JP3284292B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶の配向方向を変え
ることによって光の透過量を調節して画像を表示する液
晶表示装置に関する。
ることによって光の透過量を調節して画像を表示する液
晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】その表面に、複数の画素に応じて透明電
極がマトリクス状に形成してあり、該透明電極を覆うよ
うに一面に配向膜が積層してある2枚の透明絶縁性の基
板を、所定距離を隔てて前記配向膜が対向するように配
置し、その間隙にネマティック液晶を封入し、その偏光
軸が平行となるように配置した2枚の偏光板にて両基板
を挟持して前記ネマティック液晶に直線偏光を入射し、
その透過量を調節して画像を表示する液晶表示装置があ
る。このような装置にあっては、配向膜にその表面を毛
布にて一定方向に擦るラビング処理が、対向する配向膜
においてそのラビング方向が直交するように施してある
ツイスト・ネマティック(TN)モードが用いられてい
る。TNモードでは、電圧を印加していないときの液晶
の配向方向は螺線状に両基板近傍にて相対的に90°異
なっている。
極がマトリクス状に形成してあり、該透明電極を覆うよ
うに一面に配向膜が積層してある2枚の透明絶縁性の基
板を、所定距離を隔てて前記配向膜が対向するように配
置し、その間隙にネマティック液晶を封入し、その偏光
軸が平行となるように配置した2枚の偏光板にて両基板
を挟持して前記ネマティック液晶に直線偏光を入射し、
その透過量を調節して画像を表示する液晶表示装置があ
る。このような装置にあっては、配向膜にその表面を毛
布にて一定方向に擦るラビング処理が、対向する配向膜
においてそのラビング方向が直交するように施してある
ツイスト・ネマティック(TN)モードが用いられてい
る。TNモードでは、電圧を印加していないときの液晶
の配向方向は螺線状に両基板近傍にて相対的に90°異
なっている。
【0003】このTNモードの液晶表示装置にあって
は、1対の透明電極の間に電圧が印加されていないと
き、液晶に入射された直線偏光は該液晶の配向に沿って
進行し、90°旋回された出射光は偏光板にて遮断され
て、その画素は暗になる。一方、透明電極の間に十分な
電圧が印加されると、電界効果によって、液晶は透明電
極に直交する方向に配向方向を変える。従って、直線偏
光は偏光面を回転されることなくそのまま液晶を通過
し、偏光板を通過して、その画素は明になる。
は、1対の透明電極の間に電圧が印加されていないと
き、液晶に入射された直線偏光は該液晶の配向に沿って
進行し、90°旋回された出射光は偏光板にて遮断され
て、その画素は暗になる。一方、透明電極の間に十分な
電圧が印加されると、電界効果によって、液晶は透明電
極に直交する方向に配向方向を変える。従って、直線偏
光は偏光面を回転されることなくそのまま液晶を通過
し、偏光板を通過して、その画素は明になる。
【0004】しかし、TNモードの液晶表示装置おいて
は応答速度が遅いため、テレビ画像のような動画の表示
には不適当な場合があった。そのため次のような装置が
提案されている。
は応答速度が遅いため、テレビ画像のような動画の表示
には不適当な場合があった。そのため次のような装置が
提案されている。
【0005】図10は、特開平 3−46622 号公報に記載さ
れている従来の液晶表示装置を示す模式的部分側断面図
であり、図中31は透明絶縁性の基板である。2枚の基板
31,31は所定距離を隔てて配置してあり、その内面に
は、ITO等の透明電極32,32が形成してある。透明電
極32,32の上には両基板31,31の内面を覆うように高分
子樹脂の配向膜33,33が積層してあり、配向膜33,33の
間隙にはネマティック液晶を封入した液晶層37が形成し
てある。また基板31,31の外面には偏光板35,35が取付
けてある。
れている従来の液晶表示装置を示す模式的部分側断面図
であり、図中31は透明絶縁性の基板である。2枚の基板
31,31は所定距離を隔てて配置してあり、その内面に
は、ITO等の透明電極32,32が形成してある。透明電
極32,32の上には両基板31,31の内面を覆うように高分
子樹脂の配向膜33,33が積層してあり、配向膜33,33の
間隙にはネマティック液晶を封入した液晶層37が形成し
てある。また基板31,31の外面には偏光板35,35が取付
けてある。
【0006】配向膜33,33の対向する面は、その方向が
平行であり互に逆となるようにラビング処理が施してあ
り、これによって液晶分子34,34,…はねじれ構造を有
することなく、所定のプレチルト角θ(液晶分子が接触
面に対してなす角)となるように配向する。このような
装置にあっては、前同様に透明電極の間に所定の電圧を
印加して液晶分子34,34,…の配向方向を基板31,31と
直交する方向に変えることによって直線偏光を透過して
明とするが、ねじれ構造を有しないため、その応答速度
が速い。
平行であり互に逆となるようにラビング処理が施してあ
り、これによって液晶分子34,34,…はねじれ構造を有
することなく、所定のプレチルト角θ(液晶分子が接触
面に対してなす角)となるように配向する。このような
装置にあっては、前同様に透明電極の間に所定の電圧を
印加して液晶分子34,34,…の配向方向を基板31,31と
直交する方向に変えることによって直線偏光を透過して
明とするが、ねじれ構造を有しないため、その応答速度
が速い。
【0007】図11は、従来の液晶表示装置を示す模式的
部分側断面図であり、カラー表示用に構成してある。な
お図10と対応する部分には同じ符号を付してその説明を
省略する。一方の基板31の内面にはカラーフィルタ45が
形成されており、該カラーフィルタ45の上には配向膜32
