(57)【要約】【課題】  低温環境下での応答速度を向上させた液晶表示装置を提供する。【解決手段】  液晶表示装置は、対向配置された一対のガラス基板と、前記一対の基板の各々の対向面に形成された透明電極パターンと、前記透明電極を覆って前記基板上に形成された、配向膜を含む膜構成と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを含む液晶表示素子であって、前記液晶層、前記膜構成の少なくとも一方が近赤外線吸収材料を含む液晶表示素子と、近赤外線を前記液晶表示素子の面法線に対して傾斜して入射する光源とを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対のガラス基板と、前記一対の基板の各々の対向面に形成された透明電極パターンと、前記透明電極を覆って前記基板上に形成された、配向膜を含む膜構成と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを含む液晶表示素子であって、前記液晶層、前記膜構成の少なくとも一方が近赤外線吸収材料を含む液晶表示素子と、
近赤外線を前記液晶表示素子の面法線に対して傾斜して入射する光源と
を有する液晶表示装置。
【請求項２】
前記光源の入射方向が前記液晶表示素子の側面である請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記光源は、発光ダイオードである請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶層が、前記近赤外線吸収材料としてナノメートルサイズの金属粒子を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ナノメートルサイズの金属粒子が、Ａｕ、Ａｇ／Ｐｄ合金、Ｔｌのいずれかである請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記前記ナノメートルサイズの金属粒子が、前記液晶層を主に構成する液晶材料に対して、０．０２ｗｔ％〜１．０ｗｔ％の範囲で添加された請求項４又は５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記膜構成が、前記近赤外線吸収材料を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記近赤外線吸収材料が、ベンゾジフラノン化合物、ポリアニリン、シアニン系色素、ポリメチン系色素、フタロシアニン化合物、アミニウム化合物、ジイモニウム化合物、ニッケル−ジチオール化合物、アジド化合物、インモニウム系色素、ジインモニウム系色素、トリアリルメタン系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、ニッケル−ジチオール錯体系色素のいずれかである請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記近赤外線吸収材料を添加された膜構成が、前記一対の基板の両方に形成された配向膜である請求項７又は８記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に低温環境下での使用に適した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示（ＬＣＤ）装置は、低温環境下において液晶粘度が高くなるために、そのレスポンスが極めて遅くなるという問題がある。レスポンスが遅いと動画像にボケが生じたり、前の画像が残ってしまったりし、表示品位を著しく損なう。特に車載、戸外表示板、携帯電話、携帯テレビなどに用いられる液晶表示装置において、低温環境下での応答速度の向上が望まれている。
【０００３】
低温環境下での応答速度の向上策として、ＩＴＯヒーターを搭載して加熱することにより、低温時の応答性を改善する液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、当該方法では、液晶表示素子の外側から偏光板やガラス基板を介して加熱するため、液晶の温度が高くなるのに時間がかかる。また、ＩＴＯヒーターは、高価であるとともに、透過率が９０％程度であるためパネルの透過率を低下させてしまう。さらに、液晶表示装置全体の厚さも増加する。
