晶セルの光透過率は約10%程度である。当該液晶セルを正方向に傾ける(回転させる)と、傾きが30°程度になるまで、光透過率が単調に増加する。一方、当該液晶セルを負方向に傾ける(回転させる)と、傾きが−20°程度になるまで、光透過率は単調に減少する。 When the inclination of the first liquid crystal cell 10 is 0 °, the light transmittance of the liquid crystal cell is about 10%. When the liquid crystal cell is tilted (rotated) in the positive direction, the light transmittance monotonically increases until the tilt reaches about 30 °. On the other hand, when the liquid crystal cell is tilted (rotated) in the negative direction, the light transmittance monotonically decreases until the tilt reaches about −20 °.

図2Bおよび図2Cに示すグラフにより、液晶セルを傾けることで光透過率が変化することがわかる。参考例による液晶表示装置110(図1A)において、第1の液晶セル10によるドットマトリクスパターンと第2の液晶セル20によるセグメントパターンとを並べて表示する場合、液晶セル10,20の傾きを調整して、それら液晶セルが表示するパターンの輝度・明るさを同等にすることができる。 From the graphs shown in FIGS. 2B and 2C, it can be seen that the light transmittance changes by tilting the liquid crystal cell. In the liquid crystal display device 110 (FIG. 1A) according to the reference example, when the dot matrix pattern by the first liquid crystal cell 10 and the segment pattern by the second liquid crystal cell 20 are displayed side by side, the inclinations of the liquid crystal cells 10 and 20 are adjusted. Therefore, the brightness and brightness of the patterns displayed by these liquid crystal cells can be made equal.

図3Aは、第1の実施例による液晶表示装置101を示す断面図である。参考例(図1A)と比較すると、液晶表示装置101では、第1の液晶セル10が、たとえば+5°傾いて配置される。これにより、第1および第2の液晶セル10,20の光透過率が同等になり、結果、それら液晶セルが表示するパターンの輝度・明るさが同等になる。 FIG. 3A is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device 101 according to the first embodiment. Compared with the reference example (FIG. 1A), in the liquid crystal display device 101, the first liquid crystal cell 10 is arranged at an inclination of, for example, + 5 °. As a result, the light transmittances of the first and second liquid crystal cells 10 and 20 become the same, and as a result, the brightness and brightness of the patterns displayed by the liquid crystal cells become the same.

図3Bは、第2の実施例による液晶表示装置102を示す断面図である。液晶表示装置102では、第1の液晶セル10にくわえ、さらに第2の液晶セル20も傾いて配置される。たとえば、第1の液晶セル10が+10°傾けられ、第2の液晶セル20が+5°傾けられる。これにより、液晶セル10,20双方の表示パターンを、参考例(図1A)よりも明るく表示することができる。 FIG. 3B is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device 102 according to the second embodiment. In the liquid crystal display device 102, in addition to the first liquid crystal cell 10, the second liquid crystal cell 20 is also tilted and arranged. For example, the first liquid crystal cell 10 is tilted by + 10 ° and the second liquid crystal cell 20 is tilted by + 5 °. As a result, the display patterns of both the liquid crystal cells 10 and 20 can be displayed brighter than in the reference example (FIG. 1A).

図3Cは、第3の実施例による液晶表示装置103を示す断面図である。液晶表示装置103では、第1および第2の液晶セル10,20の間に、さらに透光性樹脂部材50が充填される。透光性樹脂部材50は、液晶セル10,20を構成するガラス基板(基板11,12,21,22、図1A参照)と同等の屈折率(たとえば1.4〜1.6)を有する。透光性樹脂部材50には、たとえば、シリコーンなどを用いることができる。透光性樹脂部材50は、液晶セル10,20間へのほこり等の侵入を防止し、表示品質の向上に貢献する。また、透光性樹脂部材50を設けて、液晶セル10,20間の空気層を取り除くことで、液晶セル(特にガラス基板)および空気層の屈折率界面を無くすことができる。これにより、全体的な透過率が向上し、表示輝度・明るさを向上させることができる。 FIG. 3C is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device 103 according to the third embodiment. In the liquid crystal display device 103, a translucent resin member 50 is further filled between the first and second liquid crystal cells 10 and 20. The translucent resin member 50 has a refractive index (for example, 1.4 to 1.6) equivalent to that of the glass substrates (substrates 11, 12, 21, 22, and FIG. 1A) constituting the liquid crystal cells 10 and 20. For the translucent resin member 50, for example, silicone or the like can be used. The translucent resin member 50 prevents dust and the like from entering between the liquid crystal cells 10 and 20, and contributes to the improvement of display quality. Further, by providing the translucent resin member 50 and removing the air layer between the liquid crystal cells 10 and 20, the refractive index interface between the liquid crystal cell (particularly the glass substrate) and the air layer can be eliminated. As a result, the overall transmittance is improved, and the display brightness and brightness can be improved.

