JPH04256923A - 薄膜トランジスタ型液晶表示装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ型液
晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜トランジスタ型液晶表示装置
における液晶表示モードは、例えば、「ＩＤ８８−１７
“フルカラーアクティブマトリックスＬＣＤ用液晶表示
モードの選定と最適化”シャープ、船田文明他Ｐ１９〜
Ｐ２５」に記載されているように、ＴＮ型でノーマリブ
ラック方式（以下、ＮＢ方式という）又はノーマリホワ
イト方式（以下、ＮＷ方式という）が表示品質の良さか
ら多く採用されている。

【０００３】そして、上記文献によれば、ＮＷ方式が色
純度の良さ、色相の視角依存性の無さからＮＢ方式より
優れているいわれている。図６は従来のＮＷ方式薄膜ト
ランジスタ型液晶表示装置の配向軸と偏光軸の関係を示
す構成図である。図６の第１ガラス板２１と第２ガラス
基板２２内にはカラーフィルタ、ＴＦＴ等の薄膜が形成
されており、両基板間には液晶が狭持されている。

【０００４】ＮＷ方式とは第１ガラス基板２１側に形成
された配向膜をラビングする方向を図２に示す方向２５
にとり、その２５の方向とほぼ平行になるように第１偏
板偏光軸２６を設置し、一方第２ガラス基板２２側に形
成された配向膜をラビングする方向を、図に示す方向２
７にとり、その２７の方向とほぼ平行になるように第２
偏光板偏光軸２８を設置し、液晶に電圧無印加時におい
て白色表示がなされるような表示モードのことある。こ
こで、液晶は右旋性のＴＮ液晶を用いている。

【０００５】以下に、ＮＷ方式の動作を説明する。図６
では液晶分子のねじれ方向は右施性であり、ツイスト角
はほぼ９０°であるから、第２ガラス基板２２の側から
入射した光は第２偏光板２４により直線偏光となり、そ
の直線偏光の偏光軸は第２基板側のラビング方向２７に
ほぼ一致する。そのため、前記入射直線偏光は液晶分子
の右ねじれに沿って９０°施光し、液晶層通過後第１偏
光板偏光軸２６とはほぼ平行になるので、そのまま第１
偏光板２３を通過する。したがって、白色が得られる。

【０００６】一方、液晶に電圧が印加されると、液晶分
子はねじれ構造をなくすため、前記入射偏光光は施光さ
れることなく第１偏光板偏光軸２６と直交する。したが
って、入射偏光光は第１偏光板２３に遮断されるので、
黒色表示が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の薄膜トラン
ジスタ型液晶表示装置においては、ＮＷ方式はＮＢ方式
に比べると、色純度が良く、かつ色相の視角依存性がな
いという特徴を有する。しかしながら、階調表示をする
場合、斜めから見た時に電圧を増大するにつれ一様に透
過率が下がらず、所定の電圧で透過率が最小となるため
、ある低レベルの階調時には極端に暗くなり、高レベル
の階調時の方が明るくなってしまうという階調反転現象
が発生するという問題があった。

【０００８】ここで、階調反転現象の発生する理由につ
いて説明する。図７は従来の薄膜トランジスタ型液晶表
示装置の上下方向の視角特性図である（視角の定義は後
述する）。これは、上下方向視角に対するコントラスト
を示しており、パラメータは電圧である。Ｖ９０以上の
十分な電圧の時に得られる曲線は１６であり、電圧をＶ
５０程度に下げた場合は１７に、Ｖ１０程度に下げた場
合は１８になる。このように上下方向では階調反転はな
い。

