JPH09288258A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表示の着色を位相差板により補償する液晶表示
装置として、温度の変化にかかわらず、表示の着色を効
果的に補償して良好な白黒表示を得ることができるもの
を提供する。 【解決手段】着色を補償するための位相差板に、リタデ
ーションの温度依存性がほとんどないポリカーボネート
製の位相差板５と、リタデーションの温度依存性が液晶
セル１のΔｎｄの温度依存性より大きいアクリル製の位
相差板６とを用いて、温度による液晶セル１のΔｎｄの
変化にともなって位相差板のトータルのリタデーション
も同じように変化するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置に関
するものであって、表示の着色を位相差板により補償し
て良好な白黒表示を得るものを対象としたものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、液晶表示装置は、大画面化および
高解像度化のために表示画素数が極めて多くなってきて
おり、これにともなって、高デューティでマルチプレッ
クス駆動できることが要求されているが、従来から広く
使用されているＴＮ（ツイステッド・ネマティック）型
の液晶表示装置は、高デューティでマルチプレックス駆
動すると動作マージンが低下し、そのために表示コント
ラストが低下するとともに視野角特性も悪くなるという
問題をもっている。

【０００３】このため、最近では、マルチプレックス駆
動特性をよくするために、液晶分子を１８０°〜２７０
°（通常は２００°〜２５０°）のツイスト角でツイス
ト配列させた、ＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマ
ティック）型の液晶表示装置が着目されている。

【０００４】しかし、このＳＴＮ型液晶表示装置は、一
方の偏光板を透過して入射した直線偏光が、液晶セルを
透過する過程で、液晶層の複屈折効果により各波長光が
それぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光となり、
その光が他方の偏光板に入射するため、この他方の偏光
板を透過した光が、その光を構成する各波長光の光強度
の比に応じた色に着色してしまい、良好な白黒表示が得
られない。

【０００５】そこで従来から、ＳＴＮ型液晶表示装置と
して、表示の着色を位相差板によって補償するようにし
たものが考えられている。上記位相差板は、透明な樹脂
フィルムを一軸方向に延伸して光学的な複屈折性をもた
せたもので、延伸方向に遅相軸をもち、それと直交する
方向に進相軸をもっており、その複屈折性と板厚とによ
って決まるリタデーションを有している。この位相差板
としては、従来、ポリカーボネート製、ポリビニルアル
コール製、ポリスルホン製のものが使用されている。

【０００６】この位相差板を備えたＳＴＮ型液晶表示装
置は、液晶セルと着色補償用の位相差板とを積層し、こ
れらをはさんで一対の偏光板を配置した構成となってお
り、前記位相差板のリタデーションとその光学軸（遅相
軸または進相軸）の向きは、液晶セルのΔｎｄ、つまり
液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積の値と、前
記液晶セルの両基板の近傍における液晶分子の配向方向
および液晶分子のツイスト角に応じて、良好な着色補償
効果が得られるように設定されている。

【０００７】この液晶表示装置によれば、液晶セルの液
晶層の複屈折効果と位相差板の複屈折効果とが互いに打
ち消し合い、一方の偏光板を透過して入射し、液晶セル
と位相差板とを透過した光が直線偏光またはそれに近い
偏光状態の光となって他方の偏光板に入射するため、上
述した表示の着色が補償され、良好な白黒表示が得られ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の位相差
板を備えたＳＴＮ型液晶表示装置は、温度が変化する
と、充分な着色補償効果が得られなくなるという問題を
もっている。これは、液晶セルのΔｎｄに温度依存性が
あるためである。

【０００９】すなわち、液晶の屈折率異方性Δｎは、液
晶組成物によって決まるが、その値は温度によって変化
し、温度が高くなるとΔｎが小さくなり、温度が低くな
るとΔｎが大きくなるため、液晶セルのΔｎｄには、そ
の値が温度によって変化する温度依存性がある。

【００１０】これに対して、従来使用されているポリカ
ーボネート製、ポリビニルアルコール製、ポリスルホン
製の位相差板は、温度が変化しても複屈折性はほとんど
変化しないため、この位相差板のリタデーションには温
度依存性がほとんどない。

【００１１】このため、従来の液晶表示装置は、温度に
よって液晶セルのΔｎｄが変化すると、それにともなっ
て位相差板による着色補償効果が悪くなり、表示が色を
呈するようになる。

