JPH10307291A - 液晶表示パネル - Google Patents
液晶表示パネルInfo
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- JPH10307291A JPH10307291A JP9118399A JP11839997A JPH10307291A JP H10307291 A JPH10307291 A JP H10307291A JP 9118399 A JP9118399 A JP 9118399A JP 11839997 A JP11839997 A JP 11839997A JP H10307291 A JPH10307291 A JP H10307291A
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- crystal display
- display panel
- transparent substrate
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Abstract
を抑止する。 【解決手段】 駆動用の透明電極14,15 ,第1の配向膜
16が順次その表面に形成された第1の透明基板11と、第
2の配向膜17が表面に形成された第2の透明基板12と、
第1の透明基板11の背面に形成された第1の偏光板19
と、第2の透明基板12の背面に形成された第2の偏光板
12Cと、第1の透明基板11と第2の透明基板12との間に
封入されたホモジニアス配向の液晶18とを有し、少なく
とも第1,第2の偏光板19,12Cのうちの一方は、偏光
層19Cと、その表面及び裏面に貼付された表面保護膜19
B,19Dとを有し、表面保護膜19B,19Dとして、負の
リタデーションを有する膜を用い、その表面に、正のリ
タデーションを有する光学補償層19Aが貼付されてなる
こと。
Description
特にIPS(In-Plane Switching)型の液晶表示パネル
の構造の改善に関する。
て図面を参照しながら説明する。図4は、一般に用いら
れているTN(Twisted Nematic )モードの液晶表示パ
ネルの構造を説明する図であり、図5はIPS型の液晶
表示パネルにおける色度変化を説明する図である。
第1の透明電極3,第1の配向膜5が順次形成され、背
面に第1の偏光板9が形成された第1の透明基板1と、
その表面に第2の透明電極4,第2の配向膜6が順次形
成され、背面に第2の偏光板10が形成された第2の透
明基板2とを有し、第1,第2の配向膜5,6が対向す
るように配置され、これらの間に液晶7が封入されてな
るものである。第1,第2の配向膜5,6の間にはセル
ギャップを確保するためのスペーサ8が散布されてい
る。
加すると、液晶7の液晶分子の配向状態が電圧無印加の
場合の配向状態と異なり、互いに偏光軸が直交する第
1,第2の偏光板9,10によって透過/遮光するの
で、所定の画像表示をすることが可能になる。このよう
なTNモードの液晶表示パネルは、視野角をそれほど広
くとることができないという問題があった為、最近この
TNモードの液晶に変えてホモジニアス配向の液晶を用
いて、基板面内で液晶分子を回転させることで液晶を光
学的シャッターとして用いるIPS(In-Plane Switchi
ng)型の液晶表示パネルが検討されている。
て、一般に市販されている偏光板は、TAC層(トリア
セチルセルロース)とPVA層(ポリビニルアルコー
ル)からなる。PVA層には色素等が含まれ、偏光機能
を有するため広く偏光板として用いられている。しかし
PVA層は耐水性が極めて弱いので、偏光板として用い
る場合には図5(b)に示すように、PVA層9Bを挟
むように第1,第2のTAC層9A,9Cが形成されて
いる。これら第1,第2のTAC層9A,9CはPVA
層9Bの表面保護膜として機能している。
示パネルにおいては、視野角の拡大は図れるものの、視
角によって色度の変化が生じるという問題が生じてい
た。市販の偏光板として日東電工製の1220DUを用
いた場合に、IPSは視角φの変化とともに図5(b)
に示すような色度変化をする。
(a)に示す。これは透明基板を上面からみた状態であ
って、この装置においては図5(a)に示すように偏光
軸を電界の印加方向Eから15°傾け、液晶分子LCも
15°傾くようにしている。これは、液晶分子が基板面
内で回転する際に、ある程度電界の印加方向から傾けて
