(57)【要約】【課題】位相差値が小さい値に設定された液晶表示パネルを用いて高コントラストであり、かつ視野角が広い表示を行う。【解決手段】液晶表示パネルと視認側の偏光板との間に、高分子フィルムを一軸延伸して形成された一対の位相差板を積層して配設し、液晶表示パネルの位相差値ΔｎＬＣ・ｄＬＣを５００ｎｍ〜８００ｎｍに設定し、一対の位相差板の位相差値ΔｎＦ　・ｄＦ　を２２０ｎｍ〜３００ｎｍに設定してなり、第一位相差板を、その延伸軸と液晶表示パネルにおける第一位相差板側の配向膜の配向軸との交差角が０°となるように設定し、第二位相差板を、その延伸軸と第一位相差板との延伸軸との交差角が９０°となるように設定する。【選択図】　　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＮ型の液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルの視認側および裏側にそれぞれ偏光板が配設され、前記裏側の偏光板に対向するようにバックライトユニットが配設されてなり、前記液晶表示パネルに封入された液晶のうち所定画素の液晶に電圧を印加することにより明表示を行うネガ型の液晶表示装置において、
前記液晶表示パネルと前記視認側の偏光板または前記裏側の偏光板との間に、高分子フィルムを一軸延伸して形成された一対の位相差板が積層して配設されており、前記液晶表示パネルの位相差値ΔｎＬＣ・ｄＬＣが５００ｎｍ〜８００ｎｍに設定され、前記一対の位相差板の位相差値ΔｎＦ　・ｄＦ　がそれぞれ２２０ｎｍ〜３００ｎｍに設定され、前記一対の位相差板のうち前記液晶表示パネル側に配設された第一位相差板は、その延伸軸と前記液晶表示パネルにおける前記第一位相差板側の配向膜の配向軸との交差角がほぼ０°となるように設定されるとともに、前記一対の位相差板のうち他の第二位相差板は、その延伸軸と前記第一位相差板との延伸軸との交差角がほぼ９０°となるように設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記バックライトの光源の主発光波長λが５９５ｎｍ〜７００ｎｍに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、バックライトからの照射光を用いて表示を行うＴＮ型の液晶表示パネルを有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ　）型の液晶表示パネルを有する液晶表示装置が、携帯電話や、時計、ＰＤＡ等の表示装置として広く利用されている。この液晶表示装置は、例えばＴＮ型の液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルの視認側および裏側には、偏光板が配設されており、また前記液晶表示パネルの裏側に配設された偏光板の裏側には、バックライトユニットが配設されている。
【０００３】
前記液晶表示装置は、所定の液晶に電圧を印加して液晶の配列を変化させ、前記バックライトユニットから照射されて前記裏側の偏光板を透過した透過光を、前記所定の液晶の配列に沿って前記液晶表示パネルに透過させ、この透過光を前記視認側の偏光板に透過させることにより、表示を行うようになっている。
【０００４】
このような液晶表示装置においては、電圧を印加したときの液晶の応答速度を速くするため、位相差値（Δｎ・ｄ）が５００ｎｍ〜８００ｎｍの小さい値に設定された液晶表示パネルが多く用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の液晶表示装置においてネガ表示を行う場合、前記液晶表示パネルの位相差値を５００ｎｍ側の値に設定すると、黒表示における正面の遮光度が著しく低下し、前記液晶表示装置の表示のコントラストが悪くなってしまう。
【０００６】
一方、前記液晶表示パネルの位相差値を８００ｎｍ側の値に設定すると、正面のコントラストは高くなるが、オフ電圧印加部および電圧無印加部である背景部の黒表示を行っている部分において、前記液晶表示パネルの法線方向から大きく角度を変えて視認した場合に光漏れが生じてしまう。このため、角度を変えて視認した場合に前記液晶表示装置の視認性が著しく悪くなってしまい、この結果、視野角が狭くなってしまうおそれがあった。
【０００７】
この結果、位相差値が５００ｎｍ〜８００ｎｍの小さい値に設定された液晶表示パネルを有する液晶表示装置において高コントラストであり、かつ視野角が広い表示を行うことは困難であるという問題を有していた。