【００１２】この発明は、温度の変化にかかわらず、表
示の着色を効果的に補償して良好な白黒表示を得ること
ができる液晶表示装置を提供することを目的としたもの
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示装置
は、一対の基板間に液晶分子が１８０°〜２７０°のツ
イスト角でツイスト配列した液晶層を設けてなる液晶セ
ルと、リタデーションの温度依存性が前記液晶セルのΔ
ｎｄの温度依存性より小さい少なくとも１枚の着色補償
用位相差板と、リタデーションの温度依存性が前記液晶
セルのΔｎｄの温度依存性より大きい少なくとも１枚の
着色補償用位相差板とを積層し、これらをはさんで一対
の偏光板を配置したことを特徴とするものである。

【００１４】この液晶表示装置は、表示の着色を、リタ
デーションの温度依存性が異なる２種類の位相差板によ
って補償するものであり、各位相差板のトータルのリタ
デーションの値と、これらの位相差板の光学軸の向きと
を、液晶セルのΔｎｄと、この液晶セルの両基板の近傍
における液晶分子の配向方向および液晶分子のツイスト
角に応じて、良好な着色補償効果が得られるように設定
しておけば、表示の着色をなくすことができる。

【００１５】そして、この液晶表示装置では、表示の着
色を補償するための位相差板として、リタデーションの
温度依存性が前記液晶セルのΔｎｄの温度依存性より小
さい少なくとも１枚の位相差板と、リタデーションの温
度依存性が前記液晶セルのΔｎｄの温度依存性より大き
い少なくとも１枚の位相差板とを用いているため、これ
らの位相差板のリタデーションの温度依存性は、見かけ
上、各位相差板の温度依存性を平均した特性であり、し
たがって、位相差板のリタデーションの温度依存性を、
前記液晶セルのΔｎｄの温度依存性に近くすることがで
きる。

【００１６】したがって、この発明の液晶表示装置によ
れば、温度による液晶セルのΔｎｄの変化にともなって
位相差板のトータルのリタデーションも同じように変化
するから、温度の変化にかかわらず、表示の着色を効果
的に補償して良好な白黒表示を得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の液晶表示装置におい
て、各位相差板は、液晶セルの一方の面に、リタデーシ
ョンの温度依存性が小さい位相差板を配置し、前記液晶
セルの他方の面に、リタデーションの温度依存性が大き
い位相差板を配置しても、あるいは、液晶セルの一方の
面に、リタデーションの温度依存性が小さい位相差板
と、リタデーションの温度依存性が大きい位相差板とを
互いに積層して配置してもよい。

【００１８】さらに、この発明の液晶表示装置において
は、液晶セルの一方の面と他方の面とにそれぞれ、リタ
デーションの温度依存性が小さい位相差板と、リタデー
ションの温度依存性が大きい位相差板との２枚の位相差
板を互いに積層して配置してもよい。

【００１９】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示す液晶表
示装置の側面図である。この液晶表示装置は、液晶セル
１と２枚の着色補償用位相差板５，６とを積層し、これ
らをはさんで一対の偏光板７，８を配置したものであ
り、この実施例では、前記２枚の位相差板５，６を、液
晶セル１をはさんでその両面に配置している。

【００２０】上記液晶セル１は、枠状のシール材４を介
して接合された一対の透明基板２，３間に、液晶分子が
１８０°〜２７０°（好ましくは２００°〜２５０°）
のツイスト角でツイスト配列した液晶層を設けてなるＳ
ＴＮ型のものであり、その内部構造は図示しないが、両
基板２，３の内面にはそれぞれ透明な電極が形成され、
その上に配向膜が形成されている。

【００２１】また、上記位相差板５，６は、透明な樹脂
フィルムを一軸方向に延伸して光学的な複屈折性をもた
せたものであり、液晶セル１の一方の面に配置された位
相差板５は、リタデーションの温度依存性が前記液晶セ
ル１のΔｎｄ（液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄと
の積の値）より小さいものとされ、液晶セル１の他方の
面に配置された位相差板６は、リタデーションの温度依
存性が液晶セル１のΔｎｄの温度依存性より大きいもの
とされている。

【００２２】上記リタデーションの温度依存性が小さい
位相差板５は、ポリカーボネート樹脂フィルムを延伸し
たものであり、この位相差板（以下、ポリカーボネート
位相差板という）５は、温度が変化しても複屈折性がほ
とんど変化しないため、そのリタデーションには温度依
存性がほとんどない。

【００２３】一方、リタデーションの温度依存性が小さ
い位相差板６は、アクリル樹脂フィルムを延伸したもの
であり、この位相差板（以下、アクリル位相差板とい
う）６は、温度によって複屈折性が大きく変化する特性
をもっている。このアクリル位相差板６の温度による複
屈折性の変化率は、液晶セル１の液晶の複屈折性Δｎの
変化率の約２倍である。

