JPH1031435A - 液晶表示パネル - Google Patents
液晶表示パネルInfo
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- JPH1031435A JPH1031435A JP8186351A JP18635196A JPH1031435A JP H1031435 A JPH1031435 A JP H1031435A JP 8186351 A JP8186351 A JP 8186351A JP 18635196 A JP18635196 A JP 18635196A JP H1031435 A JPH1031435 A JP H1031435A
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- Japan
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- liquid crystal
- refractive index
- transparent electrode
- transparent
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 透明電極による回折格子の影響を低減し、コ
ントラストの高い液晶表示パネルを提供する。 【解決手段】 対向配置された一対の透明基板のうち少
なくとも一方の基板の対向面上に、可視光に対して回折
現象を起こさせるオーダのピッチを有する縞模様状の透
明電極が形成されている。縞模様状の透明電極の間隙部
を埋めるように補償膜が配置されている。透明電極と補
償膜とを覆うように配向膜が形成されている。他方の基
板の対向面上他の透明電極と他の配向膜が形成されてい
る。配向膜と他の配向膜との間に液晶材料が挟持されて
いる。透明電極の屈折率と補償膜の屈折率との差が、透
明電極の屈折率と液晶材料の常屈折率との差及び透明電
極の屈折率と液晶材料の異常屈折率との差のいずれより
も小さい。
ントラストの高い液晶表示パネルを提供する。 【解決手段】 対向配置された一対の透明基板のうち少
なくとも一方の基板の対向面上に、可視光に対して回折
現象を起こさせるオーダのピッチを有する縞模様状の透
明電極が形成されている。縞模様状の透明電極の間隙部
を埋めるように補償膜が配置されている。透明電極と補
償膜とを覆うように配向膜が形成されている。他方の基
板の対向面上他の透明電極と他の配向膜が形成されてい
る。配向膜と他の配向膜との間に液晶材料が挟持されて
いる。透明電極の屈折率と補償膜の屈折率との差が、透
明電極の屈折率と液晶材料の常屈折率との差及び透明電
極の屈折率と液晶材料の異常屈折率との差のいずれより
も小さい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に光の回折を利用して光の透過、遮断を制御する
液晶表示パネルに関する。
し、特に光の回折を利用して光の透過、遮断を制御する
液晶表示パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５及び図６を参照して、回折現象を利
用した液晶表示パネルの構成及び原理を説明する。
用した液晶表示パネルの構成及び原理を説明する。
【０００３】図５（Ａ）は、回折型液晶表示パネルの１
画素の一部分の断面図を示す。２枚の透明基板５０と５
３が相互に対向配置されている。透明基板５０の対向面
上に、図の紙面に対して垂直方向に延在する複数の細長
い透明電極５１が縞模様状に形成されている。この縞模
様のピッチは、可視光に対して回折現象を起こさせるオ
ーダである。さらに、透明基板５０の対向面上に透明電
極５１を覆うように配向膜５２が形成されている。
画素の一部分の断面図を示す。２枚の透明基板５０と５
３が相互に対向配置されている。透明基板５０の対向面
上に、図の紙面に対して垂直方向に延在する複数の細長
い透明電極５１が縞模様状に形成されている。この縞模
様のピッチは、可視光に対して回折現象を起こさせるオ
ーダである。さらに、透明基板５０の対向面上に透明電
極５１を覆うように配向膜５２が形成されている。
【０００４】透明基板５３の対向面上に、ほぼ全面を覆
うように透明電極５４及び配向膜５５が積層されてい
る。配向膜５２と５５との間に正の誘電率異方性を有す
る液晶層５６が挟み込まれている。配向膜５２と５５に
は、透明電極５１の長手方向にほぼ直交する向きの配向
処理が施されている。液晶層５６内に記載した長方形５
７は、液晶分子の配列状態を模式的に表す。液晶分子は
ホモジニアス配列し、その長軸方向が透明電極５１の長
手方向と直交する。
うように透明電極５４及び配向膜５５が積層されてい
る。配向膜５２と５５との間に正の誘電率異方性を有す
る液晶層５６が挟み込まれている。配向膜５２と５５に
は、透明電極５１の長手方向にほぼ直交する向きの配向
処理が施されている。液晶層５６内に記載した長方形５
７は、液晶分子の配列状態を模式的に表す。液晶分子は
ホモジニアス配列し、その長軸方向が透明電極５１の長
手方向と直交する。
【０００５】矢印５８で示すように、透明電極５１の長
手方向と直交する向きに直線偏光した光がこの液晶表示
パネルに入射すると、そのまま通過して直進する。
手方向と直交する向きに直線偏光した光がこの液晶表示
パネルに入射すると、そのまま通過して直進する。
【０００６】図５（Ｂ）は、透明電極５１と５４との間
に電圧を印加したときの、液晶分子の配列状態を示す。
透明電極５１が形成された領域に、基板面に対してほぼ
垂直方向の電界が発生するため、長方形５７ａで示すよ
うに液晶分子が立ち上がる。透明電極５１が形成されて
いない領域には、ほとんど電界が発生しないため、液晶
分子は長方形５７ｂで示すように電圧無印加時の配列状
態を維持する。
