JP2008009019A

JP2008009019A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2008009019A
Application number: JP2006177652A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Takada; 裕高田
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】利用者が周囲の明るさ等に応じて表示モードを選択することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１の偏光板２１および第２の偏光板２２は、液晶表示パネル１００に直接接着されずに、段付き回転ローラ４０によって保持される。第１の偏光板２１および第２の偏光板２２は、その平面の中心を回転中心として、平面内で抵抗なく回転可能に保持される。また、第１の偏光板２１および第２の偏光板２２の側面に、つまみ３０が設けられる。つまみ３０は、ホルダ等の筐体５０に設けられ、回転可能に保持される。つまみ３０を回転させることにより、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが直交すると、電圧を印加しない状態で白く表示されるポジティブ表示（ノーマリホワイト）となり、各偏光軸が平行になると、電圧を印加しない状態で黒く表示されるネガティブ表示（ノーマリブラック）となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、ノーマリホワイトモードとノーマリブラックモードとを切り替えることができる液晶表示装置に関する。

文字や図形などの各種の画像を表示する表示装置として液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置の表示部として、２枚の透明基板の間に液晶が封入された液晶表示パネルが用いられる。

図３は、一般的な液晶表示装置の例を示す断面図である。ここでは、液晶表示装置がアクティブマトリクス型液晶表示装置である場合を例示して説明する。図３に示すように、一般的な液晶表示装置は、液晶表示パネル１００の下部に第１の偏光板２０１が設けられ、液晶表示パネル１００の上部に第２の偏光板２０２が設けられた構造を有する。以下の説明では、第１の偏光板２０１が存在する側を背面側、第２の偏光板２０２が存在する側を正面側と記す。また、本明細書では、第１の偏光板２０１と第２の偏光板２０２とを除いた部分を液晶表示パネル１００とする。

液晶表示パネル１００は、透明基板１０１および透明基板１０２を備える。透明基板１０１および透明基板１０２として、例えば、透明なガラスが用いられる。

透明基板１０１には、互いに直交するゲート配線（図示せず。）およびデータ配線（図示せず。）が形成され、ゲート線とデータ線との交差部分近傍に、画素毎に画素電極１１１とＴＦＴ（図示せず。）とが形成されている。画素電極１１１は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明電極であって、ＴＦＴを介してデータ配線に接続される。

透明基板１０２には、各画素電極１１１に対向する１枚の対向電極１１２が形成されている。対向電極１１２は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明電極である。また、透明基板１０２と対向電極１１２との間にカラーフィルタ１１３が設けられていてもよい。カラーフィルタ１１３は、画素電極１１１に対向する位置に設けられる。

画素電極１１１が形成された透明基板１０１には、液状の配向剤が塗布され、それを固化することにより、第１の配向膜１２１が形成されている。同様に、対向電極１１２が形成された透明基板１０２には、第２の配向膜１２２が形成されている。第１の配向膜１２１および第２の配向膜１２２には、液晶分子の配列方向を決めるためのラビングなどの配向処理が施されている。画素電極１１１および第１の配向膜１２１が形成された透明基板１０１と、対向電極１１２および第２の配向膜１２２が形成された透明基板１０２との間には、液晶１３１が挟持される。

なお、透明基板１０１の端部には、液晶駆動ケーブル（図示せず。）の一端が接続される。液晶駆動ケーブルとして、例えば、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）が用いられる。液晶駆動ケーブルを介して、駆動電圧を伝達する駆動回路基板と液晶表示パネル１００とが接続される。

第１の偏光板２０１は、透明基板１０１に接着される。同様に、第２の偏光板２０２は、透明基板１０２に接着される。

ＴＮ（Twisted Nematic：ツイステッドネマティック）モードの場合、第１の配向膜１２１と第２の配向膜１２２とには、それぞれ９０度異なる方向に配向処理がなされる。配向処理により、液晶１３１の分子の配向方向は、連続的に回転しねじれている。

図４は、一般的な液晶表示装置の例を示す正面図である。図４（ａ）を参照して、ポジティブ表示について説明する。図４（ａ）に示すように、透明基板１０１の正面側に透明基板１０２が設けられる。さらに、透明基板１０２の正面側に、第２の偏光板２０２が接着される。また、図４（ａ）では図示省略されているが、透明基板１０１の背面側に、第１の偏光板２０１が接着される。透明基板１０１の端部には、液晶駆動ケーブル１３２の一端が接続される。なお、図示していないが、液晶層の配向方向、すなわちラビング方向は、図４（ａ）に示す偏光軸２０１−１，２０２−１と平行に形成されている。

