JPH08292414A - 広い視野角を有する液晶スクリーン - Google Patents

広い視野角を有する液晶スクリーン

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JPH08292414A
JPH08292414A JP8079372A JP7937296A JPH08292414A JP H08292414 A JPH08292414 A JP H08292414A JP 8079372 A JP8079372 A JP 8079372A JP 7937296 A JP7937296 A JP 7937296A JP H08292414 A JPH08292414 A JP H08292414A
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electrode
counter electrode
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electro
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ミュラティエ ローレンス
Gunther Haas
ハース ギュンテル
Bruno Mourey
ムウルイ ブリューノ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の技術に比較して透過率が改善された液
晶スクリーンにおいて、特別な構造を有する電気−光学
セル即ち画素を提示する。 【解決手段】 画素は二つの基板層により形成され、該
基板層の一方の上には画素電極があり、他方の上には対
抗電極があり、更にこれらの電極の間には液晶分子があ
り、対抗電極は溝により二つの部分に分割されており、
画素がアドレスされない時ゼロでない偏光電圧が電極と
対抗電極の間に加えられていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は周知の液晶スクリー
ンに比較して広い視野角を与える液晶スクリーン内の特
別な構造の電気−光学セル（画素）に関する。
【０００２】
【従来の技術】投影または直視用の液晶スクリーンは一
般にライン（選択ライン）と列（データライン）から構
成されている。各交点にはトランジスタを経由してライ
ンに接続されている画素電極がある。これらのトランジ
スタのゲートは選択ラインを形成しており、ラインを走
査し更にデータラインを使用することにより各トランジ
スタを導通状態にする周囲の制御回路により制御されて
おり、該周囲の制御回路は他の周囲の制御回路に接続さ
れ電極の極性を変え該電極と対抗電極（即ち基準電極）
の間にある液晶の光学特性を変え、これによりスクリー
ンの上に画像を形成する。
【０００３】このタイプのスクリーンの大きな欠点の１
つは、光学特性が可視角度、即ち特に灰色の幾つかのレ
ベルを有する画像に対し、画素を通し光の伝播方向に左
右されることである。図１は２つの視野平面、即ち水平
面２と垂直面３を備えたねじれネマチック液晶のセル１
を示している。偏光子が交差している場合、電極端子に
おける電圧により分子を配列している液晶に電界が生ず
る：画素は非導通状態により、黒く見える。光の光学的
透過率の角度分布は水平面２について対称であり、垂直
面３内で非対称である。これにより、暗領域Ｓと、水平
面の向かい合った面に明領域Ｃが生ずる。最小の透過率
に対応するコントラストの最大方向Ｄは垂直面３内にあ
る；該方向は画素の電極に加えた電圧、言い換えれば明
るさにより定まる。従って、スクリーンの上に表示され
た画像の品質は視野角により変化する；角度が非常に大
きければコントラストが反転する。
【０００４】種々の視野角領域の方向は液晶分子の方向
により定められる。図２は電極５及び６に電圧Ｕがある
ねじれネマチック液晶の場合の分子４のアラインメント
を示している。液晶方向の面の上で、該電極は液晶分子
４の上で特別な方向をとる（ポリイミドである）アライ
ンメント層７で覆われている。前述の暗領域８及び明領
域９の方向は電界がある場合液晶の分子が取る傾斜によ
り定まる。ある方法でポリイミドコーティングを行うこ
とにより、液晶分子は電界がある場合基板に一番近い分
子と基板自体の間の角度で、ある傾斜位置を取る。
【０００５】これらの諸問題を解決し視野に対し大きな
角度を得るため、Ｋ．Ｈ．Ｙａｎｇは１９９１年開催の
“第１１回国際ディスプレイ研究会議”の論文のページ