【０００４】
また、赤外線（ＩＲ）発光ダイオード（ＬＥＤ）の出射光をライトガイドを介してセル全面に照射して、液晶表示素子を加熱する液晶表示装置が提案されている（特許文献２参照）。この液晶表示装置では、照射された赤外線の吸収は主に偏光板で行われると考えられる。液晶表示素子による赤外線吸収は液晶材料の赤外線吸収特性に依存する。熱効率は低いと考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０６５３１０号公報
【特許文献２】特開２００５−０２４８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の従来技術では、いずれもガラス基板を介して液晶表示素子を暖めるため加熱に時間がかかる。
【０００７】
本発明の目的は、低温環境下での応答速度を向上させた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、液晶表示装置は、対向配置された一対のガラス基板と、前記一対の基板の各々の対向面に形成された透明電極パターンと、前記透明電極を覆って前記基板上に形成された、配向膜を含む膜構成と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを含む液晶表示素子であって、前記液晶層、前記膜構成の少なくとも一方が近赤外線吸収材料を含む液晶表示素子と、近赤外線を前記液晶表示素子の面法線に対して傾斜して入射する光源とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低温環境下での応答速度を向上させた液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施例による液晶表示装置１００の基本的構成の概略平面図である。図２は、本発明の実施例による液晶表示装置１００の基本的構成の概略断面図である。
【００１１】
液晶表示装置１００は、少なくとも液晶表示素子１０１と、ライトユニット１０２、近赤外線発光装置（赤外ＬＥＤ）１０４を含んで構成される。
【００１２】
液晶表示素子１０１の側面には、近赤外線発光装置（赤外ＬＥＤ）１０４が設けられる。例えば、赤外ＬＥＤ１０４は、図２に示すように、液晶セルの１０１ｃの平面に対して３０°の方向から液晶表示素子１０１ｃの側面（ガラス断面）及び端部下面（偏光板８が存在しない額縁２００の部分）に、波長７８０ｎｍ〜９６０ｎｍの近赤外線が入射するように設けられている。
【００１３】
なお、図２では、液晶セル１０１ｃの側面及び端部下面から近赤外線を入射する場合を示したが、側面及び端部上面から入射しても同様の効果を得られるであろう。さらに、液晶セル１０１ｃの側面のみより近赤外線を入射してもよい。
【００１４】
また、赤外ＬＥＤ１０４からの近赤外線の入射角は、ガラス表面の反射と液晶セル１０１ｃ内面の反射、液晶セル１０１ｃのセルサイズ、ＬＥＤの配光状態等により最適値が決定される。ここでは、液晶セル１０１ｃの平面に対する入射角度αを３０°で後述する実験を行ったが、入射角度αは、０°（側面入射を含む）〜６０°程度が好ましい。
【００１５】
赤外ＬＥＤ１０４としては、例えば、ＧａＡｓ系化合物半導体等を発光層とし、波長７８０ｎｍ〜９６０ｎｍの近赤外線を出射する出力５０ｍＷのＬＥＤを用いる。近赤外線を照射することにより、液晶セル１０１ｃに入射した近赤外線が、液晶層または液晶層の近傍の膜に吸収され、吸収された光のエネルギーによって液晶層を加熱する。すなわち、液晶表示装置１００の側面方向から、偏光板８を介するもしくは介さない状態で、赤外領域の光を入射し、液晶層若しくは液晶層に接する配向膜を直接暖める。
【００１６】
なお、後述するように、液晶層ないし液晶層近傍の膜には、入射する近赤外光を吸収する物質を添加されている。例えば、液晶にナノメートルサイズの金属粒子を添加して、約３μｍ以下の近赤外線を液晶層で吸収させ、液晶表示素子の応答速度の向上を図る。または、液晶層近傍の膜である配向膜または配向膜の下地膜に、近赤外線を吸収する材料を添加して、約３μｍ以下の近赤外線を液晶層の近傍の膜で吸収させ、液晶表示素子の応答速度の向上を図る。
【００１７】