【０００９】しかし、左右方向においては図８から明ら
かなように著しく階調反転生じるのである。図８は従来
の薄膜トランジスタ型液晶表示装置左右方向の視角特性
を示しており、この図より左右３０°においては、電圧
がＶ９０以上の十分な電圧を印加した場合より、Ｖ５０
程度の電圧の方がコントラストは高くなってしまう。す
なわち斜めから見ると、ある階調レベルでは異常に暗い
表示となり、階調反転現象が起きてしまうのである。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点を解決して斜
めから見たときでも画像が自然さを有し、かつＮＷ方式
の特長である色純度の良さ、色相の視角度依存性を損な
うことなく、表示品質の優れた薄膜トランジスタ型液晶
表示装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明は、所定の方向に配向軸を有する第１ガラ
ス基板と、その方向とほぼ９０°異なる方向に配向軸を
有する第２ガラス基板と、第１及び第２ガラス基板間に
配置されたツイスト角がほぼ９０°であるＴＮ液晶とを
備えた薄膜トランジスタ型液晶表示装置において、第１
ガラス基板側に設置され、その偏光軸と前記第１ガラス
基板の配向軸のなす角がほぼ４５°である第１偏光板と
、第２ガラス基板側に設置され、その偏光軸と第２ガラ
ス基板の配向軸のなす角がほぼ４５°である第２偏光板
とを有することを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明によれば、以上のように薄膜トランジス
タ型液晶表示装置を構成したので、第２ガラス基板側か
ら入射した光は第２偏光板により直線偏光となる。そし
て、その直線偏光の偏光軸と第２ガラス基板のラビング
方向とのなす角が４５であるため、液晶層において複屈
折をおこし、常光成分と異常光成分が液晶分子のねじれ
に沿って９０°旋光し、各々の第１偏光板方向の成分が
第１ガラス基板に到達する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例における
薄膜トランジスタ型液晶表示装置の配向軸と偏光軸の関
係を示す構成図である。図において、第１ガラス基板１
と第２ガラス基板２に液晶が狭持されており、各々の基
板には、カラーフィルタ、ＴＦＴ等の薄膜が形成されて
いる。また、液晶を配向させるための配向膜が両基板に
形成されており、ラビング方向は第１基板側は５、第２
基板側は７であり、右施性ネマチック液晶を用いること
により９０°ツイストのＴＮ液晶モードが得られる。

【００１４】この時、一般的によく知られている最も見
やすい方向は図中イ側から見た方向（第１ガラス基板１
の垂直方向から観察者の手前側に傾けた方向）であり、
これを明視方向と呼ぶ。一方、第１偏光板偏光軸と第２
偏光板偏光軸８はほぼ９０°であり、各々第１基板ラビ
ング方向５、第２基板ラビング方向７とはほぼ４５°の
関係にある。

【００１５】図２は上記各角度を分かりやすくするため
に示した平面図である。液晶のツイスト角は、第１基板
側ラビング方向５と第２基板側ラビング方向７のなす角
９によって決まる。図１に示した構成では第１偏光板設
置角１０を４５°、第２偏光板設置角１１を４５°とし
ている。明視方向をイ方向にとるためには、イ方向を決
定付ける両ラビング方向５，７はこの方向から動かすこ
とはできず、両偏光板偏光軸６，８を前記両ラビング方
向５，７に対して回転させることになるのである。

【００１６】図３は視野角特性を示す場合に用いられる
視野方向及び視角の定義を示す説明図である。図におい
て、液晶パスル１５に対する法線１４の方向が正面方向
となっており、前記明視方向イから見るとは図中Ａ側に
傾けた方向から見ることに対応する。前記正面方向より
明視方向Ａ側に傾けた時を下から見ると定義すると、そ
の反対方向は上から見るとなり、正面からの傾き角を上
下方向視角θ１２とし、明視方向である下方向をマイナ
ス、上方向をプラス側とする。一方、左右方向視角φは
上下方向と法線に直交する方向とし、正面からの傾き角
とする。そして、左方向をマイナス、右方向をプラス側
とする。

【００１７】図４は本発明の実施例における液晶表示装
置の上下方向の視角特性図である。図より、下方向にお
いては、さらに高コントラストが得られることが分かる
。図５は本発明の実施例における液晶表示装置の左右方
向の視角特性図である。斜めから見て異常に暗くなるよ
うな視角・電圧は存在しないため、従来例に見られるよ
うな階調反転現象はなく、ごく自然な階調表示の画像が
得られることが分かる。