【０００８】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、位相差値が５００ｎｍ〜８００ｎｍの小さい値に設定された液晶表示パネルを用いて高コントラストであり、かつ視野角が広い表示を行うことができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る液晶表示装置は、ＴＮ型の液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルの視認側および裏側にそれぞれ偏光板が配設され、前記裏側の偏光板に対向するようにバックライトユニットが配設されてなり、前記液晶表示パネルに封入された液晶のうち所定画素の液晶に電圧を印加することにより明表示を行うネガ型の液晶表示装置において、前記液晶表示パネルと前記視認側の偏光板または前記裏側の偏光板との間に、高分子フィルムを一軸延伸して形成された一対の位相差板が積層して配設されており、前記液晶表示パネルの位相差値ΔｎＬＣ・ｄＬＣが５００ｎｍ〜８００ｎｍに設定され、前記一対の位相差板の位相差値ΔｎＦ　・ｄＦ　がそれぞれ２２０ｎｍ〜３００ｎｍに設定され、前記一対の位相差板のうち前記液晶表示パネル側に配設された第一位相差板は、その延伸軸と前記液晶表示パネルにおける前記第一位相差板側の配向膜の配向軸との交差角がほぼ０°となるように設定されるとともに、前記一対の位相差板のうち他の第二位相差板は、その延伸軸と前記第一位相差板との延伸軸との交差角がほぼ９０°となるように設定されていることを特徴とする。
【００１０】
この請求項１に記載の発明によれば、液晶表示パネルの視認側または裏側に一対の高分子フィルムを一軸延伸させた位相差板が所定の角度によって配設されているので、電圧が印加された所定の液晶の配列に沿って液晶表示パネルを透過した透過光は、視認側の偏光板の偏光軸に対してほぼ平行な角度をもって前記偏光板を透過する。このため、透過光の表示の輝度を向上させることができる。また、電圧が印加されていない所定の液晶の配列に沿って液晶表示パネルを透過した透過光は、視認側の偏光板の偏光軸に対してほぼ直交する角度をもって前記偏光板に遮断される。このため、黒表示を行う際、従来の液晶表示装置において液晶表示パネルの法線方向から大きく角度を変えて視認した場合に生じていた光漏れを、本発明においては著しく抑制することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記バックライトの光源の主発光波長λが５９５ｎｍ〜７００ｎｍに設定されていることを特徴とする。
【００１２】
この請求項２に記載の発明によれば、黒色表示を行う際、従来の液晶表示装置において液晶表示パネルの法線方向から大きく角度を変えて視認した場合に生じていたにおける上下左右方向からの光漏れを一層抑制することができる。
【００１３】
【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を図１および図２を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の一実施形態を示す概略側面図であり、図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置１は、ＴＮ型の液晶表示パネル２を有している。
【００１５】
この液晶表示パネル２を構成する一対の透明基板としてのガラス基板３ａ，３ｂの相互に対向する面には、透明電極（図示せず）が形成されており、これら各透明電極の表面には、配向膜４ａ，４ｂが形成されている。また、前記各ガラス基板３ａ，３ｂの相互に対向する面の周辺部には、シール材５が配置されており、このシール材５に囲まれた内部には、スペーサ（図示せず）およびＴＮ型の液晶６が配置されている。この液晶６は、前記配向膜４ａ，４ｂの配向方向に従ってツイストされており、この液晶６のツイスト角は、８０°〜１００°の値となるように設定されることが好ましい。本実施形態においては、前記液晶６を、９０°の左ツイストに設定する。
【００１６】
また、このＴＮ型の液晶表示パネル２の位相差値ΔｎＬＣ・ｄＬＣは、５００ｎｍ〜８００ｎｍ、好ましくは５２０ｎｍ〜７８０ｎｍの値に設定されている。ただし、ΔｎＬＣは、ＴＮ型の液晶６の屈折率異方性であり、ｄＬＣは、液晶表示パネル２のギャップである。本実施形態においては、前記液晶表示パネル２の位相差値ΔｎＬＣ・ｄＬＣを６３０ｎｍに設定する。
【００１７】
この液晶表示パネル２の視認側には、一対の位相差板９，１０が積層して配設されている。これらの位相差板９，１０は、ポリカーボネート等の高分子フィルムを一軸延伸することにより形成されており、また、これら位相差板９，１０の位相差値ΔｎＦ　・ｄＦ　は、２２０ｎｍ〜３００ｎｍ、好ましくは２４０ｎｍ〜２９０ｎｍの値となるように設定されている。ただし、ΔｎＦ　は、各位相差板９，１０の屈折異方性であり、またｄＦ　は、各位相差板９，１０の膜厚である。本実施形態においては、前記各位相差板９，１０の位相差値ΔｎＦ　・ｄＦ　を２６０ｎｍの値に設定する。
【００１８】
また、これら一対の位相差板９，１０のうち液晶表示パネル２側に配設される第一位相差板９は、その延伸軸と前記液晶表示パネル２の視認側の配向膜４ａの配向軸との交差角が、０°となるように設定されている。
【００１９】
さらに、前記一対の位相差板９，１０のうち前記第一位相差板９の視認側に配設される第二位相差板１０は、その延伸軸と前記第一位相差板９の延伸軸との交差角が、９０°となるように設定されている。特に好ましくは、第一位相差板９および第二位相差板１０の位相差値ΔｎＦ　・ｄＦ　を同一値とし、それぞれの延伸軸の交差角を９０°とする。この形態において、液晶表示パネル２の法線方向の位相差値を０とすることができ、斜め方向からの光漏れも抑えることができる。