図3Dは、第4の実施例による液晶表示装置104を示す断面図である。液晶表示装置104では、第1および第2の液晶セル10,20に合せて、偏光板31,32も傾いて配置される。より具体的には、第1の液晶セル10の裏面に裏側偏光板31が、図示しない粘着層を介して貼り付けられ、第2の液晶セル20の表面に表側偏光板32が、図示しない粘着層を介して貼り付けられる。第3の実施例と同様に、部材間へのほこり等の侵入を防止し、表示品質の向上に貢献する。また、液晶セル(特にガラス基板)と偏光板との間の空気層を取り除いて、屈折率界面を無くすことにより、全体的な透過率が向上し、表示輝度・明るさを向上させることができる。 FIG. 3D is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device 104 according to the fourth embodiment. In the liquid crystal display device 104, the polarizing plates 31 and 32 are also tilted and arranged in accordance with the first and second liquid crystal cells 10 and 20. More specifically, the back side polarizing plate 31 is attached to the back surface of the first liquid crystal cell 10 via an adhesive layer (not shown), and the front side polarizing plate 32 is attached to the surface of the second liquid crystal cell 20 via an adhesive layer (not shown). It is pasted through layers. Similar to the third embodiment, it prevents dust and the like from entering between the members and contributes to the improvement of display quality. Further, by removing the air layer between the liquid crystal cell (particularly the glass substrate) and the polarizing plate to eliminate the refractive index interface, the overall transmittance can be improved and the display brightness and brightness can be improved. ..

図4は、第2の液晶セルが表示するセグメントパターンを示す平面図である。光源の光軸に直交するスクリーン上に、実施例による液晶表示装置の表示パターンを投影する場合を想定する。実施例に示すように液晶セルを傾けて配置する場合、特に、第2および第3の実施例のように、セグメントパターンを表示する液晶セル(第2の液晶セル)を傾ける場合には、当該液晶セルによるセグメントパターンが、スクリーン上において台形状に歪んで投影されうる。このような場合には、図4に示すように、セグメント電極24(図1A参照)を、投影の際の歪みを加味して、その歪みが補正されるように形成することが好ましい。 FIG. 4 is a plan view showing a segment pattern displayed by the second liquid crystal cell. It is assumed that the display pattern of the liquid crystal display device according to the embodiment is projected on a screen orthogonal to the optical axis of the light source. When the liquid crystal cell is tilted and arranged as shown in the embodiment, particularly when the liquid crystal cell displaying the segment pattern (second liquid crystal cell) is tilted as in the second and third embodiments. The segment pattern of the liquid crystal cell can be projected on the screen in a trapezoidal shape. In such a case, as shown in FIG. 4, it is preferable to form the segment electrode 24 (see FIG. 1A) so as to correct the distortion in consideration of the distortion at the time of projection.

同様に、第1の液晶セルのドットマトリクス電極パターンに、投影の際の歪を考慮した電極構造を導入してもよい。また、用途に応じて、絵柄などのセグメントパターンの歪み・変形を強調するように、補正を行ってもよい。 Similarly, an electrode structure in consideration of distortion during projection may be introduced into the dot matrix electrode pattern of the first liquid crystal cell. Further, depending on the application, correction may be performed so as to emphasize the distortion / deformation of the segment pattern such as the pattern.