が積層してある。カラーフィルタ45は、基板31の内面上
に形成されたブラックマトリクス46と、ブラックマトリ
クス46に応じて形成された赤,緑又は青の着色層47、及
びブラックマトリクス46及び着色層47を覆ってその表面
が平坦になるように積層された保護膜48を備えている。
部分側断面図であり、カラー表示用に構成してある。な
お図10と対応する部分には同じ符号を付してその説明を
省略する。一方の基板31の内面にはカラーフィルタ45が
形成されており、該カラーフィルタ45の上には配向膜32
が積層してある。カラーフィルタ45は、基板31の内面上
に形成されたブラックマトリクス46と、ブラックマトリ
クス46に応じて形成された赤,緑又は青の着色層47、及
びブラックマトリクス46及び着色層47を覆ってその表面
が平坦になるように積層された保護膜48を備えている。
【0008】また、これに対向する基板31の内面には前
記着色層47に対応して透明電極32が形成してあり、該透
明電極32を覆うように配向膜33が積層してある。両配向
膜33,33の対向する面は、その方向が平行であり互に逆
となるようにラビング処理が施してある。これによっ
て、液晶分子34,34,…はねじれ構造を有することな
く、一定の配向方向となるように配向すため、速い応答
速度にてカラー表示を行うことができる。
記着色層47に対応して透明電極32が形成してあり、該透
明電極32を覆うように配向膜33が積層してある。両配向
膜33,33の対向する面は、その方向が平行であり互に逆
となるようにラビング処理が施してある。これによっ
て、液晶分子34,34,…はねじれ構造を有することな
く、一定の配向方向となるように配向すため、速い応答
速度にてカラー表示を行うことができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の両液
晶表示装置にあっては、図10に示した如く、電圧を印加
していないときの液晶分子34,34,…は、液晶層37の厚
さ方向では、ねじれ構造を有していない装置は分子の配
向方向が略一定であるが、ねじれ構造を有している装置
は分子の配向方向は螺線状に変化する。しかし、液晶層
37の厚さ方向と直交する面内では、ねじれ構造の有無に
拘わらず、液晶分子34,34,…は全て略同じ方向となる
ように配向している。そのため次のような問題があっ
た。
晶表示装置にあっては、図10に示した如く、電圧を印加
していないときの液晶分子34,34,…は、液晶層37の厚
さ方向では、ねじれ構造を有していない装置は分子の配
向方向が略一定であるが、ねじれ構造を有している装置
は分子の配向方向は螺線状に変化する。しかし、液晶層
37の厚さ方向と直交する面内では、ねじれ構造の有無に
拘わらず、液晶分子34,34,…は全て略同じ方向となる
ように配向している。そのため次のような問題があっ
た。
【0010】図12は電圧を印加した直後の液晶分子の状
態を示す模式図であり、図13は図12の部分図である。透
明電極32,32間に電圧を印加すると、図12の如く、両液
晶表示装置において液晶分子34,34,…は立ち上がるよ
うにその配向方向が変化する。そして、立ち上がった液
晶分子34,34,…にあっては、図13に示す如く、斜め方
向からの入射光に対するみかけの屈折率が、該液晶分子
34,34,…の配向方向側の方向である方向Aと、これと
は相対称的な方向である方向Bとで大きく異なる。即
ち、立ち上がった液晶分子34に対して、方向Bより方向
Aの方が入射角が小さいため、方向Aが方向Bよりみか
けの屈折率が大きくなり、その透過率が低くなる。
態を示す模式図であり、図13は図12の部分図である。透
明電極32,32間に電圧を印加すると、図12の如く、両液
晶表示装置において液晶分子34,34,…は立ち上がるよ
うにその配向方向が変化する。そして、立ち上がった液
晶分子34,34,…にあっては、図13に示す如く、斜め方
向からの入射光に対するみかけの屈折率が、該液晶分子
34,34,…の配向方向側の方向である方向Aと、これと
は相対称的な方向である方向Bとで大きく異なる。即
ち、立ち上がった液晶分子34に対して、方向Bより方向
Aの方が入射角が小さいため、方向Aが方向Bよりみか
けの屈折率が大きくなり、その透過率が低くなる。
【0011】図14はTNモードの一つであるノーマリー
ホワイトモードにて8階調表示を実施した場合における
透過率の角度依存性を示すグラフである。図14から明ら
かな如く、階調1〜6の光は視野角が正面(0°)から
方向Aの側になるに従って透過率が減少しているが、階
調0の光は僅かに増加している。このため視野角が方向
Aの角度Xにて、階調0と階調1との透過率が一致して
おり、角度Xにおいては階調0と階調1とが判別し得な
い,所謂階調つぶれが生じている。
ホワイトモードにて8階調表示を実施した場合における
透過率の角度依存性を示すグラフである。図14から明ら
かな如く、階調1〜6の光は視野角が正面(0°)から
方向Aの側になるに従って透過率が減少しているが、階
調0の光は僅かに増加している。このため視野角が方向
Aの角度Xにて、階調0と階調1との透過率が一致して
おり、角度Xにおいては階調0と階調1とが判別し得な
い,所謂階調つぶれが生じている。
【0012】一方、階調0〜6の光は視野角が正面から
方向Bの側になるに従って透過率が増大しているが、階
調7の光はその透過率が逆に低下している。このため視
野角が方向Bの角度Yにて、階調7と階調6との透過率
が一致しており、階調つぶれが生じている。従って、全
階調を判別し得る視野角は角度X〜Yの範囲であり、陰
極線管等の他の表示装置より視野角が狭いという問題が
あった。
方向Bの側になるに従って透過率が増大しているが、階
調7の光はその透過率が逆に低下している。このため視
野角が方向Bの角度Yにて、階調7と階調6との透過率