図４（ａ）に例示するように、第１の偏光板２０１の偏光軸２０１−１と第２の偏光板２０２の偏光軸２０２−１とが直交する場合、電圧を印加しない状態で、第１の偏光板２０１から入射した直線偏光の光は、液晶表示パネル１００を通過する際に９０度旋光され、光の振動方向が第２の偏光板２０２の偏光軸２０２−１と一致するため、第２の偏光板２０２を透過する。したがって、電圧を印加しない状態で白く表示されるポジティブ表示（ノーマリホワイト）となる。

次に、図４（ｂ）を参照して、ネガティブ表示について説明する。なお、液晶層の配向方向は、ポジティブ表示と同一の方向である。図４（ｂ）には、第１の偏光板２０１の偏光軸２０１−１と第２の偏光板２０２の偏光軸２０２−１とが、それぞれ平行に配置される場合を例示する。この場合には、第１の偏光板２０１から入射した直線偏光の光は、電圧を印加しない状態で液晶表示パネル１００を通過する際に９０度旋光され、光の振動方向が第２の偏光板２０２の偏光軸２０２−１と直交するため、第２の偏光板２０２で吸収される。したがって、電圧を印加しない状態で黒く表示されるネガティブ表示（ノーマリブラック）となる。

なお、背景表示盤としての液晶パネルと機械的に駆動される回転指針とを組み合わせた液晶表示装置において、指針の動きに合わせて指針の色や模様が変化する新規な表示形態を備えた液晶表示装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、指針として、装飾用偏光板が取り付けられた透明板を用いることが記載されている。装飾用偏光板は、軸角度の異なる４種類の偏光チップ片の組み合わせからなることから、指針の動きに合わせて、装飾用偏光板がモザイク的に変化することが記載されている。

特開２００３−４３４７１号公報（段落００１３−００１６）

上記のように、第１の偏光板２０１の偏光軸と第２の偏光板２０２の偏光軸とを直交させることによって、電圧が印加されない状態で白く表示されるノーマリホワイトの液晶表示装置が得られ、第１の偏光板２０１の偏光軸と第２の偏光板２０２の偏光軸とを平行にすることによって、電圧が印加されない状態で黒表示されるノーマリホワイトの液晶表示装置が得られる。

例えば、周囲が暗い環境では、黒地に白い文字等が表示されるネガティブ表示がなされると、観察者は文字等を視認しやすい。また、周囲が明るい環境では、白地に黒い文字等が表示されるポジティブ表示がなされると、観察者は文字等を視認しやすい。さらに、観察者によっては、暗い環境では黒い文字等の方が視認しやすく、明るい環境では白い文字等の方が視認しやすいと感ずることも考えられる。しかし、一般的な液晶表示装置においては、２枚の偏光板はそれぞれ透明基板に接着されて固定されるため、ポジティブ表示かネガティブ表示かの表示モードが予め定められてしまう。すなわち、一つの液晶表示装置の表示モード（ノーマリホワイトモードとノーマリブラックモード）を状況に応じて切り替えることは難しい。

なお、特許文献１に記載された方式では、装飾用偏光板が回転指針に取り付けられていることから、色や模様の変化は、計器パネルや時計等の回転指針の動きに応じて定まる。したがって、指針としての偏光板の色や模様を、ユーザが自由に選択することはできない。

そこで、本発明は、利用者が周囲の明るさ等に応じて表示モードを選択する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。

本発明による液晶表示装置は、液晶表示パネルの下部に第１の偏光板が設けられ、上部に第２の偏光板が設けられた液晶表示装置において、第１の偏光板もしくは第２の偏光板を、または第１の偏光板および第２の偏光板を回転させて、第１の偏光板の偏光軸と第２の偏光板の偏光軸とが成す角度を変更する回転機構を備えたことを特徴とする。

回転機構は、第１の偏光板と第２の偏光板との間に設けられ、第１の偏光板および第２の偏光板と接触し、回転駆動されることにより第１の偏光板と第２の偏光板とをそれぞれ別方向に回転させる駆動ローラを含むことが望ましい。そのような構成によれば、第１の偏光板および第２の偏光板を同時に別方向に回転させることができ、少ない回転量で第１の偏光板の偏光軸と第２の偏光板の偏光軸とが成す角度を選択することができる。

