(57)【要約】【課題】高デューティによる駆動において良好な多色表示を実現することのできる液晶表示装置を提供する。【解決手段】第１、第２液晶表示パネル１５，１６を、ＳＴＮ型の液晶表示パネルとし、位相差値ΔｎLC ×ｄLC を７００乃至８４０ｎｍとし、第１液晶表示パネル１５の視認側の配向膜６ａの配向軸に対して第２液晶表示パネル１６の視認側の配向膜６ｃの配向軸をなす視認側から見た時計方向の角度が１０乃至４０°とし、第１乃至第３偏光板１０，１１，１２のうちの２つをカラー偏光板とし、第１、第２液晶表示パネル１５，１６の外側表面に、位相差値ΔｎF ×ｄF が５５０乃至５８５ｎｍの第１、第２位相差板１９，２０を配設する。【選択図】      図１
2004205942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液晶表示パネルと、この第１液晶表示パネルの反視認側に配設された第２液晶表示パネルとを有し、前記第１液晶表示パネルの視認側に配設された第１偏光板と、前記第１液晶表示パネルと前記第２液晶表示パネルとの間に配設された第２偏光板と、前記第２液晶表示パネルの反視認側に配設された第３偏光板とを備えた液晶表示装置において、
前記第１液晶表示パネルおよび第２液晶表示パネルは配向膜を有し、
前記第１液晶表示パネルおよび第２液晶表示パネルは、ツイスト角が２３０乃至２５０°とされた液晶を封入した液晶表示パネルとされ、かつ、位相差値ΔｎLC ×ｄLC が７００乃至８４０ｎｍとされ、
前記第１液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第２液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸がなす視認側から見た場合における時計方向の角度が１０乃至４０°とされ、
前記第１乃至第３偏光板のうちの２つが、互いに異なる色系のカラー偏光板とされ、
前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に位相差値ΔｎF ×ｄF が５５０乃至５８５ｎｍとされた第１位相差板が配設され、前記第２偏光板と前記第３偏光板との間に位相差値ΔｎF ×ｄF が５５０乃至５８５ｎｍとされた第２位相差板が配設されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第１偏光板の偏光軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ1 が２０乃至５５°とされ、
前記第１液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第１位相差板の延伸軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ2 が６０乃至９５°とされ、
前記第２液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第２偏光板の偏光軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ3 が１１０乃至１４５°とされ、
前記第２液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第２位相差板の延伸軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ4 が６０乃至９５°とされ、
前記第２液晶表示パネルの反視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第３偏光板の偏光軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ5 が１２０乃至１５０°とされている請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、厚み方向に積層された２枚の液晶表示パネルと、これら２枚の液晶表示パネルの間および視認側ならびに反視認側に配設された計３枚の偏光板とを用いて多色の液晶表示を行うのに好適な液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、２枚のパネル基板の間にツイスト角が９０°のＴＮ（ツイステッドネマティック）型の液晶を封入した液晶表示パネルを厚み方向に積層し、各液晶表示パネルの間および厚み方向の両外側位置に計３枚の偏光板を配設した３色表示を行う液晶表示装置が採用されていた。
【０００３】
図６は、このような従来から採用されている液晶表示装置の一例を示すものであり、この液晶表示装置１は、厚み方向に積層された２枚の液晶表示パネルを有しており、これら２枚の液晶表示パネルのうち、視認側の液晶表示パネルは第１液晶表示パネル２とされ、反視認側の液晶表示パネルは、第２液晶表示パネル３とされている。
【０００４】
これら第１液晶表示パネル２および第２液晶表示パネル３は、それぞれ、透明基板４の内側表面上に、透明電極５や配向膜６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ等の薄膜層が形成された２枚のパネル基板７をシール９を介して互いに貼り合わせ、両パネル基板７の間に、ツイスト角が約９０°とされたＴＮ型の液晶８を封入することによって形成されている。