６８の中で図３に示す解決策を提案している。この解決
策は各画素を２つの領域に分割し、それぞれの領域は電
圧Ｕが電極に加えられた時反対の傾斜を有している。こ
れらの半分の画素のそれぞれのアラインメント層は反対
の傾斜を有するように彫られている。これはポリイミド
のアラインメント層を非平行にこするマスク段階、即ち
真空状態で酸化シリコンＳｉＯを堆積させることにより
分離される二つの段階に分けられる。この場合、影響は
打ち消し合い、視野角の角度に拘らず対称の視野が得ら
れる。
【０００６】この解決策の欠点は、液晶分子の二つの異
なるアラインメント層を彫ることが必要なので技術的に
実現が難しく、大量生産を行う場合実施が難しい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、製造が容易な
スクリーン構造を使用することによりこれらの問題を解
決している。
【０００８】本発明は二つの基板層により形成された電
気−光学セル、即ち画素に関しており、該基板層の一方
の上には画素電極があり他方の上には対抗電極があり、
更にこれらの電極の間には液晶分子の層があり、対抗電
極は溝により二つの部分に分割されており、画素がアド
レスされない時ゼロでない偏光電圧が電極と対抗電極の
間に加えられることを特徴としている。
【０００９】二つの部分（即ち領域）に分割されている
対抗電極内の前記溝により該電極は中央が切断されてい
ることが好ましい。
【００１０】前記の偏光電圧は、均一な電界がある場合
液晶の閾値偏光電圧の０．８倍から１．３倍の間にする
ことが好ましい。
【００１１】本発明の他の特徴は前記の画素が均一なア
ラインメント層を有していることである。領域内で分子
が異なる傾斜を有している二つの領域に各画素を分割す
ることは、前記画素電極と前記対抗電極の間の電界の影
響のみにより行われる。
【００１２】アラインメント層により生ずる二つの領域
の一方に対するあらゆる片寄りを避けるため、該アライ
ンメント層により液晶分子は、基板に厳密に平行なアラ
インメントか、又はアラインメント層に固有な傾斜があ
る場合、非平行なアラインメントのいずれかを取る。
【００１３】本発明の他の改善は、液晶の厚さを若干増
加させ、画素がアドレスされない時前記偏光電圧の光学
特性を保つことにある。この厚さはバイフリンジェンス
との積を光の波長で割った値が一定値√（３／２）より
若干大きく、典型的には１．１倍から１．５倍の間にな
るようにすることが好ましい。
【００１４】本発明の他の特徴は不透明な材料が基板層
の一方の上に堆積され対抗電極の溝をマスクすることで
ある；更に、該不透明な材料は記憶容量として使用され
る。
【００１５】最後に、本発明は電気−光学セル等に使用
される液晶スクリーンにも関している。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の特徴の一つは、電界があ
る場合実効的な予めの傾斜を生ずることなく液晶分子の
アラインメントを利用していることである。図４ａに示
すように、アラインメント層７はアラインメントが“平
行”と呼ばれる、言い換えれば傾斜が０°である液晶分
子４を得るように製造することができる。これはポリイ
ミドを静かに磨くこと、又は圧力をかけることにより、
又は酸化シリコンＳｉＯを不透明に堆積させることによ
り得られる。この他に、０°と異なる傾斜を作るアライ
ンメント層を使用することにより、“非平行”と呼ばれ
るアラインメントを選択することができる。この場合、
画素の上下の層は二つの異なる傾斜の影響が互いに反対
になっており互いに打ち消すように配置されている。
【００１７】図５は本発明に使用される液晶スクリーン
の断面を示している。該液晶スクリーンは内側の表面に
透明な電極１４と透明な対抗電極１５を取り付けた二つ
の透明な基板層１１を備えている。これらの電極１４と
１５の内側の表面の上にはアラインメント層１３が堆積
され処理されている。これらのアラインメント層は平行
なアラインメントを与えるタイプか、二つの層の間にあ
る液晶分子４に傾斜を与えるタイプかのいずれかであ
る。後者の場合、画素の上下にある層は非平行な形で配
置されている。前記液晶はねじれネマチックか、又は電
気−光学効果が電界Ｅにより変化するあらゆる他のタイ
プである。更に、これらの画素は二つの偏光子７により
支えられている。
【００１８】対抗電極１５は溝１８を有しており、該溝
により画素は中央部分が切断されている。この溝は液晶
分子４の層の厚さの０．５倍から２倍の幅、典型的には
３ミクロンから１０ミクロンであることが好ましい。電