いないと、液晶分子LCがどちらの方向に回転するか確
定しないからである。
ると、色度もまた変化し、その変化は無視できない大き
さであることがわかる。例えば、画像を正面から見た場
合には黒だった色が、斜め方向から見ると、赤茶色又は
青紺色に変化してしまうという問題がある。このような
問題はLCDをCRT等のモニター代替として使用する
場合にはさらに大きな問題となる。
されたものであり、IPS型液晶表示パネルにおいて微
小なリタデーションが原因で生じる色度変化を抑止し
て、より一層画像表示特性を良好にすることを目的とす
るものである。
の透明電極,第1の配向膜が順次その表面に形成された
第1の透明基板と、第2の配向膜が表面に形成された第
2の透明基板と、前記第1の透明基板の背面に形成され
た第1の偏光板と、前記第2の透明基板の背面に形成さ
れた第2の偏光板と、前記第1の透明基板と第2の透明
基板との間に封入されたホモジニアス配向の液晶とを有
し、少なくとも前記第1,第2の偏光板のうちの一方
は、偏光層と、前記偏光層の表面及び裏面に貼付された
表面保護膜とを有し、前記表面保護膜として、負のリタ
デーションを有する膜を用い、この表面保護膜の表面
に、正のリタデーションを有する光学的補償層が貼付さ
れてなることを特徴とする液晶表示パネルや、前記負の
リタデーションと前記正のリタデーションとがほぼ同じ
値であることを特徴とする本発明に係る液晶表示パネル
や、前記光学的補償層は、液晶ポリマーによって形成さ
れることを特徴とする本発明に係る液晶表示パネルや、
駆動用の透明電極,第1の配向膜が順次その表面に形成
された第1の透明基板と、第2の配向膜が表面に形成さ
れた第2の透明基板と、前記第1の透明基板の背面に形
成された第1の偏光板と、前記第2の透明基板の背面に
形成された第2の偏光板と、前記第1の透明基板と第2
の透明基板との間に封入されたホモジニアス配向の液晶
とを有し、少なくとも前記第1,第2の偏光板のうちの
一方は、偏光層と、前記偏光層の表面及び裏面に貼付さ
れた表面保護膜とを有し、前記表面保護膜は、厚さ方向
について負のリタデーションが約20nm以下のものを用
いることを特徴とする液晶表示パネルや、前記偏光層は
ポリビニルアルコールからなり、前記表面保護膜はトリ
アセチルセルロースからなり、かつ前記トリアセチルセ
ルロースは30μm以下の厚さであることを特徴とする
本発明に係る液晶表示パネルや、前記液晶表示パネル
は、IPS型液晶表示パネルであることを特徴とする本
発明に係る液晶表示パネルにより、上記課題を解決す
る。
る。上述のように、一般の偏光板には保護膜としてTA
C層が用いられているが、このTAC層は微小では有る
が面内及び厚さ方向にリタデーションを有している。例
えば、TAC層の膜厚が80μmのときには、基板面内
方向で〜10nm、厚さ方向で〜50nm程度の微小なリタ
デーションが生じる。
偏光板を構成する各層の微小なリタデーションは表示品
質上、それほど大きな問題とはならなかったが、超視野
角を有するIPSにおいては、このような微小なリタデ
ーションによって色度変化が生じてしまうことが本発明
の発明者等によってわかった。このような微小なリタデ
ーションは超広視野を示すIPS又はそれに準ずる高い
表示品質を得ようとした場合に極めて重要となり、無視
できないものとなる。IPSの場合特に画質上問題とな
るのが、厚さ方向のリタデーションである。
向のリタデーションと色度変化との関係についての実験
結果を示す。図6には、視角φ=75°において、リタ
デーションが1nm,40nm,120nmと変化する場合の
色度変化を示している。これに示すように、リタデーシ
ョンが120nmの場合の色度変化は、かなり大きいもの
の、リタデーションが1nmの場合の色度変化は非常に少
なく、リタデーションが大きければ大きいほど色度変化
が大きくなることがわかる。
護膜として、負のリタデーションを有する膜を用い、こ
の保護膜の表面に、例えば負のリタデーションとほぼ同
じ正のリタデーションを有する光学的補償層を貼付して
いるので、リタデーションが原因となる色度変化を抑止
することができ、液晶表示パネルのより一層の画質の改
善が可能になる。
ば、偏光膜の表面保護膜として、厚さ方向についての負
のリタデーションが約20nm以下のものを用いている。
これにより、色度変化を画像表示上実質的に問題ないレ
ベルまで低下させることができ、より一層の画質の改善
が可能になる。
