JPH0627433A - Ｓｔｎ型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】温度が変化しても常にコントラストが高くかつ
表示の帯色もない高品質の画像を表示することができる
ＳＴＮ型液晶表示装置を提供する。 【構成】ＳＴＮ型液晶セル１０と一方の偏光板３２との
間に２枚の偏光補償用位相板３１，３２を配置し、か
つ、前記２板の位相板３１，３２のうちの少なくとも１
枚の位相板に、温度が上がるのにともなってリタデーシ
ョンが小さくなり、温度が下がるのにともなってリタデ
ーションが大きくなる温度依存性をもたせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＳＴＮ型液晶表示装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、テレビジョン画像等を表示する液
晶表示装置として、通常のＴＮ型液晶表示装置に比べて
高デューティでの時分割駆動性に優れたＳＴＮ型液晶表
示装置が開発されている。

【０００３】このＳＴＮ型液晶表示装置は、液晶分子を
両基板間において１８０〜２６０°の大きなツイスト角
でツイスト配列させたＳＴＮ型液晶セルの両側（光の入
射側と出射側）に一対の偏光板を配置したもので、この
ＳＴＮ型液晶表示装置は一般に、液晶セルの電極間にＯ
Ｎ電圧を印加したときに光が透過し、ＯＦＦ時に光が遮
断されるように一対の偏光板の透過軸（または吸収軸）
の方向を設定して、ネガ・モードで使用されている。

【０００４】このＳＴＮ型液晶表示装置は、液晶セルの
リタデーション（液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄ
との積；Δｎ・ｄ）の値が大きく、また液晶分子のツイ
スト角が大きいために透過光の旋光性も大きいから、高
デューティで時分割駆動しても、ＯＮ時の光透過率を高
くして明るい表示を得ることができる。

【０００５】しかし、上記ＳＴＮ型液晶表示装置は、明
るい表示が得られる反面、ＯＦＦ時の漏光が多くて表示
画像のコントラスト（ＯＮ部とＯＦＦ部との明暗比）が
悪くなってしまうし、また表示が本来の表示色とは異な
る色を帯びてしまうという問題をもっている。

【０００６】これは、液晶分子を１８０〜２６０°の大
きなツイスト角でツイスト配列させているＳＴＮ型液晶
セルは、そのリタデーションと旋光性が大きく、このリ
タデーションと旋光性による波長依存性が大きいためで
あり、液晶セルの波長依存性が大きいと、入射側の偏光
板により直線偏光されて液晶セルに入射した光が、液晶
セルの波長依存性により各波長光に位相差を生じて楕円
偏光となり、この楕円偏光が出射側の偏光板に入射す
る。

【０００７】そして、このように楕円偏光が出射側偏光
板に入射すると、この出射側偏光板の透過軸方向と直交
する偏光成分は偏光板で吸収されて遮断されるが、透過
軸方向の偏光成分は偏光板を透過して漏光となるため、
この漏光により黒になるべきＯＦＦ部分の暗さの度合が
低下してコントラストが低下する。また、この漏光は、
出射側偏光板を透過する偏光成分つまり特定の波長帯域
の光であるため、黒になるべきＯＦＦ部の表示が他の色
を帯びてしまう。

【０００８】この表示の帯色は、ＯＮ時にも生じてお
り、ＯＮ電圧を印加したときも、液晶分子は完全には垂
直に立上がらずにある程度の傾き角をもって配列するた
め、入射光が液晶セルの波長依存性によって楕円偏光と
なり、特定の波長光が出射側偏光板で吸収されて、出射
側偏光板を透過した光が本来の表示色とは異なる色を帯
びてしまう。なお、この帯色は、黄色系または青色系で
あり、そのため、ＳＴＮ型液晶表示装置は、イエロー・
モードまたはブルー・モードと呼ばれている。

【０００９】このため、上記ＳＴＮ型液晶表示装置で
は、液晶セルの両側に配置する一対の偏光板の一方（一
般には出射側偏光板）と前記液晶セルとの間に、１枚も
しくは複数枚の偏光補償用位相板を配置して、コントラ
ストの低下や表示の帯色をなくすようにしている。

【００１０】すなわち、このＳＴＮ型液晶表示装置は、
ＳＴＮ型液晶セルを透過した楕円偏光を、液晶セルと一
方の偏光板との間に配置した位相板によって直線偏光に
戻してやるようにしたもので、前記位相板のリタデーシ
ョンを液晶セルのリタデーションに応じて設定しておけ
ば、液晶セルを透過した光を、直線偏光として出射側偏
光板に入射させることができる。

【００１１】そして、出射側偏光板に入射する光が直線
偏光であれば、ＯＦＦ（光遮断）時の光の漏れはほとん
どなくなり、またＯＮ（光透過）時に特定の波長の光が
出射側偏光板で吸収されることもないため、ＯＦＦ時の
光の漏れを少なくするとともにＯＮ時の光透過率も高く
してコントラストを高くすることができるし、また表示
の帯色もなくすことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＳＴＮ型液晶表示装置は、液晶セルの温度が設計上の使
用温度範囲であるときは高コントラストでかつ帯色もな
い良好な画像を表示することができるが、液晶セルの温
度が前記温度範囲を越えて変化すると、コントラストが
低下するとともに表示の帯色も発生するという問題をも
っていた。