【０００５】
前記第１液晶表示パネル２の視認側には、通常のニュートラルな偏光板である第１偏光板１０が配設されている。また、前記第１液晶表示パネル２と前記第２液晶表示パネル３との間には、赤色の光を透過する赤色系のカラー偏光板である第２偏光板１１が配設されている。さらに、第２液晶表示パネル３の反視認側には、青色の光を透過する青色系のカラー偏光板である第３偏光板１２が配設されている。
【０００６】
さらに、図示はしないが、前記第２液晶表示パネル３の反視認側には、バックライトユニット等の白色光源が配設されている。
【０００７】
そして、このように構成された液晶表示装置１において、前記第１液晶表示パネル２と前記第２液晶表示パネル３とをともにオフ状態すなわち非点灯状態にした場合は、表示色は白色となる。
【０００８】
また、第１液晶表示パネル２をオン状態すなわち点灯状態にして、第２液晶表示パネル３をオフ状態にした場合は、表示色は黒色となる。
【０００９】
さらに、第１液晶表示パネル２をオフ状態にして、第２液晶表示パネル３をオン状態にした場合は、表示色は青色になる。
【００１０】
さらにまた、第１液晶表示パネル２と第２液晶表示パネル３との双方をオン状態にした場合は、表示色は赤色になる。
【００１１】
このように、赤系、青系のカラー偏光板である前記第２および第３偏光板１１，１２と、通常の偏光板である前記第１偏光板１０とを前記第１および第２液晶表示パネル２，３からなる２枚の積層パネルに組み合わせることによって、黒色、赤色および、青色の３色からなる液晶表示を行うことができるようになっている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平６−２７３７４４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の液晶表示装置１においては、１／８デューティ程度による駆動において表示を行う場合には問題が少なかったものの、１／１６デューティ以上の高デューティによる駆動において良好な多色表示を行うには好適なものとは言えなかった。
【００１４】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、高デューティによる駆動において良好な多色表示を実現することのできる液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の請求項１に係る液晶表示装置の特徴は、第１液晶表示パネルと、この第１液晶表示パネルの反視認側に配設された第２液晶表示パネルとを有し、前記第１液晶表示パネルの視認側に配設された第１偏光板と、前記第１液晶表示パネルと前記第２液晶表示パネルとの間に配設された第２偏光板と、前記第２液晶表示パネルの反視認側に配設された第３偏光板とを備えた液晶表示装置において、前記第１液晶表示パネルおよび第２液晶表示パネルは配向膜を有し、前記第１液晶表示パネルおよび第２液晶表示パネルは、ツイスト角が２３０乃至２５０°とされた液晶を封入した液晶表示パネルとされ、かつ、位相差値ΔｎLC ×ｄLC が７００乃至８４０ｎｍとされ、前記第１液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第２液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸がなす視認側から見た場合における時計方向の角度が１０乃至４０°とされ、前記第１乃至第３偏光板のうちの２つが、互いに異なる色系のカラー偏光板とされ、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に位相差値ΔｎF ×ｄF が５５０乃至５８５ｎｍとされた第１位相差板が配設され、前記第２偏光板と前記第３偏光板との間に位相差値ΔｎF ×ｄF が５５０乃至５８５ｎｍとされた第２位相差板が配設されている点にある。
【００１６】
そして、このような構成を採用したことにより、高デューティによる駆動においても鮮やかな多色表示を行うことが可能となる。
【００１７】
請求項２に係る液晶表示装置の特徴は、請求項１において、前記第１液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第１偏光板の偏光軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ1 が２０乃至５５°とされ、前記第１液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第１位相差板の延伸軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ2 が６０乃至９５°とされ、前記第２液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第２偏光板の偏光軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ3 が１１０乃至１４５°とされ、前記第２液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第２位相差板の延伸軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ4 が６０乃至９５°とされ、前記第２液晶表示パネルの反視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第３偏光板の偏光軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ5 が１２０乃至１５０°とされている点にある。