に電圧を印加したときの、液晶分子の配列状態を示す。
透明電極５１が形成された領域に、基板面に対してほぼ
垂直方向の電界が発生するため、長方形５７ａで示すよ
うに液晶分子が立ち上がる。透明電極５１が形成されて
いない領域には、ほとんど電界が発生しないため、液晶
分子は長方形５７ｂで示すように電圧無印加時の配列状
態を維持する。
【０００７】矢印５８で示す向きに直線偏光した光のう
ち、透明電極５１が形成された領域を通過する光は、液
晶分子の常屈折率ｎo を感じ、透明電極５１が形成され
ていない領域を通過する光は、液晶分子の異常屈折率ｎ
e を感じる。このように、透明電極５１のピッチで屈折
率ｎo とｎe の周期的構造が形成される。従って、この
液晶表示パネルを通過した光は回折現象を起こす。
ち、透明電極５１が形成された領域を通過する光は、液
晶分子の常屈折率ｎo を感じ、透明電極５１が形成され
ていない領域を通過する光は、液晶分子の異常屈折率ｎ
e を感じる。このように、透明電極５１のピッチで屈折
率ｎo とｎe の周期的構造が形成される。従って、この
液晶表示パネルを通過した光は回折現象を起こす。
【０００８】入射光の波長をλ、液晶層５６の厚さを
Ｔ、入射光の強度をＩ、入射方向のまま直進して透過す
る０次回折光の強度をＩ0 とすると、Ｉ0 ／Ｉは、近似
的に、
Ｔ、入射光の強度をＩ、入射方向のまま直進して透過す
る０次回折光の強度をＩ0 とすると、Ｉ0 ／Ｉは、近似
的に、
【０００９】
【数１】 Ｉ0 ／Ｉ＝｛１＋ｃｏｓ（２πΔｎＴ／λ）｝／２ …（１） と表される。ここで、Δｎは、透明電極５１の形成され
ている領域と形成されていない領域における液晶層５６
の屈折率の差である。
ている領域と形成されていない領域における液晶層５６
の屈折率の差である。
【００１０】
【数２】 ΔｎＴ＝λ（２ｍ＋１）／２ …（２） が成り立つとき、Ｉ0 ／Ｉが０となり、０次回折光が現
れず、透過光はすべて高次の回折光になる。透明電極５
１と５４との間の電圧を変化させると、液晶分子の立ち
上がりの角度が変化し、Δｎが変化する。式（１）から
わかるように、Δｎを変化させることにより、０次回折
光の強度を制御することができる。
れず、透過光はすべて高次の回折光になる。透明電極５
１と５４との間の電圧を変化させると、液晶分子の立ち
上がりの角度が変化し、Δｎが変化する。式（１）から
わかるように、Δｎを変化させることにより、０次回折
光の強度を制御することができる。
【００１１】図６は、回折型液晶表示パネルを用いた投
写型表示装置の概略図を示す。光源８０から、直線偏光
された平行光が出射し、回折型液晶表示パネル８１に入
射する。液晶表示パネル８１を透過した光は、集光レン
ズ８２で集光され、遮光板８４に入射する。遮光板８４
には、液晶表示パネル８１を透過した０次回折光が集光
される位置Ｐ0 に貫通孔８５が設けられている。１次回
折光以上の高次回折光は遮光板８４により遮光される。
例えば１次及び２次回折光は、それぞれ遮光板上の位置
Ｐ1 及びＰ2 に照射される。
写型表示装置の概略図を示す。光源８０から、直線偏光
された平行光が出射し、回折型液晶表示パネル８１に入
射する。液晶表示パネル８１を透過した光は、集光レン
ズ８２で集光され、遮光板８４に入射する。遮光板８４
には、液晶表示パネル８１を透過した０次回折光が集光
される位置Ｐ0 に貫通孔８５が設けられている。１次回
折光以上の高次回折光は遮光板８４により遮光される。
例えば１次及び２次回折光は、それぞれ遮光板上の位置
Ｐ1 及びＰ2 に照射される。
【００１２】貫通孔８５を通過した光は、投写レンズ８
３によりスクリーン８６上に投写される。図５（Ａ）に
示す透明電極５１と５４との間の電圧を変化させて式
（１）のΔｎを変化させることにより、スクリーン８６
に投写される光量を制御することができる。
３によりスクリーン８６上に投写される。図５（Ａ）に
示す透明電極５１と５４との間の電圧を変化させて式
（１）のΔｎを変化させることにより、スクリーン８６
に投写される光量を制御することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図５（Ａ）に示すよう
に、液晶層５６内の液晶分子が一様に配列している場合
には、液晶層５６は入射光を回折させない。しかし、透
明電極５１が形成されている層に着目すると、透明電極
５１の配置されている領域と配置されていない領域とが
存在する。透明電極５１の配置されていない領域は、液
晶材料で埋め尽くされている。透明電極５１と液晶材料
とは、相互に異なる屈折率を有するため、この層が回折
格子として作用してしまう。
に、液晶層５６内の液晶分子が一様に配列している場合
には、液晶層５６は入射光を回折させない。しかし、透
明電極５１が形成されている層に着目すると、透明電極
５１の配置されている領域と配置されていない領域とが
存在する。透明電極５１の配置されていない領域は、液
晶材料で埋め尽くされている。透明電極５１と液晶材料
とは、相互に異なる屈折率を有するため、この層が回折
格子として作用してしまう。
【００１４】従って、液晶層５６内の液晶分子の配列が
一様の状態でも、入射光は透明電極５１により構成され
た回折格子により回折される。このため、高次回折光が
現れ、０次回折光が弱まる。０次回折光の強度の低下
は、コントラストの低下の原因になる。
一様の状態でも、入射光は透明電極５１により構成され
た回折格子により回折される。このため、高次回折光が
現れ、０次回折光が弱まる。０次回折光の強度の低下
は、コントラストの低下の原因になる。
【００１５】本発明の目的は、透明電極による回折格子
の影響を低減し、コントラストの高い液晶表示パネルを
提供することである。
の影響を低減し、コントラストの高い液晶表示パネルを
提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明