【００１３】これは、液晶セルのリタデーションに温度
依存性があるためであり、液晶セルのリタデーション
は、温度が上がるのにともなって小さくなり、温度が下
がるのにともなって大きくなるため、液晶セルの温度が
設計上の使用温度範囲を越えて変化すると、液晶セルと
位相板とのリタデーションの差が大きくなって位相板に
よる偏光補償効果が十分に生かされなくなり、コントラ
ストの低下や表示の帯色を発生する。

【００１４】本発明は、温度が変化しても常にコントラ
ストが高くかつ表示の帯色もない高品質の画像を表示す
ることができるＳＴＮ型液晶表示装置を提供することを
目的としたものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のＳＴＮ型液晶表
示装置は、ＳＴＮ型液晶セルと一方の偏光板との間に１
枚もしくは複数枚の偏光補償用位相板が配置され、か
つ、前記１枚の位相板もしくは前記複数枚の位相板のう
ちの少なくとも１枚の位相板は、温度が上がるのにとも
なってリタデーションが小さくなり、温度が下がるのに
ともなってリタデーションが大きくなる温度依存性をも
っていることを特徴とするものである。なお、本発明で
は、上記温度依存性をもつ位相板として、例えばポリメ
タクリル酸メチルを主成分とする一軸延伸フィルムを用
いている。

【００１６】また、本発明の一実施態様としては、液晶
セルと一方の偏光板との間には 1/4波長位相板と 1/1波
長位相板との２枚の位相板を配置する態様があり、その
場合、例えば液晶セルの２５℃でのリタデーションが
０．６〜１．０μｍであれば、前記 1/4波長位相板の２
５℃でのリタデーションを１２５〜１５０ｎｍ、前記 1
/1波長位相板の２５℃でのリタデーションを５２０〜５
６０ｎｍとし、かつ前記1/4波長位相板と 1/1波長位相
板とのうち一方の位相板のリタデーションの温度依存性
を−１．０〜−０．５ｎｍ／℃、他方の位相板のリタデ
ーションの温度依存性をほとんど０ｎｍ／℃または−
１．０〜−０．５ｎｍ／℃とすればよい。

【００１７】

【作用】本発明のＳＴＮ型液晶表示装置では、偏光補償
用位相板が上記のような温度依存性をもっているため、
温度が高くなって液晶セルのリタデーションが小さくな
ったときは、これに追随して前記位相板のリタデーショ
ンも小さくなり、また温度が低くなって液晶セルのリタ
デーションが大きくなったときは、これに追随して前記
位相板のリタデーションも大きくなる。

【００１８】そして、このように温度による液晶セルの
リタデーションの変化に追随して位相板のリタデーショ
ンも変化すれば、温度の変化にともなって発生する液晶
セルと位相板とのリタデーション差を小さくして、位相
板による偏光補償効果を十分に生かすことができるか
ら、温度が変化しても常にコントラストが高くかつ表示
の帯色もない高品質の画像を表示することができる。

【００１９】

【実施例】

（第１の実施例）以下、本発明の第１の実施例を図１〜
図２１を参照して説明する。

【００２０】図１は本実施例のＳＴＮ型液晶表示装置の
断面図である。この液晶表示装置は、ＳＴＮ型液晶セル
１０の両側、つまり光の入射側と出射側とに一対の偏光
板２１，２２を配置するとともに、前記液晶セル１０と
一方の偏光板との間に２枚の偏光補償用位相板３１，３
２を配置したもので、この実施例では、前記位相板３
１，３２を、液晶セル１０と出射側の偏光板（図におい
て上側の偏光板）２２との間に配置している。

【００２１】前記液晶セル１０は、ガラスからなる一対
の透明基板１１，１２を枠状のシール材１３を介して接
着するとともに、この両基板１１，１２間のシール材１
３で囲まれた空隙に液晶１８を封入したもので、その一
方の基板、例えば図において下側の入射側基板１１の液
晶層対向面には透明な走査電極１４が多数本互いに平行
に配列形成され、出射側基板１２の液晶層対向面には、
前記走査電極１４と直交させて、透明な信号電極１４が
多数本互いに平行に配列形成されている。また、両基板
１１，１２の電極形成面上には、表面にラビングによる
配向処理を施した配向膜１６，１７がそれぞれ形成され
ており、両基板１１，１２間に封入された液晶１８は、
前記配向膜１６，１７の配向規制力により両基板１１，
１２間において１８０〜２６０°のツイスト角でツイス
ト配列されている。

【００２２】また、この液晶セル１０の２５℃でのリタ
デーション（液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの
積；Δｎ・ｄ）の値は０．６〜１．０μｍであり、この
実施例では、液晶セル１０に封入する液晶１８として屈
折率異方性Δｎの値が２５℃で０．１６μｍ以上の液晶
を用い、この液晶１８の屈折率異方性Δｎに応じて液晶
層の層厚（セルギャップ）ｄを設定して、液晶セル１０
のリタデーション（Δｎ・ｄ）を上記の値（０．６〜
１．０μｍ）にしている。

