JPH1062623A - 液晶表示パネル - Google Patents
液晶表示パネルInfo
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- JPH1062623A JPH1062623A JP8220188A JP22018896A JPH1062623A JP H1062623 A JPH1062623 A JP H1062623A JP 8220188 A JP8220188 A JP 8220188A JP 22018896 A JP22018896 A JP 22018896A JP H1062623 A JPH1062623 A JP H1062623A
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Abstract
的異方素子を配置した場合よりもさらに視角特性のを改
善すること。 【解決手段】第一の透明基板1と、前記第一の透明基板
1に対向して配置される第二の透明基板2と、前記第一
の透明基板1のうち前記第二の透明基板2に対向する側
に形成された第一の電極5と、前記第二の透明基板2の
うち前記第一の透明基板1に対向する側に形成された第
二の電極12と、前記第一及び第二の電極5,12を介
して前記第一の透明基板1と前記第二の透明基板2の間
に封入される液晶20と、前記第一の透明基板1と前記
第二の透明基板2のそれぞれ対向面のうち少なくとも一
方の側に、光学的異方性を示す物質から形成され、且つ
光学軸の異なる複数の領域を有する光学的異方膜11,
14とを有すること。
Description
関する。
低電圧駆動、低消費電力といった特徴をいかして各種電
子機器に広く用いられるようになってきている。特にT
FT(thin film transistor)等の能動素子が、画素ごと
に配置されてなるアクティブマトリクス方式の液晶表示
パネルは表示品質の点でCRTに匹敵するほどのものが
得られるようになり、OA装置等におけるディスプレイ
として広範に利用されるようになると考えられる。
表示パネルでも、視角特性つまりパネルを斜め方向から
見たときの表示品質に関しては、CRTに比べて劣るの
が現状である。そこで、従来の液晶表示パネルに比べて
さらに広い視角特性を有する液晶表示パネルの開発が要
望されている。
り液晶を挟んだ構造をしている。ガラス基板の液晶に面
する側には、TFT等の能動素子、バスライン、画素電
極、カラーフィルタ等が配置されており、それらの上に
形成された配向膜を介して液晶分子と接している。配向
膜としてはポリイミド等が広く用いられている。配向膜
表面には、レーヨンあるいはナイロン等の布により一定
方向に擦るいわゆるラビング等の手段により配向処理が
施され、この配向処理によってガラス基板に挟まれた液
晶分子の方向が規定される。
を配置したアクティブマトリクス方式の液晶パネルで
は、図8(a) に示すように、2枚の透明基板101, 102上
のそれぞれの配向膜103,104 のラビング方向が相対的に
90度の角度をなすいわゆるTN(twisted nematic) モ
ードが主流である。TNモードの場合に、2枚の透明基
板101, 102に挟まれた液晶分子105 は、一方の透明基板
101 から他方の透明基板102 へと連続的に捩じれながら
配列する。
面の配向膜103,104 の間には、図示しない透明電極が形
成されている。そして、透明電極を介して電源106 によ
り2枚の透明基板101, 102の間の電位差を0Vから徐々
に増加していくと、ある電圧値(閾値) を境に液晶分子
105 が電界の方向に向き始め、十分大きな電圧値におい
ては液晶分子105 は透明基板101,102 に対してほとんど
垂直となる。即ち、図8(b) に示すように、印加電圧に
より、液晶分子105 は透明基板101,102 に対してほとん
ど平行な状態からほとんど垂直な状態にわたって変化す
る。このとき液晶表示パネルを通過する光の透過率も変
化する。この光の明・暗を画素ごとに制御することによ
り表示を行う。
る液晶、電極などを、以下に液晶セルという。2枚の透
明基板101,102 の互いに対向しない面にはぞれぞれ偏光
板107,108 が配置され、それらの偏光板107,108 の透過
軸は互いに直交するようになっている。このような構成
の液晶表示パネルにおいて、2枚の偏光板107,108 の透
過軸と2つの配向膜103,104 のラビング方向は図9に示
すような関係にあり、表示面の法線からの視角をθと
し、下側の配向膜103 のラビング方向に対して右に45
度回転させた方向を基準にした反時計回りの視角をφと
する。
直交させているTN液晶表示パネルはノーマリホワイト