基板のうち少なくとも一方の基板の対向面上に形成さ
れ、可視光に対して回折現象を起こさせるオーダのピッ
チを有する縞模様状の透明電極と、前記一方の基板の対
向面上に、前記縞模様状の透明電極の間隙部を埋めるよ
うに配置された補償膜と、前記一方の基板の対向面上
に、前記透明電極と補償膜とを覆うように形成された配
向膜と、前記一対の透明基板のうち、他方の基板の対向
面上に形成された他の透明電極と、前記他方の基板の対
向面上に、前記他の透明電極を覆うように形成された他
の配向膜と、前記配向膜と他の配向膜との間に挟持され
た液晶材料とを有し、前記透明電極の屈折率と前記補償
膜の屈折率との差が、前記透明電極の屈折率と前記液晶
材料の常屈折率との差及び前記透明電極の屈折率と前記
液晶材料の異常屈折率との差のいずれよりも小さい液晶
表示パネルが提供される。
と、対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明
基板のうち少なくとも一方の基板の対向面上に形成さ
れ、可視光に対して回折現象を起こさせるオーダのピッ
チを有する縞模様状の透明電極と、前記一方の基板の対
向面上に、前記縞模様状の透明電極の間隙部を埋めるよ
うに配置された補償膜と、前記一方の基板の対向面上
に、前記透明電極と補償膜とを覆うように形成された配
向膜と、前記一対の透明基板のうち、他方の基板の対向
面上に形成された他の透明電極と、前記他方の基板の対
向面上に、前記他の透明電極を覆うように形成された他
の配向膜と、前記配向膜と他の配向膜との間に挟持され
た液晶材料とを有し、前記透明電極の屈折率と前記補償
膜の屈折率との差が、前記透明電極の屈折率と前記液晶
材料の常屈折率との差及び前記透明電極の屈折率と前記
液晶材料の異常屈折率との差のいずれよりも小さい液晶
表示パネルが提供される。
【００１７】補償膜がない場合には、透明電極の間隙部
に液晶材料が入り込む。補償膜と液晶材料との屈折率の
違いにより、透明電極が回折格子として作用する。透明
電極の間隙部に、透明電極の屈折率に近い屈折率を有す
る補償膜を埋め込むことにより、この回折格子による回
折強度を低減することができる。このため、液晶表示パ
ネルの透過状態における０次回折光の強度が強くなり、
コントラストが改善される。
に液晶材料が入り込む。補償膜と液晶材料との屈折率の
違いにより、透明電極が回折格子として作用する。透明
電極の間隙部に、透明電極の屈折率に近い屈折率を有す
る補償膜を埋め込むことにより、この回折格子による回
折強度を低減することができる。このため、液晶表示パ
ネルの透過状態における０次回折光の強度が強くなり、
コントラストが改善される。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）は、本発明の第１の実
施例による薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた液晶表
示パネルのＴＦＴ側基板の１画素部分の平面図を示す。
図１（Ａ）の縦方向に延在する複数の信号線２０と横方
向に延在する複数の制御線２１が格子模様を構成してい
る。信号線２０と制御線２１とは、その交差箇所におい
て層間絶縁膜により相互に絶縁されている。信号線２０
と制御線２１との交差箇所に対応してＴＦＴ２２が配置
されている。
施例による薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた液晶表
示パネルのＴＦＴ側基板の１画素部分の平面図を示す。
図１（Ａ）の縦方向に延在する複数の信号線２０と横方
向に延在する複数の制御線２１が格子模様を構成してい
る。信号線２０と制御線２１とは、その交差箇所におい
て層間絶縁膜により相互に絶縁されている。信号線２０
と制御線２１との交差箇所に対応してＴＦＴ２２が配置
されている。
【００１９】ＴＦＴ２２のゲート電極２２Ｇは、対応す
る制御線２１に連続している。ソース領域２２Ｓは、コ
ンタクトホール２４Ｓを介し、ＴＦＴ２２を覆う層間絶
縁膜上に形成された透明電極２３に接続されている。透
明電極２３の平面形状は櫛歯型であり、櫛歯部及び間隙
部の幅は共に５μｍである。ドレイン領域２２Ｄは、層
間絶縁膜に形成されたコンタクトホール２４Ｄを介し
て、対応する信号線２０に接続されている。
る制御線２１に連続している。ソース領域２２Ｓは、コ
ンタクトホール２４Ｓを介し、ＴＦＴ２２を覆う層間絶
縁膜上に形成された透明電極２３に接続されている。透
明電極２３の平面形状は櫛歯型であり、櫛歯部及び間隙
部の幅は共に５μｍである。ドレイン領域２２Ｄは、層
間絶縁膜に形成されたコンタクトホール２４Ｄを介し
て、対応する信号線２０に接続されている。
【００２０】図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の一点鎖線Ｂ−
Ｂにおける液晶表示パネルの断面図を示す。透明基板１
と１０が相互に対向配置されている。透明基板１の対向
面上にインジウムすずオキサイド（ＩＴＯ）からなる櫛
歯型の透明電極２３が形成されている。透明電極２３の
櫛歯型の間隙部に、感光性樹脂からなる補償膜２５が埋
め込まれている。透明電極２３の厚さは８０〜１００ｎ
ｍ、補償膜２５の厚さは１００〜１２０ｎｍである。透
明電極２３及び補償膜２５の表面上に配向膜２６が形成
されている。
Ｂにおける液晶表示パネルの断面図を示す。透明基板１
と１０が相互に対向配置されている。透明基板１の対向
面上にインジウムすずオキサイド（ＩＴＯ）からなる櫛
歯型の透明電極２３が形成されている。透明電極２３の
櫛歯型の間隙部に、感光性樹脂からなる補償膜２５が埋
め込まれている。透明電極２３の厚さは８０〜１００ｎ
ｍ、補償膜２５の厚さは１００〜１２０ｎｍである。透
明電極２３及び補償膜２５の表面上に配向膜２６が形成