本発明によれば、利用者がポジティブ表示またはネガティブ表示を選択することができるため、周囲の明るさ等に応じた表示を選択することができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明による液晶表示装置を示す斜視図である。図１に示す液晶表示装置は、液晶表示パネル１００と、液晶駆動ケーブル１３２と、第１の偏光板２１と、第２の偏光板２２と、つまみ３０と、段付き回転ローラ４０と、筐体５０とを備える。以下の説明では、第１の偏光板２１が存在する側を背面側、第２の偏光板２２が存在する側を正面側と記す。なお、筐体５０は、説明の便宜上、一部のみを示しており、液晶表示パネル１００、液晶駆動ケーブル１３２、偏光板２１，２２を覆う形状である。

第１の偏光板２１および第２の偏光板２２は、円形の偏光板であって、第１の偏光板２１と第２の偏光板２２との間には、液晶表示パネル１００が設けられる。第１の偏光板２１および第２の偏光板２２は、液晶表示パネル１００に直接接着されずに、段付き回転ローラ４０によって保持される。第１の偏光板２１および第２の偏光板２２は、その平面の中心を回転中心として、平面内で抵抗なく回転可能に保持される。

また、第１の偏光板２１および第２の偏光板２２の側面に、つまみ３０が設けられる。つまみ３０は、ホルダ等の筐体５０に設けられ、回転可能に保持される。なお、図１には、筐体５０の一部のみが示されており、液晶表示パネル１００の表示領域に対応する開口部が設けられている。

液晶表示パネル１００は、透明基板１０１および透明基板１０２を備える。なお、液晶表示パネル１００の構成は、一般的な液晶表示装置における構成（図３参照。）と同様であるため、説明を省略する。また、本実施の形態では、液晶表示パネル１００が矩形である場合を例示したが、円形であればなお良い。

段付き回転ローラ４０は、押さえ部材であって、ホルダ等の筐体に設けられ、第１の偏光板２１および第２の偏光板２２を保持する。

図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。図２に示す液晶表示装置は、第１の偏光板２１と、第２の偏光板２２と、回転ローラ３１と、回転ローラ３２と、回転ローラ３３とを含む。なお、図１では、回転ローラ３１，３２，３３は記載省略されていた。

回転ローラ３１は、第１の偏光板２１と第２の偏光板２２との間に設けられ、それぞれと接触している。回転ローラ３２は、第１の偏光板２１の背面側に第１の偏光板２１と接触して設けられる。また、回転ローラ３３は、第２の偏光板２２の正面側に第２の偏光板２２と接触して設けられる。すなわち、第１の偏光板２１は、回転ローラ３１，３２に挟持され、第２の偏光板２２は、回転ローラ３１，３３に挟持される。

つまみ３０は、回転ローラ３１と一体となっていて、つまみ３０を回すことにより、回転ローラ３１を回転させることが可能である。すなわち、回転ローラ３１は、つまみ３０により回転駆動され、第１の偏光板２１および第２の偏光板２２を同時に逆方向に回転させる駆動ローラである。回転ローラ３１の長さは、第１の偏光板２１および第２の偏光板２２を回転させるのに十分な長さであって、液晶表示パネル１００の表示領域にかからない長さである。

また、回転ローラ３２は、駆動ローラである回転ローラ３１に加圧され、回転ローラ３１に従動して回転ローラ３１とともに第１の偏光板２１を回転させる従動ローラである。同様に、回転ローラ３３は、駆動ローラである回転ローラ３１に加圧され、回転ローラ３１に従動して回転ローラ３１とともに第２の偏光板２２を回転させる従動ローラである。回転ローラ３２，３３は、回転軸を有する。回転ローラ３２，３３の回転軸は、ホルダ等の筐体に設けられ、回転可能に保持される。

例えば、つまみ３０を右に回転させた場合、つまみ３０と一体となって回転ローラ３１が右に回転するため、正面側から見た場合に、第１の偏光板２１は右に回転し、第２の偏光板２２は左に回転する。また、つまみ３０を左に回転させた場合、つまみ３０と一体的に回転ローラ３１が左に回転するため、正面側から見た場合に、第１の偏光板２１は左に回転し、第２の偏光板２２は右に回転する。

