JPH02144517A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （概要〕 液晶表示パネルの両面に偏光板を設けた液晶表示装置の
製造方法に関し、 製造誤差に基づくコントラストの低下を防止することを
目的とし、 透明の基板間に液晶を封入した液晶表示パネルと、該液
晶表示パネルの両面に設けた偏光板とからなる液晶表示
装置の製造方法に於いて、前記基板間の液晶層の厚さｄ
を測定する工程と、該厚さｄと前記液晶の屈折率異方性
Δｎとの積Δｎ−ｄと、コントラストが最大となる前記
偏光板間の角度θとが、定数をＡ、Ｂとして、 Δｎ−ｄ＝Ａ・θ＋Ｂ の関係が成立するように、前記偏光板の角度θを設定す
る工程とを含んで構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、液晶表示パネルの両面に偏光板を設けた液晶
表示装置の製造方法に関する。

Ｔ　Ｎ　（ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａＨｅ）モードの液
晶表示バネルは、液晶の分子配向を９０度ツイストさせ
たものであり、その液晶表示パネルの両面に偏光板を設
けるものである。その場合に、平行ニコルの偏光板を設
けると、ノーマリブラックとなり、又直交ニコルの平行
板を設けると、ノーマリホワイトとなる。このような液
晶表示装置は、液晶表示パネルの厚さを正確に製作する
ことにより、コントラストを比較的大きくすることがで
きるものである。

〔従来の技術〕

一方のガラス基板の配向膜のラビング方向と、他方のガ
ラス基板の配向膜のラビング方向とを、互いに９０度と
し、一方と他方とのガラス基板間に液晶を封入して、そ
の液晶の分子配向を９０度ツイストさせ、照明光の入射
側のガラス基板の配向膜のラビング方向に偏光板の偏光
軸を一致させて、光の出射側のガラス基板上に設けた偏
光板の偏光軸を、入射側の偏光板の偏光軸と一致させた
平行ニコルの構成とした場合に、前述のようにノーマリ
ブラックとなる。

このような平行ニコルの偏光板を設けた場合、液晶の屈
折率異方性Δｎと、液晶層の厚さｄとの積Δｎ−ｄと、
コントラストとの関係は、例えば、第８図に示すものと
なる。即ち、Δｎ−ｄが約０．５５程度に於いてコント
ラストが最大となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

液晶表示パネルの両面に偏光板を設けた液晶表示装置に
於けるコントラストは、第８図に示すように、Δｎ−ｄ
の依存性を有することになる。従って、最大コントラス
トを得る為の液晶層の最適厚さは一意に定まることにな
り、Δｎ　＝　０．１の液晶を用いた場合には、液晶層
の厚さｄが最適値から０．５μｍずれると、コントラス
トは、最適値に比較して約１７４に低下することになる
。

従って、液晶表示パネルの液晶層の厚さｄの制御は重要
な要素であり、例えば、一方と他方とのガラス基板間に
マイクロビーズ等をスペーサとして散布し、液晶層の厚
さｄを最適値となるように制御していた。その場合、液
晶層の厚さｄを最適値±０．２μｍ程度の範囲内となる
ようにすることが望ましいが、実際には各種の要因によ
りばらつきが生じて、最適値±０．２μｍ程度の範囲内
に液晶層の厚さｄを抑えることは困難であり、このよう
な範囲外の厚さｄの液晶表示パネルは、コントラストが
低下することにより、使用できないものであるから、液
晶表示装置の製造歩留りが低くなる欠点があった。

本発明は、製造誤差に基づくコントラストの低下を防止
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶層の厚さが最
適値からずれた場合に、その厚さに対応して偏光板間の
角度を調整してコントラストを大きくするものであり、
第１図及び第２図を参照して説明する。