がら説明する。最初に、本発明の実施形態に係るIPS
型の液晶表示パネルの構造について説明する。 この液
晶表示パネルは、図1(a)に示すように、第1の透明
基板11,第2の透明基板12,遮光膜12A,TFT
13,データバスライン13A,ゲートバスライン13
B,絶縁膜13C,シリコン層13D(アモルファスシ
リコン層),画素電極14,対向電極15,第1の配向
膜16,第2の配向膜17,液晶18,液晶分子18
A,第1の偏光板19及び第2の偏光板12Cよりな
る。
は、第2の透明基板12と対向して配置され、基板1
1、12間に液晶18が封入されている。第1の透明基
板11の上面側には、一定の間隔を保ってゲートバスラ
イン13B及びこのライン13Bと平行するように対向
電極15が設けられている。対向電極15は枠型を成し
ている。第1の透明基板11上にはゲートバスライン1
3B及び対向電極15を覆うようにして透明の絶縁膜1
3Cが形成されている。そして、ゲートバスライン13
Bを覆う絶縁膜13C上には選択的にシリコン層13D
が設けられている。絶縁膜13Cの内、ゲートバスライ
ン13Bとシリコン層13Dとの間がゲート絶縁膜を構
成している。
ンは、ゲートバスライン13Bと直交するデータバスラ
イン13Aに接続されている。シリコン層13Dから引
き出されたソースは、枠型の対向電極15を二分するよ
うに配置された画素電極14に接続されている。これら
の第1の透明基板11上のゲートバスライン13B及び
シリコン層13DからTFT13が構成されている。T
FT13は、画素電極14と対向電極15との間に書込
み電圧を印加するものである。画素電極14及び対向電
極15は、液晶分子18Aの配列状態を画素毎に制御す
るものである。
のTFT13、データバスライン13A、ゲートバスラ
イン13B、画素電極14及び対向電極15を覆うよう
にして配向膜16が形成されており、第1の透明基板1
1の下面側には第1の偏光板19が設けられている。一
方、第2の透明基板12はガラス基板から成り、その下
面側には、遮光板(ブラックマトリクス)12Aとカラ
ーフィルタ12Bが設けられている。遮光板12Aはマ
トリクス状に配置された金属から成り、1画素を画定し
ている。カラーフィルタ12Bは、1画素毎に赤
(R)、青(R)又は緑(G)のいずれかの色を有して
いる。第2の透明基板12の下面側には、これらの遮光
板12A及びカラーフィルタ12Bを覆うようにして第
2の配向膜17が形成されている。なお、第2の透明基
板12の上面側には第2の偏光板12Cが設けられてい
る。
成されており、その表面は、ラビング処理が施されてい
る。この処理は、レーヨン等の布を付着したロールで表
面を擦ることにより行われている。液晶分子18Aは、
配向膜16、17のラビング方向に沿って配向する性質
を有している。このようなIPS型の液晶表示パネルで
は、データバスライン13Aに書込み電圧を供給し、ゲ
ートバスライン13Bを活性化(選択状態オン)してT
FT13をオンさせると、画素電極14と対向電極15
との間に書込み電圧が印加されるので、これら電極1
4、15間に電界が発生する。この電界により液晶分子
18Aの内、第1の透明基板11に近い液晶分子18A
は、第1の透明基板11に対して平行な状態で配向方向
を変える。この結果、光がパネルを通過し難くなる。電
極14,15間の電圧を制御することにより、パネルの
光透過率が変化する。このIPS型液晶表示パネルで
は、液晶分子18Aが常に基板11,12と平行な状態
で存在するため、画素電極14と対向電極15とをパネ
ルの厚さ方向に配置した従来の液晶表示パネルに比べ
て、パネルを斜め方向から見てもコントラストが変化し
にくく、視角特性を改善することができるというもので
ある。
て、図1(b)に示すように、第1のTAC層19B,
PVA層19C,第2のTAC層19Dの三層構造から
なる市販のものに、光学的補償層19Aを貼付したもの
を用いている。この光学的補償層19Aは、偏光板が有
する厚さ方向のリタデーションを補償することで、従来
問題となっていた色度変化を抑止するために設けられて
いる。
り、第1,第2のTAC層19B,19Dは表面保護膜
の一例である。この光学的補償層19Aを設けることに
よってどの程度の効果が生じるかについて、本発明の発
明者等は、上記の構造で、評価用のセルとして1.1mm
の厚さガラス基板を用いた液晶表示パネルを作製して、
実験をした。