位差Ｕが画素電極１４及び対抗電極１５に加えられる
と、該溝により電界Ｅ内に横成分が生ずる。従って、電
界Ｅは図５に示すように、電極が互いに向き合う領域で
は電極に直角であり、画素電極１４の端の領域及び溝１
８と電極１４の間の領域では傾斜している。このよう
に、それぞれが種々の傾斜角を有する二つの光学領域は
本発明による画素の構造から生ずる電界Ｅの不均一分布
により形成される。
【００１９】二つの領域の間の境界により生ずるあらゆ
る光学的な乱れを取り除くため、例えば電極１４の外部
表面の上に不透明な材料１６を堆積することにより溝１
８の回りの部分をマスクする必要がある。該材料は、例
えば能動的なマトリクスのアドレスを定める金属とし、
記憶容量として使用することができる。
【００２０】能動的なマトリクスによりアドレスが定め
られるスクリーンの場合、対抗電極は一般にスクリーン
全体を覆っている。この場合、該対抗電極を彫り溝１８
を形成する必要がある：これは非常に簡単な追加操作で
ある。この操作に使用されるマスクは不透明なマスク１
６を堆積するため使用されるマスクと同じにすることが
できる。
【００２１】この特別なタイプのアドレス化はこれに限
定されないことが明らかである。
【００２２】図６は本発明の一番目の実施態様に基づく
液晶スクリーンの断面図を示している。該液晶スクリー
ンは選択ライン（即ちデータライン）２４により分離さ
れる電極２１、２２及び２３と、溝２６のある対抗電極
２５から構成されている。液晶分子４は図４ａを参照し
て記載したように、“平行”アラインメントを有してい
る。
【００２３】図７は図６の液晶スクリーンと同じである
が１°の角度を有したスクリーンの構造を示しており、
分子は図４ｂを参照して記載したように“非平行”アラ
インメントを有している。
【００２４】本発明によれば二つの領域の形成に比較的
長い遅れがあるため、画素がアドレスを受けない時（Ｏ
ＦＦ状態）、偏光がゼロでなく領域の構造が保たれる。
偏光電位Ｕの大きさは不均一な電界がある場合、液晶の
閾値電圧の値の０．８倍から１．３倍の間にあることが
好ましい。
【００２５】更に、スクリーンの光学的特性を保つた
め、液晶の部分の厚さを若干変えることが好ましく、そ
の理由は該厚さｄを実効的なバイフリンジェンスにより
ＯＦＦ状態で最大の伝達と更に良好な角度特性を与える
ように選ぶためである。これはΔｎがバイフリンジェン
スでλが光の波長の時積ｄΔｎ／λがある値、好ましく
は√（３／２）を取ることを意味している。ＯＦＦ状態
での偏光の場合、液晶分子は若干傾斜しているので、ｄ
Δｎの実効値は若干小さくなる。このため、液晶の厚さ
を増加させ該効果を補償することが好ましい。この修正
は積ｄΔｎを含む全ての場合好ましい。
【００２６】本発明は集積された制御回路を取り付けて
いるといないとに拘らず、投影又は直視用のあらゆるタ
イプの液晶スクリーンに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】暗領域及び明領域の存在を示す従来の技術によ
るねじれネマチック液晶の画素の例である。
【図２】暗領域及び明領域内の液晶分子の方向を示すた
めの図１の画素の断面図である。
【図３】暗領域及び明領域の不要効果を除去するように
された従来の解決策である。
【図４ａ】本発明に使用されており、電界が無い場合平
行アラインメントを有するねじれネマチック液晶分子で
ある。
【図４ｂ】本発明に使用されており、電界が無い場合非
平行アラインメントを有するねじれネマチック液晶分子
である。
【図５】本発明が適用される画素の良好な実施態様であ
る。
【図６】本発明の実施態様に基づく画素構造を使用して
得られる方向である。
【図７】本発明の他の実施態様に基づく画素構造を使用
して得られる方向である。
【符号の説明】
１ ねじれネマチック液晶のセル ２ 水平面 ３ 垂直面 ４ 液晶分子のアラインメント ５、６電極 ７ 偏光子 ８ 暗領域 ９ 明領域 １１ 透明な基板層 １３ アラインメント層 １４ 透明な電極 １５ 透明な対抗電極 １６ 不透明な材料 １８ 溝 ２１、２２、２３ 電極 ２４ 選択ライン ２５ 対抗電極 ２６ 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギュンテル ハース フランス国， 67114 エスコー， リュ デ アリエ， 17番地 (72)発明者 ブリューノ ムウルイ フランス国， 38500 クウブルヴィー, リュ デ ププリイエ， ６番地