【００２３】なお、この実施例のＳＴＮ型液晶表示装置
は、白黒のモノクローム画像を表示するものでも、フル
カラー画像等の多色カラー画像を表示するものでもよ
く、液晶表示装置に多色カラー画像を表示させる場合
は、上記液晶セル１０の一方の基板に赤，緑，青のカラ
ーフィルタ（図１では図示せず）を設けておけばよい。

【００２４】一方、液晶セル１０と出射側偏光板２２と
の間に配置された２枚の位相板３１，３２のうち、液晶
セル１０側の位相板は 1/4波長位相板とされ、偏光板２
２側の位相板３２は 1/1波長位相板とされており、液晶
セル１０側の 1/4波長位相板３１の２５℃でのリタデー
ション（位相板の屈折率異方性Δｎと板厚ｄとの積；Δ
ｎ・ｄ）は１２５〜１５０ｎｍ（５００〜６００ｎｍの
１／４）とされ、偏光板２２側の 1/1波長位相板３２の
２５℃でのリタデーション（Δｎ・ｄ）は５２０〜５６
０ｎｍ（４００〜７００ｎｍの１／１）とされている。

【００２５】これら位相板３１，３２と偏光板２１，２
２とは、その軸方向を次のような方向に合わせて配置さ
れている。図２は液晶セル１０の両基板１１，１２面に
おける液晶分子配向方向（配向膜１６，１７のラビング
方向）と、前記位相板３１，３２の進相軸方向と、偏光
板２１，２２の透過軸方向とを示している。

【００２６】図２の（ａ）に示すように、液晶セル１０
の出射側基板１２面の液晶分子配向１２ａは、入射側基
板１１面の液晶分子配向１１ａに対して右回りに液晶分
子のツイスト角θ（１８０〜２６０°）だけずれてお
り、両基板１１，１２面の液晶分子配向１１ａ，１２ａ
はそれぞれ、液晶表示装置の視角方向に対する水平線Ｌ
に対して同じ角度で交差している。

【００２７】また、図２の（ｂ）に示すように、液晶セ
ル１０側の 1/4波長位相板３１の進相軸方向３１ａは、
上記出射側基板１２面の液晶分子配向１２ａに対して左
回りに９０〜１００°の角度α₁ で交差する方向にあ
り、偏光板２２側の 1/1位相板３２の進相軸方向３１ａ
は、上記出射側基板１２面の液晶分子配向１２ａに対し
て左回りに１００〜１５０°の角度α₂ で交差する方向
にある。

【００２８】さらに、図２の（ｃ），（ｄ）に示すよう
に、入射側偏光板２１の透過軸方向２１ａは、液晶セル
１０の入射側基板１１面の液晶分子配向１１ａに対して
左回りに１１０〜１６０°の角度βで交差する方向にあ
り、出射側偏光板２２の透過軸方向２２ａは、液晶セル
１０の出射側基板１２面の液晶分子配向１２ａに対して
左回りに７０〜１９０°の角度γで交差する方向にあ
る。なお、ここでいう“右回り”と“左回り”は、いず
れも出射面側から見たときの向きである。

【００２９】なお、この実施例のＳＴＮ型液晶表示装置
は、液晶セル１０の電極１４，１５間にＯＮ電圧が印加
されて液晶分子が立上り配向状態になったときに光が透
過し、ＯＦＦ時つまり液晶分子が初期配向状態になった
ときに光が遮断される、いわゆるネガ・モード表示タイ
プのもので、上記入射側偏光板２１の透過軸方向２１ａ
と出射側偏光板２２の透過軸方向２２ａとは、上記角度
β，γの範囲内で、液晶表示装置の表示がネガ・モード
となる角度に設定されている。

【００３０】このＳＴＮ型液晶表示装置は、ＳＴＮ型液
晶セル１０と出射側偏光板２１との間に上記 1/4波長位
相板３１と 1/1波長位相板とを配置してコントラストの
低下や表示の帯色をなくすようにしたもので、入射側偏
光板２１により直線偏光されてＳＴＮ型液晶セル１０に
入射した光は液晶セル１０の波長依存性により楕円偏光
となるが、液晶セル１０を出射した楕円偏光を 1/4波長
位相板３１に通すと、この光が 1/4波長位相板の波長依
存性によって各方向の偏光振幅が可視光領域のほぼ全域
においてほぼ一定な光（円偏光）となり、この光をさら
に 1/1波長位相板３２に通すと、各波長光の位相差がほ
とんどない直線偏光となる。

【００３１】そして、出射側偏光板２２に入射する光が
直線偏光であれば、ＯＦＦ（光遮断）時の光の漏れはほ
とんどなくなり、またＯＮ（光透過）時に特定の波長の
光が出射側偏光板で吸収されることもないため、ＯＦＦ
時の光の漏れを少なくするとともにＯＮ時の光透過率も
高くしてコントラストを高くすることができるし、また
表示の帯色もなくすことができる。