をΔnd=0.5程度として市販の偏光板を用いた場合
に、光学的補償層19Aとして液晶ポリマーを用いて形
成した厚さ方向に正のリタデーションを有する板を積層
した場合について色度変化を測定した。その結果を図2
に示す。この実験の際の、各部材の材料などの条件につ
いて以下で列記する。
配向膜としてAL1051を用い、液晶としてはΔn=
0.070なる低電圧駆動可能なフッ素系の液晶材料を
用いた。また、光学的補償層19Aの液晶ポリマーとし
ては、大日本インキ製の紫外線硬化型UCL001をM
EK(メチルエチルケトン)で希釈してスピンコートに
より形成した。80℃で乾燥後窒素雰囲気中で50mW
/cm2 の紫外線を40秒間照射して重合を行った。こ
のとき、下地としては垂直配向膜を予め形成したものを
用いた。
が適用可能であるが、配向の安定性と耐薬品性を重視し
て無機系材料(日産化学製:EXPOA004)を選択
して用いることで、ほぼ垂直に配向した液晶ポリマーフ
ィルムを得ることができた。その後、希釈濃度を調整し
てTAC層が有するリタデーション約50nmを補償する
ように厚さを設定することで、光学的補償層19Aを作
製した。図2に示すように、視角φ=75°の際に、色
度変化はほとんどみられず、光学的補償層19Aを用い
ることで、色度変化を極力抑止することが可能になるこ
とがわかる。
ネルによれば、光学的補償層を一般的な偏光板に貼付す
ることで、色度変化を防止することができ、液晶表示パ
ネルのより一層の画質の改善が可能になる。なお、本実
施形態では、光学的補償層として上記の液晶ポリマー
を、表面保護膜として第1,第2のTAC層19B,1
9Dを、偏光層としてPVA層19Cを、それぞれ用い
ているが、本発明はこれに限らず、光学的補償層によっ
て偏光板の有するリタデーションを補償するようにして
あれば、どのようなものであっても、同様の効果を奏す
る。また、他の材料についても本実施形態に示すものに
限られるものではない。
がら説明する。第1の実施形態と共通する事項について
は、重複を避けるため説明を省略する。本実施形態で
は、第1の実施形態のように光学的補償層を用いること
なく、偏光板の保護膜として用いられているTAC層の
膜厚を変化させている。このことにより、従来問題とな
っていた色度変化を抑止することを企図している。
示す構造の液晶セルを作製し、第1の偏光板として、図
4(b)に示すようなTAC層、PVA層、TAC層の
三層構造の偏光板を用いて、基板1側のTAC層9Aの
膜厚を変化させ(50μm、30μm、15μm)、そ
の各々について色度変化を測定した。この結果を図3に
示す。図3は、視角φ=75°における色度の変化を示
す図である。
くなるに従い、問題となるリタデーション値が減少し、
視角に対する色度変化の度合が減少することがわかる。
この図3から、膜厚が50μmのときには色度変化がま
だ大きいものの、膜厚が30μm以下のときには色度変
化がかなり少なくなっており、画像表示上容認できる程
度の色度変化となっている。このことから、この条件で
は膜厚が30μm以下のTAC層を用いるとよいことが
わかる。
m、30μm、15μm)の各々について、厚さ方向で
のリタデーションを見積もると、下記の表1に示すよう
になる。表1は、TAC膜厚と、面内方向,厚さ方向に
ついてのリタデーションとの関係を示す表である。
きには厚さ方向のリタデーションが19nm以下であるた
め、およそ20nm以下の条件の際に色度変化が少なく、
画像表示上良好な特性となることがわかる。従って、厚
さ方向についてのリタデーションが約20nm以下であれ
ば、色度変化が生じてしまうことを抑止することが可能
になる。
構造のIPS型液晶セルを用いているが、その上下に貼
付する偏光板をTAC層、PVA層、TAC層の三層構
造にし、偏光板に用いるTAC層の厚さ方向のリタデー
ションを20nm以下にしている。これは膜厚に換算する
と30μm以下ということである。このようにTACの
膜厚を設定することで、第1の実施形態のように光学的
補償層を設けなくても、色度変化による画質の劣化を防
止することが可能になる。
層の膜厚を30μm以下としているが、本発明はこれに
限らず、TAC層の膜厚によって変化するリタデーショ
ンを低減し、約20nm以下になるようにしてあれば、同
様の効果を奏する。また、他の材料についても本実施形
態に示すものに限られるものではない。
パネルによれば、表面保護膜として、負のリタデーショ