ライトユニット１０２はバックライトである。ライトユニット１０２の光源は、例えば照明用のバックライトに用いる可視光ＬＥＤで構成される。液晶表示素子１０１とライトユニット１０２との間に拡散板１０３を設ける。図１に示すように、液晶表示素子１０１の表示エリアの外縁は額縁２００に囲まれている。なお、後述する実験では、液晶セルサイズ（表示エリア）は、縦７８ｍｍ、横１４８ｍｍで作成し、額縁２００の幅は５ｍｍとした。
【００１８】
図３は、本発明の第１の実施例で用いられる液晶表示素子１０１の断面図である。ここでは、液晶３ｘにナノメートルサイズの金属粒子を添加する。液晶セルがスーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）液晶セルであるイエローモードポジである場合を説明する。
【００１９】
２つのガラス基板１Ａ、１Ｂの各々の上に透明膜であるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）膜をＣＶＤ、蒸着、スパッタなどにより形成し、フォトリソグラフィーにて所望のＩＴＯ電極パターン２および外部取出し配線２Ｌに整形する。ＩＴＯ電極パターン２を覆ってガラス基板上にフレキソ印刷にて絶縁膜４を形成する。この絶縁膜４は必須では無いが、上下基板間の短絡防止のため形成することが望ましい。フレキソ印刷の他に、メタルマスクを用い、蒸着やスパッタなどの方法で絶縁膜を形成してもよい。
【００２０】
絶縁膜４の上に絶縁膜４とほぼ同じパターンの水平配向膜５をフレキソ印刷等で形成する。ＳＴＮ−ＬＣＤの場合、プレチルト角（基板平面からの液晶分子の傾き角）は２°〜８°が望ましい。例えば、水平配向膜５ｈを日産化学より入手可能なＳＥ−６１０で形成し、ラビング処理を施す。ラビングは布を巻いた円筒状のロールを高速に回転させ、水平配向膜５ｈ上を擦る工程である。上下基板間の液晶３ｘの捩れ角が２４０°（左捩れ）になるようラビング処理の方向を設定する。
【００２１】
シール材６を所定のパターンにスクリーン印刷する。シール材６の形成にはスクリーン印刷の代わりにディスペンサを用いてもよい。シール材には、例えば三井化学より入手可能な熱硬化性のＥＳ−７５００を用いる。光硬化性のものや、光・熱併用型シール材でもよい。このシール材６には直径６μｍの大きさのグラスファイバーを数％含んでいる。
【００２２】
導通材７を所定の位置に印刷する。例えば、シール材ＥＳ−７５００に６．５μｍのＡｕ鍍金を施したスチレンボールを数％含んだものを導通材７として所定の位置にスクリーン印刷する。
【００２３】
シール材パターン６及び導通材パターン７は上側の基板１Ｂにのみ形成し、下側の基板１Ａにはギャップコントロール材を乾式散布法にて散布する。ギャップコントロール材には６μｍのプラスチックボールを用いる。シリカから成る真絲球を用いてもよい。
【００２４】
２つの基板１Ａ、１Ｂを、水平配向膜５ｈが内側になるよう所定の位置で重ね合わせてセル化し、プレスした状態で熱処理を行なって、シール材６を硬化する。なお、光硬化性のシール材を用いる場合は光処理を行って、シール材６を硬化する。
【００２５】
スクライバー装置によりガラス基板に傷をつけ、ブレイキングにより所定の大きさ、形に分割して空セルを作成する。
【００２６】
空セルに毛細管現象を利用した注入法でナノメートルサイズの金属粒子を含有する液晶３ｘを注入し、その後エンドシール材で注入口を封止する。その後ガラス基板の面取りと洗浄を行い、液晶セル１０１ｃを作成する。偏光板を配置していない構成を液晶セルと呼ぶ。
【００２７】
注入するナノメートルサイズの金属粒子を含有する液晶３ｘについて説明する。例えば、一般的なＳＴＮ用液晶である大日本インキ化学工業より入手可能なＬＣ４（複屈折率Δｎ：０．１１８、誘電率異方性Δε：９．２）を用いる。短手方向寸法１０〜２０ｎｍ、長手方向寸法５０〜１００ｎｍのナノメートルサイズのロッド形状Ａｕ（金）粒子が、三菱マテリアルより入手可能である。このナノメートルサイズ（ｎｍと略記する）Ａｕ粒子を０．５ｗｔ％、液晶ＬＣ４に添加し、ｎｍＡｕ粒子含有液晶ＬＣ４＋Ａｕを調製する。
【００２８】
液晶セル１０１ｃに偏光板８をクロスニコル配置で貼り付けＳＴＮモードの液晶表示素子１０１を完成する。
【００２９】
完成した液晶表示素子１０１の低温（−２０℃、−３０℃）でのレスポンス特性を、１／６４Ｄｕｔｙ駆動、最適電圧の条件で測定した。
【００３０】
