JPH0566403A - 透過型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】視野角による表示の着色をなくし、視野角の変
化にかかわらずに最適な白色表示を得る。 【構成】液晶セル１０を照明する一対の冷陰極蛍光管１
１，１２の上記液晶側上半分１１ａ，１２ａをを白色の
色度値とし、下側半分１１ｂ，１２ｂのそれぞれを視野
角の変化に応じた液晶表示素子の表示色の補色となる色
度値とした。 【効果】視野角を変化することで生じる着色が冷陰極蛍
光管からの補色光で補正され、表示面全域にわたって良
好な白色表示が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スーパーツイステッド
ネマチック（ＳＴＮ）液晶素子を用いた位相板方式液晶
表示装置に係り、特に薄型軽量、かつ視野角によらずに
良好な白黒表示，すなわちペーパーホワイト表示を可能
とした透過型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の液晶表示装置に用いる液
晶表示素子は、電極をパターニングした一対の電極基板
と、この電極上に配向膜を形成して該配向膜の対向間隙
（セルギャップ）に液晶層を封止して液晶セルとなし、
この液晶セルに少なくとも一枚の位相板を積層し、さら
に一対の偏光板で挟持して構成される。そして、前記液
晶表示素子の一方の面側（裏側）の対向する２辺に沿っ
てそれぞれ冷陰極管から成る照明光源（バックライト光
源）を配置して、当該冷陰極管の白色放射光で液晶表示
素子を裏側から照明することで、白黒表示を行ってい
る。

【０００３】従来の液晶セルは、２枚の電極板間に正の
誘電率異方性を有するネマチック液晶による９０度ねじ
れた螺旋構造を有し、かつ両電極板の外側に偏光軸（あ
るいは吸収軸）が該電極板に隣接する液晶分子に対して
直交あるいは平行となるように偏光板を配置して成るも
のであった（例えば、特公昭５１−１３６６６号公報参
照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の液晶セルで
は、当該液晶セルに複屈折効果をもつ位相板を積層する
ことでねじれ角に起因する透過光の着色を補償している
が、一般に位相板の屈折率異方軸が表示面の左右方向
（横方向）に集中して設定されているため、表示面と直
角な正対視野では良好な白色表示が観察されるが、複屈
折率部材の屈折率異方軸が表示面の左右方向に集中して
いるために、その視野角の上記正対位置から横方向への
増加にするに対する色調変化が激しく、例えば液晶層の
ねじれ方向を反時計まわりとなるように設定したものに
おいては、上記視野方向における表示パターンの色調
は、右方向は青色系に変化し、左方向は赤色系に変化す
る特性があるため視野角に対する表示の視認性が悪いと
いう問題がある。

【０００５】本発明の目的は、視野角に対する表示色の
色調変化を一定とし、良好な白色表示，すなわちペーパ
ーホワイト表示を可能とした液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、液晶表示素
子の色度が変化する視野角の方向に合わせて、左右辺
（表示面の横方向）あるいは上下辺（表示面の縦方向）
に配置する照明光源の色度値を液晶表示素子に面する側
（表側）とその反対側（裏側）とで異ならせ、さらに各
照明光源の上記各反対側の色度値をそれぞれの視野角に
より生じる色の補色となる色度値としたことを特徴とす
る。