されている。
【００２１】透明電極２３は、全面にＩＴＯ膜を成膜し
たのち、パターニングして形成される。ＩＴＯ膜の成膜
は、例えば、スパッタガスとしてＡｒとＯ2 の混合ガ
ス、ターゲットとしてＩＴＯを用い、圧力を４×１０-3
Ｔｏｒｒ、放電電力を１．２ｋＷ、成膜温度を室温とし
たスパッタリングにより行う。ＩＴＯ膜のパターニング
は、ＩＴＯ膜の表面を櫛歯型のレジストパターンで覆
い、塩酸、硝酸及び水を２：１：１の割合で混合した温
度４５℃のエッチャントを用いて、６０秒間エッチング
することにより行う。ＩＴＯ膜のパターニング後、基板
表面をアセトンと水で洗浄し、１時間の熱処理を行う。
たのち、パターニングして形成される。ＩＴＯ膜の成膜
は、例えば、スパッタガスとしてＡｒとＯ2 の混合ガ
ス、ターゲットとしてＩＴＯを用い、圧力を４×１０-3
Ｔｏｒｒ、放電電力を１．２ｋＷ、成膜温度を室温とし
たスパッタリングにより行う。ＩＴＯ膜のパターニング
は、ＩＴＯ膜の表面を櫛歯型のレジストパターンで覆
い、塩酸、硝酸及び水を２：１：１の割合で混合した温
度４５℃のエッチャントを用いて、６０秒間エッチング
することにより行う。ＩＴＯ膜のパターニング後、基板
表面をアセトンと水で洗浄し、１時間の熱処理を行う。
【００２２】補償膜２５は、例えば日本合成ゴム製のオ
プトマーＰＣ−３０２を、回転数２０００ｒｐｍ、塗布
時間４０秒間の条件で回転塗布し、８０℃で１分間のプ
リベーク後、露光、現像、ポスト露光を経て、２００℃
で１分間のポストベークを行うことにより形成する。な
お、オプトマーＰＣ−３０２はネガ型であるため、透明
電極２３のパターニング用としてポジ型のレジストパタ
ーンを用いる場合には、透明電極２３のパターニング用
と補償膜２５のパターニング用の露光マスクを共通にす
ることができる。
プトマーＰＣ−３０２を、回転数２０００ｒｐｍ、塗布
時間４０秒間の条件で回転塗布し、８０℃で１分間のプ
リベーク後、露光、現像、ポスト露光を経て、２００℃
で１分間のポストベークを行うことにより形成する。な
お、オプトマーＰＣ−３０２はネガ型であるため、透明
電極２３のパターニング用としてポジ型のレジストパタ
ーンを用いる場合には、透明電極２３のパターニング用
と補償膜２５のパターニング用の露光マスクを共通にす
ることができる。
【００２３】配向膜２６は、日本合成ゴム製のＪＡＬＳ
−２１４Ｒ８を基板上に塗布した後、透明電極２３の長
手方向に垂直な向きのラビング処理を行うことにより形
成する。
−２１４Ｒ８を基板上に塗布した後、透明電極２３の長
手方向に垂直な向きのラビング処理を行うことにより形
成する。
【００２４】透明基板１０の対向面上に、透明電極１１
と配向膜１２が積層されている。透明電極１１及び配向
膜１２は、それぞれ透明電極２３及び配向膜２６と同じ
材料で形成されている。配向膜１２は、配向膜２６と反
平行の向きにラビング処理されている。
と配向膜１２が積層されている。透明電極１１及び配向
膜１２は、それぞれ透明電極２３及び配向膜２６と同じ
材料で形成されている。配向膜１２は、配向膜２６と反
平行の向きにラビング処理されている。
【００２５】配向膜１２と２６との間に、液晶層３０が
挟持されている。液晶層３０には、例えばメルク社製の
ネマチック液晶材料ＺＬＩ−２２９３が充填されてい
る。液晶層３０内の液晶分子の配列状態を、長方形３１
で示す。このように、液晶分子はホモジニアス配列して
いる。なお、液晶層３０内には、積水ファインケミカル
製のスペーサＳＰ２０５２５（直径５．２５μｍ）が分
散されている。この液晶表示パネルのセルギャップ（液
晶層３０の厚さ）は、約５．２μｍであった。
挟持されている。液晶層３０には、例えばメルク社製の
ネマチック液晶材料ＺＬＩ−２２９３が充填されてい
る。液晶層３０内の液晶分子の配列状態を、長方形３１
で示す。このように、液晶分子はホモジニアス配列して
いる。なお、液晶層３０内には、積水ファインケミカル
製のスペーサＳＰ２０５２５（直径５．２５μｍ）が分
散されている。この液晶表示パネルのセルギャップ（液
晶層３０の厚さ）は、約５．２μｍであった。
【００２６】図１（Ｃ）は、透明電極２３と１１との間
に電圧を印加した状態における液晶層３０内の液晶分子
の配列状態を示す。透明電極２３が形成された領域に
は、基板面にほぼ垂直な向きの電界が生ずるため、長方
形３１ｂで示すように液晶分子が立ち上がる。補償膜２
５が形成された領域にはほとんど電界が生じないため、
液晶分子は、長方形３１ａで示すように電圧無印加時と
同様の配列状態を維持する。
に電圧を印加した状態における液晶層３０内の液晶分子
の配列状態を示す。透明電極２３が形成された領域に
は、基板面にほぼ垂直な向きの電界が生ずるため、長方
形３１ｂで示すように液晶分子が立ち上がる。補償膜２
５が形成された領域にはほとんど電界が生じないため、
液晶分子は、長方形３１ａで示すように電圧無印加時と
同様の配列状態を維持する。
【００２７】入射光の波長をλ、液晶層３０の厚さを
Ｔ、透明電極２３の長手方向に対して直交する向きに直
線偏光した入射光の強度をＩ、入射方向のまま直進して
透過する０次回折光の強度をＩ0 、透明電極２３が形成
された領域と形成されていない領域とにおける液晶層３
０の屈折率の差をΔｎとする。図５（Ｂ）を参照して説
明した式（２）が成り立つとき、Ｉ0 ／Ｉが０となり、
０次回折光が現れず、透過光はすべて高次の回折光にな
る。透明電極２３と１１との間の電圧を変化させると、
液晶分子の立ち上がりの角度が変化し、Δｎが変化す
る。式（１）からわかるように、Δｎを変化させること
により、０次回折光の強度を制御することができる。
Ｔ、透明電極２３の長手方向に対して直交する向きに直
線偏光した入射光の強度をＩ、入射方向のまま直進して
透過する０次回折光の強度をＩ0 、透明電極２３が形成