以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例では、液晶セルを光透過率が増加する方向に傾ける例を示したが、液晶表示装置の用途や目的に応じて、液晶セルを光透過率が減少する方向(負方向)に傾けてもよい。また、液晶セルを3枚以上重ねて用いてもよいし、視角補償板や光学レンズなどの光学部材、ないし、液晶セルを自動的に傾ける可動機構などを追加的に設けてもよい。光学部材を設ける場合には、さらに、当該光学部材と、液晶セルないし偏光板と、の間に、透光性樹脂部材などの光学マッチング部材を設けてもかまわない。 Although the present invention has been described above based on Examples, the present invention is not limited thereto. In the embodiment, an example in which the liquid crystal cell is tilted in the direction in which the light transmittance increases is shown, but the liquid crystal cell is tilted in the direction in which the light transmittance decreases (negative direction) depending on the application and purpose of the liquid crystal display device. May be good. Further, three or more liquid crystal cells may be stacked and used, an optical member such as a viewing angle compensation plate or an optical lens, or a movable mechanism for automatically tilting the liquid crystal cell may be additionally provided. When the optical member is provided, an optical matching member such as a translucent resin member may be further provided between the optical member and the liquid crystal cell or the polarizing plate.

液晶セルは、傾けることで光学特性(特に光透過率)が変化するものであれば、どのような液晶セルであってもかまわない。たとえば、VA駆動方式に替えて、いわゆるIPS(インプレーンスイッチング)駆動方式の液晶セルを用いることも可能であろう。その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。 The liquid crystal cell may be any liquid crystal cell as long as its optical characteristics (particularly light transmittance) change when tilted. For example, instead of the VA drive system, a so-called IPS (inplane switching) drive system liquid crystal cell may be used. In addition, it will be obvious to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, etc. are possible.

10…第1の液晶セル(裏側液晶セル)、11,12…基板、13,14…電極(ドットマトリクス型)、15,16…配向膜、17…液晶層、20…第2の液晶セル(表側液晶セル)、21,22…基板、23,24…電極(セグメント型)、25,26…配向膜、27…液晶層、31,32…偏光板、40…光源、41…光軸、50…樹脂部材、101〜104…実施例による液晶表示装置、110…参考例による液晶表示装置。 10 ... 1st liquid crystal cell (back side liquid crystal cell), 11, 12 ... substrate, 13, 14 ... electrode (dot matrix type), 15, 16 ... alignment film, 17 ... liquid crystal layer, 20 ... second liquid crystal cell (20 ... second liquid crystal cell ( Front side liquid crystal cell), 21,22 ... substrate, 23,24 ... electrode (segment type), 25,26 ... alignment film, 27 ... liquid crystal layer, 31,32 ... polarizing plate, 40 ... light source, 41 ... optical axis, 50 ... Resin member, 101-104 ... Liquid crystal display device according to an embodiment, 110 ... Liquid crystal display device according to a reference example.

Claims (6)