が一致しており、階調つぶれが生じている。従って、全
階調を判別し得る視野角は角度X〜Yの範囲であり、陰
極線管等の他の表示装置より視野角が狭いという問題が
あった。
【0013】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは液晶層の厚さ方向に
直交する面内にて、略一定の配向方向を有する第1液晶
領域と該第1液晶領域とは異なる配向方向を有する第2
液晶領域を有することによって、光透過率の角度依存性
を平均化して視野角が広い液晶表示装置を提供すること
にある。また他の目的とするところは、一方にカラーフ
ィルタを備える基板の間隙に形成された液晶層におい
て、前記第1液晶領域及び第2液晶領域を有することに
よって、光透過率の角度依存性を平均化して視野角が広
いカラー液晶表示装置を提供することにある。
であって、その目的とするところは液晶層の厚さ方向に
直交する面内にて、略一定の配向方向を有する第1液晶
領域と該第1液晶領域とは異なる配向方向を有する第2
液晶領域を有することによって、光透過率の角度依存性
を平均化して視野角が広い液晶表示装置を提供すること
にある。また他の目的とするところは、一方にカラーフ
ィルタを備える基板の間隙に形成された液晶層におい
て、前記第1液晶領域及び第2液晶領域を有することに
よって、光透過率の角度依存性を平均化して視野角が広
いカラー液晶表示装置を提供することにある。
【0014】更に他の目的とするところは、一方の配向
膜に凹凸を形成し、そのラビング密度を他方より高くす
るによって、前記第1液晶領域及び第2液晶領域を形成
して視野角が広い液晶表示装置を提供することにある。
また、対向する配向膜に位置を異ならせて凹凸を形成す
ることによって、前記第1液晶領域及び第2液晶領域を
形成して視野角が広い液晶表示装置を提供することもそ
の目的とする。
膜に凹凸を形成し、そのラビング密度を他方より高くす
るによって、前記第1液晶領域及び第2液晶領域を形成
して視野角が広い液晶表示装置を提供することにある。
また、対向する配向膜に位置を異ならせて凹凸を形成す
ることによって、前記第1液晶領域及び第2液晶領域を
形成して視野角が広い液晶表示装置を提供することもそ
の目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る液晶表示
装置は、各々の基板上に形成された配向膜は1種類の配
向材料を含んでおり、一方の基板の配向膜には下地体の
形状による複数の凸部が形成してあり、他方の基板の配
向膜には前記凸部とは位置を異ならせて下地体の形状に
よる複数の凸部が形成してあり、透明電極に電圧を印加
していない状態で、液晶層の厚さ方向に直交する面内に
て、液晶分子の配向方向が略一定である第1液晶領域
を、一方の基板に形成された凸部それぞれに有してお
り、前記配向方向が第1液晶領域とは異なる第2液晶領
域を、他方の基板に形成された凸部それぞれに有するこ
とを特徴とする。
装置は、各々の基板上に形成された配向膜は1種類の配
向材料を含んでおり、一方の基板の配向膜には下地体の
形状による複数の凸部が形成してあり、他方の基板の配
向膜には前記凸部とは位置を異ならせて下地体の形状に
よる複数の凸部が形成してあり、透明電極に電圧を印加
していない状態で、液晶層の厚さ方向に直交する面内に
て、液晶分子の配向方向が略一定である第1液晶領域
を、一方の基板に形成された凸部それぞれに有してお
り、前記配向方向が第1液晶領域とは異なる第2液晶領
域を、他方の基板に形成された凸部それぞれに有するこ
とを特徴とする。
【0016】
【0017】第2発明に係る液晶表示装置は、各々の基
板上に形成された配向膜は1種類の配向材料を含んでお
り、一方の基板の配向膜には下地体の形状による複数の
凸部が形成してあり、他方の基板の配向膜には前記凸部
とは位置を異ならせて下地体の形状による複数の凸部が
形成してあり、前記透明電極に電圧を印加していない状
態で、一方にカラーフィルタを備える基板の間隙に形成
された液晶層の厚さ方向に直交する面内にて、液晶分子
の配向方向が略一定である第1液晶領域を、一方の基板
に形成された凸部それぞれに有しており、前記配向方向
が第1液晶領域とは異なる第2液晶領域を、他方の基板
に形成された凸部それぞれに有することを特徴とする。
板上に形成された配向膜は1種類の配向材料を含んでお
り、一方の基板の配向膜には下地体の形状による複数の
凸部が形成してあり、他方の基板の配向膜には前記凸部
とは位置を異ならせて下地体の形状による複数の凸部が
形成してあり、前記透明電極に電圧を印加していない状
態で、一方にカラーフィルタを備える基板の間隙に形成
された液晶層の厚さ方向に直交する面内にて、液晶分子
の配向方向が略一定である第1液晶領域を、一方の基板
に形成された凸部それぞれに有しており、前記配向方向
が第1液晶領域とは異なる第2液晶領域を、他方の基板
に形成された凸部それぞれに有することを特徴とする。
【0018】第3発明に係る液晶表示装置は、第1又は
第2発明において、第1液晶領域及び第2液晶領域は液
晶層の厚さ方向の略全領域にわたって形成されているこ
とを特徴とする。
第2発明において、第1液晶領域及び第2液晶領域は液
晶層の厚さ方向の略全領域にわたって形成されているこ
とを特徴とする。
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】第4発明に係る液晶表示装置は、第1,2
又は第3発明において、凸部は柱形状又は台形状である
ことを特徴とする。
又は第3発明において、凸部は柱形状又は台形状である
ことを特徴とする。
【0025】第5発明に係る液晶表示装置は、第1,2
又は第3発明において、凸部はストライプ状に形成して
あることを特徴とする。
又は第3発明において、凸部はストライプ状に形成して