ガラス等の透明の基板１．２間に液晶ＩＯを封入した液
晶表示パネル３と、この液晶表示パネル３の両面に設け
た偏光板４．５とを備えた液晶表示装置の製造方法に於
いて、基板１．２間の液晶層の厚さｄを干渉膜厚計等に
より測定する工程と、この厚さｄと液晶１０の屈折率異
方性Δｎとの積Δｎ−ｄと、コントラストが最大となる
偏光板４．５間の角度θとを、定数をＡ、Ｂとした時、
Δｎ−ｄ＝Ａ・θ＋Ｂの関係が成立するように、偏光板
４，５の角度θを設定する工程とを含むものである。な
お、６，７は電極、８．９は配向膜であり、配向膜８の
ラビング方向を第２図の点線矢印Ａの方向とした時、配
向膜９のラビング方向は第２図の実線矢印Ｂの方向とし
て、液晶の分子配向を９０度ツイストさせ、偏光板４の
偏光軸を点線矢印へに一致させ、平行ニコルとする場合
、偏光板５の偏光軸をその点線矢印Ａに一致させるもの
であるが、厚さｄの測定結果に応じて、偏光板５の偏光
軸を鎖線ＣＩ、Ｃ２のように、＋θ或いは一〇の角度に
設定して製造するものである。

〔作用〕

液晶層の厚さｄは、前述のように、干渉膜厚計等により
容易に測定できるものであり、測定値が最適値より小さ
い場合、その差に対応した角度だけ、偏光板５を第２図
の＋θ力方向設定する。それによって、液晶層の厚さｄ
が最適値よりずれた液晶表示パネル３でも、大きなコン
トラストで使用することができる。又反対に、液晶層の
厚さｄの測定値が最適値より大きい場合は、その差に対
応した角度だけ、偏光板５を第２図の一θ方向に設定す
る。それによって、大きなコントラストで使用すること
ができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第３図は本発明の実施例の概略側面図、第４図はその概
略上面図であり、偏光板１５の角度を設定して固定する
構成の場合を示し、擁晶表示パネル１１は、第１図及び
第２図に示すように、ガラス等の透明の基板１，２上の
配向膜８，９のラビング方向を直交させて、基板１，２
間に封入した液晶の分子配向を９０度ツイストさせるよ
うに構成する。このような液晶表示パネル１１の製造工
程は公知の工程を用いて行うことができる。

このような液晶表示パネル１１を、偏光板１４を介して
基板１６上に固定し、又液晶表示パネルｌｌ上の偏光板
１５を軸１２により回動可能に設け、ガイド１３の先端
を基板１６の円弧溝１７に挿入した構成とする。

そして、液晶表示パネル１１の液晶の屈折率異方性Δｎ
は予め判っているから、液晶層の厚さｄの測定値を基に
最大コントラストが得られる偏光板１５の角度θを求め
、その角度θとなるように、偏光板１４に対して偏光板
１５を平行ニコルの状態からずらして設定する。そして
、偏光板１５を接着剤等に固定するか又は図示を省略し
た手段により固定する。

液晶層の厚さｄは、例えば、干渉膜厚計により非破壊且
つ非接触で測定することができるものである。この干渉
膜厚計は、例えば、白色ランプとハーフミラ−と偏光板
とウオーラストンプリズムと偏光板と投影面とから構成
され、白色ランプからの光をハーフミラ−を介して液晶
表示パネルに入射し、液晶層の上面と下面との反射光は
、液晶層の厚さｄに対応した光路長差を有するものとな
り、ハーフミラ−を介して偏光板に入射され、偏光され
た反射光はウオーラストンプリズムにより分光され、偏
光板を介して投影面に投射され、干渉縞が生じる。その
干渉縞の位置が液晶層の厚さｄに対応したものとなるか
ら、コンピュータ処理等を行わせることにより、短時間
で液晶層の厚さｄを正確に測定することができる。

第５図は本発明の実施例の偏光板角度設定説明図であり
、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層の厚さｄとの積Δｎ
−ｄが０．５５の時に、約１５０の最大コントラストが
得られる液晶層の厚さｄの場合、他の液晶表示パネルの
液晶層の厚さｄを測定した結果、その厚さｄが最適値よ
り小さく、Δｎ・ｄが０．５となった場合、コントラス
トは約４０に低下することになるが、偏光板１５を約＋
５度回動させることにより、約１５０の最大コントラス
トを得ることができる。又反対に液晶層の厚さｄを測定
した結果、その厚さｄが最適値より大きく、Δｎ−ｄが
０．６となった場合、コントラストは約４０に低下する
ことになるが、偏光板１５を約−５度回動させることに
より、約１５０の最大コントラストを得ることができる
。

