(57)【要約】【課題】  表示密度が高く視認性の良好な赤色の背景色の表示と、高速応答を可能とする液晶表示装置を提供すること。【解決手段】      配向膜７、８が形成された一対の透明基板３、４間にＴＮ型液晶１１が封入された液晶表示素子１、２が積層配置されて同時駆動可能に構成された積層型液晶表示素子と、前記積層型液晶表示素子の外側表面にそれぞれ配設された第１偏光板１２および第２偏光板１３と、バックライト１４とを有する液晶表示装置において、前記液晶表示素子１、２は位相差値（Δｎ・ｄ）を０．３〜０．７μｍで、逆ねじれとされており、少なくとも前記第１偏光板１２および第２偏光板１３のいずれか一方を、入射光の波長が４４０ｎｍおよび５５０ｎｍの場合における直交配置時の透過率を１％以下、かつ、入射光の波長が６５０ｎｍの場合における直交配置時の透過率を６０％以上とする赤色系カラー偏光板とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向膜が形成された一対の透明基板間にＴＮ型液晶が封入された液晶表示素子が積層配置されて同時駆動可能に構成された積層型液晶表示素子と、前記積層型液晶表示素子の外側表面にそれぞれ配設された第１偏光板および第２偏光板と、バックライトとを有する液晶表示装置において、
前記積層型液晶表示素子は位相差値（Δｎ・ｄ）を０．３〜０．７μｍで、逆ねじれとされており、
前記第１偏光板および第２偏光板の少なくともいずれか一方が、入射光の波長が４４０ｎｍおよび５５０ｎｍの場合における直交配置時の透過率を１％以下とされるとともに、入射光の波長が６５０ｎｍの場合における直交配置時の透過率を６０％以上とされた赤色系カラー偏光板とされていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＮ（Twisted Nematic）型液晶を封入した２枚の液晶表示素子を有するダブルアクティブ型の液晶表示装置であって、オフ駆動電圧印可時における背景色を赤色表示とする液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、配向膜が形成された２枚の透明基板間に液晶分子の長軸方向が９０°ねじれるＴＮ型液晶が封入された液晶表示素子（以下、単に液晶表示素子という。）は自動車のインスツルメントパネルにおけるスピードメータ、タコメータ、オドメータ、トリップメータなどの各種の車載用機器のディスプレイに広く使用されている。
【０００３】
また、前記車載用機器のディスプレイとしては、特に、背景色をオフ駆動電圧印加時（遮断状態）に黒表示とし、オン駆動電圧印加時（透過状態）に白表示とするネガ型の液晶表示素子が好まれており、前記液晶表示素子においても、黒色系（オフ部分）の背景色に、例えば、白色系や黄橙色系（オン部分）の表示を行なうネガ型の液晶表示素子が多く用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述のような車載用機器のディスプレイとしての液晶表示装置にはネガ表示の様々な態様が求められており、その１つとして、背景色をオフ駆動電圧印加時（遮断状態）に赤表示とし、オン駆動電圧印加時（透過状態）に白表示とする液晶表示素子を例示することができる。
【０００６】
しかしながら、高速応答可能で、表示密度が高く視認性の良好な赤色の表示色を表示することができる液晶表示装置を実現することは困難だった。
【０００７】
そこで、本発明はこのような点に鑑み、応答速度がより高速となり、表示密度が高く視認性の良好な赤色の表示色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ている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、配向膜が形成された一対の透明基板間にＴＮ型液晶が封入された液晶表示素子が積層配置されて同時駆動可能に構成された積層型液晶表示素子と、前記積層型液晶表示素子の外側表面にそれぞれ配設された第１偏光板および第２偏光板と、バックライトとを有する液晶表示装置において、前記液晶表示素子は位相差値（Δｎ・ｄ）を０．３〜０．７μｍで、逆ねじれとされており、前記第１偏光板および第２偏光板の少なくともいずれか一方が、入射光の波長が４４０ｎｍおよび５５０ｎｍの場合における直交配置時の透過率を１％以下とされているとともに、入射光の波長が６５０ｎｍの場合における直交配置時の透過率を６０％以上とする赤色系カラー偏光板とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の液晶表示装置によれば、前記液晶表示素子の位相差値（Δｎ・ｄ）と、赤色系カラー偏光板を上記範囲内とすることで、視認性の良好な赤色の表示色を得ることができる。また、２枚の液晶表示素子を個別に駆動可能な構成とし、別々の表示を行うことで表示密度を向上させることができ、さらには、位相差値（Δｎ・ｄ）を小さくすることで高速応答が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まず、本発明の液晶表示装置の実施形態と、実施例および比較例について図面および表を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の液晶表示装置の断面構造の概略図である。