光源と、
前記光源の光軸上に、相互に離れて配置される一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に配置され、前記光源の光軸に直交する仮想平面に対して、第1の角度で傾く第1の液晶セルと、
前記一対の偏光板の間に配置される第2の液晶セルと、
を有し、
前記第1の液晶セルは、対向配置された第1の基板および第2の基板と、前記第1の基板および前記第2の基板に挟持される第1の液晶層と、を備え、
前記第1の基板と前記第2の基板は相互に反平行となる一軸配向処理を施された配向膜を備え、
電圧無印加時、前記第1の液晶層は第1の方向に配向しており、
前記第2の液晶セルは、対向配置された第3の基板および第4の基板と、前記第3の基板および前記第4の基板に挟持される第2の液晶層と、を備え、
前記第3の基板と前記第4の基板は相互に反平行となる一軸配向処理を施された配向膜を備え、
電圧無印加時、前記第2の液晶層は第2の方向に配向しており、
前記第1の基板の配向膜と前記第3の基板の配向膜の配向処理の方向が等しく、前記第2の基板の配向膜と前記第4の基板の配向膜の配向処理の方向が等しく、
前記一対の偏光板の一方側から見たとき、前記第1および第2の液晶セルは、液晶分子配向方向が同じ方向を向くように配置される、
液晶表示装置。
Light source and
A pair of polarizing plates arranged apart from each other on the optical axis of the light source,
A first liquid crystal cell arranged between the pair of polarizing plates and tilted at a first angle with respect to a virtual plane orthogonal to the optical axis of the light source.
A second liquid crystal cell arranged between the pair of polarizing plates,
Have,
The first liquid crystal cell includes a first substrate and a second substrate arranged to face each other, and a first liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
The first substrate and the second substrate are provided with an alignment film that has been subjected to a uniaxial alignment process that is antiparallel to each other.
When no voltage is applied, the first liquid crystal layer is oriented in the first direction.
The second liquid crystal cell includes a third substrate and a fourth substrate arranged to face each other, and a second liquid crystal layer sandwiched between the third substrate and the fourth substrate.
The third substrate and the fourth substrate are provided with an alignment film that has been subjected to a uniaxial alignment process that is antiparallel to each other.
When no voltage is applied, the second liquid crystal layer is oriented in the second direction.
The orientation treatment of the alignment film of the first substrate and the alignment film of the third substrate are the same, and the orientation treatment of the alignment film of the second substrate and the alignment film of the fourth substrate are the same.
When viewed from one side of the pair of polarizing plates, the first and second liquid crystal cells are arranged so that the liquid crystal molecular orientation directions are the same.
Liquid crystal display device.
光源と、
前記光源の光軸上に、相互に離れて配置される一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に配置され、前記光源の光軸に直交する仮想平面に対して、第1の角度で傾く第1の液晶セルと、
前記一対の偏光板の間に配置される第2の液晶セルと、
を有し、
前記第2の液晶セルは、前記仮想平面に対して、前記第1の液晶セルと同じ方向に、前記第1の角度とは異なる第2の角度で傾く液晶表示装置。
Light source and
A pair of polarizing plates arranged apart from each other on the optical axis of the light source,
A first liquid crystal cell arranged between the pair of polarizing plates and tilted at a first angle with respect to a virtual plane orthogonal to the optical axis of the light source.
A second liquid crystal cell arranged between the pair of polarizing plates,
Have,
The second liquid crystal cell is a liquid crystal display device that tilts with respect to the virtual plane in the same direction as the first liquid crystal cell at a second angle different from the first angle.
前記第1および第2の液晶セルの間隙に充填される透光性樹脂部材と、をさらに有する請求項1または2記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1 or 2, further comprising a translucent resin member that fills the gaps between the first and second liquid crystal cells. 前記一対の偏光板の一方が前記第1の液晶セルに貼り付けられており、他方が前記第2の液晶セルに貼り付けられている請求項1〜3いずれか1項記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, wherein one of the pair of polarizing plates is attached to the first liquid crystal cell and the other is attached to the second liquid crystal cell. 前記第1または第2の液晶セルは、垂直配向型の液晶セルである請求項1〜4いずれか1項記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first or second liquid crystal cell is a vertically oriented liquid crystal cell. 相互に離れて配置される一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に配置される第1および第2の液晶セルと、を有し、
前記第1の液晶セルは、対向配置された第1の基板および第2の基板と、前記第1の基板および前記第2の基板に挟持される第1の液晶層と、を備え、
前記第1の基板と前記第2の基板は相互に反平行となる一軸配向処理を施された配向膜を備え、
電圧無印加時、前記第1の液晶層は第1の方向に配向しており、
前記第2の液晶セルは、対向配置された第3の基板および第4の基板と、前記第3の基板および前記第4の基板に挟持される第2の液晶層と、を備え、
前記第3の基板と前記第4の基板は相互に反平行となる一軸配向処理を施された配向膜を備え、
電圧無印加時、前記第2の液晶層は第2の方向に配向しており、
前記第1の液晶セルが、前記第2の液晶セルに対して傾いて配置されており、
前記一対の偏光板の一方側から見たとき、前記第1および第2の液晶セルは、液晶分子配向方向が同じ方向を向くように配置される、
液晶モジュール。
A pair of polarizing plates arranged apart from each other,
It has first and second liquid crystal cells arranged between the pair of polarizing plates.
The first liquid crystal cell includes a first substrate and a second substrate arranged to face each other, and a first liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
The first substrate and the second substrate are provided with an alignment film that has been subjected to a uniaxial alignment process that is antiparallel to each other.
When no voltage is applied, the first liquid crystal layer is oriented in the first direction.
The second liquid crystal cell includes a third substrate and a fourth substrate arranged to face each other, and a second liquid crystal layer sandwiched between the third substrate and the fourth substrate.
The third substrate and the fourth substrate are provided with an alignment film that has been subjected to a uniaxial alignment process that is antiparallel to each other.
When no voltage is applied, the second liquid crystal layer is oriented in the second direction.
The first liquid crystal cell is arranged so as to be inclined with respect to the second liquid crystal cell.
When viewed from one side of the pair of polarizing plates, the first and second liquid crystal cells are arranged so that the liquid crystal molecular orientation directions are the same.
LCD module.
JP2017027040A 2017-02-16 2017-02-16 Liquid crystal display and liquid crystal module Active JP6959742B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017027040A JP6959742B2 (en) 2017-02-16 2017-02-16 Liquid crystal display and liquid crystal module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017027040A JP6959742B2 (en) 2017-02-16 2017-02-16 Liquid crystal display and liquid crystal module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018132697A JP2018132697A (en) 2018-08-23
JP6959742B2 true JP6959742B2 (en) 2021-11-05