【００１８】また、本発明の実施例においては、液晶の
屈折率異方性Δｎとセル厚ｄ（μｍ）の積Δｎ・ｄを従
来例に対し変更し、０．３〜０．４５の範囲内に設定し
ている。その理由は、本発明の構成では配向軸と偏光軸
が４５°であるので複屈折効果を伴い、従来例における
ＮＢ方式でのΔｎ・ｄ条件をそのまま用いると白色表示
が黄色っぽくなる。そして、実験の結果、ツイスト角が
ほぼ９０°の場合、Δｎ・ｄは０．４あたりが白色に近
いことが分かったので、Δｎ・ｄを０．３〜０．４５の
範囲内に設定した。

【００１９】なお、図２における第１偏光板偏光軸６を
第２偏光板偏光軸８の方向に設定し、第２偏光板偏光軸
８を第１偏光板偏光軸６の方向に設定してもよいし、第
１偏光板偏光軸６と第２偏光板偏光軸８とを平行に設定
してもよい。また、液晶が左施性のネマチック液晶の場
合は、図２における第１基板側ラビング方向５を第２基
板側ラビング方向７の方向に設定し、第２基板側ラビン
グ方向７を第１基板側ラビング方向５の方向に設定すれ
ばよい。その他、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可
能であり、それらを本発明の範囲から排除するものでは
ない。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、第２ガラス基板側から入射した光は第２偏光板に
より直線偏光となり、液晶層において複屈折をおこし、
常光成分と異常光成分が液晶分子のねじれに沿って９０
°旋光し、各々の第１偏光板方向の成分が第１ガラス基
板に到達するので、階調反転現象が発生しない。したが
って、斜めから見ても異常に暗くなる階調レベルがなく
なり、明視方向には極めて高いコントラストの画像が得
られるので、自然な階調表示画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における薄膜トランジスタ型液
晶表示装置の配向軸と偏光軸の関係を示す構成図である
。

【図２】本発明の実施例における配向軸と偏光軸の関係
を示す説明図である。

【図３】視野方向及び視角の定義を示す説明図である。

【図４】本発明の実施例における薄膜トランジスタ型液
晶表示装置の上下方向の視角特性図である。

【図５】本発明の実施例における液晶表示装置の左右方
向の視角特性図である。

【図６】従来の薄膜トランジスタ型液晶表示装置の配向
軸と偏光軸の関係を示す構成図である。

【図７】従来の薄膜トランジスタ型液晶表示装置の上下
方向の視角特性図である。

【図８】従来の薄膜トランジスタ型液晶表示装置の左右
方向の視角特性図である。

【符号の説明】

１　　　　　　第１ガラス基板 ２　　　　　　第２ガラス基板 ３　　　　　　第１偏光板 ４　　　　　　第２偏光板 ５　　　　　　第１基板側ラビング方向６　　　　　　
第１偏光板偏光軸 ７　　　　　　第２基板側ラビング方向８　　　　　　
第２偏光板偏光軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定の方向に配向軸を有する第１ガラ
   ス基板と、該方向とほぼ９０°異なる方向に配向軸を有
   する第２ガラス基板と、前記第１及び第２ガラス基板間
   に配置されたツイスト角がほぼ９０°であるＴＮ液晶と
   を備えた薄膜トランジスタ型液晶表示装置において、（
   ａ）前記第１ガラス基板側に設置され、その偏光軸と前
   記第１ガラス基板の配向軸のなす角がほぼ４５°である
   第１偏光板と、（ｂ）前記第２ガラス基板側に設置され
   、その偏光軸と前記第２ガラス基板の配向軸のなす角が
   ほぼ４５°である第２偏光板とを有することを特徴とす
   る薄膜トランジスタ型液晶表示装置。
2. 【請求項２】　　第１偏光板の偏光軸と第２偏光板の偏
   光軸のなす角がほぼ９０°である請求項１に記載の薄膜
   トランジスタ型液晶表示装置。
3. 【請求項３】　　液晶の屈折率異方性Δｎとセル厚ｄ（
   μｍ）の積が０．３以上０．４５以下の間の値をとる請
   求項１に記載の薄膜トランジスタ型液晶表示装置。