【００１２】
前記液晶表示装置は２枚の液晶表示素子が同時駆動可能とされ、積層配置された積層型液晶表示素子を有している。積層型液晶表示素子は、視認側に配置された第１液晶表示素子１と、前記第１液晶表示素子１の反視認側に配置された第２液晶表示素子２とからなり、各液晶表示素子を構成する２枚の透明基板３、４は、それぞれ、その内側表面に電極５、６および配向膜７、８が形成されている。
【００１３】
前記２枚の透明基板３、４は、互いの電極５、６が向き合うように対向して配置され、その間にセルギャップを一定の距離に保つためのスペーサ９を散布した状態で両透明基板２、３の周囲をシール材１０によりシールされている。更に、両透明基板２、３およびシール材１０によって囲繞され空間内には、ＴＮ型液晶１１が封入されている。
【００１４】
また、前記第１液晶表示素子１を構成して視認側（図１における上方）に配置される透明基板３の外側表面には第１偏光板１２が配設されており、前記第２液晶表示素子２を構成して反視認側に配置される透明基板４の外側表面には第２偏光板１３が配設されている。
【００１５】
そして、前記第２液晶表示素子２の反視認側に配置されたバックライト１４から照射された光が第２液晶表示素子２の反視認側の透明基板４、ＴＮ型液晶１１、透明基板３、そして、第１液晶表示素子１の透明基板４、ＴＮ型液晶１１２、透明基板３、の順に透過することで、観察者が液晶表示素子１のオン部分の表示色を看取する構成とされている。
【００１６】
次に、本発明の実施形態の液晶表示装置の固有の構成と作用について説明する。
【００１７】
本実施形態の液晶表示装置の第１液晶表示素子１および第２液晶表示素子２を構成する前記透明基板３、４としては、透光性の材料、例えばガラス、合成樹脂等が使用される。また、前記電極５、６としても透光性の導電膜、例えばＩＴＯ等が使用される。前記配向膜７、８は、高分子膜からなり、前記透明基板３、４の近傍のＴＮ型液晶１１を配向させるためにラビング処理が施されている。このため、ＴＮ型液晶１１のツイスト角は、配向膜６のラビング方向と配向膜７のラビング方向によって決定される。
【００１８】
本実施形態における第１液晶表示素子１のツイスト角と第２液晶表示素子２のツイスト角は７０〜１５０°、特に、８０〜１４０°であることが好ましい。これらのツイスト角が７０°より小さい場合にはコントラストが低下し、１５０°よりも大きい場合には、液晶表示素子１、２のオン駆動電圧印加時に着色し、明度が低下するためである。また、第１液晶表示素子１と第２液晶表示素子２は、図２に示すように、逆のツイスト方向（逆ねじれ）で配置されている。このように逆ねじれの液晶表示素子１、２を配置することで、表示の視野角や温度依存性の面で優れた効果を得ることができる。なお、相対向する配向軸、すなわち、第１液晶表示素子１の反視認側に配設された配向膜８の配向軸と、第２液晶表示素子２の視認側に配置された配向膜７の配向軸とが直交方向に配置されることが好ましい。
【００１９】
さらに、第１液晶表示素子１と第２液晶表示素子２の位相差値Δｎ・ｄ（複屈折Δｎ×セルギャップｄ）は同等であることが好ましく、ともに、０．３〜０．７μｍとなるように設計する。位相差値Δｎ・ｄが０．３μｍより小さい場合には赤色表示が得られなくなり、０．７μｍを超えると応答速度が遅くなるためである。
【００２０】
また、本実施形態においては、第２液晶表示素子２の反視認側の外側表面に配設された第２偏光板１２は、入射光の波長が４４０ｎｍおよび５５０ｎｍの場合における直交配置時の透過率が１％以下であり、入射光の波長が６５０ｎｍの場合における直交配置時の透過率が６０％以上とする赤色系カラー偏光板とされている。なお、図３には、前記赤色系カラー偏光板の特性である分光透過率（単体時、直交配置時、平行配置時）をグラフで示す。
【００２１】