測定にはＬＣＤ−５０００（大塚電子製）を用いた。図４（Ａ）は、本発明の第１の実施例による液晶表示装置１００（図１及び２）からバックパネル１０２を取り除いたものを用いて測定する場合の各装置の配置を示し、図４（Ｂ）は、比較例１として、本発明の第１の実施例による液晶表示装置１００（図１及び２）からバックパネル１０２及び赤外ＬＥＤを取り除くとともに、図１のＢ点に近赤外線が直接あたるように赤外ＬＥＤ１０４を配置した場合を示す。まず、電圧を印加しつつ、投光機９から発せられ、液晶表示素子１０１を通過した光を検光機１０にて測定し、電圧−コントラスト特性の測定を行った。その特性から最大コントラストを得られる最適電圧を求めた。レスポンスの測定は、近赤外線照射前（照射時間０）と照射後１分、３分、５分後（−３０℃のみ）にそれぞれ行い、両配置による測定結果を比較した。
【００３１】
図４（Ａ）に示す配置では、液晶セルサイズ（表示エリア）を、縦７８ｍｍ、横１４８ｍｍで作成し、額縁２００の幅は５ｍｍとした。図２に示すように赤外ＬＥＤ１０４と液晶表示素子１０１を配置し、すなわち、液晶セルの１０１ｃの平面に対して３０°の方向から液晶表示素子１０１ｃの側面及び端部下面の偏光板８が存在しない額縁２００の部分より、波長７８０ｎｍ〜９６０ｎｍの近赤外線が液晶セルの１０１ｃに入射するように、赤外ＬＥＤ１０４を配置し、測定点３箇所（図１及び図２のＡ点、Ｂ点、Ｃ点）について測定を行った。側面側から液晶表示素子１０１に近赤外線を照射しつつ、最適電圧でのレスポンス特性の測定を低温下で行った。近赤外線の照射に、出射波長９４０ｎｍ、出力５０ｍＷのＬＥＤを用いた。セルとＬＥＤとの距離は約５ｍｍとした。
【００３２】
図４（Ｂ）に示す配置では、比較例１として、液晶セル１０１ｃの下面側のＢ点付近から液晶表示素子１０１に近赤外線を照射（法線方向より入射）しつつ、最適電圧でのレスポンス特性の測定を低温下で行った。近赤外線の照射に、出射波長９４０ｎｍ、出力５０ｍＷのＬＥＤを用いた。セルとＬＥＤとの距離は約５０ｍｍとした。
【００３３】
図５（Ａ）〜（Ｆ）に、本実施例による側面側から近赤外線を照射した液晶表示素子の−２０℃と−３０℃での応答時間を表にして示す。図６（Ａ）〜（Ｂ）に、比較例１による背面側から近赤外線を照射した液晶表示素子の−２０℃と−３０℃での応答時間を表にして示す。それぞれの表において、照射時間とは、近赤外線を照射した時間である。近赤外線の照射時間に対する応答時間（Ｒｉｓｅ＋Ｄｅｃａｙ）を比較する。
【００３４】
図５（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、本実施例による側面側から近赤外線を照射した液晶表示素子は、近赤外線を照射しない場合に比べ、近赤外線を照射した場合に応答時間が減少している。照射時間を３分、５分と長くした場合の応答時間については１分の場合とほとんど変わらない。従って、照射時間は１分程度で十分に応答時間減少の効果を発揮するといえる。
【００３５】
応答時間は近赤外線を照射しない場合に比べて、−２０℃で、Ａ点において少なくとも約２１％、Ｂ点において少なくとも約１７％、Ｃ点において少なくとも約１６％短縮している。また、−３０℃で、Ａ点において少なくとも約３９％、Ｂ点において少なくとも約２８％、Ｃ点において少なくとも約２０％短縮している。すなわち、応答時間の改善効果は、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点の順に高いという結果が出た。
【００３６】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、比較例１による背面側から近赤外線を照射した液晶表示素子でも、近赤外線を照射しない場合に比べ、近赤外線を照射した場合に応答時間が減少している。照射時間を３分、５分と長くした場合の応答時間については１分の場合とほとんど変わらず、応答時間は近赤外線を照射しない場合に比べて少なくとも約８％短縮している。従って、比較例１においても、照射時間は１分程度で十分に応答時間減少の効果を発揮するといえる。ｎｍＡｕ粒子を液晶に添加することによって、ｎｍＡｕ粒子が近赤外線を吸収し、吸収した近赤外線のエネルギーが熱エネルギーとなって液晶層を加熱し、液晶の応答時間を短縮させたと考えられる。
【００３７】