【００２０】
さらにまた、前記第二位相差板１０の視認側には、偏光板８が配設されており、この偏光板８の偏光軸は、前記液晶表示パネル２の視認側の配向膜４ａの配向軸との交差角が、液晶表示装置１を視認側から見た場合に前記配向膜４ａの配向軸を基準として反時計回りに０°〜１０°、好ましくは２°〜８°となるように設定されており、本実施形態においては、前記偏光板８の偏光軸と前記配向膜４ａの配向軸との交差角を５°に設定する。
【００２１】
また、前記液晶表示パネル２の裏側には、偏光板１５が配設されており、この偏光板１５の偏光軸は、前記液晶表示パネル２の視認側の配向膜４ａの配向軸との交差角が、液晶表示装置１を視認側から見た場合に前記配向膜４ａの配向軸を基準として時計回りに０°〜１０°、好ましくは２°〜８°となるように設定されており、本実施形態においては、前記偏光板１５の偏光軸と前記配向膜４ａの配向軸との交差角を５°に設定する。これにより、本実施形態においては、前記視認側の偏光板８と前記裏側の偏光板１５との各偏光軸の交差角は１０°となり、斜め方向からの光漏れがより少なくなる。
【００２２】
さらにまた、前記偏光板１５の裏側には、この偏光板１５に対向するようにバックライトユニット１７が配設されており、このバックライトユニット１７は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源１８を有している。このバックライトユニット１７には、種々の主発光波長λの光源１８を用いることができるが、主発光波長λが５９５ｎｍ〜７００ｎｍのオレンジ色系から赤色系の光源１８を用いることが好ましく、本実施形態においては、光源１８の主発光波長λを６３０ｎｍに設定する。また、この光源１８が照射光を照射する方向には、導光板１９が配設されている。
【００２３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２４】
まず、バックライトユニット１７の光源１８からの照射光は、偏光板１５の偏光軸により偏光され、液晶表示パネル２を液晶６の配列に沿って透過する。このとき、各透明電極により電圧が印加された所定の液晶６の配列に沿って透過した透過光は、一対の位相差板９，１０を透過し、偏光板８を透過してこの透過光色の表示（本実施形態においては赤色表示）を行う。一方、電圧が印加されない液晶６の配列に沿って透過した透過光は、一対の位相差板９，１０を透過した後、偏光板８の偏光軸に遮断されて黒表示を行い、これにより、ネガ表示を行う。
【００２５】
本実施形態によれば、液晶表示パネル２の視認側に一対の高分子フィルムを一軸延伸させた位相差板９，１０が設置されており、これら位相差板９，１０や、各偏光板８，１５が所定の角度によって配設されているので、電圧が印加された所定の液晶６の配列に沿って液晶表示パネル２を透過した透過光は、前記偏光板８の偏光軸に対してほぼ平行な角度をもって前記偏光板８を透過する。このため、透過光色の表示の輝度を向上させることができる。また、電圧が印加されていない所定の液晶６の配列に沿って液晶表示パネル２を透過した透過光は、前記偏光板８の偏光軸に対してほぼ直交する角度をもって前記偏光板８に遮断される。このため、黒色表示を行う際、従来の液晶表示装置において液晶表示パネルの法線方向から大きく角度を変えて視認した場合に生じてしまっていた光漏れを、本実施形態においては著しく抑制することができる。
【００２６】
したがって、透過光色の表示の輝度を向上させてコントラストを良好にし、かつ黒表示の際の光漏れを防止して視野角の広い表示を行うこととを両立させることができ、これにより本液晶表示装置１において良好な画像の表示を行うことができる。
【００２７】
なお、本発明は前記実施形態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。
【００２８】
例えば、本実施形態においては、一対の位相差板９，１０は液晶表示パネル２の視認側に配設されているが、これに限定されず、これら一対の位相差板９，１０は、液晶表示パネル２の裏側に配設され、この一対の位相差板９，１０の裏側に偏光板１５が配設されるものであってもよい。この場合、これら一対の位相差板のうち液晶表示パネル側に配設された位相差板を、その延伸軸が前記液晶表示パネルの裏側の配向膜の配向軸に対して交差角が０°となるように配置し、前記偏光板側に配設された位相差板を、その延伸軸が前記液晶表示パネル側に配設された位相差板の延伸軸に対して交差角が９０°となるように配置することになる。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００３０】
本実施例においては、液晶表示パネルとして一対のガラス基板の間隙にＴＮ型の液晶が配置されたものを用いた。このＴＮ型の液晶は、９０°の左ツイストであって、またこの液晶表示パネルの位相差値ΔｎＬＣ・ｄＬＣは、６３０ｎｍとなるように設定した。
【００３１】