この場合、第１図及び第２図に於いて、光の入射側の偏
光板４の偏光軸を、配向膜８のラビング方向Ａと同じ方
向、即ち、液晶の長軸方向に一敗させて固定し、光の出
射側の偏光板５の偏光軸を、偏光板４の偏光軸と平行と
した時に０度とし、液晶の分子配向が光の入射側から出
射側にツイストする方向を−として示している。

第６図はコントラストが最大となる偏光板角度の関係曲
線図であり、Δｎ−ｄ　（μｍ）の最適値が０．５５の
場合に於いて、厚さｄの変化に対応した偏光板１４．１
５間の角度θ〔度〕の関係を示すものである。この場合
の関係式は、定数をＡ。

Ｂとすると、 Δｎ−ｄ＝Ａ・θ＋Ｂ となり、実験結果は、Ａ＝−０，０１、Ｂ＝０．５５で
あった。この定数Ａ、Ｂは、液晶の組成等により変化す
るものであり、液晶層の厚さｄを測定すれば、この関係
式から偏光板１４．１５間の角度θが得られ、又偏光板
１４．１５の偏光軸も判るから、液晶表示装置の製造ラ
インに於ける自動設定も可能となる。

第７図は透過率特性曲線図であり、ノーマリブラックと
した液晶表示装置に於いて、液晶表示パネルの屈折率異
方性Δｎと液晶層の厚さｄとの積が、Δｎ−ｄ＝０．６
の場合に於いて、印加電圧と透過率との関係を示す。こ
の場合、偏光板１４゜１５間の角度θを０度とした場合
（点線曲線）よりも、〜５度に設定した場合（実線曲線
）の方がコントラストが大きくなることが判る。

又ノーマリホワイトとした液晶表示装置に於いても、偏
光板１４．１５間の角度を最適値の時に９０度とし、液
晶層の厚さｄの最適値からのずれに対応した角度を設定
し、最大コントラストが得られるようにすることも可能
である。

又液晶層の厚さｄが最適値からずれている場合に、第７
図にも示すように透過率特性が劣化するから、透過率を
観測しながら偏光板１４．１５間の角度θを調整し、ノ
ーマリブランクの場合は、電圧印加時の透過率が最大と
なるように設定すれば良いことになる。又ノーマリホワ
イトの場合は、低電圧或いは無電圧の状態の透過率が最
大となるように設定すれば良いことになる。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は、液晶表示パネル３の液
晶層の厚さｄを測定し、この厚さｄと液晶１０の屈折率
異方性Δｎとの積Δｎ−ｄと、偏光板４．５間の角度θ
とを、定数Ａ、Ｂとした時に、Δｎ−ｄ＝Ａ・θ＋Ｂの
関係となるように設定するものであり、液晶層の厚さｄ
の測定も自動化することが可能であるから、前述の関係
式に基づいて偏光板４．５間の角度θの設定も自動化す
ることができる。そして、液晶層の厚さｄが最適値から
ずれている液晶表示パネル３でも、前述のように偏光板
４．５間の角度θの設定により最大コントラストが得ら
れるから、液晶表示装置の歩留りを向上し、コストダウ
ンを図ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の原理説明図、第３図は本発
明の実施例の概略側面図、第４図は本発明の実施例の概
略上面図、第５図は本発明の実施例の偏光板角度設定説
明図、第６図はコントラストが最大となる偏光板角度の
関係曲線図、第７図は透過特性曲線図、第８図はΔｎ−
ｄとコントラストとの関係曲線図である。 １．２は透明の基板、３は液晶表示パネル、４５は偏光
板、６．７は電極、８．９は配向膜、１０は液晶、ｄは
液晶層の厚さ、Δｎは液晶の屈折率異方性である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透明の基板（１、２）間に液晶を封入した液晶表示パネ
   ル（３）と、該液晶表示パネル（３）の両面に設けた偏
   光板（４、５）とからなる液晶表示装置の製造方法に於
   いて、 前記基板（１、２）間の液晶層の厚さｄを測定する工程
   と、 該厚さｄと前記液晶の屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄ
   と、コントラストが最大となる前記偏光板（４、５）間
   の角度θとを、定数をＡ、Ｂとして、 Δｎ・ｄ＝Ａ・θ＋Ｂ の関係が成立するように、前記偏光板（４、５）の角度
   θを設定する工程とを含む ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。