上述の第１の実施例と比較例１とを比較すると、比較例１では、−２０℃で約８〜１０％、−３０℃で約１０〜１８％の応答時間短縮であるのに対して、第１の実施例中では最も改善効果が低かったＣ点においても、−２０℃で約１６％、−３０℃で約２０％、応答時間を短縮する効果が見られた。
【００３８】
すなわち、測定部に法線方向から赤外線を直接当てている比較例１に比べ、赤外線を直接当てていないＢ点やＣ点でも本実施例による高速化の効果を得られることがわかった。なお、Ａ点は、測定部に側面方向から赤外線を直接当てているが、Ｂ点、Ｃ点との差は２０％以内であった。
【００３９】
以上の結果により、本発明の第１の実施例によれば、近赤外線を照射しない場合に比べて応答時間を少なくとも約１６％短縮できることがわかる。したがって、低温環境下での応答速度を向上させることができる。また、液晶表示素子の面法線から傾いた方位から近赤外線を照射することにより、赤外線を直接当てていない場所でも、応答速度の高速化の効果を得られるため、比較例１に比べて赤外ＬＥＤ１０４の数を少なくすることができる。
【００４０】
近赤外線吸収効果のあるｎｍ金属粒子のその他の例として希土類金属（Ｓｃ、Ｙ）や遷移金属（Ｎｉ等）が挙げられるであろう。これらのｎｍ金属粒子は液晶への分散性が良い。
【００４１】
これまでに説明したｎｍ金属粒子の添加量は、０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％であった。０．１ｗｔ％で十分応答時間短縮効果が発揮されていることから、添加量の下限は０．０２ｗｔ％程度であろうと考えられる。また、添加量が多すぎると液晶の性質に変化があると考えられるので、添加量の上限は１．０ｗｔ％程度であろう。
【００４２】
ｎｍ金属粒子の寸法は１ｎｍ〜１００ｎｍが好ましいであろう。１ｎｍ以下では赤外線吸収効果が低いと考えられる。また１００ｎｍ以上では液晶への長期安定分散が困難と考えられるからである。
【００４３】
図７は、本発明の第２の実施例で用いるツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶表示素子１０１の断面図である。図３に示す第１の実施例で用いるＳＴＮ液晶セルと異なる点を中心に説明する。
【００４４】
近赤外線吸収材料として、ポリアニリン（材料Ｂとする）を配向膜に添加した液晶セルを作製した。なお、近赤外線吸収材料としてベンゾジフラノン化合物（材料Ａとする）を配向膜に添加してもよい。
【００４５】
なお、材料Ａには有機溶剤などへの溶融性が良い、材料Ｂには耐熱性が高い（３００℃程度）という特徴がある。材料Ａ，Ｂと類似する性質を有する物質であれば近赤外吸収材料として適用可能であろう。適用可能な近赤外吸収材料として、ベンゾジフラノン化合物、ポリアニリン、シアニン系色素、ポリメチン系色素、フタロシアニン化合物、アミニウム化合物、ジイモニウム化合物、ニッケル−ジチオール化合物、アジド化合物、インモニウム系色素、ジインモニウム系色素、トリアリルメタン系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、ニッケル−ジチオール錯体系色素が挙げられる。
【００４６】
ガラス基板１Ａ、１Ｂ、ＩＴＯ電極パターン２および外部取出し配線２ｔ、絶縁膜４は、第１の実施例の液晶セルと同様である。
【００４７】
ＴＮ−ＬＣＤの場合、プレチルト角が低い（基板平面に対して２°以下である）ことが好ましい。水平配向膜材料として、例えば日産化学より入手可能なＳＥ−４１０を用いる。液体状水平配向膜材料に近赤外線吸収材料を５ｗｔ％攪拌しながら添加する。近赤外線吸収材料については後述する。絶縁膜４の上に絶縁膜４とほぼ同じパターンの水平配向膜５ｘをスピンコートで形成する。例えば、スピンナー回転数：２０００ｒｐｍで３０秒スピンコートを行い、厚さ７００Å程度の水平配向膜５ｘを形成する。なお、配向膜５ｘの形成はフレキソ印刷、インクジェット印刷等でもよい。
【００４８】
水平配向膜にラビング処理を施す。ラビングは布を巻いた円筒状のロールを高速に回転させ、配向膜５ｘ上を擦る工程である。ラビング方向は、上下基板間の液晶３の捩れ角が９０°（左捩れ）になるように設定する。
【００４９】
シール材パターン６形成、導通材パターン７形成、ギャップコントロール材散布、空セル形成、液晶注入、封止の各工程は、図３の液晶表示素子と同様である。上下ガラス基板外側にパラレルニコル又はクロスニコル配置の偏光板８を配置すると液晶表示素子１０１となる。