あることを特徴とする。
【0026】
【作用】第1,第2,第4及び第5発明の液晶表示装置
にあっては、一方の基板の配向膜には下地体の形状に応
じた複数の凸部が形成してあり、他方の基板の配向膜に
は、前記凸部とは位置を異ならせて下地体の形状に応じ
た複数の凸部が形成してある。そして、ラビングローラ
を用いてこれらの配向膜の表面にラビング処理を施す場
合、基板からラビングローラまでの距離を一定に保ちつ
つ所定のラビング強度にて一定方向にラビング処理を施
すと、凸部分は凹部分に比べてラビング密度が高くな
り、凸部分のプレチルト角は小さく、凹部分のプレチル
ト角は大きくなる。一方の基板におけるラビング密度が
高い部分は、他方の基板におけるラビング強度が低い部
分と対向している。そして、液晶分子の配向方向はラビ
ング密度が高い方の配向膜のプレチルト角によって支配
されるため、両配向膜のラビング方向を異ならせること
によって、プレチルト角の方向が異なり、これによって
一方の基板に形成された凸部それぞれに、透明電極に電
圧を印加していない状態で、基板の間隙に形成した液晶
層の厚さ方向に直交する面内にて、液晶分子の配向方向
が略一定である第1液晶領域が形成され、他方の基板に
形成された凸部それぞれに、前記配向方向が第1液晶領
域とは異なる第2液晶領域が形成される。
にあっては、一方の基板の配向膜には下地体の形状に応
じた複数の凸部が形成してあり、他方の基板の配向膜に
は、前記凸部とは位置を異ならせて下地体の形状に応じ
た複数の凸部が形成してある。そして、ラビングローラ
を用いてこれらの配向膜の表面にラビング処理を施す場
合、基板からラビングローラまでの距離を一定に保ちつ
つ所定のラビング強度にて一定方向にラビング処理を施
すと、凸部分は凹部分に比べてラビング密度が高くな
り、凸部分のプレチルト角は小さく、凹部分のプレチル
ト角は大きくなる。一方の基板におけるラビング密度が
高い部分は、他方の基板におけるラビング強度が低い部
分と対向している。そして、液晶分子の配向方向はラビ
ング密度が高い方の配向膜のプレチルト角によって支配
されるため、両配向膜のラビング方向を異ならせること
によって、プレチルト角の方向が異なり、これによって
一方の基板に形成された凸部それぞれに、透明電極に電
圧を印加していない状態で、基板の間隙に形成した液晶
層の厚さ方向に直交する面内にて、液晶分子の配向方向
が略一定である第1液晶領域が形成され、他方の基板に
形成された凸部それぞれに、前記配向方向が第1液晶領
域とは異なる第2液晶領域が形成される。
【0027】このような液晶層では、透明電極に電圧を
印加すると第1液晶領域及び第2液晶領域において、光
透過率に対する角度依存性は存在するものの、電圧無印
加時の配向方向が異なるため、視野角度に対する前記依
存性の程度が略相対称となる。そして、液晶層全体とし
ては角度依存性は平均化され、広い視野角度で光透過率
が略一定になり、階調つぶれが防止される。従って、カ
ラーフィルタを備える液晶装置にあっては、広い視野角
度で鮮明なカラー表示が行われる。
印加すると第1液晶領域及び第2液晶領域において、光
透過率に対する角度依存性は存在するものの、電圧無印
加時の配向方向が異なるため、視野角度に対する前記依
存性の程度が略相対称となる。そして、液晶層全体とし
ては角度依存性は平均化され、広い視野角度で光透過率
が略一定になり、階調つぶれが防止される。従って、カ
ラーフィルタを備える液晶装置にあっては、広い視野角
度で鮮明なカラー表示が行われる。
【0028】第3発明の液晶表示装置にあっては、第1
液晶領域及び第2液晶領域は液晶層の厚さ方向の略全領
域にわたって形成されているため、前述した角度依存性
は平均化が液晶層の略全領域で行われ、広い視野角度に
おいて階調つぶれがなくなる。
液晶領域及び第2液晶領域は液晶層の厚さ方向の略全領
域にわたって形成されているため、前述した角度依存性
は平均化が液晶層の略全領域で行われ、広い視野角度に
おいて階調つぶれがなくなる。
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【実施例】以下本発明をその参考例及び実施例を示す図
面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の参考例
の液晶表示装置を示す模式的部分側断面図であり、図中
1は透明絶縁性の基板である。2枚の基板1,1は所定
距離を隔てて配置してあり、その内面には、ITO等の
透明電極2,2が形成してある。一方の透明電極2の表
面には、テーパエッチングによって側面視が三角形状の
凸部21が所定間隔にて形成してあり、他方の透明電極2
は平坦である。透明電極2,2の上には両透明電極2,
2の形状に応じて高分子樹脂の配向膜3,3が積層して
あり、一方の配向膜3には透明電極2の凸部21による凸
部22が形成されている。配向膜3,3の間隙にはネマテ
ィック液晶を封入して液晶層7が形成してある。また基
板1,1の外面には偏光板5,5がそれぞれ取付けてあ
る。
面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の参考例
の液晶表示装置を示す模式的部分側断面図であり、図中
1は透明絶縁性の基板である。2枚の基板1,1は所定
距離を隔てて配置してあり、その内面には、ITO等の
透明電極2,2が形成してある。一方の透明電極2の表
面には、テーパエッチングによって側面視が三角形状の
凸部21が所定間隔にて形成してあり、他方の透明電極2
は平坦である。透明電極2,2の上には両透明電極2,
2の形状に応じて高分子樹脂の配向膜3,3が積層して
あり、一方の配向膜3には透明電極2の凸部21による凸
部22が形成されている。配向膜3,3の間隙にはネマテ
ィック液晶を封入して液晶層7が形成してある。また基
板1,1の外面には偏光板5,5がそれぞれ取付けてあ