モードであり、ノーマリホワイトモードのTN液晶表示
パネルを駆動した場合の視角φが0,45,90,13
5,180,225,270,315度の透過率−電圧
特性の視角依存性を図10〜図12に示す。図11(a)
においてφ=90度の方位では、印加電圧の増加ととも
に透過率が一旦ほとんど0度まで低下した後、少し上昇
してまた低下するといったこぶ状の特性を示すため、そ
の視角方向では表示が反転したように見えてしまう。ま
た、図11(b) に示すように、φ=270度の方位で
は、印加電圧を十分大きくしても透過率が低下しきらな
いためにコントラストが低く、画面が白っぽく見えてし
まう。
表示特性を改善するための手段として、光学的に負の一
軸性を示しかつその光学軸がフィルム面に対して傾いて
いるようなフィルム状の光学的異方素子を、液晶セル10
0 と偏光板107,108 の間に配置する方法が、例えば特開
平6-214116、特開平8-5837等により提案されている。一
軸性が正か負かであるかを示す光学的異方体は次のよう
に定義される。即ち、図13に示すように、光学軸と同
じ方向の屈折率をne 、光学軸に直交する方向の屈折率
をn0 として、ne <n0 の場合には一軸性は負であ
り、その逆にn e >n0 の場合には一軸性は正である。
ここで、図13に示す屈折率楕円体の光学軸は、フィル
ム面に対して角度α度だけ傾いている。
図14に示すように、負の一軸性を示すフィルム状の光
学的異方性素子109, 110を配置し、斜めに入射する光に
対する液晶セル100 の位相差を光学的異方素子の位相差
で補償することによって、液晶表示パネルの視角特性は
改善される。液晶セル100 の両面に負の一軸性を示す光
学的異方素子を配置した場合には、図15〜図17に示
すように、透過率−電圧特性の視角依存性がかなり改善
される。なお、フィルム軸は、光学軸の傾きの平面方位
を示している。
おいても依然としてこぶ状の特性が見られることや、上
下において非対称な特性を示すことなど、十分満足でき
る特性とはいえない。本発明はこのような問題に鑑みて
なされたものであって、液晶セルの外側に光学的異方素
子を配置した場合よりもさらに視角特性の優れた液晶表
示パネルを提供することを目的とする。
の透明基板1と、前記第一の透明基板1に対向して配置
される第二の透明基板2と、前記第一の透明基板1のう
ち前記第二の透明基板2に対向する側に形成された第一
の電極5と、前記第二の透明基板2のうち前記第一の透
明基板1に対向する側に形成された第二の電極12と、
前記第一及び第二の電極5,12を介して前記第一の透
明基板1と前記第二の透明基板2の間に封入される液晶
20と、前記第一の透明基板1と前記第二の透明基板2
のそれぞれ対向面のうち少なくとも一方の側に、光学的
異方性を示す物質から形成され、且つ光学軸の向きが異
なる複数の領域を有する光学的異方膜11,14とを有
することを特徴とする液晶表示パネルにより解決する。
異方性を示す物資は、正又は負の一軸性を有することを
特徴とする。上記液晶表示パネルにおいて、前記光学的
異方性を示す物質は、負の一軸性を有し且つ光学軸の方
向が基板面に対して垂直以外に傾いていることを特徴と
している。
異方性を示す物質は、光学軸の方向が膜の厚さ方向で連
続又は不連続に変化していることを特徴とする。上記液
晶表示パネルにおいて、前記第一の透明基板1と前記第
二の透明基板2の対向する面側には配向膜10,13が
形成され、該配向膜10,13は、前記光学的異方膜1
1,14の前記光学軸に対応して配向方向を異ならせた
複数の領域を有することを特徴とする。
異方膜11,14は、前記液晶の液晶分子を配向させる
機能を有することを特徴とする。 (作用)次に、本発明の作用について説明する。本発明
によれば、相対向する第一及び第二の透明基板の対向面
に、光学軸の向きが異なる複数の領域を有する光学的異
方膜を形成している。
方向での液晶セルの複屈折の位相差の補償が合成され且
つ平均化されるので、表示反転が生じにくく、しかも、
上下左右対称であり、コントラストも優れた視角特性が
得られる。また、その光学的異方膜は液晶セルの内側に
形成されているので、画素領域を複数の区域に分けて光
学軸の向きを異ならせる場合に、その画素領域内で配向
分割された液晶との視角的なズレが生じにくくなる。
を図面に基づいて説明する。図1(a) は、本発明に係る
実施形態のTNモードのアクティブマトリクス型液晶表
示パネルのTFT側基板面を示す平面図、図1(b) は、
その液晶パネルの一部を示す断面図である。
挟む第一の透明基板1と第二の透明基板2を有してお
り、第一の透明基板1と第二の透明基板2のそれぞれの
非対向面には透過軸が相対的に90度相違する第一の偏
