【抜粋記事】液晶の弱点を克服、光学補償板で応答速度を高速化

日経テクノロジーオンライン
液晶の弱点を克服、光学補償板で応答速度を高速化

液晶ディスプレー(LCD)に用いる液晶材料やセル厚を変更しなくても応答速度を速くできることを、東京理科大学 名誉教授の小林駿介氏とDICが発表


・S. Kobayashi and H. Akiyama,“A theoretical explanation of high speed response in LCDs such as TB, IPS, FFS ,and HV-FLCD with geometry phase-Pancahratnam phase retarder for an optical compensation”




液晶は液体であり、固体のLEDに比べると応答速度(応答時間)では改善の余地がある


LCDの光学応答を改善する方法としては、例えば下記のアプローチがある。
・液晶層の厚みを下げる
・液晶材料の粘弾性を低減させる
・過電圧印加による中間階調応答を改善する(オーバードライブ方式という)


一方、LCDにおいては、高精細、広視野角化および広色再現性などの改善が必要。これらに有用な方法の1つとして、位相差板(光学補償板)を用いる方法がある。


今回小林氏とDICが提案した内容は、LCDの透過光量の時間変化に対する光学応答を改善する方法


液晶セルの液晶層の位相差をRlcとし、位相差板の位相差をRfとしたとき、位相差板の位相差Rfは、駆動電圧や時間に対して変化しない。一方、液晶層の位相差Rlcは、駆動電圧や時間的に対して変化する。


現在広く用いられているIPSモード液晶への適用を検討


n型IPS-LCDの場合、応答時間は42%短くなったが、駆動電圧は2倍近くに増加した。一方、p型IPS-LCDの場合は、駆動電圧の増加は見られるものの、応答時間は56%短くなった


降下時の応答時間(τd)に関わる領域において、液晶層の位相差と光学補償板の位相差との関係は、式(10)の関係を満たす必要がある。
|F|=[cos(4α)+sin(4α)cot(4φ1)]>1・・・(10)


「スイッチ・オフの比較的短い時間だけ高速度応答がある。これを過ぎると通常の液晶分子の緩和となり、粘性係数、セル厚、弾性係数に依存する通常の場合と同様になる」。



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