さらに、前記第１偏光板１２および第２偏光板１３については、図２に示すように、第１液晶表示素子１の視認側の透明基板２に形成された配向膜７のラビング方向（実線矢印）である配向軸方向に延在する線（基準線）３１から時計回りで前記第１偏光板１１の吸収軸２１までの角度θ１と、第２液晶表示素子２の反視認側の透明基板３に形成された配向膜８のラビング方向（波線矢印）である配向軸方向に延在する線（基準線）３２から反時計回りで前記第２偏光板１２の吸収軸２２までの角度θ２が、ともに７５〜１０５°、好ましくは、８０〜１００°となるように配置する。角度θ１および角度θ２を上記所定の範囲とすることで、オフ駆動電圧印加時における遮光性が非常に良くなり、高コントラストの表示を得ることができる。
【００２２】
前記バックライト１４は、４００〜７００ｎｍの範囲に主発光波長（ピーク）を有する光を液晶表示素子１に照射する構成とされている。前記バックライト１４としては、タングステン球、ハロゲン球、発光ダイオード、蛍光管、ＥＬ等の光源を使用することが可能であるが、白色光源であることが好ましい。特に、白色ＬＥＤが好ましく、例えば、青色ＬＥＤと黄橙色蛍光体との組み合わせ、青紫色ＬＥＤと赤色、青色、緑色の蛍光体の組み合わせ、赤色、青色、緑色の各ＬＥＤの組み合わせなどを用いることができる。このように、バックライトとしてＬＥＤを用いることにより、鮮やかな表示色と十分な輝度を確保することができる。
【００２３】
なお、本実施形態において、前記ＴＮ液晶１１には、最大吸収波長の数値範囲を前記バックライト１４から液晶表示素子１、２に照射される４００〜５７０ｎｍの範囲の光を遮光する２色性色素を添加してもよい。添加する２色性色素としては、最大吸収波長が４４０〜４７０ｎｍにおいて青色〜緑色の補色となるような赤色系のものが好ましい。具体的には、最大吸収波長が５２５ｎｍにある三菱化学社製商品  ＳＩ−４２６、あるいは最大吸収波長が５５０ｎｍにある三菱化学社製商品  Ｍ−８６等を例示することができる。このような構成とすることで、青色〜緑色の光を遮光し、鮮やかな赤色表示およびコントラストの優れた表示を得ることができる。
【００２４】
次に、前記実施形態に対応する実施例および比較例について説明する。
【００２５】
［実施例１］
実施例１の液晶表示装置は、図１に示す構造であり、第１液晶表示素子１はツイスト角を９０°で左ツイストとし、その位相差値（Δｎ・ｄ）を０．５９μｍとした。また、第２液晶表示素子２はツイスト角を９０°で右ツイストとし、その位相差値（Δｎ・ｄ）を０．５９μｍとした。
【００２６】
また、前記第１偏光板１２はポラテクノ製  ＳＨＣ−１３Ｕ、前記第２偏光板１３は、赤色カラー偏光板としてのポラテクノ製  ＳＨＣ−Ｒ２８Ｕを用い、図２で示すθ１およびθ２をそれぞれ９０°とした。この赤色カラー偏光板は、直交配置の時の透過率は入射光の波長が４４０ｎｍの場合が０．０３％、入射光の波長が５５０ｎｍの場合が０．０６％、入射光の波長が６５０ｎｍの場合が８２．０％であった。
【００２７】
前記バックライトとしては、白色光源（白色ＬＥＤ：色度座標値ｘ＝０．２８１，ｙ＝０．２９３）を用い、デューティ比が１／４、バイアス比が１／３の測定条件で駆動させた。
【００２８】
その結果、背景色およびオフ駆動電圧印加時においては色度座標値ｘ＝０．６２６，ｙ＝０．３４６の赤色表示、オン駆動電圧印加時においては白色表示のネガ型表示となり、良好な赤色のモノカラー表示が得られた。
【００２９】
［実施例２］
実施例２の液晶表示装置は、前述の実施例１の構造の液晶表示素子１における第２偏光板１３として、赤色カラー偏光板としてのポラテクノ製  ＳＨＣ−Ｒ２８Ｕを２枚重ねて用いた。この２枚重ねた赤色カラー偏光板は、直交配置の時の透過率は入射光の波長が４４０ｎｍの場合が０．０１％、入射光の波長が５５０ｎｍの場合が０．０３％、入射光の波長が６５０ｎｍの場合が７７．２％であった。
【００３０】
前記バックライト１４としては、白色光源（白色ＬＥＤ：色調ｘ＝０．２８１、ｙ＝０．２９３）を用い、デューティ比が１／４、バイアス比が１／３の測定条件で駆動させた。
【００３１】
その結果、背景色およびオフ駆動電圧印加時においては色度座標値ｘ＝０．６４５，ｙ＝０．３２８の赤色表示、オン駆動電圧印加時においては白色表示のネガ型表示を行うことができ、実施例１の結果よりも鮮やかな赤色のモノカラー表示が得られた。
【００３２】
［比較例１］
図４は、比較例の液晶表示装置の断面構造の概略図である。なお、以下では、比較例の液晶表示装置について、本実施形態の液晶表示装置と相違する部分のみを説明し、同一の部分の符号は本実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