光板3と第二の偏光板4が張り合わされている。第一の
透明基板1上では、透明導電材よりなる画素電極5がマ
トリクス状に複数個配列され、各画素電極5の一角には
能動素子として薄膜トランジスタ(TFT)6が接続さ
れている。TFT6は、図1(b) に示すように、シリコ
ンよりなる活性層6aと、活性層6a上にゲート絶縁膜
6bを介して形成されたゲート電極6gと、活性層6a
のうちのゲート電極6gの両脇に形成されたソース層6
sとドレイン層6dを有している。
上のゲートバスライン7に接続され、また、ドレイン層
6dはドレイン電極8dを介して第1の透明基板上のド
レインバスライン8に接続されている。さらに、ソース
層6sは、ソース電極9を介して画素電極5に接続され
ている。ゲートバスライン7とドレインバスライン8は
画素電極5の周辺に配置され、しかも互いに直交する方
向に延在し、また、ゲートバスライン7とドレインバス
ライン8は、互いに絶縁膜(不図示)を介して絶縁され
ている。
を示している。第一の透明基板1上に複数存在するTF
T6、ゲートバスライン7、ドレインバスライン8及び
画素電極5は第一の配向膜10に覆われ、しかも、第一
の配向膜10上には光学的異方膜11が形成されてい
る。画素電極5を含む1つの画素領域では、第一の配向
膜10の表面を逆向きにラビングする2つの区域I,II
に分かれている。図1(a) では実線の矢印に示すよう
に、1つの画素領域において1つの画素電極5が存在す
る例を示している。
に対向する面には対向電極12が形成され、その上には
第二の配向膜13と第二の光学的異方膜14が順に積層
されている。1つの画素領域での2つの区域I,IIに対
向する第二の配向膜13の表面は、図2に示すように、
第一の配向膜10と対向する領域のラビング方向から9
0度ずらした方向にラビングされている。即ち、第二の
配向膜13でも2つの区域I, IIが存在し、それらの区
域では逆方向にラビングされることになる。
方膜14としては、第一及び第二の透明基板1,2間に
挟まれる液晶層20の液晶分子が正の一軸性を有する場
合には負の一軸性を有する膜を使用し、液晶分子が負の
一軸性を有する場合には正の一軸性を有する膜を使用す
る。したがって、液晶層20での複屈折による光の位相
差を、光学的異方膜11,14での複屈折による光の位
相差によって補償することになり、視角特性は改善す
る。
14の一軸性というのは、それらの膜内の屈折率楕円体
の光軸が1本のものをさす。第一及び第二の光学的異方
膜11,14としては、例えば高分子液晶又はディスコ
ティック液晶などを配向させて固定した膜によって得ら
れる。例えば、図1(b) に示す第一の光学的異方膜11
内の屈折率楕円体に示すように、区分Iと区分IIの光学
軸は配向膜10のラビング方向に傾いている。
形成、ラビング処理と、第一及び第二の光学的異方膜1
1,14の屈折率楕円体の光学軸の制御について図3を
参照して説明する。まず、TFT、画素などが形成され
た第一の透明基板と、対向電極が形成された第二の透明
基板を用意する。そして、図3(a) に示すように、第一
の透明基板1の上に日産化学工業製の配向材料(SE-779
2 )をスピンコーティングして薄膜となし、さらにその
薄膜を温度180℃で30分間焼成し、これにより薄膜
を配向膜10として使用する。
ン、ナイロン等よりなる布を用いて第一の配向膜10の
表面を第一の方向にラビングする。その後、図3(c) に
示すように、第一の配向膜10上にレジスト15を塗布
し、ついで露光、現像によりレジスト15をパターニン
グする。これにより、図3(d) に示すように、図1に示
す区域Iに存在するレジスト15を除去して第一の配向
膜10を露出させるとともに、区域IIではレジスト15
によって第一の配向膜10を覆うようにする。
スト15から露出した第一の配向膜10を第一の方向と
は逆の第二の方向にラビングし、ついで溶剤によりレジ
スト15を除去する。これにより、図3(f) に示すよう
に、第一の配向膜10の区域Iと区域IIでは互いに逆方
向にラビングされた状態になる。そのラビングの平面方
位を示すと、図1(a) のようになる。
ィック液晶をメチルエチルケトン中に溶解した溶液を用
意し、これを第一の配向膜10上に塗布する。ついで、
温度180℃で熱処理を行うと、図3(g) に示すよう
に、溶液から溶剤などが除去されて第一の配向膜10上
にはディスコティック液晶膜11aが形成される。この
ディスコティック液晶膜11a中の液晶分子は、その下
の第一の配向膜10のラビングの方向に従って傾いてラ
ビング方向と同じ方向に配列する。
構造式で示されるものがある。
1aの区域1と区域IIでの光学軸の傾きは上から見て互