第１の偏光板２１と第２の偏光板２２とが回転して、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが直交するように第１の偏光板２１と第２の偏光板２２とが位置したときに、第１の偏光板２１から入射した直線偏光の光は、電圧を印加しない状態で液晶表示パネル１００を通過する際に９０度旋光され、光の振動方向が第２の偏光板２２の偏光軸と一致するため、第２の偏光板２２を透過する。したがって、電圧を印加しない状態で白く表示されるポジティブ表示（ノーマリホワイト）となる。例えば、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが平行であるネガティブ表示の状態からつまみ３０を回転させることにより、第１の偏光板２１を右に４５度回転させ、同時に第２の偏光板２２を左に４５度回転させると、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とは相対的に直交する。

また、第１の偏光板２１と第２の偏光板２２とが回転して、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが平行になるように第１の偏光板２１と第２の偏光板２２とが位置したときに、第１の偏光板２１から入射した直線偏光の光は、電圧を印加しない状態で液晶表示パネル１００を通過する際に９０度旋光され、光の振動方向が第２の偏光板２２の偏光軸と直交するため、第２の偏光板２２で吸収される。したがって、電圧を印加しない状態で黒く表示されるネガティブ表示（ノーマリブラック）となる。例えば、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが直交するポジティブ表示の状態からつまみ３０を回転させることにより、第１の偏光板２１を右に４５度回転させ、同時に第２の偏光板２２を左に４５度回転させると、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とは平行となる。

したがって、第１の偏光板２１と第２の偏光板２２とをそれぞれ逆方向に４５度回転させることにより、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが平行または垂直になるため、ポジティブ表示とネガティブ表示とが切り替えられる。第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが、平行であることまたは垂直であることは、液晶表示装置の画面の明るさに基づいて判断することができる。また、各偏光板の側面に、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが平行または垂直であることを示す目印を設けてもよい。さらに、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが直交するように第１の偏光板２１と第２の偏光板２２とが位置したときに回転ローラ３１の回転を止めさせるようなストッパ部材と、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが平行になるように第１の偏光板２１と第２の偏光板２２とが位置したときに回転ローラ３１の回転を止めさせるようなストッパ部材とを設けてもよい。

なお、上記の実施の形態では、第１の偏光板２１および第２の偏光板２２を、互いに別方向に回転させる場合を例示したが、どちらか一方のみを回転させてもよい。例えば、第１の偏光板２１のみを回転させる場合、回転ローラ３１は、第１の偏光板２１のみと接触して設けられる。この場合には、例えば、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とが平行であるネガティブ表示の状態からつまみ３０を回転させることにより、第１の偏光板２１を９０度回転させさせると、第１の偏光板２１の偏光軸と第２の偏光板２２の偏光軸とは相対的に直交し、ポジティブ表示となる。

また、上記の実施の形態において、パッシブ駆動のＴＮモードの液晶表示装置を用いてもよいし、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic ）モードの液晶表示装置を用いてもよい。

本発明は、液晶表示装置に適用でき、例えば、周囲環境に応じて表示モードを切り替えたいという用途に用いられる液晶表示装置に効果的に適用される。

本発明による液晶表示装置を示す斜視図。図１におけるＡ−Ａ断面を示す断面図。一般的な液晶表示装置の例を示す断面図。一般的な液晶表示装置の例を示す正面図。

符号の説明

１００液晶表示パネル
１０１透明基板
１０２透明基板
１３２液晶駆動ケーブル
２１第１の偏光板
２２第２の偏光板
３０つまみ
４０段付き回転ローラ
５０筐体

Claims

液晶表示パネルの下部に第１の偏光板が設けられ、上部に第２の偏光板が設けられた液晶表示装置において、
前記第１の偏光板もしくは前記第２の偏光板を、または前記第１の偏光板および前記第２の偏光板を回転させて、前記第１の偏光板の偏光軸と前記第２の偏光板の偏光軸とが成す角度を変更する回転機構を備えた
ことを特徴とする液晶表示装置。
回転機構は、第１の偏光板と第２の偏光板との間に設けられ、前記第１の偏光板および前記第２の偏光板と接触し、回転駆動されることにより前記第１の偏光板と前記第２の偏光板とをそれぞれ別方向に回転させる駆動ローラを含む
請求項１に記載の液晶表示装置。