【００１８】
そして、このような構成を採用したことにより、高デューティによる駆動において、さらに鮮やかな多色表示を行うことが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶表示装置の実施形態について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００２０】
なお、従来と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態における液晶表示装置１４は、厚み方向に積層された第１液晶表示パネル１５および第２液晶表示パネル１６からなる２枚の液晶表示パネルを有している。
【００２２】
前記第１液晶表示パネル１５の視認側および前記第１液晶表示パネル１５と前記第２液晶表示パネル１６との間ならびに前記第２液晶表示パネル１６の反視認側には、第１乃至第３偏光板１０，１１，１２がそれぞれ配設されている。各偏光板１０，１１，１２のうち、２つは、互いに異なる色系のカラー偏光板とされ、１つは、通常の偏光板とされている。
【００２３】
本実施形態において、前記第１液晶表示パネル１５および第２液晶表示パネル１６は、ツイスト角が２３０乃至２５０°のＳＴＮ（スーパーツイステッドネマチック）型の液晶１７を封入した液晶表示パネルとされている。
【００２４】
また、前記第１液晶表示パネル１５および前記第２液晶表示パネル１６の位相差値ΔｎLC ×ｄLC は、７００乃至８４０ｎｍとされている。より好ましくは、前記位相差値ΔｎLC ×ｄLC は、７３０乃至８３０ｎｍとされている。
【００２５】
さらに、図２に示すように、本実施形態においては、前記第１液晶表示パネル１５の視認側の配向膜６ａの配向軸に対して、前記第２液晶表示パネル１６の視認側の配向膜６ｃの配向軸がなす視認側からみた場合における時計方向の角度θ0 が１０乃至４０°とされている。
【００２６】
前記第１液晶表示パネル１５の外側表面（図１において、視認側の外側表面）には、位相差値ΔｎF ×ｄF が５５０乃至５８５ｎｍとされた第１位相差板１９が、前記第１液晶表示パネル１５と前記第１偏光板１０との間に挟まれるように配設されている。
【００２７】
また、前記第２液晶表示パネル１６の外側表面（図１において、視認側の外側表面）には、前記第１位相差板１９と同様に、位相差値ΔｎF ×ｄF が５５０乃至５８５ｎｍとされた第２位相差板２０が、前記第２液晶表示パネル１６と前記第２偏光板１１との間に挟まれるように配設されている。
【００２８】
このように、本実施形態においては、高デューティ駆動に適した急峻なしきい値特性を有するＳＴＮ型の液晶１７を用い、かつ、第１および第２位相差板１９，２０によってコントラストを改善し、さらに、これら両位相差板１９，２０と、前記第１および第２液晶表示パネル１５，１６との位相差値ΔｎLC ×ｄLC ，ΔｎF ×ｄF  をそれぞれ好適な値に設定することによって、液晶表示装置１４の光学特性を向上することができるようになっている。
【００２９】
これにより、高デューティによる駆動においても鮮やかな多色表示を行うことができるようになっている。
【００３０】
より好ましい実施形態としては、上記の構成に加えて、さらに以下の条件を満足するようにする。
【００３１】
すなわち、図３に示すように、前記第１液晶表示パネル１５の視認側の配向膜６ａの配向軸に対して、前記第１偏光板１０の偏光軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ1 を２０乃至５５°とし、前記第１液晶表示パネル１５の視認側の配向膜６ａの配向軸に対して、前記第１位相差板１９の延伸軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ2 を６０乃至９５°とする。
【００３２】
さらに、図４に示すように、前記第２液晶表示パネル１６の視認側の配向膜６ｃの配向軸に対して、前記第２偏光板１１の偏光軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ3 を１１０乃至１４５°とし、前記第２液晶表示パネル１６の視認側の配向膜６ｃの配向軸に対して、前記第２位相差板２０の延伸軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ4 を６０乃至９５°とする。
【００３３】
さらにまた、図５に示すように、前記第２液晶表示パネル１６の反視認側の配向膜６ｄの配向軸に対して前記第３偏光板１２の偏光軸がなす視認側からみた場合における反時計方向の角度θ5 を１２０乃至１５０°とする。なお、前記第２液晶表示パネル１６の反視認側の配向膜６ｄの配向軸が、視認側の配向膜６ｃの配向軸に対してなす視認側からみた場合の角度は、前記液晶１７のツイスト角に相当する。