いに逆方向になり、しかも、図1(b) の第一の光学的異
方膜11と同じように第一の配向膜10の上面に対して
例えば区域Iでは30度、区域IIでは150度傾いて配
列するので、そのディスコティック液晶膜11aは、上
記したような第一の光学的異方膜11として機能する。
第二の配向膜13を形成してその表面をラビングし、さ
らにディスコティック液晶を用いて第二の光学的異方膜
14を形成してその光学軸の制御を行う。ただし、第二
の配向膜13表面のラビング方向は、図2に示すよう
に、第一の配向膜10の区域I,II に対向する領域で第
一の配向膜10とは角度を90度ずらした方向にする。
基板2の間に直径5μm程度のスペーサ(不図示)を介
在させ、さらに第一又は第二の透明基板1,2上に枠状
の封止材を形成し、ついで第一の透明基板1と第二の透
明基板2を張り合わせ、さらに第一の透明基板1と第二
の透明基板2の間に液晶を封入して液晶層20を形成す
る。
間の電界の変化に応じて向きを変えることになる。液晶
分子に接する第一又は第二の光学的異方膜11,14と
なるディスコティック液晶膜11aは熱により硬化して
いるが、液晶であることには変わりはなく、その上の液
晶層20内の液晶分子を同じ方向に配向させることにな
る。
的異方膜として使用する場合にはその上に新たな配向膜
を形成し、さらにラビングするといった工程は省略でき
ることになるが、ディスコティック液晶膜11aをラビ
ングしたり、その上に配向膜を形成してラビングするこ
とを妨げるものではない。以上述べたような液晶表示パ
ネルによれば、第一及び第二の光学的異方膜11,14
は、第一及び第二の透明基板1,2の対向面側、即ち液
晶セルの内部に形成されているので、第一及び第二の光
学的異方膜11,14の光学軸方向を異なる方向を向か
せる場合に、画素領域の区分Iと区分IIとの位置合わせ
が容易になり、しかも、光学的異方膜が透明基板を介し
て配向膜から隔てるられる構造に比べて、斜めから見た
場合の区分Iと区分IIでの光学的異方膜11,14の光
学軸の変化の境界線と液晶配向の変化の境界線とがずれ
なくなる。
率−電圧特性の視角依存性を求めたところ、図4〜6に
示すような結果が得られた。即ち、各画素領域における
区域Iと区域IIとの特性が合成されて平均化されること
により、表示反転も殆どなく、上下左右においても対称
となり、コントラストも優れた視角特性になる。なお、
負又は正の一軸性を示す光学的異方膜11,14の光学
軸の方向は、図7(a),(b) に示すように、膜の厚さ方向
に連続又はステップ状に変化するようにしてもよい。特
に、図7(a) に示すように、光学軸の傾き角が膜厚方向
で連続的に変化している場合、傾き角が一定である場合
よりもさらに視角特性の改善効果が大きくなる。
領域に1つの画素電極を配置しているが、1つの画素領
域に複数の画素電極を配置してもよい。この場合、画素
領域内の各画素電極毎にラビング方向を変えるようにし
てもよい。また、上記した液晶表示パネルは、アクティ
ブマトリクス型について説明したが、単純マトリクス型
のものについて上記した光学異方膜を設けるようにして
もよい。
向する第一及び第二の透明基板の対向面に、光学軸の向
きが異なる複数の領域を有する光学的異方膜を形成した
ので、1つの画素において複数の方向での液晶セルの複
屈折の位相差の補償が合成され且つ平均化されるので、
表示反転が生じにくく、上下左右対称であり、コントラ
ストも優れた視角特性をうることができる。
に形成されているので、画素領域を複数の区域に分けて
光学軸の向きを異ならせる場合に、その画素領域内で配
向分割された液晶との視角的なズレを防止できる。
面図及び断面図である。
のラビング方向、光学的異方膜の光学軸方向、偏向板の
透過軸方向の相対関係を示す図である。
と光学的異方膜の形成工程を示す断面図である。
45度、0度、315度と変えた場合の光透過率(縦
軸:T)と電極間印加電圧(横軸:V)の関係を示す特
性図である。
90度、270度と変えた場合の光透過率(縦軸:T)
と電極間印加電圧(横軸:V)の関係を示す特性図であ
る。
135度、180度、225度と変えた場合の光透過率
(縦軸:T)と電極間印加電圧(横軸:V)の関係を示
す特性図である。
る光学的異方膜の屈折率楕円体の変化の一例を示す図で
ある。
を説明する斜視図である。
ング方向と、偏向板の透過軸方向の相対関係を示す図で
ある。
度、0度、315度と変えた場合の光透過率(縦軸:
T)と電極間印加電圧(横軸:V)の関係を示す特性図
である。
度、270度と変えた場合の光透過率(縦軸:T)と電
極間印加電圧(横軸:V)の関係を示す特性図である。
5度、180度、225度と変えた場合の光透過率(縦
軸:T)と電極間印加電圧(横軸:V)の関係を示す特