【０００７】すなわち、本発明は、正の誘電異方性を有
し、旋光性物質が添加されたスーパーツイストネマチッ
ク液晶層と、このスーパーツイストネマチック液晶層に
ねじれた螺旋構造を付与するための配向膜を液晶層側に
それぞれ備えて当該液晶層を挟持して液晶セルを構成す
る一対の電極板と、この液晶セルを挟持する一対の偏光
板と、この一対の偏光板に挟持される少なくとも一枚の
位相板とから液晶表示素子を構成し、前記液晶表示素子
の一方の側の対向する２辺のそれぞれに沿って冷陰極管
からなる照明光源を備えた透過型液晶表示装置におい
て、前記照明光源を構成する各冷陰極管の前記液晶表示
素子に対向する側の略々半分の色度値と前記液晶表示素
子に対して反対側の略々半分の色度値とを異ならせると
共に、前記各冷陰極管の前記反対側略々半分の各色度値
を前記液晶表示素子の視野角による着色の補色となる色
度値としたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】液晶表示素子の視野角に対する色度変化を、当
該液晶表示素子の裏側の対向する辺（上下辺あるいは左
右辺）に配置した冷陰極管の裏側の略々半分での個々の
色度を前記視野角の変化で生じる色の補色光となるよう
に異ならせたため、液晶表示装置の表示色の補正が可能
となり視野角に対する表示色が一定となって、表示パタ
ーンの視認性が向上する。

【０００９】すなわち、冷陰極管の表側の略々半分の色
度値を各冷陰極管で同一の白色光源の色度値とし、視野
角の変化による着色が青色系となる方向からみて遠い側
に位置する冷陰極管の裏側の略々半分の色度値を赤色系
とし、また視野角の変化による着色が赤色系となる方向
からみて遠い側に位置する冷陰極管の裏側の略々半分の
色度値を青色系とすることにより、角視野角による観察
色が白色となり、結果的に液晶表示装置の表示面全域に
わたって良好は白色表示が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例の実施例につき、図面
を用いて詳細に説明する。図１は本発明による透過型液
晶表示装置の一実施例の構成を説明する概略断面図であ
って、矢印Ｚ方向が表示面となる。同図において、１は
ガラスならなる下電極板、２は同じく上電極板、３は下
偏光板、４は上偏光板、５は下位相差フィルム、６は上
位相差フィルム、７は液晶層、８は下電極板１の液晶層
に接する面に形成された下配向膜、９は上電極板２の液
晶層に接する面に形成された上配向膜である。下電極板
１と上電極板２に形成された下配向膜８と上配向膜９と
の間にスーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）等の
液晶が注入され、封止部７１で封止して液晶層７を形成
し液晶セル１０を構成する。そして、この液晶セル１０
と下偏光板３，上偏光板４，下位相差フィルム５，上位
相差フィルム６の積層体により液晶表示素子が構成され
る。なお、偏光板３，４、位相差フィルム５，６、液晶
セル１０は互いに密着して設置される。

【００１１】また、１１，１２は照明光源（バックライ
ト光源）である冷陰極管、１３は導光体、１４は拡散
板、１５はプリント基板である。同図では冷陰極管１
１，１２をＸ−Ｘ’方向（表示面の左右方向）各辺に２
本配置してあるが、この冷陰極管１１，１２’は、上下
辺（Ｙ−Ｙ’方向）に配置してもよい。さらに、本実施
例では上下の位相板を薄い位相差フィルムとしている
が、上下の偏光板をも同様に薄いフィルム状のものを用
いてもよいものである。

【００１２】プリント基板１５は、液晶セル１０の駆動
回路としてのＩＣ等の電子部品を搭載し、この駆動回路
と液晶セル１０の各電極（上電極，下電極）とをヒート
シール１６で接続している。冷陰極管１１，１２は、表
示面（Ｚ方向）すなわち上側に面する側１１ａ，１２
ａ’は白色光を放射し、表示面と反対方向すなわち下側
に面する側１１ｂ，１２ｂ’は視野角に応じた液晶セル
の着色の補色となる色の光を放射するように、該冷陰極
管の上下で放射光の色を異ならせている。