ンを有する膜を用い、この保護膜の表面に、例えば負の
リタデーションとほぼ同じ正のリタデーションを有する
光学的補償層を貼付しているので、リタデーションが原
因となる色度変化を抑止することができ、液晶表示パネ
ルのより一層の画質の改善が可能になる。
ば、偏光膜の表面保護膜として、厚さ方向についての負
のリタデーションが約20nm以下のものを用いている。
これにより、色度変化を画像表示上実質的に問題ないレ
ベルまで低下させることができ、画質をより一層改善す
ることが可能になる。
を説明する断面図である。
の色度変化を説明する図である。
の色度変化を説明する図である。
る。
である。
図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 駆動用の透明電極,第1の配向膜が順次
その表面に形成された第1の透明基板と、 第2の配向膜が表面に形成された第2の透明基板と、 前記第1の透明基板の背面に形成された第1の偏光板
と、 前記第2の透明基板の背面に形成された第2の偏光板
と、 前記第1の透明基板と第2の透明基板との間に封入され
たホモジニアス配向の液晶とを有し、 少なくとも前記第1,第2の偏光板のうちの一方は、 偏光層と、 前記偏光層の表面及び裏面に貼付された表面保護膜とを
有し、 前記表面保護膜として、負のリタデーションを有する膜
を用い、この表面保護膜の表面に、正のリタデーション
を有する光学的補償層が貼付されてなることを特徴とす
る液晶表示パネル。 - 【請求項2】 前記負のリタデーションと前記正のリタ
デーションとがほぼ同じ値であることを特徴とする請求
項1記載の液晶表示パネル。 - 【請求項3】 前記光学的補償層は、液晶ポリマーによ
って形成されることを特徴とする請求項1記載の液晶表
示パネル。 - 【請求項4】 駆動用の透明電極,第1の配向膜が順次
その表面に形成された第1の透明基板と、 第2の配向膜が表面に形成された第2の透明基板と、 前記第1の透明基板の背面に形成された第1の偏光板
と、 前記第2の透明基板の背面に形成された第2の偏光板
と、 前記第1の透明基板と第2の透明基板との間に封入され
たホモジニアス配向の液晶とを有し、 少なくとも前記第1,第2の偏光板のうちの一方は、 偏光層と、 前記偏光層の表面及び裏面に貼付された表面保護膜とを
有し、 前記表面保護膜は、厚さ方向について負のリタデーショ
ンが約20nm以下のものを用いることを特徴とする液晶
表示パネル。 - 【請求項5】 前記偏光層はポリビニルアルコールから
なり、前記表面保護膜はトリアセチルセルロースからな
り、かつ前記トリアセチルセルロースは30μm以下の
厚さであることを特徴とする請求項4記載の液晶表示パ
ネル。 - 【請求項6】 前記液晶表示パネルは、IPS型液晶表
示パネルであることを特徴とする請求項1,請求項2,
請求項3,請求項4又は請求項5記載の液晶表示パネ
ル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11839997A JP3946303B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 液晶表示パネル |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11839997A JP3946303B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 液晶表示パネル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10307291A true JPH10307291A (ja) | 1998-11-17 |
JP3946303B2 JP3946303B2 (ja) | 2007-07-18 |
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ID=14735706
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JP11839997A Expired - Fee Related JP3946303B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 液晶表示パネル |
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