る。
【0033】凸部22が形成された配向膜3の表面には、
基板1からラビングローラまでの距離を一定に保ちつつ
所定のラビング強度にて、矢符の方向にラビング処理を
施してある。これによって、凸部22は凹部に比べてラビ
ング密度が大きくなり、凸部22のプレチルト角は小さ
く、凹部分のプレチルト角は大きくなる。そのため、図
1に示した如く、その配向方向がラビング方向に沿って
降下する方向である第1液晶領域11と、該第1液晶領域
11とは逆方向の第2液晶領域12とが形成される。
基板1からラビングローラまでの距離を一定に保ちつつ
所定のラビング強度にて、矢符の方向にラビング処理を
施してある。これによって、凸部22は凹部に比べてラビ
ング密度が大きくなり、凸部22のプレチルト角は小さ
く、凹部分のプレチルト角は大きくなる。そのため、図
1に示した如く、その配向方向がラビング方向に沿って
降下する方向である第1液晶領域11と、該第1液晶領域
11とは逆方向の第2液晶領域12とが形成される。
【0034】一方、平坦面に形成された配向膜3の表面
には、その対向する側の配向膜3に対してより弱いラビ
ング力にてラビング処理を施してある。例えば、前述し
た凸部22が形成された配向膜3に対しては、ラビング密
度が400 mmとなるようなラビング力にて行い、これに対
して平坦面に形成された配向膜3に対しては、ラビング
密度が100 mm以下となるようなラビング力にて行う。こ
れによって、液晶分子4,4,…の配向方向はラビング
処理を強く施した側の配向膜3によって支配されるよう
になるめ、第1液晶領域11及び第2液晶領域12の配向方
向は、液晶層7の厚さ方向の略全領域で同じ方向とな
る。なおTNモードに対応するには、対向する配向膜の
ラビング方向が直交するように基板1,1を配置し、前
述した他のモードに対応するには、ラビング方向が平行
になるように基板1,1を配置する。
には、その対向する側の配向膜3に対してより弱いラビ
ング力にてラビング処理を施してある。例えば、前述し
た凸部22が形成された配向膜3に対しては、ラビング密
度が400 mmとなるようなラビング力にて行い、これに対
して平坦面に形成された配向膜3に対しては、ラビング
密度が100 mm以下となるようなラビング力にて行う。こ
れによって、液晶分子4,4,…の配向方向はラビング
処理を強く施した側の配向膜3によって支配されるよう
になるめ、第1液晶領域11及び第2液晶領域12の配向方
向は、液晶層7の厚さ方向の略全領域で同じ方向とな
る。なおTNモードに対応するには、対向する配向膜の
ラビング方向が直交するように基板1,1を配置し、前
述した他のモードに対応するには、ラビング方向が平行
になるように基板1,1を配置する。
【0035】このような装置にあっては、透明電極2,
2の間に所定の電圧を印加して第1液晶領域11及び第2
液晶領域12の液晶分子4,4,…の配向方向を基板1,
1と直交する方向に変えることによって直線偏光を透過
して明とする。このとき、両透明電極2,2間の中央付
近の液晶分子4,4,…から立ち上がるようにその配向
方向が変化するが、第1液晶領域11及び第2液晶領域12
では液晶分子4,4,…の配向方向が逆であるため、斜
め方向からの入射光に対する透過率の角度依存性は平均
化され、広い角度で階調つぶれが生じず、視野角が広
い。
2の間に所定の電圧を印加して第1液晶領域11及び第2
液晶領域12の液晶分子4,4,…の配向方向を基板1,
1と直交する方向に変えることによって直線偏光を透過
して明とする。このとき、両透明電極2,2間の中央付
近の液晶分子4,4,…から立ち上がるようにその配向
方向が変化するが、第1液晶領域11及び第2液晶領域12
では液晶分子4,4,…の配向方向が逆であるため、斜
め方向からの入射光に対する透過率の角度依存性は平均
化され、広い角度で階調つぶれが生じず、視野角が広
い。
【0036】図8は、液晶表示装置における透過率の角
度依存性を示すグラフであり、図中(a)は第2液晶領
域における結果を、また(b)は第1液晶領域における
結果をそれぞれ示している。また図9は液晶表示装置に
おける全体の透過率の角度依存性を示すグラフである。
図8(a)及び(b)から明らかな如く、微視的に見る
と、第1液晶領域及び第2液晶領域において液晶分子に
平行な方向Aの角度依存性と、これに直交する方向Bの
角度依存性は略対称関係になっており、巨視的に見る
と、図9から明らかな如く、第1液晶領域及び第2液晶
領域の角度依存性は平均化され、広い視野角度にわたっ
て各階調の透過率が重なっておらず、階調つぶれは生じ
ていない。これによって液晶表示装置の広視野化が実現
される。
度依存性を示すグラフであり、図中(a)は第2液晶領
域における結果を、また(b)は第1液晶領域における
結果をそれぞれ示している。また図9は液晶表示装置に
おける全体の透過率の角度依存性を示すグラフである。
図8(a)及び(b)から明らかな如く、微視的に見る
と、第1液晶領域及び第2液晶領域において液晶分子に
平行な方向Aの角度依存性と、これに直交する方向Bの
角度依存性は略対称関係になっており、巨視的に見る
と、図9から明らかな如く、第1液晶領域及び第2液晶
領域の角度依存性は平均化され、広い視野角度にわたっ
て各階調の透過率が重なっておらず、階調つぶれは生じ
ていない。これによって液晶表示装置の広視野化が実現
される。
【0037】図2は他の参考例を示す模式的部分側断面
図である。一方の基板1の透明電極2には側面視が矩形
の複数の凸部24が形成してある。また該透明電極2の上
には透明な樹脂層6が積層してあり、該樹脂層6には透
明電極2の凸部24のエッジ効果によって側面視が台形の
凸部25が形成されている。更に、樹脂層6の上にはその
形状に応じて配向膜3が積層してあり、樹脂層6の凸部