【００２４】この液晶表示装置は、表示の着色を、リタ
デーションの温度依存性が異なる２種類の位相差板５，
６によって補償するものであり、各位相差板５，６のト
ータルのリタデーションの値と、これらの位相差板５，
６の光学軸（遅相軸または進相軸）の向きとを、液晶セ
ル１のΔｎｄと、この液晶セル１の両基板２，３の近傍
における液晶分子の配向方向および液晶分子のツイスト
角に応じて、良好な着色補償効果が得られるように設定
しておけば、液晶セル１の液晶層の複屈折効果と各位相
差板５，６の複屈折効果とが互いに打ち消し合い、一方
の偏光板８（または７）を透過して入射し、一方の位相
差板５と液晶セル１と他方の位相差板６とを透過した光
が直線偏光またはそれに近い偏光状態の光となって他方
の偏光板７（または８）に入射するため、表示の着色を
なくすことができる。

【００２５】そして、この液晶表示装置では、表示の着
色を補償するための位相差板として、リタデーションの
温度依存性が液晶セル１のΔｎｄの温度依存性より小さ
い位相差板５と、リタデーションの温度依存性が前記液
晶セル１のΔｎｄの温度依存性より大きい位相差板６と
を用いているため、これらの位相差板５，６のリタデー
ションの温度依存性は、見かけ上、各位相差板５，６の
温度依存性を平均した特性であり、したがって、位相差
板のリタデーションの温度依存性を、液晶セル１のΔｎ
ｄの温度依存性に近くすることができる。

【００２６】なお、上記各位相差板５，６のトータルの
リタデーションが良好な着色補償効果が得られる値であ
れば、それぞれの位相差板５，６のリタデーションの大
きさは任意でよいが、前記位相差板５，６が、リタデー
ションの温度依存性がほとんどないポリカーボネート位
相差板と、複屈折性の変化率が液晶セル１の液晶の複屈
折性Δｎの変化率の約２倍であるアクリル位相差板であ
る場合は、両方の位相差板５，６のリタデーションの大
きさをほぼ同じにするのが望ましく、このようにすれ
ば、その平均した温度依存性を、液晶セル１のΔｎｄの
温度依存性により近くすることができる。

【００２７】したがって、この液晶表示装置によれば、
温度による液晶セル１のΔｎｄの変化にともなって位相
差板５，６のトータルのリタデーションも同じように変
化するから、温度の変化にかかわらず、表示の着色を効
果的に補償して良好な白黒表示を得ることができる。

【００２８】図２はこの発明の第２の実施例を示す液晶
表示装置の側面図であり、この液晶表示装置は、液晶セ
ル１の一方の面に、リタデーションの温度依存性がほと
んどないポリカーボネート位相差板５と、複屈折性の変
化率が液晶セル１の液晶の複屈折性Δｎの変化率の約２
倍であるアクリル位相差板６とを互いに積層して配置
し、これらをはさんで一対の偏光板７，８を配置したも
のである。

【００２９】この実施例の液晶表示装置においても、各
位相差板５，６のトータルのリタデーションの値と、こ
れらの位相差板５，６の光学軸の向きとを、液晶セル１
のΔｎｄと、この液晶セル１の両基板２，３の近傍にお
ける液晶分子の配向方向および液晶分子のツイスト角に
応じて、良好な着色補償効果が得られるように設定して
おけば、表示の着色をなくすことができ、また、温度の
変化にかかわらず、表示の着色を効果的に補償して良好
な白黒表示を得ることができる。

【００３０】なお、この実施例では、図２に示したよう
に、２枚の位相差板５，６のうちのアクリル位相差板６
を液晶セル１に隣接させているが、これと逆に、ポリカ
ーボネート位相差板５を液晶セル１に隣接させて配置し
てもよい。

【００３１】また、この実施例の液晶表示装置の場合、
前記位相差板５，６は、液晶セル１のいずれの面に配置
してもよいが、好ましい位相差板５，６の配置側は、光
の出射側である。

【００３２】図３はこの発明の第３の実施例を示す液晶
表示装置の側面図であり、この液晶表示装置は、液晶セ
ル１の一方の面と他方の面とにそれぞれ、リタデーショ
ンの温度依存性がほとんどないポリカーボネート位相差
板５と、複屈折性の変化率が液晶セル１の液晶の複屈折
性Δｎの変化率の約２倍であるアクリル位相差板６との
２枚の位相差板を互いに積層して配置し、これらをはさ
んで一対の偏光板７，８を配置したものである。

【００３３】なお、上記ポリカーボネート位相差板５と
アクリル位相差板６とは、互いに接着されて一体化され
ている。また、この実施例では、４枚の位相差板５，６
に、第１および第２の実施例で用いたものよりも小さい
リタデーションのもの（板厚および複屈折性の一方また
は両方を小さくしたもの）を用いて、これらの位相差板
５，６のトータルのリタデーションを所定の値にしてい
る。