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二つの基板層により形成されており、該
    基板層の一方の上には画素電極があり他方の上には対抗
    電極があり、更にこれらの電極の間には液晶分子の層が
    あり、対抗電極は二つの部分に分割されており、画素が
    アドレスされない時ゼロでない偏光電圧が電極と対抗電
    極の間に加えられていることを特徴とする電気−光学セ
    ル即ち画素。
  2. 【請求項２】 前記の予め加えられた偏光電圧が、均一
    な電界がある場合前記液晶分子の閾値偏光電圧の値の
    ０．８倍から１．３倍の間にあることを特徴とする請求
    項１に記載の電気−光学セル。
  3. 【請求項３】 バイフリンジェンスと層の厚さの積を光
    の波長で割った値が一定値√（３／２）より若干大きい
    ような厚さを前記液晶分子の層が有することを特徴とす
    る請求項１に記載の電気−光学セル。
  4. 【請求項４】 バイフリンジェンスと層の厚さの積を光
    の波長で割った値が一定値√（３／２）の１．１倍から
    １．５倍の間にあるように液晶分子の前記層の前記厚さ
    を定めることを特徴とする請求項３に記載の電気−光学
    セル。
  5. 【請求項５】 対抗電極の前記二つの部分の一方の中の
    分子の傾斜が、前記画素電極と前記対抗電極の間の電界
    の影響により、他の部分の中の分子の傾斜と反対になっ
    ていることを特徴とする請求項１に記載の電気−光学セ
    ル。
  6. 【請求項６】 前記液晶分子が、電界の無い時平行のア
    ラインメントを有していることを特徴とする請求項５に
    記載の電気−光学セル。
  7. 【請求項７】 前記液晶分子が、電界の無い時非平行の
    アラインメントを有していることを特徴とする請求項５
    に記載の電気−光学セル。
  8. 【請求項８】 不透明な材料が基板の一方の上に堆積さ
    れ前記溝をマスクしていることを特徴とする請求項１に
    記載の電気−光学セル。
  9. 【請求項９】 前記不透明な材料が記憶容量を使用した
    金属であることを特徴とする請求項８に記載の電気−光
    学セル。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載した電気−光学セルを
    含む液晶スクリーン。
JP8079372A 1995-03-09 1996-03-08 広い視野角を有する液晶スクリーン Pending JPH08292414A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9502776A FR2731526B1 (fr) 1995-03-09 1995-03-09 Ecran a cristaux liquides a angle de vue ameliore
FR9502776 1995-03-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08292414A true JPH08292414A (ja) 1996-11-05

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ID=9476908

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8079372A Pending JPH08292414A (ja) 1995-03-09 1996-03-08 広い視野角を有する液晶スクリーン

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6327014B1 (ja)
EP (1) EP0731374B1 (ja)
JP (1) JPH08292414A (ja)
DE (1) DE69638160D1 (ja)
FR (1) FR2731526B1 (ja)

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