された領域と形成されていない領域とにおける液晶層３
０の屈折率の差をΔｎとする。図５（Ｂ）を参照して説
明した式（２）が成り立つとき、Ｉ0 ／Ｉが０となり、
０次回折光が現れず、透過光はすべて高次の回折光にな
る。透明電極２３と１１との間の電圧を変化させると、
液晶分子の立ち上がりの角度が変化し、Δｎが変化す
る。式（１）からわかるように、Δｎを変化させること
により、０次回折光の強度を制御することができる。
【００２８】透明電極２３の厚さは８０〜１００ｎｍ、
屈折率は１．７〜１．８程度であり、補償膜２５の厚さ
は１００〜１２０ｎｍ、屈折率は約１．６である。透明
電極２３と補償膜２５の屈折率と厚さとの積が、相互に
ほぼ等しくなるように構成されている。このため、透明
電極２３が形成されている層による回折を低減させるこ
とができる。
屈折率は１．７〜１．８程度であり、補償膜２５の厚さ
は１００〜１２０ｎｍ、屈折率は約１．６である。透明
電極２３と補償膜２５の屈折率と厚さとの積が、相互に
ほぼ等しくなるように構成されている。このため、透明
電極２３が形成されている層による回折を低減させるこ
とができる。
【００２９】なお、透明電極２３と補償膜２５との厚さ
の違いにより、液晶層の厚さが透明電極２３の部分と補
償膜２５の部分とで異なることになる。しかし、この差
は液晶層の全厚さに比べて十分小さいため、回折に与え
る影響は少ないと考えられる。
の違いにより、液晶層の厚さが透明電極２３の部分と補
償膜２５の部分とで異なることになる。しかし、この差
は液晶層の全厚さに比べて十分小さいため、回折に与え
る影響は少ないと考えられる。
【００３０】図１（Ｂ）に示す電圧無印加時において、
透明電極２３が形成されている層による回折が低減され
るため、０次回折光の強度が強まる。このため、透明電
極２３からの回折によるコントラストの低下を抑制する
ことができる。
透明電極２３が形成されている層による回折が低減され
るため、０次回折光の強度が強まる。このため、透明電
極２３からの回折によるコントラストの低下を抑制する
ことができる。
【００３１】実際に、上記第１の実施例による液晶表示
パネルを、図６に示す投写型表示装置に適用し、駆動電
圧４．８Ｖで駆動したところ、コントラストは２２０で
あった。なお、用いた光源８０は、波長６３２．８ｎｍ
のＨｅ−Ｎｅレーザであり、透明電極２３の長手方向と
直交する向きに直線偏光された直線偏光光を放出する。
また、遮光板８４の取込角を２度とした。ここで、取込
角２度とは、液晶表示パネル８１の法線方向との角度を
１度以内とする方向に出射した透過光が、遮光板８４の
貫通孔８５を透過し、１度以上とする方向に出射した透
過光が遮光されることを意味する。
パネルを、図６に示す投写型表示装置に適用し、駆動電
圧４．８Ｖで駆動したところ、コントラストは２２０で
あった。なお、用いた光源８０は、波長６３２．８ｎｍ
のＨｅ−Ｎｅレーザであり、透明電極２３の長手方向と
直交する向きに直線偏光された直線偏光光を放出する。
また、遮光板８４の取込角を２度とした。ここで、取込
角２度とは、液晶表示パネル８１の法線方向との角度を
１度以内とする方向に出射した透過光が、遮光板８４の
貫通孔８５を透過し、１度以上とする方向に出射した透
過光が遮光されることを意味する。
【００３２】これに対し、図１（Ｂ）の補償膜２５を有
しない液晶表示パネルを用いた場合のコントラストは８
５であった。このように、補償膜２５を設けることによ
り、コントラストを改善することができた。
しない液晶表示パネルを用いた場合のコントラストは８
５であった。このように、補償膜２５を設けることによ
り、コントラストを改善することができた。
【００３３】上記実施例では、補償膜２５として感光性
樹脂を用いた場合を説明したが、適当な屈折率を有する
その他の材料を用いてもよい。このとき、透明電極２３
の屈折率をｎITO 、補償膜の屈折率をｎc 、液晶材料の
常屈折率をｎo 、異常屈折率をｎe とすると、
樹脂を用いた場合を説明したが、適当な屈折率を有する
その他の材料を用いてもよい。このとき、透明電極２３
の屈折率をｎITO 、補償膜の屈折率をｎc 、液晶材料の
常屈折率をｎo 、異常屈折率をｎe とすると、
【００３４】
【数３】 ｜ｎITO −ｎc ｜＜｜ｎe −ｎc ｜、かつ ｜ｎITO −ｎc ｜＜｜ｎo −ｎc ｜ …（３） となるような構成とする。
【００３５】また、ｎc ＞ｎITO の場合には、補償膜２
５を透明電極２３よりも薄くすることが好ましい。逆
に、ｎc ＜ｎITO の場合には、補償膜２５を透明電極２
３よりも厚くすることが好ましい。
５を透明電極２３よりも薄くすることが好ましい。逆
に、ｎc ＜ｎITO の場合には、補償膜２５を透明電極２
３よりも厚くすることが好ましい。
【００３６】図２（Ａ）は、本発明の第２の実施例によ
る液晶表示パネルの断面図を示す。透明基板４０と４４
が対向配置されている。透明基板４０の対向面上に、透
明電極４１、透明電極４１間の補償膜４２、及び透明電
極４１と補償膜４２とを覆う配向膜４３が形成されてい
る。透明基板４４の対向面上に、透明電極４５、透明電
極４５間の補償膜４６、及び透明電極４５と補償膜４６
とを覆う配向膜４７が形成されている。配向膜４３と４
７の間に、液晶層４８が挟持されている。
る液晶表示パネルの断面図を示す。透明基板４０と４４
が対向配置されている。透明基板４０の対向面上に、透
明電極４１、透明電極４１間の補償膜４２、及び透明電
極４１と補償膜４２とを覆う配向膜４３が形成されてい
る。透明基板４４の対向面上に、透明電極４５、透明電
極４５間の補償膜４６、及び透明電極４５と補償膜４６
とを覆う配向膜４７が形成されている。配向膜４３と４
７の間に、液晶層４８が挟持されている。
【００３７】第１の実施例の場合には、図１（Ｂ）に示
すようにＴＦＴ側の基板の透明電極のみを櫛歯型にし、