【００３２】ところで、上記液晶セル１０は、そのリタ
デーション（Δｎ・ｄ）の値が温度によって変化する温
度依存性をもっている。これは、液晶１８の屈折率異方
性Δｎが温度が高くなるのにともなって小さくなり、温
度が低くなるのにともなって大きくなるためであり、し
たがって液晶セル１０のリタデーションは、温度が上が
るのにともなって小さくなり、温度が下がるのにともな
って大きくなる。

【００３３】一方、位相板としては、従来、ＰＶＡ（ポ
リビニルアルコール）フィルムを一軸延伸した位相板
（以下、ＰＶＡ位相板という）、ＰＣ（ポリカーボネー
ト）フィルムを一軸延伸した位相板（以下、ＰＣ位相板
という）、ダイアセテートフィルムを一軸延伸した位相
板（以下、ダイアセテート位相板という）が使用されて
いるが、これらの位相板は、温度が変化してもリタデー
ションは変化しない。

【００３４】そして、位相板のリタデーションが一定で
あると、温度変化による液晶セル１０のリタデーション
の変化にともなって液晶セル１０と位相板とのリタデー
ションの差が大きくなり、位相板による偏光補償効果が
十分に生かされなくなって、コントラストの低下や表示
の帯色を発生する。

【００３５】そこで、この実施例では、上記 1/4位相板
３１と 1/1位相板３２とを温度によってリタデーション
が変化する温度依存性をもつものとし、温度の変化にと
もなって発生する液晶セル１０と位相板３１，３２との
リタデーション差を小さくして、位相板３１，３２によ
る偏光補償効果を十分に生かすようにしている。

【００３６】上記位相板３１，３２について説明する
と、この位相板３１，３２はアクリル系位相板であり、
例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）を主成分
としこれに可塑剤を添加した材料を加工して得たアクリ
ル系樹脂フィルムを一軸延伸したものである。このアク
リル系位相板は、温度によってリタデーションが変化す
る温度依存性をもっている。

【００３７】図３は、上記アクリル系位相板と従来の各
種位相板とについて、その温度を１００時間ごとに室温
（ここでは２５℃）と６０℃とに交互に変化させながら
リタデーション（Δｎ・ｄ）の値を連続して調べた結果
を示している。

【００３８】この図３のように、従来の位相板は、ＰＶ
Ａ位相板も、ＰＣ位相板も、またダイアセテート位相板
も、その製造後（延伸後）、最初に位相板を加熱したと
きは、時間の経過にともなってリタデーションが大きく
なって行くが、この後は、温度を下げてもリタデーショ
ンは小さくならず、加熱したときの値のままとなる。

【００３９】なお、ここでは位相板の加熱状態を１００
時間だけ維持しているが、さらに長時間位相板の加熱状
態を維持し続けると、リタデーションがさらに大きくな
って行き、飽和点に達したところでリタデーションの変
化が止まる。これは、位相板の加熱温度を変えた場合
や、一旦室温に戻した位相板を前の加熱温度より高い温
度で再び加熱した場合も同じであり、その場合も、位相
板のリタデーションが加熱温度に応じたリタデーション
変化曲線で大きくなって行き、飽和点に達したところで
リタデーションの変化が止まる。

【００４０】上記ＰＶＡ位相板、ＰＣ位相板、ダイアセ
テート位相板は、その使用温度より若干高い温度で熱処
理してから使用されており、したがって、これら従来の
位相板には、温度によってリタデーションが変化する温
度依存性はない。

【００４１】一方、上記アクリル系位相板は、図３のよ
うに、加熱するとリタデーションが小さくなり、温度を
室温に戻すとリタデーションも元の値に戻る。これは、
温度を室温から下げた場合も同様であり、その場合は、
温度を下げるとリタデーションが大きくなり、温度を室
温に戻すとリタデーションも元の値に戻る。

【００４２】すなわち、上記アクリル系位相板は、温度
を上げるとリタデーションが小さくなり、温度を下げる
とリタデーションが大きくなる温度依存性をもってい
る。このアクリル系位相板の温度依存性は、液晶セル１
０の温度依存性と同じ傾向の特性である。また、このア
クリル系位相板の温度変化に対するリタデーションの変
化は、図３のような反応性のよい特性であり、この反応
性は液晶セル１０の温度変化に対するリタデーション変
化の反応性とほぼ同じである。

【００４３】図４は、液晶セル１０のリタデーションの
温度特性を示しており、ここでは、液晶１８として、屈
折率異方性Δｎの値が、Δｎ＝０．２４２，Δｎ＝０．
２３０，Δｎ＝０．２０，Δｎ＝０．１８のものを用い
た４種類の液晶セル（液晶層厚ｄは全て３．５μｍ）の
特性を示している。これら液晶セルのリタデーションの
値はそれぞれ異なるが、リタデーションの温度依存性は
ほぼ同じである。これら液晶セルの温度依存性は約−
２．０ｎｍ／℃であり、温度が１℃上がると、リタデー
ションの値が約２．０ｎｍ小さくなる。