前記液晶表示装置は１枚の液晶表示素子１０１を有しており、この液晶表示素子１０１を構成する透明基板３の視認側（図４における透明基板２の上方）における外側表面には第１偏光板１２が配設されており、同じく透明基板４の反視認側（図４における透明基板３の下方）には第２偏光板１３が配設されている。
【００３４】
そして、透明基板４の反視認側に配置されたバックライト１４から照射された光が反視認側の透明基板４、ＴＮ型液晶１１、視認側の透明基板３の順に透過することで、観察者が液晶表示素子１のオン部分の表示色を看取する構成とされている。
【００３５】
なお、比較例における前記液晶表示素子１０１はツイスト角を９０°で左ツイストとし、その位相差値（Δｎ・ｄ）は０．５９μｍとなるように設計されている。
【００３６】
そして、前記第１偏光板１２および第２偏光板１３については、図５に示すように、視認側の透明基板３に形成された配向膜７のラビング方向（実線矢印）である配向軸方向に延在する線（基準線）３１から反時計回りで前記第１偏光板１２の吸収軸２１までの角度θ３と、前記基準線３１から反時計回りで前記第２偏光板１３の吸収軸２２までの角度θ４が、ともに９０°となるように配置されている。
【００３７】
なお、図５（ａ）中、前記配向膜７のラビング方向と配向膜８のラビング方向（波線矢印）との成す角度θ５は液晶表示素子１０１のツイスト角である９０°とされている。
【００３８】
そして、前記第１偏光板１２はポラテクノ製  ＳＨＣ−１３Ｕ、前記第２偏光板１３は、赤色カラー偏光板としてのポラテクノ製  ＳＨＣ−Ｒ２８Ｕを用いた。
この赤色カラー偏光板においては、直交配置の時の透過率は入射光の波長が４４０ｎｍの場合が０．０３％、入射光の波長が５５０ｎｍの場合が０．０６％、入射光の波長が６５０ｎｍの場合が８２．０％であった。
【００３９】
前記バックライト１４としては、白色光源（白色ＬＥＤ：ｘ＝０．２８１、ｙ＝０．２９３）を用い、デューティ比が１／４、バイアス比が１／３の測定条件で駆動させた。
【００４０】
その結果、背景色およびオフ駆動電圧印加時においては、色度座標値ｘ＝０．５４８,ｙ＝０．２９５の紫ががった赤色表示、オン駆動電圧印加時においては白色表示のネガ型表示となった。
【００４１】
［結論］
前述の本実施形態に対応する実施例およびその比較例の液晶表示装置の測定結果により、２枚の液晶表示素子の位相差値（Δｎ・ｄ）をともに０．３〜０．７０の範囲内とし、かつ、赤色系カラー偏光板として、入射光の波長が４４０ｎｍおよび５５０ｎｍの場合における直交配置時の透過率が１％以下、かつ、入射光の波長が６５０ｎｍの場合における直交配置時の透過率が６０％以上とするものを用いることで、良好な赤色のカラー表示を得られることが証明された。
【００４２】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、液晶表示装置の偏光板の軸配置を吸収軸との関係で説明したが、偏光軸で規定してもよい。この場合、吸収軸と偏光軸とは直交の関係にあるので、図２における吸収軸２１、２２を９０°回転させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態における液晶表示装置の断面構造の概略図
【図２】（ａ）は本発明の実施形態における液晶表示装置の軸配置の説明図、（ｂ）は基準線と第１偏光板の吸収軸との角度θ１を示す説明図、（ｃ）は基準線と第２偏光板の吸収軸との角度θ２を示す説明図
【図３】赤色系カラー偏光板の単体、直交配置時、平行配置時の分光透過率を示すグラフ
【図４】比較例の液晶表示装置の断面構造の概略図
【図５】（ａ）は比較例における液晶表示装置の軸配置の説明図、（ｂ）は基準線と第１偏光板の吸収軸との角度θ１を示す説明図、（ｃ）は基準線と第２偏光板の吸収軸との角度θ２を示す説明図
【符号の説明】
【００４４】
１            第１液晶表示素子
２            第２液晶表示素子
３、４        透明基板
５、６        電極
７、８        配向膜  
９            スペーサ  
１０            シール材  
１１          ＴＮ型液晶  
１２          第１偏光板  
１３          第２偏光板  
１４          バックライト  
２１        （視認側の偏光板の）吸収軸
２２        （反視認側の偏光板の）吸収軸
３１、３２    基準線
【図１】
2006184470.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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