それに対向する基板側の透明電極を基板全面に設けた
が、第２の実施例の場合には、双方の基板の透明電極を
櫛歯型にしている。櫛歯部分の幅は約５μｍであり、間
隙部の幅は約１５μｍである。補償膜４３及び４７は、
第１の実施例の場合と同様に、それぞれ透明電極４１及
び４５の櫛歯部分の間隙部を埋めるように配置されてい
る。また、一方の透明電極の櫛歯部分が、他方の透明電
極の間隙部のほぼ中央に対向するように構成されてい
る。従って、補償膜４２と４６同士が対向する領域の幅
は、約５μｍになる。
すようにＴＦＴ側の基板の透明電極のみを櫛歯型にし、
それに対向する基板側の透明電極を基板全面に設けた
が、第２の実施例の場合には、双方の基板の透明電極を
櫛歯型にしている。櫛歯部分の幅は約５μｍであり、間
隙部の幅は約１５μｍである。補償膜４３及び４７は、
第１の実施例の場合と同様に、それぞれ透明電極４１及
び４５の櫛歯部分の間隙部を埋めるように配置されてい
る。また、一方の透明電極の櫛歯部分が、他方の透明電
極の間隙部のほぼ中央に対向するように構成されてい
る。従って、補償膜４２と４６同士が対向する領域の幅
は、約５μｍになる。
【００３８】配向膜４３及び４７には、透明電極４１及
び４５の長手方向（紙面に対して垂直な方向）に平行な
向きのラビング処理が施されている。電圧無印加時に
は、液晶層４８内の液晶分子の長軸が透明電極４１及び
４５の長軸方向に平行になるように配列する。図２
（Ａ）の小円４９は、液晶分子の長軸が紙面に垂直な方
向を向いていることを表している。
び４５の長手方向（紙面に対して垂直な方向）に平行な
向きのラビング処理が施されている。電圧無印加時に
は、液晶層４８内の液晶分子の長軸が透明電極４１及び
４５の長軸方向に平行になるように配列する。図２
（Ａ）の小円４９は、液晶分子の長軸が紙面に垂直な方
向を向いていることを表している。
【００３９】図２（Ｂ）は、透明電極４１と４５との間
に電圧を印加したときの、液晶分子の配列状態を示す。
補償膜４２と４６とが対向している領域には、透明電極
４１及び４５が存在しない。このため、当該領域に隣接
する透明電極４１及び４５間の電位差により、液晶層４
８内に斜め方向の電界が発生する。透明電極４１もしく
は４５が形成されている領域には、ほとんど電界が発生
しない。
に電圧を印加したときの、液晶分子の配列状態を示す。
補償膜４２と４６とが対向している領域には、透明電極
４１及び４５が存在しない。このため、当該領域に隣接
する透明電極４１及び４５間の電位差により、液晶層４
８内に斜め方向の電界が発生する。透明電極４１もしく
は４５が形成されている領域には、ほとんど電界が発生
しない。
【００４０】補償膜４２と４６同士が対向している領域
では、斜め方向の電界のため、液晶分子の長軸が、長方
形４９ｂで示すように、透明電極４１及び４５の長手方
向に対して垂直な平面内で、かつ基板面に対して斜めに
なるように立ち上がる。透明電極４１もしくは４５が形
成されている領域では、小円４９ａで示すように、電圧
無印加時の配列状態が維持される。
では、斜め方向の電界のため、液晶分子の長軸が、長方
形４９ｂで示すように、透明電極４１及び４５の長手方
向に対して垂直な平面内で、かつ基板面に対して斜めに
なるように立ち上がる。透明電極４１もしくは４５が形
成されている領域では、小円４９ａで示すように、電圧
無印加時の配列状態が維持される。
【００４１】透明電極４１の長手方向に平行な偏光成分
を有する直線偏光光は、液晶層４８のうち透明電極４１
もしくは４５に対応する領域を通過する際に、液晶分子
の異常屈折率を感じ、補償膜４２と４６とが対向する領
域を通過する際に、常屈折率を感じる。
を有する直線偏光光は、液晶層４８のうち透明電極４１
もしくは４５に対応する領域を通過する際に、液晶分子
の異常屈折率を感じ、補償膜４２と４６とが対向する領
域を通過する際に、常屈折率を感じる。
【００４２】透明電極４１の長手方向に垂直な偏光成分
を有する直線偏光光は、液晶層４８のうち透明電極４１
もしくは４５に対応する領域を通過する際に、液晶分子
の常屈折率を感じ、補償膜４２と４６とが対向する領域
を通過する際に、異常屈折率の基板面に平行な成分を感
じる。従って、透明電極４１の長手方向に平行及び垂直
な偏光成分を有するいずれの直線偏光光に対しても、回
折現象を生じさせる。
を有する直線偏光光は、液晶層４８のうち透明電極４１
もしくは４５に対応する領域を通過する際に、液晶分子
の常屈折率を感じ、補償膜４２と４６とが対向する領域
を通過する際に、異常屈折率の基板面に平行な成分を感
じる。従って、透明電極４１の長手方向に平行及び垂直
な偏光成分を有するいずれの直線偏光光に対しても、回
折現象を生じさせる。
【００４３】第２の実施例の場合にも、図２（Ａ）に示
すように、透明電極４１及び４５の櫛歯の間隙部に、そ
れぞれ補償膜４２及び４６が配置されているため、電圧
無印加時の回折の強さを低減することができる。
すように、透明電極４１及び４５の櫛歯の間隙部に、そ
れぞれ補償膜４２及び４６が配置されているため、電圧
無印加時の回折の強さを低減することができる。
【００４４】図３は、本発明の第３の実施例による液晶
表示パネルの断面図を示す。図３に示す液晶表示パネル
では、配向膜２６が図１（Ｂ）に示す補償膜２５を兼ね
ている。その他の構成は、図１（Ｂ）に示す液晶表示パ
ネルと同様である。
表示パネルの断面図を示す。図３に示す液晶表示パネル
では、配向膜２６が図１（Ｂ）に示す補償膜２５を兼ね
ている。その他の構成は、図１（Ｂ）に示す液晶表示パ
ネルと同様である。
【００４５】配向膜２６は基板全面を覆うが、透明電極
２３上の部分２６ａと透明電極２３の櫛歯の間隙部分２
６ｂとで、屈折率を異にする。このような配向膜は、例
えば紫外線照射によって屈折率が変化する性質を有する
樹脂を用い、部分的に紫外線を照射することによって形