また、一対の位相差板としては、それぞれポリカーボネートを一軸延伸したものを用い、それらの位相差値ΔｎＦ・ｄＦは、２６０ｎｍの値となるように設定した。
【００３２】
さらに、前記一対の位相差板のうち液晶表示パネル側に配設される第一位相差板は、その延伸軸と前記液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸との交差角が０°となるように設定した。
【００３３】
また、前記一対の位相差板のうち前記第一位相差板の視認側に配設される第二位相差板は、その延伸軸と前記第一位相差板の延伸軸との交差角が９０°の値となるように設定した。
【００３４】
さらに、前記第二位相差板の視認側に、偏光板としてＳＨＣ−１３Ｕ（ポラテクノ製）を、その偏光軸と前記液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸との交差角が５°となるように配設した。
【００３５】
さらにまた、前記液晶表示パネルの裏側に、偏光板としてＳＨＣ−１３Ｕ（ポラテクノ製）を、その偏光軸と前記液晶表示パネルの視認側の配向膜の配向軸との交差角が５°となるように配設した。これにより、前記視認側の偏光板と前記裏側の偏光板との各偏光軸の交差角は１０°となった。
【００３６】
また、前記裏側の偏光板の裏側に、主発光波長λが６３０ｎｍである赤色系のＬＥＤを有するバックライトユニットを配設した。
【００３７】
一方、比較例としての従来の液晶表示装置について説明する。
【００３８】
この従来例の液晶表示装置としては、前述の実施例において用いられた液晶表示装置のうち前記一対の位相差板が配設されていないものを用い、各光学系の軸配置は前記実施例における各光学系の軸配置と同一とした。
【００３９】
そして、本実施例の液晶表示装置および従来の液晶表示装置を１／８Ｄｕｔｙ−１／４Ｂｉａｓの条件によって駆動させたところ、本実施例によれば、電圧の非印加時には黒色表示、印加時には赤色表示のネガ表示を行うことができた。このとき、黒色表示と赤色表示とのコントラスト比は、前記液晶表示装置の液晶表示パネルにおける法線から０°の角度において５２：１となり、高コントラストの表示を行うことができた。また、黒表示における上下左右方向からの光漏れも著しく抑制することができ、前記黒色表示と赤色表示とのコントラスト比は、前記法線から左方向５０°の角度においても３０：１となり、また前記法線から右方向５０°の角度においても３１：１となった。この結果、実施例の液晶表示装置は、広い視野角において高コントラストの表示を行うことができた。
【００４０】
一方、従来例によれば、電圧の非印加時には黒表示、印加時には赤色表示のネガ表示を行うことができた。このとき、黒色表示と赤色表示とのコントラスト比は、前記液晶表示パネルにおける法線から０°の角度において５５：１となり、高コントラストの表示を行うことができた。しかし、黒表示の際に上下左右方向から光漏れが生じ、前記黒色表示と赤色表示とのコントラスト比は、前記法線か左方向ら５０°の角度において１３：１となり、また前記法線から右方向５０°の角度において１５：１となった。この結果、比較例の液晶表示は、視野角が狭く視認性の悪いものであった。
【００４１】
また、前記実施例および前記比較例に白色系のＬＥＤを用いて表示を行った場合、前記実施例の液晶表示装置を法線方向より視認したとき、前期液晶表示装置は、電圧の非印加時に紺色表示を行い、また、角度を変えても同様の表示を行うことができた。
【００４２】
一方、前記比較例の液晶表示装置を法線方向より視認したとき、前期液晶表示装置は、電圧の非印加時に紺色表示を行ったが、上下方向に角度を変えて視認したとき、前記紺色表示は徐々に紫色から赤紫色の表示に変化し、また左右方向に角度を変えて視認したとき、前記紺色表示はこげ茶色に変化してしまった。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明に係る液晶表示装置によれば、黒表示の正面の遮光度を向上させてコントラストを良好にし、かつ黒表示の際の光漏れを防止して視野角の広い表示を行うこととを両立させることができ、これにより良好な画像の表示を行うことができる。
【００４４】
また、請求項２に記載の発明に係る液晶表示装置によれば、上下左右方向からの光漏れを一層抑制することができるので、より視野角が広くコントラストの良好な画像の表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示す概略側面図
【図２】図１に示す液晶表示装置の各光学系の軸配置を示す概念図
【符号の説明】
１　液晶表示装置
２　液晶表示パネル
３ａ，３ｂ　透明基板
４ａ，４ｂ　配向膜
６　液晶
８　偏光板
９　第一位相差板
１０　第二位相差板
１５　偏光板
１７　バックライトユニット
１８　光源
【図１】
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【図２】
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