【００１３】この種の液晶表示素子においては、Ｚ軸に
対して例えば、左右３０度の範囲Ａでは視野角の変化に
対する表示に着色はないが、Ａの範囲を越えたＢの範囲
では青色系の着色が生じ、逆にＣの範囲では赤色系の着
色が生じる。したがって、冷陰極管１１の下側１１ｂを
上記Ｂの範囲における青色系の色と補色の関係にある赤
色系の光を放射する構成とすることで、Ｂの範囲から斜
め方向に位置する冷陰極管１１は、その下側１１ｂの部
分（下半分）の色度値の光成分を有する光源となり、Ｂ
の範囲における青色系の着色を補正して白色表示を得る
ことができる。

【００１４】同様に、冷陰極管１２の下側１２ｂに上記
Ｃの範囲における赤色系の色と補色の関係にある青色系
の光を放射する構成とすることで、Ｃの範囲から斜め方
向に位置する冷陰極管１２は、その下側１２ｂの部分
（下半分）の色度値の光成分を有する光源となり、Ｃの
範囲における赤色系の着色を補正して白色表示を得るこ
とができる。

【００１５】図２は本発明による透過型液晶表示装置に
用いる冷陰極管の一構成例の説明図であって、（ａ）は
一部破断した斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、
また（ｃ）は冷陰極管の他の構成例の（ｂ）と同様の断
面図である。同図（ａ）（ｂ）に示したように、冷陰極
管１１（１２）は、冷陰極を収容するステム２０で終端
した直管２１からなり、この直管２１の長手方向上半分
１１ａ（１２ａ）の内壁に白色光の色度値を持つ光を放
出する第１の蛍光膜Ｐ１と、同下半分１１ｂ（１２ｂ）
の内壁に赤色系（青色系）の色度値を持つ光を放出する
第２の蛍光膜Ｐ２を有する。

【００１６】直管２１内の下半分に上半分と異なる蛍光
膜を塗布したことにより、Ｚ軸上方から該直管の長手方
向と遠ざかる方向Ｘでは、上記下半分の第２の蛍光膜Ｐ
２の放出光が視野に入ることになる。また、（ｃ）に示
したように、冷陰極管は従来どおりの白色の蛍光膜Ｐ１
を直管内壁全面に塗布したものを用い、直管２１の外壁
下半分に赤色系（青色系）のフィルタ２４を被着して上
下の色度値を変えてもよい。

【００１７】図３は本発明による透過型液晶表示装置の
他の実施例の構成を説明する概略断面図であって、この
実施例では駆動回路を搭載するプリント基板１５を液晶
セル１０の周辺に位置させて液晶表示素子全体としての
厚みを低減させ、薄型化を図っている。その他の構成は
前記図１に示した実施例と同様である。図４は本発明に
よる液晶表示装置を用いた液晶表示モジュールの構造を
説明する展開斜視図であって、前記図３に示した液晶表
示素子を用いて駆動回路とバックライト光源を一体とし
た構造を特徴としたものである。

【００１８】同図において、液晶セル１０を駆動する駆
動回路を構成するＩＣ３４は、中央部に液晶表示素子６
０を嵌め込む為の窓部を備えた枠状体のプリント基板１
５に搭載される。液晶表示素子６０を嵌め込んだプリン
ト基板１５はプラスチックモールドで形成された枠状体
４２の窓部に嵌め込まれ、これに金属製のフレーム４１
を重ね、その爪４３を枠状体４２に形成されている切込
み４４内に折り曲げることによってフレーム４１と枠状
体４２が固定される。

【００１９】そして、液晶表示素子６０の左右端に配置
されている冷陰極管１１，１２、この冷陰極管１１，１
２からの光を液晶セル１０に均一に照射させるためのア
クリル板からなる導光体１３，金属板に白色塗料を塗布
する等で構成された反射板３８，導光体１３からの光を
拡散する乳白色の拡散板１４が図示の順序で、枠状体４
２の裏側からその窓部に嵌め込まれる。

【００２０】冷陰極管１１，１２を点灯するための図示
しない電源回路が枠状体４２の裏側（反射板３８の凹部
４５に対向する位置）に設けられた凹部（図示せず）に
収納される。拡散板１４，導光体１３，冷陰極管１１，
１２および反射板３８は、反射板３８に設けられている
舌片４６を枠状体４２の小口４７内に折り曲げることに
より固定される。