成することができる。
２３上の部分２６ａと透明電極２３の櫛歯の間隙部分２
６ｂとで、屈折率を異にする。このような配向膜は、例
えば紫外線照射によって屈折率が変化する性質を有する
樹脂を用い、部分的に紫外線を照射することによって形
成することができる。
【００４６】ＩＴＯ膜は紫外線の一部を吸収するため、
例えば基板の裏面から紫外線を照射することにより、配
向膜の所望の領域の屈折率を変化させることができる。
例えば基板の裏面から紫外線を照射することにより、配
向膜の所望の領域の屈折率を変化させることができる。
【００４７】透明電極２３と配向膜の一部分２６ａとを
通過する光が感ずる実質的な屈折率が、配向膜の一部分
２６ｂを通過する光が感ずる実質的な屈折率と等しくな
るように、それぞれの屈折率を調節しておくと、透明電
極２３による回折効果の影響を低減することができる。
通過する光が感ずる実質的な屈折率が、配向膜の一部分
２６ｂを通過する光が感ずる実質的な屈折率と等しくな
るように、それぞれの屈折率を調節しておくと、透明電
極２３による回折効果の影響を低減することができる。
【００４８】すなわち、配向膜の一部分２６ｂの屈折率
が、透明電極２３及び液晶層３０の屈折率との関係にお
いて、図１（Ｂ）に示す補償膜２５の屈折率と同様の傾
向を示せばよい。なお、配向膜の一部分２６ａの影響を
低減するために、配向膜の一部分２６ａの屈折率が、一
部分２６ｂの屈折率よりも液晶層３０の屈折率に近い構
成とすることが好ましい。
が、透明電極２３及び液晶層３０の屈折率との関係にお
いて、図１（Ｂ）に示す補償膜２５の屈折率と同様の傾
向を示せばよい。なお、配向膜の一部分２６ａの影響を
低減するために、配向膜の一部分２６ａの屈折率が、一
部分２６ｂの屈折率よりも液晶層３０の屈折率に近い構
成とすることが好ましい。
【００４９】図４は、上記第１〜第３のいずれかの実施
例による液晶表示パネルを用いた投写型カラー表示装置
の概略図を示す。光源６０が、可干渉な白色のコリメー
ト光を放射する。光源６０から放射された白色光は、ミ
ラー６１により全反射してダイクロイックミラー６２に
入射する。ダイクロイックミラー６２は、赤色光を反射
し緑及び青色光を透過させる。ダイクロイックミラー６
２を透過した光のうち青色光はダイクロイックミラー６
３で反射し、緑色光はダイクロイックミラー６３を透過
する。このようにして、光源６０から放射された白色光
が赤、緑、及び青色光に分離される。
例による液晶表示パネルを用いた投写型カラー表示装置
の概略図を示す。光源６０が、可干渉な白色のコリメー
ト光を放射する。光源６０から放射された白色光は、ミ
ラー６１により全反射してダイクロイックミラー６２に
入射する。ダイクロイックミラー６２は、赤色光を反射
し緑及び青色光を透過させる。ダイクロイックミラー６
２を透過した光のうち青色光はダイクロイックミラー６
３で反射し、緑色光はダイクロイックミラー６３を透過
する。このようにして、光源６０から放射された白色光
が赤、緑、及び青色光に分離される。
【００５０】ダイクロイックミラー６２で反射した赤色
光は、ミラー６５で全反射して赤色用液晶表示パネル６
８に入射する。ダイクロイックミラー６３で反射した青
色光は青色用液晶表示パネル６９に入射し、ダイクロイ
ックミラー６３を透過した緑色光は緑色用液晶表示パネ
ル７０に入射する。
光は、ミラー６５で全反射して赤色用液晶表示パネル６
８に入射する。ダイクロイックミラー６３で反射した青
色光は青色用液晶表示パネル６９に入射し、ダイクロイ
ックミラー６３を透過した緑色光は緑色用液晶表示パネ
ル７０に入射する。
【００５１】各液晶表示パネル６８、６９及び７０は、
上記第１〜第３のいずれかの実施例による液晶表示パネ
ルである。赤、緑、青色用液晶表示パネル６８、６９及
び７０は、それぞれ赤色光の中心波長６２９ｎｍ、緑色
光の中心波長５５５ｎｍ、及び青色光の中心波長４８１
ｎｍの光に対して式（２）が成立する厚さとされてい
る。
上記第１〜第３のいずれかの実施例による液晶表示パネ
ルである。赤、緑、青色用液晶表示パネル６８、６９及
び７０は、それぞれ赤色光の中心波長６２９ｎｍ、緑色
光の中心波長５５５ｎｍ、及び青色光の中心波長４８１
ｎｍの光に対して式（２）が成立する厚さとされてい
る。
【００５２】赤、緑、青色用液晶表示パネル６８、６９
及び７０を透過した光は、それぞれ相互に等価なレンズ
７３、７４及び７５によって集光され、ダイクロイック
ミラー６６、６７及びミラー６４により、共通の光軸を
有する光束に合成される。レンズ７３、７４及び７５の
焦点に対応する位置に遮光板７１が配置されている。遮
光板７１は、光軸との交差箇所にピンホールを有し、液
晶表示パネル６８、６９及び７０を透過した０次回折光
を透過し、１次以上の高次回折光を遮光する。遮光板７
１のピンホールを透過した光は、投写レンズ７２により
スクリーン上に投写される。
及び７０を透過した光は、それぞれ相互に等価なレンズ
７３、７４及び７５によって集光され、ダイクロイック
ミラー６６、６７及びミラー６４により、共通の光軸を
有する光束に合成される。レンズ７３、７４及び７５の
焦点に対応する位置に遮光板７１が配置されている。遮
光板７１は、光軸との交差箇所にピンホールを有し、液
晶表示パネル６８、６９及び７０を透過した０次回折光
を透過し、１次以上の高次回折光を遮光する。遮光板７
１のピンホールを透過した光は、投写レンズ７２により
スクリーン上に投写される。
【００５３】このように、本発明の実施例による液晶表
示パネルを、投写型カラー表示装置に適用することによ
り、コントラストの高いカラー表示を行うことが可能に
なる。
示パネルを、投写型カラー表示装置に適用することによ
り、コントラストの高いカラー表示を行うことが可能に
なる。