【００４４】図５は、上記アクリル系位相板と、従来の
位相板（使用温度より若干高い温度で熱処理したもの）
とのリタデーションの温度特性を示しており、従来の位
相板は、ＰＶＡ位相板も、ＰＣ位相板も、またダイアセ
テート位相板も、温度依存性をもっていないが、アクリ
ル系位相板は、液晶セル１０と同じ傾向の温度依存性特
性をもっている。

【００４５】また、図５において、アクリル系位相板Ａ
は、 1/4位相板３１として用いるものであり、その２５
℃でのリタデーションは上述したように１２５〜１５０
ｎｍである。また、アクリル系位相板Ｂは、 1/1位相板
３２として用いるものであり、その２５℃でのリタデー
ションは上述したように５２０〜５６０ｎｍである。な
お、この位相板のリタデーションの値は、原料の可塑剤
添加量、フィルムの延伸率、位相板の板厚（延伸率後の
フィルムの膜厚）等を調整することによって任意に選ぶ
ことができる。

【００４６】そして、この実施例では、上記 1/4波長位
相板（アクリル系位相板Ａ）３１と1/1波長位相板（ア
クリル系位相板Ｂ）３２との両方を、リタデーションの
温度依存性が−１．０〜−０．５ｎｍ／℃（温度が１℃
上がるとリタデーションの値が１．０〜０．５ｎｍ小さ
くなる特性）のものとし、両位相板３１，３２のトータ
ルの温度依存性を−２．０〜−１．０ｎｍ／℃（液晶セ
ル１０の温度依存性［約−２．０ｎｍ／℃］の約１／１
〜１／２の値）にしている。

【００４７】この実施例のＳＴＮ型液晶表示装置は、偏
光補償用の 1/4波長位相板３１と 1/1波長位相板３２と
が上記のような温度依存性をもっているため、温度が高
くなって液晶セル１０のリタデーションが小さくなった
ときは、これに追随して位相板３１，３２のリタデーシ
ョンも小さくなり、また温度が低くなって液晶セル１０
のリタデーションが大きくなったときは、これに追随し
て位相板３１，３２のリタデーションも大きくなる。

【００４８】そして、このように温度による液晶セル１
０のリタデーションの変化に追随して位相板３１，３２
のリタデーションも変化すれば、温度の変化にともなっ
て発生する液晶セル１０と位相板３１，３２とのリタデ
ーション差を小さくして、位相板３１，３２による偏光
補償効果を十分に生かすことができるから、温度が変化
しても常にコントラストが高くかつ表示の帯色もない高
品質の画像を表示することができる。

【００４９】図６〜図９は、上記実施例のＳＴＮ型液晶
表示装置と、偏光補償用の 1/4波長位相板３１と 1/1波
長位相板３２とをいずれもリタデーションに温度依存性
がない位相板（ＰＶＡ位相板、ＰＣ位相板、またはダイ
アセテート位相板）に置き換えた比較装置とを同じ駆動
電圧で駆動し、２０℃，３０℃，４０℃，５０℃の各温
度でのＯＮ時とＯＦＦ時の透過光の分光特性を調べた結
果を示している。なお、上記比較装置としては、使用温
度範囲を３０〜５０℃とし、約４０℃のときに最も品質
のよい画像を表示できるように設計したものを用いた。

【００５０】この図６〜図９を見れば分かるように、リ
タデーションに温度依存性がない位相板を用いた比較装
置は、設計上の使用温度範囲（３０〜５０℃）ではＯＮ
時とＯＦＦ時との透過率の差が大きく、十分なコントラ
ストが得られるとともに、分光分布もほぼ均一で表示の
帯色も少ないが、２０℃では、図６のようにＯＮ時とＯ
ＦＦ時との透過率の差がほとんどなくなって（特に約４
７０〜６１０ｎｍの波長帯域ではＯＮ時とＯＦＦ時との
透過率が逆転してしまう）、表示不能となってしまう。

【００５１】これに対して、上記実施例の液晶表示装置
は、４０℃におけるＯＮ時とＯＦＦ時との透過率の差お
よび分光分布が上記比較装置のそれとほぼ同じであり、
コントラストが高くかつ表示の帯色もない高品質の画像
が得られる。また、５０℃では、ＯＮ時の透過率が比較
装置のそれより若干低くなるものの、ＯＮ時とＯＦＦ時
との透過率の差は十分であるし、分光分布もほぼ均一で
ある。さらに、３０℃では、ＯＮ時の透過率が比較装置
のそれより高くなってＯＦＦ時との透過率の差が大きく
なるとともに分光分布も良くなり、また２０℃でも、Ｏ
Ｎ時とＯＦＦ時との透過率の差が大きく、分光分布もほ
ぼ均一である。

【００５２】したがって、上記実施例の液晶表示装置に
よれば、その温度が２０℃〜５０℃と大きく変化して
も、常にコントラストが高くかつ表示の帯色もない高品
質の画像を表示することができる。これは、白黒のモノ
クローム画像を表示する液晶表示装置に限らず、多色カ
ラー画像を表示する液晶表示装置においてもいえること
であり、多色カラー画像を表示する液晶表示装置におい
ても、白および黒の表示が他の色を帯びることはない
し、またカラーフィルタで着色された赤，緑，青の表示
が他の色を帯びて色ずれを生ずることもない。