【００５０】
完成した第２の実施例の液晶表示素子１０１の低温（−２０℃、−３０℃）でのレスポンス特性を、１／４Ｄｕｔｙ駆動、最適電圧の条件で測定した。
【００５１】
測定にはＬＣＤ−５０００（大塚電子製）を用いた。第２の実施例による液晶表示装置１００及び比較例２を測定するに当たり、第１の実施例と同様に図４（Ａ）に示す配置と、図４（Ｂ）に示す配置で測定装置を用意した。まず、電圧を印加しつつ、投光機９から発せられ、液晶表示素子１０１を通過した光を検光機１０にて測定し、電圧−コントラスト特性の測定を行った。その特性から最大コントラストを得られる最適電圧を求めた。レスポンスの測定は、近赤外線照射前（照射時間０）と照射後１分、２分、３分、１０分後にそれぞれ行い、両配置における測定結果を比較した。
【００５２】
図４（Ａ）に示す配置では、第２の実施例の液晶セルサイズ（表示エリア）を、縦１８ｍｍ、横２０ｍｍで作成し、額縁２００の幅は２ｍｍとした。図２に示すように赤外ＬＥＤ１０４と第２の実施例の液晶表示素子１０１を配置し、測定点１箇所（図１及び図２のＢ点）について測定を行った。なお、額縁２００の幅が狭かったので、入射光側の偏光板８を３ｍｍ幅（額縁とあわせて５ｍｍ幅）で切り出して、切り出した部分より赤外ＬＥＤ１０４を液晶セルの平面に対して３０°の方向から偏光板８を介して入射した。液晶表示素子１０１ｃの側面側から液晶表示素子１０１ｃに近赤外線を照射しつつ、最適電圧でのレスポンス特性の測定を低温下で行った。近赤外線の照射に、出射波長９４０ｎｍ、出力５０ｍＷのＬＥＤを用いた。セルとＬＥＤとの距離は約５ｍｍとした。
【００５３】
図４（Ｂ）に示す配置では、比較例２として、液晶セル１０１ｃの下面側から液晶表示素子１０１に近赤外線を照射（法線方向より入射）しつつ、最適電圧でのレスポンス特性の測定を低温下で行った。近赤外線の照射に、出射波長９４０ｎｍ、出力５０ｍＷのＬＥＤを用いた。セルとＬＥＤとの距離は約５０ｍｍとした。
【００５４】
また、従来例として、近赤外線吸収物質を添加しない配向膜を形成した液晶セルも作成した。
【００５５】
図８は、第２の実施例、比較例２及び従来例のレスポンス特性を表すグラフである。縦軸は液晶の立ち上がり時間（ｍｓｅｃ）を示し、横軸は近赤外線ＬＥＤの照射時間（分）を示す。
【００５６】
第２の実施例及び比較例２の立ち上がりレスポンスは、従来例のレスポンスより速い（立ち上がり時間が短い）。また、近赤外線照射時間１分程度まで急激に立ち上がり時間が短縮され、その後飽和していることから、液晶表示素子起動後短時間でレスポンス時間が短縮されると言える。
【００５７】
近赤外線吸収材料を配向膜に添加することによって、配向膜中の近赤外線吸収材料が近赤外線を吸収し、吸収した近赤外線のエネルギーが熱エネルギーとなって配向膜、そして配向膜に接触する液晶層を加熱し、液晶の応答時間を短縮させたと考えられる。
【００５８】
さらに、第２の実施例の立ち上がりレスポンスは、比較例２のレスポンスより速くなっており、液晶表示素子の側面側から近赤外線を照射することにより、背面側から照射する場合に比べても応答速度を向上させていることがわかった。
【００５９】
図９は、赤外光入射角による透過スペクトルを比較するためのグラフである。ここでは、平行なスポット光を液晶セルに入射し、反対側に受光部を視野角３°で設け、液晶セルなどがない状態を１００％とした時の波長に対する透過率を測定した。図９（Ａ）は、偏光板を１枚使用して法線入射した場合の透過率を示し、図９（Ｂ）は、偏光板の外側より斜め入射した場合の透過率を示す。なお、液晶セルは第１の実施例と同様のものを使用した。
【００６０】
偏光板の可視領域での透過率は５０％以下であることから、偏光板の吸収により赤外光が減衰し、法線方向から赤外光を入射した場合の応答速度の改善効果は低いものと考えられた。しかし、図９（Ａ）に示すように、法線方向から赤外光（８８０ｎｍ）を入射した場合の偏光板の透過率は、約８８％であり、予測よりも高かった。この結果より、偏光板の透過率が高いことがわかったが、同時に入射した赤外線は液晶層や配向膜にほとんど吸収されずにそのまま通過していると見ることもできる。
【００６１】