【００５４】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回折型液晶表示パネルの透過状態における回折の強さを
弱めることができる。このため、透過状態における０次
回折光の強度を強くすることができ、コントラストを改
善することが可能になる。
回折型液晶表示パネルの透過状態における回折の強さを
弱めることができる。このため、透過状態における０次
回折光の強度を強くすることができ、コントラストを改
善することが可能になる。
【図１】本発明の第１の実施例による液晶表示パネルの
ＴＦＴ基板の平面図、液晶表示パネルの電圧無印加時及
び印加時の断面図でる。
ＴＦＴ基板の平面図、液晶表示パネルの電圧無印加時及
び印加時の断面図でる。
【図２】本発明の第２の実施例による液晶表示パネルの
電圧無印加時及び印加時の断面図でる。
電圧無印加時及び印加時の断面図でる。
【図３】本発明の第３の実施例による液晶表示パネルの
断面図でる。
断面図でる。
【図４】本発明の実施例による液晶表示パネルを用いた
投写型カラー表示装置の概略図である。
投写型カラー表示装置の概略図である。
【図５】従来の回折型液晶表示パネルの電圧無印加時及
び印加時の断面図でる。
び印加時の断面図でる。
【図６】回折型液晶表示パネルを用いた投写型表示装置
の概略図である。
の概略図である。
１、１０、４０、４４、５０、５３ 透明基板 １１、２３、４１、４５、５１、５４ 透明電極 １２、２６、４３、４７、５２、５５ 配向膜 ２０ 信号線 ２１ 制御線 ２２ ＴＦＴ ２４Ｄ、２４Ｓ コンタクトホール ２５、４２、４６ 補償膜 ３０、４８、５６ 液晶層 ３１、４９、５７ 液晶分子の配列状態 ５８ 偏光方向 ６０ 光源 ６１、６４、６５ ミラー ６２、６３、６６、６７ ダイクロイックミラー ６８、６９、７０ 液晶表示パネル ７１ 遮光板 ７２ 投写レンズ ７３、７４、７５ レンズ ８０ 光源 ８１ 液晶表示パネル ８２ 集光レンズ ８３ 投写レンズ ８４ 遮光板 ８５ 貫通孔 ８６ スクリーン
Claims (5)
- 【請求項１】 対向配置された一対の透明基板と、 前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の基板の対向
面上に形成され、可視光に対して回折現象を起こさせる
オーダのピッチを有する縞模様状の透明電極と、 前記一方の基板の対向面上に、前記縞模様状の透明電極
の間隙部を埋めるように配置された補償膜と、 前記一方の基板の対向面上に、前記透明電極と補償膜と
を覆うように形成された配向膜と、 前記一対の透明基板のうち、他方の基板の対向面上に形
成された他の透明電極と、 前記他方の基板の対向面上に、前記他の透明電極を覆う
ように形成された他の配向膜と、 前記配向膜と他の配向膜との間に挟持された液晶材料と
を有し、 前記透明電極の屈折率と前記補償膜の屈折率との差が、
前記透明電極の屈折率と前記液晶材料の常屈折率との差
及び前記透明電極の屈折率と前記液晶材料の異常屈折率
との差のいずれよりも小さい液晶表示パネル。 - 【請求項２】 前記補償膜の屈折率が、前記透明電極の
屈折率よりも大きく、前記補償膜が前記透明電極よりも
薄い請求項１に記載の液晶表示パネル。 - 【請求項３】 前記補償膜の屈折率が、前記透明電極の
屈折率よりも小さく、前記補償膜が前記透明電極よりも
厚い請求項１に記載の液晶表示パネル。 - 【請求項４】 前記補償膜が、感光性樹脂により形成さ
れている請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示パネ
ル。 - 【請求項５】 前記配向膜が前記補償膜を兼ねており、
該配向膜のうち前記透明電極上の部分と、透明電極の間
隙部を埋める部分とで屈折率が異なり、透明電極上の部
分の屈折率が、間隙部を埋める部分の屈折率よりも前記
液晶材料の屈折率に近い請求項１に記載の液晶表示パネ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18635196A JP3718695B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 液晶表示パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18635196A JP3718695B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 液晶表示パネル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1031435A true JPH1031435A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3718695B2 JP3718695B2 (ja) | 2005-11-24 |
Family
ID=16186846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18635196A Expired - Fee Related JP3718695B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 液晶表示パネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3718695B2 (ja) |
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- 1996-07-16 JP JP18635196A patent/JP3718695B2/ja not_active Expired - Fee Related
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