【００２１】このようにして、薄型，軽量、かつ視野角
の変化に伴う表示の着色を無くした液晶表示モジュール
を構成する。図５は本発明をカラー液晶表示装置に適用
する場合の上電極板まわりの構成を説明する部分破断し
た斜視図であって、上電極板２に赤，緑，青のカラーフ
ィルタ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂと、各カラーフィルタの
間に遮光膜３３Ｄを備え、これらカラーフィルム３３
Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂと遮光膜３３Ｄの上に上電極２１が
形成される。

【００２２】カラーフィルタ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂと
遮光膜３３Ｄ、上電極２１を形成したことによる表面の
凸凹を軽減するため、上電極２１の形成後に、絶縁物か
らなる平滑層３０を設けて表面を平滑とし、この平滑層
３０の上に上配向膜９が形成されている。なお、図５に
示した液晶表示素子を用いたカラー液晶表示モジュール
の構造は、駆動ＩＣを含めた駆動回路を除き、前記図４
に示したものと同様である。

【００２３】上記した各実施例は、その位相差フィルム
を液晶セルの表示面側に２枚重ねて設置したが、この２
枚の位相差フィルムを当該液晶セルを挟んで設置しても
よく、また液晶セルの表面側に１枚設置してもよい。本
実施例に示した液晶表示モジュールは、パソコン，ワー
プロなどのＯＡ機器、その他の各種電子機器のの表示手
段として使用することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
視角による表示の着色を無くして広視野角で、高コント
ラストかつ明るい白色表示（ペーパーホワイト表示）を
得ることができ、前記従来技術の欠点を解消して優れた
機能の液晶表示装置を得ることができる。

【００２５】また、カラーフィルタとの組合せにより、
高精細度のカラー液晶表示装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による透過型液晶表示装置の一実施例の
構成を説明する概略断面図であ。

【図２】本発明による透過型液晶表示装置に用いる冷陰
極螢光管の一構成例の説明図であ。

【図３】本発明による液晶表示装置の他の実施例の構成
を説明する概略断面図である。

【図４】本発明による液晶表示装置を用いた液晶表示モ
ジュールの構造を説明する展開斜視図であ。

【図５】本発明をカラー液晶表示装置に適用する場合の
上電極板まわりの構成を説明する部分破断した斜視図で
ある。

【符号の説明】

１・・・下電極板、２・・・上電極板、３・・・下偏光
板、４・・・上偏光板、５・・・下位相差フィルム、６
・・・上位相差フィルム、７・・・液晶層、８・・・下
配向膜、９・・・上配向膜、１０・・・液晶セル、１
１，１２・・・冷陰極管、１３・・・導光体、１４・・
・拡散板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正の誘電異方性を有し、旋光性物質が添加
   されたスーパーツイストネマチック液晶層と、前記スー
   パーツイストネマチック液晶層にねじれた螺旋構造を付
   与するための配向膜を液晶層側にそれぞれ備え当該液晶
   層を挟持して液晶セルを構成する一対の電極板と、前記
   液晶セルを挟持する一対の偏光板と、前記一対の偏光板
   に挟持される少なくとも一枚の位相板とから液晶表示素
   子を構成し、前記液晶表示素子の一方の側の対向する２
   辺のそれぞれに沿って冷陰極管からなる照明光源を備え
   た透過型液晶表示装置において、 前記照明光源を構成する各冷陰極管の前記液晶表示素子
   に対向する側の略々半分の色度値と前記液晶表示素子に
   対して反対側の略々半分の色度値とを異ならせると共
   に、前記各冷陰極管の前記反対側略々半分の各色度値を
   前記液晶表示素子の視野角による着色の補色となる色度
   値としたことを特徴とする透過型液晶表示装置。