また、図９（Ｂ）に示すように、赤外線を液晶セル平面に対して３０°の方向（法線方向からは６０°の方向）より入射した場合の透過率は、３０〜４０％程度であった。この構成において、透過率が低い理由としては、ガラス表面の反射が考えられるが、それ以外にも、液晶セル内面のＩＴＯ／配向膜界面、配向膜／液晶層界面などで反射していることが考えられる。なお、それぞれの屈折率は、空気「１」、ガラス基板「約１．５」、配向膜「約１．５」、ＩＴＯ「約２．１」であり、ガラス基板と空気の界面の臨界角は４３°、ＩＴＯとガラス基板の界面の臨界角は５３°、ＩＴＯと配向膜の界面の臨界角は５３°であった。その結果、赤外線は液晶セル内を多重反射しながら導光しているものと考えられる。これは、第１の実施例におおけるＢ点及びＣ点や、また第２の実施例におけるＢ点において赤外線が直接当たっていないにもかかわらず応答速度が向上した原因と考えられる。
【００６２】
なお、上述したように、偏光板の赤外領域の透過率が高いことから、第１の実施例でも、第２の実施例のように偏光板の一部を切り取ることなく偏光板を介して赤外線を斜め入射することにより同様の効果を得ることができると考えられる。
【００６３】
以上、本発明の第１及び第２の実施例によれば、近赤外線発光装置（赤外ＬＥＤ）を液晶セル１０１ｃの側面方に配置して、液晶セル１０１ｃの側面及び端部表面（下面又は上面）又は側面から液晶セル平面に対して斜めに近赤外線を照射するので、少数の近赤外線発光装置（赤外ＬＥＤ）で液晶セル全体の応答速度を向上させることができる。また、例えば、照明用のバックライトに用いる可視光ＬＥＤで構成される通常のバックライトユニットを用いることができる。近赤外線は、表示エリア外から照射するので、照度ムラ等の影響がない。
【００６４】
また、低温時においても液晶表示装置の応答速度を高速化できるため、動画像のボケや前の画像が残ってしまったりする問題が生じないので、低温時における表示品位の低下を防ぐことができる。
【００６５】
また、本発明の各実施例によれば、液晶セル内部の近赤外線吸収材料に直接影響を与えることができるため、きわめて短時間に応答速度の向上効果を得ることができる。
【００６６】
さらに、本発明の各実施例によれば、ＩＴＯヒーター等のヒーターが不要となるため、液晶表示装置の低価格化、透過率の向上、薄型化を図ることができる。
【００６７】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００６８】
本発明の実施例は、全ての液晶表示装置に適用することができるが、特に、車載用ＬＣＤ、携帯電話用ＬＣＤ、携帯テレビ用ＬＣＤ等の低温状態において使用する可能性の高い製品に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例による液晶表示装置１００の基本的構成の概略平面図である。
【図２】本発明の実施例による液晶表示装置１００の基本的構成の概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例で用いる液晶表示素子１０１の断面図である。
【図４】測定装置の配置を示す概略図である。
【図５】本実施例による側面側から近赤外線を照射した液晶表示素子の−２０℃と−３０℃での応答時間を表す表である。
【図６】比較例１による背面側から近赤外線を照射した液晶表示素子の−２０℃と−３０℃での応答時間を表す表である。
【図７】本発明の第２の実施例で用いるツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶表示素子１０１の断面図である。
【図８】第２の実施例、比較例２及び従来例のレスポンス特性を表すグラフである。
【図９】赤外光入射角による透過スペクトルを比較するためのグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
１Ａ、１Ｂ…ガラス基板、２…電極、２１…配線、３…液晶、４…絶縁膜、５…配向膜、６…シール材、７…導通材、８…偏光板、９…投光機、１０…検光機、１００…液晶表示装置、１０１…液晶表示部、１０１ｃ…液晶セル、１０２…ライトユニット、１０３…拡散板、１０４…近赤外線発光装置（赤外ＬＥＤ）、２００…額縁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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