性図である。
す図である。
ビング方向、光学的異方膜の光学軸方向、偏向板の透過
軸方向の相対関係を示す図である。
度、0度、315度と変えた場合の光透過率(縦軸:
T)と電極間印加電圧(横軸:V)の関係を示す特性図
である。
度、270度と変えた場合の光透過率(縦軸:T)と電
極間印加電圧(横軸:V)の関係を示す特性図である。
5度、180度、225度と変えた場合の光透過率(縦
軸:T)と電極間印加電圧(横軸:V)の関係を示す特
性図である。
Claims (6)
- 【請求項1】第一の透明基板と、 前記第一の透明基板に対向して配置される第二の透明基
板と、 前記第一の透明基板のうち前記第二の透明基板に対向す
る側に形成された第一の電極と、 前記第二の透明基板のうち前記第一の透明基板に対向す
る側に形成された第二の電極と、 前記第一及び第二の電極を介して前記第一の透明基板と
前記第二の透明基板の間に封入される液晶と、 前記第一の透明基板と前記第二の透明基板のそれぞれ対
向面のうち少なくとも一方の側に、光学的異方性を示す
物質から形成され、且つ光学軸の向きが異なる複数の領
域を有する光学的異方膜とを有することを特徴とする液
晶表示パネル。 - 【請求項2】前記光学的異方性を示す物質は、正又は負
の一軸性を有す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】前記光学的異方性を示す物質は、負の一軸
性を有し且つ光学軸の方向が基板面に対して垂直以外に
傾いてい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】前記光学的異方性を示す物質は、光学軸の
方向が膜の厚さ方向で連続又は不連続に変化しているこ
とを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネル。 - 【請求項5】前記第一の透明基板と前記第二の透明基板
の対向する面側には配向膜が形成され、該配向膜は、前
記光学的異方膜の光学軸に対応して配向方向を異ならせ
た複数の領域を有す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6】前記光学的異方膜は、前記液晶の液晶分子
を配向させる機能を有することを特徴とする請求項1記
載の液晶表示パネル。
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JPH1062623A true JPH1062623A (ja) | 1998-03-06 |
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Family
ID=16747268
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JP22018896A Expired - Fee Related JP3989575B2 (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | 液晶表示パネル |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2017199973A1 (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | 富士フイルム株式会社 | パターン位相差フィルム、視野角スイッチング用偏光板、視野角スイッチングシステムおよび表示装置 |
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1996
- 1996-08-21 JP JP22018896A patent/JP3989575B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US10585222B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-03-10 | Fujifilm Corporation | Patterned phase difference film, viewing angle switching polarizing plate, viewing angle switching system, and display device |
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JP3989575B2 (ja) | 2007-10-10 |
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