【００３４】
このような条件を満足することによって、さらに鮮やかな多色表示を行うことが可能となる。
【００３５】
なお、前記第１偏光板乃至第３偏光板１０，１１，１２のうち、どの偏光板１０，１１，１２をカラー偏光板とし、また、どの色系のカラー偏光板とするかについては、種々変更することが可能である。
【００３６】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３７】
なお、以下の説明においては、便宜上、第１偏光板１０を通常のニュートラルな偏光板とし、第２偏光板１１を赤色系のカラー偏光板とし、第３偏光板１２を青色系のカラー偏光板とする。
【００３８】
まず、前記第１液晶表示パネル１５および前記第２液晶表示パネル１６に対してともにオフ電圧を印加する場合は、反視認側から視認側へ向かってバックライトユニット等によって光源光を照射すると、この光は、まず、前記第３偏光板１２の偏光軸によって偏光された後、前記第２液晶表示パネル１６の液晶１７の配列に沿って前記第２液晶表示パネル１６を通過する。そして、前記第２液晶表示パネル１６を通過した光は、前記第２位相差板２０、前記第２偏光板１１、前記第１液晶表示パネル１５、前記第１位相差板１９および前記第１偏光板１０を順次通過する。
【００３９】
これにより、視認側において白色の表示がなされる。
【００４０】
また、前記第１液晶表示パネル１５に対してオフ電圧を印加し、前記第２液晶表示パネル１６に対してオン電圧を印加する場合は、反視認側（光源側）から視認側へ向かって進行する光は、前記第３偏光板１２の偏光軸によって偏光された後、前記第２液晶表示パネル１６の液晶１７の配列に沿って前記第２液晶表示パネル１６を通過し、さらに、前記第２位相差板２０、前記第２偏光板１１、前記第１液晶表示パネル１５、前記第１位相差板１９および前記第１偏光板１０を順次通過する。このとき、前記第３偏光板１２からの偏光のみが前記第１偏光板１０と直交配置となり、前記第１偏光板１０を青色の光のみが透過する。
【００４１】
これにより、視認側において青色の表示がなされる。
【００４２】
また、前記第１液晶表示パネル１５および前記第２液晶表示パネル１６に対してともにオン電圧を印加する場合は、反視認側（光源側）から視認側へ向かって進行する光は、まず、前記第３偏光板１２の偏光軸によって偏光された後、前記第２液晶表示パネル１６の液晶１７の配列に沿って前記第２液晶表示パネル１６を通過し、さらに、前記第２位相差板２０、前記第２偏光板１１、前記第１液晶表示パネル１５、前記第１位相差板１９および前記第１偏光板１０を順次通過する。このとき、前記第２偏光板１１からの偏光のみが前記第１偏光板１０と直交配置となり、この第１偏光板１０を赤色の光のみが透過する。
【００４３】
これにより、視認側において赤色の表示がなされる。
【００４４】
また、前記第１液晶表示パネル１５に対してオン電圧を印加し、前記第２液晶表示パネル１６に対してオフ電圧を印加する場合、反視認側（光源側）から視認側へ向かって進行する光は、まず、前記第３偏光板１２の偏光軸によって偏光された後、前記第２液晶表示パネル１６の液晶１７の配列に沿って前記第２液晶表示パネル１６を通過し、さらに、前記第２位相差板２０、前記第２偏光板１１、前記第１液晶表示パネル１５、前記第１位相差板１９および前記第１偏光板１０を順次通過する。このとき、前記第２偏光板１１および前記第３偏光板１２からの偏光が前記第１偏光板１０と直交配置となって光が遮断される。
【００４５】
これにより、視認側において黒色の表示がなされる。
【００４６】
次に、本実施形態における液晶表示装置１４に対して行った点灯試験の結果について説明する。
【００４７】
なお、本試験においては、本実施形態における液晶表示装置１４の条件を満足する試料１および試料２を用いて４色の液晶表示を行った。
【００４８】
まず、試料１は、液晶が２４０°の左ツイストのＳＴＮ型の液晶とされ、ΔｎLC ×ｄLC ＝７９０ｎｍ、ΔｎF ×ｄF ＝５７０ｎｍ、前記第１液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第２液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸がなす視認側からみた場合における時計方向の角度θ0 ＝２０°、θ1 ＝３５°、θ2 ＝７５°、θ3 ＝１２５°、θ4 ＝７５°、θ5 ＝１３５°を満足する。さらに、前記試料１は、第１偏光板として、通常のニュートラルな偏光板（ポラテクノ製ＳＫＮ−１８２４３Ｔ）、第２偏光板として、赤色系のカラー偏光板（ポラテクノ製Ｒ−１８２５５Ｔ）、第３偏光板として、青色系のカラー偏光板（ポラテクノ製Ｖ３２−１８２４５Ｔ）を用いた。
【００４９】
このような条件に設定された試料１に対して、以下の表１の上欄および中欄に示す液晶表示装置の駆動条件に従って１／６５デューティによる駆動を行った。
【００５０】
【表１】
2004205942.tif 000003
【００５１】