25に従って側面視が台形の凸部26が形成されている。ま
たこの配向膜3の表面は一定方向にラビング処理が施し
てある。なお凸部26が形成された配向膜3に対するラビ
ング密度は、これに対向する配向膜3に対するそれより
高くしてある。これによって液晶層には、前同様その厚
さ方向の略全領域にわたって、第1液晶領域11及び第2
液晶領域12が形成され、広い視野角にわたって階調つぶ
れがなくなる。
図である。一方の基板1の透明電極2には側面視が矩形
の複数の凸部24が形成してある。また該透明電極2の上
には透明な樹脂層6が積層してあり、該樹脂層6には透
明電極2の凸部24のエッジ効果によって側面視が台形の
凸部25が形成されている。更に、樹脂層6の上にはその
形状に応じて配向膜3が積層してあり、樹脂層6の凸部
25に従って側面視が台形の凸部26が形成されている。ま
たこの配向膜3の表面は一定方向にラビング処理が施し
てある。なお凸部26が形成された配向膜3に対するラビ
ング密度は、これに対向する配向膜3に対するそれより
高くしてある。これによって液晶層には、前同様その厚
さ方向の略全領域にわたって、第1液晶領域11及び第2
液晶領域12が形成され、広い視野角にわたって階調つぶ
れがなくなる。
【0038】図3は更に他の参考例を示す模式的部分側
断面図であり、配向膜3には側面視が矩形の凸部27が形
成してある。なお図中、図2に対応する部分には同じ符
号を付してその説明を省略する。本参考例においても、
凸部27の両エッジ部付近において、前同様に液晶層の厚
さ方向の略全領域にわたって、第1液晶領域11及び第2
液晶領域12が形成され、広い視野角にわたって階調つぶ
れがなくなる。なお本参考例においては凸部の形状を矩
形にしてあるが、半球形としてもよいことはいうまでも
ない。
断面図であり、配向膜3には側面視が矩形の凸部27が形
成してある。なお図中、図2に対応する部分には同じ符
号を付してその説明を省略する。本参考例においても、
凸部27の両エッジ部付近において、前同様に液晶層の厚
さ方向の略全領域にわたって、第1液晶領域11及び第2
液晶領域12が形成され、広い視野角にわたって階調つぶ
れがなくなる。なお本参考例においては凸部の形状を矩
形にしてあるが、半球形としてもよいことはいうまでも
ない。
【0039】図4は本発明の実施例の液晶表示装置(請
求項1,3,4)を示す模式的部分側断面図である。一
方の基板1の透明電極には複数の凸部28,28…が所定間
隔を隔てて形成してあり、この凸部28,28…間の凹部2
9,29,…に対向して、他方の基板1の透明電極2に複
数の凸部28,28…が形成してある。そして対向する両透
明電極2,2の上にはその凹凸に応じて配向膜3,3が
積層してあり、両配向膜3,3の表面には、矢符で示し
た如く、その処理方向が逆方向となるようにラビング処
理が施してある。
求項1,3,4)を示す模式的部分側断面図である。一
方の基板1の透明電極には複数の凸部28,28…が所定間
隔を隔てて形成してあり、この凸部28,28…間の凹部2
9,29,…に対向して、他方の基板1の透明電極2に複
数の凸部28,28…が形成してある。そして対向する両透
明電極2,2の上にはその凹凸に応じて配向膜3,3が
積層してあり、両配向膜3,3の表面には、矢符で示し
た如く、その処理方向が逆方向となるようにラビング処
理が施してある。
【0040】このような装置にあっては、前述した如
く、両配向膜3,3においては凸部28は凹部29よりラビ
ング密度が高い。また対向する配向膜3,3の凸部28,
28,…は互いに位置を異ならせてあるため、一方の基板
におけるラビング密度が高い部分は、他方の基板におけ
るラビング密度が低い部分と対向している。そして、液
晶分子の配向方向はラビング密度が高い方の配向膜のプ
レチルト角によって支配されるため、一方の配向膜3の
凸部28のプレチルト角によってその配向方向が支配され
た第1液晶領域11と、他方の配向膜3の凸部28のプレチ
ルト角によってその配向方向が支配された第2液晶領域
12が形成される。
く、両配向膜3,3においては凸部28は凹部29よりラビ
ング密度が高い。また対向する配向膜3,3の凸部28,
28,…は互いに位置を異ならせてあるため、一方の基板
におけるラビング密度が高い部分は、他方の基板におけ
るラビング密度が低い部分と対向している。そして、液
晶分子の配向方向はラビング密度が高い方の配向膜のプ
レチルト角によって支配されるため、一方の配向膜3の
凸部28のプレチルト角によってその配向方向が支配され
た第1液晶領域11と、他方の配向膜3の凸部28のプレチ
ルト角によってその配向方向が支配された第2液晶領域
12が形成される。
【0041】これによって第1液晶領域11及び第2液晶
領域12における液晶分子4,4,…の配向方向は、液晶
層7の厚さ方向の軸に対して略対称となり、角度依存性
の平均化が向上し、更に広い視野角にわたって階調つぶ
れがなくなる。なお本実施例においては、柱形状の凸部
を形成してあるが、本発明はこれに限らず、台形状とし
てもよいことはいうまでもない。
領域12における液晶分子4,4,…の配向方向は、液晶
層7の厚さ方向の軸に対して略対称となり、角度依存性
の平均化が向上し、更に広い視野角にわたって階調つぶ
れがなくなる。なお本実施例においては、柱形状の凸部
を形成してあるが、本発明はこれに限らず、台形状とし
てもよいことはいうまでもない。
【0042】図5及び図6は、本発明の他の実施例(請
求項5)を示す模式的部分側断面図であり、図5におい
ては透明電極2,2と配向膜3,3との間に配した樹脂
層6,6に凹凸を形成することによって、両透明電極
2,2の表面に凸部28,28,…及び凹部29,29,…を形
成してある。また図6においては、透明電極2,2と配
向膜3,3との間に配した樹脂層6,6にストライプ状
の凸部40,40,…を形成することによって、両透明電極