【００５３】なお、液晶表示装置の温度が５０℃程度に
なる例としては、例えばプジョジェクション方式の液晶
テレビがあり、このプジョジェクション液晶テレビで
は、高輝度の光源を用いてこの光源からの光を液晶表示
装置に入射させるため、液晶表示装置を空冷等の手段で
冷却しておいても、その温度が５０℃程度まで高くなっ
てしまう。

【００５４】また、図１０〜図１３は、上記実施例のＳ
ＴＮ型液晶表示装置と、上述した比較装置との２０℃，
３０℃，４０℃，５０℃の各温度での電圧−透過率特性
を調べた結果を示している。この図１０〜図１３からも
分かるように、上記実施例の液晶表示装置と比較装置と
の各温度での最大コントラスト（Ｃr ）の値は、 温度 実施例装置 比較装置 ２０℃ Ｃr ＝６２５．９ Ｃr ＝１８６．３ ３０℃ Ｃr ＝４４９．７ Ｃr ＝２６５．０ ４０℃ Ｃr ＝１６６．１ Ｃr ＝２１１．５ ５０℃ Ｃr ＝１１３．７ Ｃr ＝３５．２９

【００５５】であり、比較装置では温度が５０℃と高く
なると最大コントラスト（Ｃr ）の値Ｃr ＝３５．２９
とな極端に低くなってしまうが、上記実施例の液晶表示
装置は、温度が５０℃でも、Ｃr ＝１１３．７と、１０
０以上の高いコントラストを得ることができる。

【００５６】しかも、比較装置では、各温度での最大コ
ントラストが得られる電圧値が、２０℃で２０．０Ｖ
（Ｃr ＝１８６．３）は、３０℃で２１．３Ｖ（Ｃr ＝
２６５．０）は、４０℃で２０．３Ｖ（Ｃr ＝２１１．
５）、５０℃では１９．４Ｖ（Ｃr ＝３５．２９）であ
るが、上記実施例の液晶表示装置は、各温度での最大コ
ントラストが得られる電圧値が、２０℃で２１．２Ｖ
（Ｃr ＝６２５．９）、３０℃で２１．０Ｖ（Ｃr ＝４
４９．７）、４０℃で２０．８Ｖ（Ｃr ＝１６６．
１）、５０℃で２０．２Ｖ（Ｃr ＝１１３．７）であ
り、したがって、２０℃〜５０℃の範囲での電圧−透過
率特性のシフト量（２１．２Ｖ−２０．２Ｖ＝１．０
Ｖ）は上記比較装置（シフト量；２１．３Ｖ−１８．４
Ｖ＝１．９Ｖ）の約１／２に小さくなるから、温度の変
化に対して駆動電圧を大きく変化させる必要はなく、し
たがって表示駆動回路を簡易化できるという利点ももっ
ている。 （第２の実施例）

【００５７】なお、上記第１の実施例では、 1/4波長位
相板３１と 1/1波長位相板３２との両方のリタデーショ
ンに温度依存性をもたせているが、上記 1/4波長位相板
３１と 1/1波長位相板３２とのうちいずれか一方の位相
板を上述したアクリル系位相板とし、他方の位相板はリ
タデーションの温度依存性がほとんど０ｎｍ／℃のもの
としてもよい。

【００５８】図１４〜図１７は、 1/4波長位相板３１と
1/1波長位相板３２とのうち、 1/4波長位相板３１は第
１の実施例と同じアクリル系位相板（リタデーションの
温度依存性が−１．０〜−０．５ｎｍ／℃の位相板）と
し、 1/1波長位相板３２はリタデーションの温度依存性
がないＰＶＡ位相板とした液晶表示装置を一定の駆動電
圧で駆動し、２０℃，３０℃，４０℃，５０℃の各温度
でのＯＮ時とＯＦＦ時の透過光の分光特性を調べた結果
を示している。

【００５９】この図１４〜図１７を見れば分かるよう
に、 1/4波長位相板３１だけを温度依存性をもつものと
し、 1/1波長位相板３２は温度依存性がないものとした
液晶表示装置も、ＯＮ時とＯＦＦ時との透過率の差は２
０℃〜５０℃のいずれの温度においても十分であるし、
また分光分布もほぼ均一であり、したがって、温度が２
０℃〜５０℃と大きく変化しても、常にコントラストが
高くかつ表示の帯色もない高品質の画像を表示すること
ができる。

【００６０】また、図１８〜図２０は、 1/4波長位相板
３１だけに温度依存性をもたせた液晶表示装置の２０
℃，３０℃，４０℃，５０℃の各温度での電圧−透過率
特性を調べた結果を示している。