この結果、表１の最下欄に示すように、白色、紫ががった黒色、青色および赤色からなる良好な４色表示を行うことができた。
【００５２】
次に、試料２は、液晶が２４０°の左ツイストのＳＴＮ型の液晶とされ、ΔｎLC ×ｄLC ＝７９０ｎｍ、ΔｎF ×ｄF ＝５７０ｎｍ、前記第１液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸に対して、前記第２液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸がなす視認側からみた場合における時計方向の角度θ0 ＝２０°、θ1 ＝３５°、θ2 ＝７５°、θ3 ＝１２５°、θ4 ＝７５°、θ5 ＝１３５°を満足する。さらに、前記試料２は、第１偏光板として、通常のニュートラルな偏光板（ポラテクノ製ＳＫＮ−１８２４３Ｔ）、第２偏光板として、赤色系のカラー偏光板（ポラテクノ製Ｒ−１８２５５Ｔ）、第３偏光板として、緑色系のカラー偏光板（ポラテクノ製Ｇ−１８２５０Ｔ）を用いた。
【００５３】
このような条件に設定された試料２に対して、以下の表２の上欄および中欄に示す液晶表示装置の駆動条件に従って１／６５デューティによる駆動を行った。
【００５４】
【表２】
2004205942.tif 000004
【００５５】
この結果、表２の最下欄に示すように、白色、黒色、緑色および赤色からなる良好な４色表示を行うことができた。
【００５６】
したがって、本実施形態によれば、ＳＴＮ型の液晶１７が封入され、なおかつ位相差値ΔｎLC ×ｄLC が好適な値に設定された２枚の液晶表示パネル１５，１６と、３枚の偏光板１０，１１，１２と、位相差値ΔｎF ×ｄF が好適な値に設定された２枚の位相差板１９，２０とによって液晶表示装置１４が構成されている結果、高デューティによる駆動の下においても良好な多色表示を得ることができる。
【００５７】
なお、本発明は前記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００５８】
例えば、前記実施形態においては、前記第１位相差板１９を、前記第１液晶表示パネル１５の外側表面のうち視認側の外側表面に配設し、また、前記第２位相差板２０を、前記第２液晶表示パネル１６の外側表面のうち視認側の外側表面に配設しているが、これに限る必要はなく、例えば、前記第１位相差板１９を、前記第１液晶表示パネル１５の反視認側の外側表面に配設し、前記第２位相差板２０を、前記第２液晶表示パネル１６の反視認側の外側表面に配設してもよい。
【００５９】
また、前記第１液晶表示パネル１５および前記第２液晶表示パネル１６は、パネル全体をオンあるいはオフ状態にする場合のみならず、部分的（例えば画素ごと）にオンあるいはオフ状態にすることができることは勿論である。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の請求項１に係る液晶表示装置によれば、高デューティによる駆動の下においても良好な多色表示を実現することができる。
【００６１】
また、請求項２に係る液晶表示装置によれば、請求項１に係る液晶表示装置の効果に加えて、高デューティによる駆動の下において、さらに良好な多色表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施形態を示す概略断面図
【図２】本発明に係る液晶表示装置の実施形態において、前記第１液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸と、前記第２液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸との関係を示した平面図
【図３】本発明に係る液晶表示装置の実施形態において第１液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸と、第１偏光板の偏光軸と、第１位相差板の延伸軸との関係を示した平面図
【図４】本発明に係る液晶表示装置の実施形態において第２液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸と、第２偏光板の偏光軸と、第２位相差板の延伸軸との関係を示した平面図
【図５】本発明に係る液晶表示装置の実施形態において第２液晶表示パネルの反視認側の配向膜の配向軸と、第３偏光板の偏光軸との関係を示した平面図
【図６】従来の３色表示用の液晶表示装置の一例を示す概略断面図
【符号の説明】
６ａ  第１液晶表示パネルの視認側の配向膜
６ｂ  第１液晶表示パネルの反視認側の配向膜
６ｃ  第２液晶表示パネルの視認側の配向膜
６ｄ  第２液晶表示パネルの反視認側の配向膜
１０  第１偏光板
１１  第２偏光板
１２  第３偏光板
１４  液晶表示装置
１５  第１液晶表示パネル
１６  第２液晶表示パネル
１７  液晶
１９  第１位相差板
２０  第２位相差板
【図１】
2004205942.tif 000005
【図２】
2004205942.tif 000006
【図３】
2004205942.tif 000007
【図４】
2004205942.tif 000008
【図５】
2004205942.tif 000009
【図６】
2004205942.tif 000010