【００３４】この実施例の液晶表示装置は、表示の着色
を、液晶セル１の一方の面に配置したポリカーボネート
位相差板５およびアクリル位相差板６と、液晶セル１の
他方の面に配置したポリカーボネート位相差板５および
アクリル位相差板６との計４枚の位相差板によって補償
するものであり、この液晶表示装置においても、４枚の
位相差板５，６のトータルのリタデーションの値と、こ
れらの位相差板５，６の光学軸の向きとを、液晶セル１
のΔｎｄと、この液晶セル１の両基板２，３の近傍にお
ける液晶分子の配向方向および液晶分子のツイスト角に
応じて、良好な着色補償効果が得られるように設定して
おけば、表示の着色をなくすことができ、また、温度の
変化にかかわらず、表示の着色を効果的に補償して良好
な白黒表示を得ることができる。

【００３５】なお、この実施例では、図３に示したよう
に、液晶セル１の一方の面に配置する２枚の位相差板
５，６と、他方の面に配置する２枚の位相差板５，６と
を、それぞれ、アクリル位相差板６を液晶セル１に隣接
させて設けているが、これと逆に、ポリカーボネート位
相差板５を液晶セル１に隣接させて配置してもよく、ま
た、液晶セル１の一方の面に配置する２枚の位相差板
５，６と、他方の面に配置する２枚の位相差板５，６と
の積層関係を互いに反対にしてもよい。

【００３６】また、上記第１〜第３の実施例では、リタ
デーションの温度依存性が小さい位相差板５として、ポ
リカーボネート位相差板を用いているが、この位相差板
５は、ポリビニルアルコール製やポリスルホン製のもの
でもよく、また、この位相差板５は、リタデーションの
温度依存性が液晶セル１のΔｎｄの温度依存性より小さ
いものであれば、リタデーションの温度依存性がほとん
どないものに限られるものではない。

【００３７】さらに、リタデーションの温度依存性が大
きい位相差板６は、その複屈折性の変化率が液晶セル１
の液晶の複屈折性Δｎの変化率の約２倍であるものに限
らず、リタデーションの温度依存性が液晶セル１のΔｎ
ｄの温度依存性より大きいものであればよく、その材質
も、アクリルに限らない。

【００３８】

【発明の効果】この発明の液晶表示装置によれば、表示
の着色を補償するための位相差板として、リタデーショ
ンの温度依存性が液晶セルのΔｎｄの温度依存性より小
さい少なくとも１枚の位相差板と、リタデーションの温
度依存性が前記液晶セルのΔｎｄの温度依存性より大き
い少なくとも１枚の位相差板とを用いているため、これ
らの位相差板のリタデーションの温度依存性は、見かけ
上、各位相差板の温度依存性を平均した特性であり、し
たがって、温度による液晶セルのΔｎｄの変化にともな
って位相差板のトータルのリタデーションも同じように
変化するから、温度の変化にかかわらず、表示の着色を
効果的に補償して良好な白黒表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の
側面図。

【図２】この発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の
側面図。

【図３】この発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の
側面図。

【符号の説明】

１…液晶セル ５…ポリカーボネート位相差板（リタデーションの温度
依存性が小さい位相差板） ６…アクリル位相差板（リタデーションの温度依存性が
大きい位相差板） ７，８…偏光板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板間に液晶分子が１８０°〜２７
   ０°のツイスト角でツイスト配列した液晶層を設けてな
   る液晶セルと、リタデーションの温度依存性が前記液晶
   セルのΔｎｄ（液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄと
   の積の値）の温度依存性より小さい少なくとも１枚の着
   色補償用位相差板と、リタデーションの温度依存性が前
   記液晶セルのΔｎｄの温度依存性より大きい少なくとも
   １枚の着色補償用位相差板とを積層し、これらをはさん
   で一対の偏光板を配置したことを特徴とする液晶表示装
   置。
2. 【請求項２】液晶セルの一方の面に、リタデーションの
   温度依存性が小さい位相差板を配置し、前記液晶セルの
   他方の面に、リタデーションの温度依存性が大きい位相
   差板を配置したことを特徴とする請求項１に記載の液晶
   表示装置。
3. 【請求項３】液晶セルの一方の面に、リタデーションの
   温度依存性が小さい位相差板と、リタデーションの温度
   依存性が大きい位相差板とを互いに積層して配置したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】液晶セルの一方の面と他方の面とにそれぞ
   れ、リタデーションの温度依存性が小さい位相差板と、
   リタデーションの温度依存性が大きい位相差板との２枚
   の位相差板を互いに積層して配置したことを特徴とする
   請求項１に記載の液晶表示装置。