Family

ID=63248416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017027040A Active JP6959742B2 (en) 2017-02-16 2017-02-16 Liquid crystal display and liquid crystal module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6959742B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7310199B2 (en) * 2019-03-25 2023-07-19 株式会社Jvcケンウッド Analysis equipment

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0990434A (en) * 1995-09-26 1997-04-04 Chisso Corp Perpendicularly oriented twisted nematic liquid crystal display device
KR20040023551A (en) * 2002-09-11 2004-03-18 옵트렉스 가부시키가이샤 A composite display device and method for driving the same
JP4530267B2 (en) * 2003-08-30 2010-08-25 シャープ株式会社 Multiple view display
JP6409427B2 (en) * 2014-09-05 2018-10-24 株式会社デンソー Vehicle display device
KR102230549B1 (en) * 2014-09-12 2021-03-22 삼성디스플레이 주식회사 Touch sensible optical system and display device including the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018132697A (en) 2018-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI269914B (en) Liquid crystal display device
TWI427364B (en) Liquid crystal device and electronic apparatus
US7502091B2 (en) Optical sheet, electric-field-controlled panel, lighting apparatus, liquid crystal display, and method of manufacturing an optical sheet
WO2015190208A1 (en) Light distribution adjustment sheet and display device
JP5114853B2 (en) Display device
JP6959742B2 (en) Liquid crystal display and liquid crystal module
JP5203557B2 (en) Liquid crystal display
JP5587272B2 (en) Image display device
JP6531313B2 (en) Liquid crystal display
JP7063539B2 (en) Display device
JP2007047206A (en) Optical sheet, electric field-controlled panel, illumination device, liquid crystal display device and method for manufacturing optical sheet
JP5315117B2 (en) Liquid crystal display
JP3207374B2 (en) Liquid crystal display device
JP4619742B2 (en) Liquid crystal display device
JP2006126773A (en) Multi-domain vertical alignment liquid crystal display
JP2018105908A (en) Liquid crystal display element
JP2010191240A (en) Liquid crystal display device
US9256074B2 (en) Liquid crystal optical element and stereoscopic image display device
JP2013156564A (en) Vertical alignment liquid crystal display element
JP2007155817A (en) Display device
JP7053178B2 (en) Liquid crystal display device
JP2008165043A (en) Liquid crystal display element
JPH0990346A (en) Liquid crystal display device
JP2007114394A (en) Display device
JP4634721B2 (en) LCD panel

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200117

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20200117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200305

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201027

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210518

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210714

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210921

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211008

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6959742

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150