2,2の表面にストライプ状の凸部41,41,…及び凹部
42,42,…を形成してある。そして両配向膜3,3の表
面には、ストライプ状の凸部41,41,…に略直交し、そ
の処理方向が逆方向となるようにラビング処理が施して
ある。これによって前同様第1液晶領域及び第2液晶領
域が形成され、広い視野角にわたって階調つぶれがなく
なる。
求項5)を示す模式的部分側断面図であり、図5におい
ては透明電極2,2と配向膜3,3との間に配した樹脂
層6,6に凹凸を形成することによって、両透明電極
2,2の表面に凸部28,28,…及び凹部29,29,…を形
成してある。また図6においては、透明電極2,2と配
向膜3,3との間に配した樹脂層6,6にストライプ状
の凸部40,40,…を形成することによって、両透明電極
2,2の表面にストライプ状の凸部41,41,…及び凹部
42,42,…を形成してある。そして両配向膜3,3の表
面には、ストライプ状の凸部41,41,…に略直交し、そ
の処理方向が逆方向となるようにラビング処理が施して
ある。これによって前同様第1液晶領域及び第2液晶領
域が形成され、広い視野角にわたって階調つぶれがなく
なる。
【0043】図7は本発明の更に他の実施例(請求項
2)を示す模式的部分側断面図であり、カラー表示に適
用したものである。一方の基板1の内面にはカラーフィ
ルタ15が形成されている。カラーフィルタ15は、基板1
面上に形成されたブラックマトリクス16と、ブラックマ
トリクス16に応じて形成された赤,緑又は青の着色層1
7、及びブラックマトリクス16及び着色層17を覆って積
層された保護膜18を備えている。該保護膜18上には側面
視が台形の凸部が形成された透明電極3が積層してあ
り、該透明電極3を覆うように積層され側面視が台形の
凸部43が形成された配向膜3が形成してある。また対向
する基板1の内面には前記着色層17に対応して透明電極
2が形成してあり、該透明電極2を覆うように配向膜3
が形成してある。
2)を示す模式的部分側断面図であり、カラー表示に適
用したものである。一方の基板1の内面にはカラーフィ
ルタ15が形成されている。カラーフィルタ15は、基板1
面上に形成されたブラックマトリクス16と、ブラックマ
トリクス16に応じて形成された赤,緑又は青の着色層1
7、及びブラックマトリクス16及び着色層17を覆って積
層された保護膜18を備えている。該保護膜18上には側面
視が台形の凸部が形成された透明電極3が積層してあ
り、該透明電極3を覆うように積層され側面視が台形の
凸部43が形成された配向膜3が形成してある。また対向
する基板1の内面には前記着色層17に対応して透明電極
2が形成してあり、該透明電極2を覆うように配向膜3
が形成してある。
【0044】そして両配向膜3,3には、図中矢符で示
した如く、その処理方向が逆方向となるようにラビング
処理が施してあり、ラビング密度は凸部43を形成してあ
る配向膜3の方が高い。これによって、前同様に第1液
晶領域11及び第2液晶領域12が形成され、広い視野角に
わたって階調つぶれがなくなる。なお本実施例において
は、配向膜3に形成した凸部43の形状を側面視が台形に
なしてあるが、本発明はこれに限らず、錐形状,矩形状
又は半球形状であってもよいし、それらはストライプ状
であってもよいことはいうまでもない。また両配向膜
3,3の表面に凸部をその位置が異なるように形成して
もよい。
した如く、その処理方向が逆方向となるようにラビング
処理が施してあり、ラビング密度は凸部43を形成してあ
る配向膜3の方が高い。これによって、前同様に第1液
晶領域11及び第2液晶領域12が形成され、広い視野角に
わたって階調つぶれがなくなる。なお本実施例において
は、配向膜3に形成した凸部43の形状を側面視が台形に
なしてあるが、本発明はこれに限らず、錐形状,矩形状
又は半球形状であってもよいし、それらはストライプ状
であってもよいことはいうまでもない。また両配向膜
3,3の表面に凸部をその位置が異なるように形成して
もよい。
【0045】
【発明の効果】以上詳述した如く、第1,第2,第4及
び第5発明に係る液晶表示装置にあっては、透明電極に
電圧を印加していないとき、基板の間隙に形成した液晶
層の厚さ方向に直交する面内にて、液晶分子の配向方向
が略一定である第1液晶領域、及び前記配向方向が第1
液晶領域とは異なる第2液晶領域とを有するため、液晶
層全体としては角度依存性は平均化される。そのため広
い視野角度で透過率が略一定になり、特に中間レベルの
階調つぶれが防止され、視野角が広くなる。第1液晶領
域及び第2液晶領域の大きさは凸部と凹部との面積比に
比例するため、容易に両結晶領域の大きさを同じ大きさ
にすることができる。また第1液晶領域及び第2液晶領
域のプレチルト角も同じ大きさにすることができ、角度
依存性の平均化を高度に行うことができる。
び第5発明に係る液晶表示装置にあっては、透明電極に
電圧を印加していないとき、基板の間隙に形成した液晶
層の厚さ方向に直交する面内にて、液晶分子の配向方向
が略一定である第1液晶領域、及び前記配向方向が第1
液晶領域とは異なる第2液晶領域とを有するため、液晶
層全体としては角度依存性は平均化される。そのため広
い視野角度で透過率が略一定になり、特に中間レベルの
階調つぶれが防止され、視野角が広くなる。第1液晶領
域及び第2液晶領域の大きさは凸部と凹部との面積比に
比例するため、容易に両結晶領域の大きさを同じ大きさ
にすることができる。また第1液晶領域及び第2液晶領
域のプレチルト角も同じ大きさにすることができ、角度
依存性の平均化を高度に行うことができる。
【0046】第3発明の液晶表示装置にあっては、第1
液晶領域及び第2液晶領域は液晶層の厚さ方向の略全領
域にわたって形成されているため、視野角が更に広くな
る。
液晶領域及び第2液晶領域は液晶層の厚さ方向の略全領