【００６１】この図１８〜図２０のように、上記液晶表
示装置の各温度での最大コントラスト（Ｃr ）の値は、
２０℃でＣr ＝２６５．３（２１．３Ｖ）、３０℃でＣ
r ＝２８７．３（２０．８Ｖ）、４０℃でＣr ＝３４
４．１（２０．４Ｖ）、５０℃でＣr ＝２２６．８（１
９．３Ｖ）であり、いずれの温度でも１００以上の高い
コントラストを得ることができる。ただし、この実施例
では電圧−透過率特性のシフト量は第１の実施例に比べ
て若干大きくなる。

【００６２】なお、この実施例は、 1/4波長位相板３１
を温度依存性をもつ位相板とし、 1/1波長位相板３２を
温度依存性のない位相板とした例であるが、これと逆
に、 1/1波長位相板３２を温度依存性をもつ位相板と
し、 1/4波長位相板３１を温度依存性のない位相板とし
た場合も、上記とほぼ同様な結果が得られる。 （第３の実施例）

【００６３】なお、上記第１および第２の実施例では、
液晶セル１０と出射側偏光板３２との間に、 1/4波長位
相板３１と 1/1波長位相板３２との２枚の位相板を配置
しているが、この位相板の数は３枚以上としてもよい。

【００６４】図２２は本発明の第３の実施例を示してい
る。この実施例のＳＴＮ型液晶表示装置は、ＳＴＮ型液
晶セル１０と出射側偏光板３２との間に３枚の偏光補償
用位相板３３，３４，３５を配置し、これら位相板３
３，３４，３５によって液晶セル１０を出射した楕円偏
光を直線偏光にしてやるようにしたものであり、この実
施例では、第１の位相板３１を 1/4波長位相板、第２の
位相板３２を 1/1波長位相板、第３の位相板３３を 1/1
波長位相板とし、これら位相板３３，３４，３５のリタ
デーションを液晶セル１０のリタデーションに応じて設
定している。

【００６５】そして、この実施例では、前記３枚の位相
板３３，３４，３５の少なくとも１枚を、リタデーショ
ンの温度依存性が−１．０〜−０．５ｎｍ／℃の位相板
（例えば第１の実施例で使用したアクリル系位相板）と
している。

【００６６】なお、前記３枚の位相板３３，３４，３５
のトータルの温度依存性は、１枚の位相板に温度依存性
もたせた場合で−１．０〜−０．５ｎｍ／℃、２枚の位
相板に温度依存性もたせた場合で−２．０〜−１．０ｎ
ｍ／℃、３枚の位相板に温度依存性もたせた場合で−
３．０〜−１．５ｎｍ／℃になる。

【００６７】この実施例のＳＴＮ型液晶表示装置におい
ても、ＳＴＮ型液晶セル１０と出射側偏光板３２との間
に配置した３枚の偏光補償用位相板３３，３４，３５の
少なくとも１枚が温度依存性をもっているため、温度に
よる液晶セル１０のリタデーションの変化に追随して位
相板３３，３４，３５のトータルのリタデーションも変
化するから、温度が変化しても常にコントラストが高く
かつ表示の帯色もない高品質の画像を表示することがで
きる。 （第４の実施例）

【００６８】図２３は本発明の第４の実施例を示してい
る。この実施例のＳＴＮ型液晶表示装置は、ＳＴＮ型液
晶セル１０と出射側偏光板３２との間に１枚の偏光補償
用位相板３６を配置し、この位相板３６によって液晶セ
ル１０を出射した楕円偏光を直線偏光にしてやるように
したものである。

【００６９】前記位相板３６は 1/1波長位相板でよく、
例えば液晶セル１０の２５℃でのリタデーションが０．
６〜１．０μｍである場合は、前記位相板３６の２５℃
でのリタデーションを８００〜１０００ｎｍとし、その
進相軸方向を、液晶セル１０の出射側基板１２面の液晶
分子配向に対して左回り（出射面側から見て左回り）に
８０〜１００°の角度で交差する方向にしておけばよ
い。

【００７０】なお、この例は液晶表示装置がネガ・モー
ド表示タイプのものである場合であるが、実際にはリタ
デーションが８００〜１０００ｎｍと極端に大きい位相
板はその製作が困難である。このため、上記第４の実施
例は、ネガ・モード表示タイプの液晶表示装置に適用す
ることは難しいが、ポジ・モード表示タイプの液晶表示
装置には適用可能である。

【００７１】すなわち、ポジ・モード表示タイプの液晶
表示装置に場合は、上記位相板３６として２５℃でのリ
タデーションが２５０〜４００ｎｍのものを用い、この
位相板３６の進相軸方向を、液晶セル１０の出射側基板
１２面の液晶分子配向に対して左回り（出射面側から見
て左回り）に７０〜１００°の角度で交差する方向にし
ておけばよい。

【００７２】そして、この実施例でも、前記位相板３６
を、リタデーションの温度依存性が−１．０〜−０．５
ｎｍ／℃の位相板（例えば第１の実施例で使用したアク
リル系位相板）としている。

【００７３】したがって、この第４の実施例のＳＴＮ型
液晶表示装置においても、温度による液晶セル１０のリ
タデーションの変化に追随して位相板３６のリタデーシ
ョンも変化するから、温度が変化しても常にコントラス
トが高くかつ表示の帯色もない高品質の画像を表示する
ことができる。 （他の実施例）