域にわたって形成されているため、視野角が更に広くな
る。
【0047】
【0048】
【0049】
【図1】 本発明の参考例の液晶表示装置を示す模式的
部分側断面図である。
部分側断面図である。
【図2】 他の参考例を示す模式的部分側断面図であ
る。
る。
【図3】 更に他の参考例を示す模式的部分側断面図で
ある。
ある。
【図4】 本発明の実施例の液晶表示装置を示す模式的
部分側断面図である。
部分側断面図である。
【図5】 本発明の他の実施例を示す模式的部分側断面
図である。
図である。
【図6】 本発明の他の実施例を示す模式的部分側断面
図である。
図である。
【図7】 本発明の更に他の実施例を示す模式的部分側
断面図である。
断面図である。
【図8】 液晶表示装置における透過率の角度依存性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図9】 液晶表示装置における全体の透過率の角度依
存性を示すグラフである。
存性を示すグラフである。
【図10】 従来の液晶表示装置を示す模式的部分側断
面図である。
面図である。
【図11】 従来の液晶表示装置を示す模式的部分側断
面図である。
面図である。
【図12】 電圧を印加した直後の液晶分子の状態を示
す模式図である。
す模式図である。
【図13】 図12の部分図である。
【図14】 TNモードの一つであるノーマリーホワイ
トモードにて8階調表示を実施した場合における透過率
の角度依存性を示すグラフである。
トモードにて8階調表示を実施した場合における透過率
の角度依存性を示すグラフである。
1 基板、2 透明電極、3 配向膜、4 液晶分子、
5 偏光板、7 液晶層、11 第1液晶領域、12
第2液晶領域、15 カラーフィルタ、28,40,4
1 凸部。
5 偏光板、7 液晶層、11 第1液晶領域、12
第2液晶領域、15 カラーフィルタ、28,40,4
1 凸部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 厚志 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (56)参考文献 特開 平6−289398(JP,A) 特開 平6−337419(JP,A) 特開 平7−43698(JP,A) 特開 平6−82784(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 505
Claims (5)
- 【請求項1】 その表面に透明電極及び配向膜がこの順
に形成してある2枚の基板が、所定距離を隔てて前記配
向膜が相対向するように配置してあり、両基板の間隙に
液晶を封入して液晶層を形成してある液晶表示装置にお
いて、各々の基板上に形成された前記配向膜は1種類の配向材
料を含んでおり、一方の基板の配向膜には下地体の形状
による複数の凸部が形成してあり、他方の基板の配向膜
には前記凸部とは位置を異ならせて下地体の形状による
複数の凸部が形成してあり、 前記透明電極に電圧を印加
していない状態で、前記液晶層の厚さ方向に直交する面
内にて、液晶分子の配向方向が略一定である第1液晶領
域を、一方の基板に形成された凸部それぞれに有してお
り、前記配向方向が第1液晶領域とは異なる第2液晶領
域を、他方の基板に形成された凸部それぞれに有するこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 その表面に、透明電極及び配向膜がこの
順に形成してある基板と、カラーフィルタ,透明電極及
び配向膜がこの順に形成してある基板とが、所定距離を
隔てて前記配向膜が相対向するように配置してあり、両
基板の間隙に液晶を封入して液晶層を形成してある液晶
表示装置において、 各々の基板上に形成された前記配向膜は1種類の配向材
料を含んでおり、一方の基板の配向膜には下地体の形状
による複数の凸部が形成してあり、他方の基板の配向膜
には前記凸部とは位置を異ならせて下地体の形状による
複数の凸部が形成してあり、前記透明電極に電圧を印加
していない状態で、前記液晶層の厚さ方向に直交する面
内にて、液晶分子の配向方向が略一定である第1液晶領
域を、一方の基板に形成された凸部それぞれに有してお
り、前記配向方向が第1液晶領域とは異なる第2液晶領
域を、他方の基板に形成された凸部それぞれに有するこ
とを特徴とする 液晶表示装置。 - 【請求項3】 第1液晶領域及び第2液晶領域は液晶層
の厚さ方向の略全領域にわたって形成されている請求項
1または2記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 凸部は柱形状又は台形状である請求項
1,2又は3記載の液晶表示装置。 - 【請求項5】 凸部はストライプ状に形成してある請求
項1,2又は3記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12898594A JP3284292B2 (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12898594A JP3284292B2 (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07333612A JPH07333612A (ja) | 1995-12-22 |
JP3284292B2 true JP3284292B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=14998278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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