【００７４】なお、上記各実施例では、偏光補償用位相
板を液晶セル１０と出射側偏光板３２との間に配置して
いるが、この偏光補償用位相板は、液晶セル１０と入射
側偏光板３１との間に配置してもよい「

【００７５】

【発明の効果】本発明のＳＴＮ型液晶表示装置は、ＳＴ
Ｎ型液晶セルと一方の偏光板との間に１枚もしくは複数
枚の偏光補償用位相板を配置し、かつ、前記１枚の位相
板もしくは前記複数枚の位相板のうちの少なくとも１枚
の位相板に、温度が上がるのにともなってリタデーショ
ンが小さくなり、温度が下がるのにともなってリタデー
ションが大きくなる温度依存性をもたせたものであるか
ら、温度が変化しても常にコントラストが高くかつ表示
の帯色もない高品質の画像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２枚の偏光補償用位相板を備えたＳＴＮ型液晶
表示装置の断面図。

【図２】図１の液晶表示装置における液晶セルの両基板
面における液晶分子配向方向と位相板の進相軸方向と偏
光板の透過軸方向を示す図。

【図３】アクリル系位相板と従来の各種位相板との温度
によるリタデーション変化を示す図。

【図４】液晶セルのリタデーションの温度特性を示す
図。

【図５】アクリル系位相板と従来の各種位相板とのリタ
デーションの温度特性を示す図。

【図６】２枚の位相板の両方に温度依存性をもたせた液
晶表示装置と、２枚の位相板をいずれも温度依存性がな
い位相板に置き換えた比較装置との２０℃での分光特性
図。

【図７】同じく３０℃での分光特性図。

【図８】同じく４０℃での分光特性図。

【図９】同じく５０℃での分光特性図。

【図１０】２枚の位相板の両方に温度依存性をもたせた
液晶表示装置と、２枚の位相板をいずれも温度依存性が
ない位相板に置き換えた比較装置との２０℃での電圧−
透過率特性図。

【図１１】同じく３０℃での電圧−透過率特性図。

【図１２】同じく４０℃での電圧−透過率特性図。

【図１３】同じく５０℃での電圧−透過率特性図。

【図１４】２枚の位相板の一方だけに温度依存性をもた
せた液晶表示装置の２０℃での分光特性図。

【図１５】同じく３０℃での分光特性図。

【図１６】同じく４０℃での分光特性図。

【図１７】同じく５０℃での分光特性図。

【図１８】２枚の位相板の一方だけに温度依存性をもた
せた液晶表示装置の２０℃での電圧−透過率特性図。

【図１９】同じく３０℃での電圧−透過率特性図。

【図２０】同じく４０℃での電圧−透過率特性図。

【図２１】同じく５０℃での電圧−透過率特性図。

【図２２】３枚の偏光補償用位相板を備えたＳＴＮ型液
晶表示装置の断面図。

【図２３】１枚の偏光補償用位相板を備えたＳＴＮ型液
晶表示装置の断面図。

【符号の説明】

１０…液晶セル １１，１２…透明基板 １４，１５…透明電極 １６，１７…配向膜 １８…液晶 ２１，２２…偏光板 ３１… 1/4波長位相板 ３２… 1/1波長位相板 ３３，３４，３５…位相板 ３６…位相板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶分子を両基板間において１８０〜２６
   ０°のツイスト角でツイスト配列させたＳＴＮ型液晶セ
   ルと、この液晶セルの両側に配置された一対の偏光板と
   を備えたＳＴＮ型液晶表示装置において、 前記液晶セルと一方の偏光板との間に１枚もしくは複数
   枚の偏光補償用位相板が配置され、かつ、前記１枚の位
   相板もしくは前記複数枚の位相板のうちの少なくとも１
   枚の位相板は、温度が上がるのにともなってリタデーシ
   ョンが小さくなり、温度が下がるのにともなってリタデ
   ーションが大きくなる温度依存性をもっていることを特
   徴とするＳＴＮ型液晶表示装置。
2. 【請求項２】温度依存性をもつ位相板は、アクリル系樹
   脂フィルムを一軸延伸したものであることを特徴とする
   請求項１に記載のＳＴＮ型液晶表示装置。
3. 【請求項３】液晶セルと一方の偏光板との間には 1/4波
   長位相板と 1/1波長位相板との２枚の位相板が配置され
   ており、液晶セルの２５℃でのリタデーションは０．６
   〜１．０μｍ、前記 1/4波長位相板の２５℃でのリタデ
   ーションは１２５〜１５０ｎｍ、前記 1/1波長位相板の
   ２５℃でのリタデーションは５２０〜５６０ｎｍであ
   り、かつ前記 1/4波長位相板と 1/1波長位相板とのうち
   一方の位相板のリタデーションの温度依存性は−１．０
   〜−０．５ｎｍ／℃、他方の位相板のリタデーションの
   温度依存性はほとんど０ｎｍ／℃または−１．０〜−
   ０．５ｎｍ／℃であることを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載のＳＴＮ型液晶表示装置。