KR100336279B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100336279B1
KR100336279B1 KR1020000027950A KR20000027950A KR100336279B1 KR 100336279 B1 KR100336279 B1 KR 100336279B1 KR 1020000027950 A KR1020000027950 A KR 1020000027950A KR 20000027950 A KR20000027950 A KR 20000027950A KR 100336279 B1 KR100336279 B1 KR 100336279B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
display device
crystal display
retardation plate
crystal layer
Prior art date
Application number
KR1020000027950A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000077396A (ko
Inventor
마꼬또시오미
시게아끼미즈시마
Original Assignee
마찌다 가쯔히꼬
샤프 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마찌다 가쯔히꼬, 샤프 가부시키가이샤 filed Critical 마찌다 가쯔히꼬
Publication of KR20000077396A publication Critical patent/KR20000077396A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100336279B1 publication Critical patent/KR100336279B1/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/40Materials having a particular birefringence, retardation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/04Number of plates greater than or equal to 4

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

종래의 TN 패널을 이용한 경우에 발생하는 시야각의 문제를 해결하고, 또한 ASM, 4분할 UMVA 등의 패널에서 볼 수 있는 비용에의 트레이드오프의 발생이 없고, 고속 응답 액정 패널로 할 수 있는 액정 표시 장치를 제공한다.
수평 배향한 정의 유전율 이방성인 네마틱 액정층(2) 및 액정층(2)을 협지하고, 또한, 투명 전극을 갖는 투명한 한쌍의 기판(31,32), 액정 배향 방향과는 각각 상이한 흡수축 방향을 가지며 직교 니콜에 배치되는 한쌍의 편광판(41,42) 등으로 이루어진 투과형 액정 패널(1)을 표시 부분으로 하는 액정 표시 장치에 있어서, 액정층(2)으로서 액정 배향 방향이 거의 180° 다른 2종류의 배향 영역을 갖는 액정층을 사용하고, 그리고, 액정 배향 방향과 거의 평행한 방향으로 확장하는 광선을 산란 또는 입사 각도보다 넓게 굴절시키는 렌즈 시트(7)를 액정 패널(1)의 관찰면측에 구비한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 액정 표시 장치로서, 광 시야각 액정 텔레비젼 또는 OA용, CAD용 광 시야각 액정 모니터에 사용되고, 고속 응답을 특징으로 하는 수평 배향 또는 수직 배향의 액정 패널에 대해, 특히 시각 특성이 나쁜 방위각에 대하여, 렌즈 시트로 정면 콘트라스트 특성을 전개함으로써, 밝기, 응답 속도를 가장 희생하지 않은 형태로, 용이하게 제공되는 광 시야각 액정 패널에 관한 것이다.
정보 인프라의 발전에 따라, 영상 및 음성 정보 단말이 되는 텔레비젼 장치, 또한 0A용의 PC 모니터는 계속 발전하고 있다. 특히, 공간 절약, 소전력의 사회적인 요청으로부터 중소형의 텔레비젼, 또한 OA용 PC 모니터로의 액정 표시 장치의 적용은 시대의 흐름이라고 할 수 있다. 그리고, 그 목적을 위하여, 액티브 방식의 트위스트 네마틱 모드, 패시브 방식의 슈퍼 트위스트 네마틱 모드 액정이 개발되어 널리 이용되고 있다.
그러나, 현재, 소형 액정 텔레비젼이나 개인용 모니터에 많이 사용되고 있는 액정 패널에서는, 트위스트 네마틱 배향 또는 수퍼 트위스트 네마틱 배향을 이용하고 있기 때문에, 시야각이 좁고, 화면의 양단에서 색이 다르고, 복수의 인간이 관찰하면 사람에 따라서 보고 있는 그림이 다르고, 정면에 앉아 있을 때와 편한 자세로 보고 있을 때에 그림이 다른 등, 텔레비젼으로 이용하기에는 문제가 있었다. 또한, 개인으로 이용하는 PC 모니터에 있어서도, 대화면화에 따라 표시 부분에 의한 색 변화 등의 문제가 있어 액정의 도입을 방해하고 있었다.
이 문제를 해결하기 위해서, 멀티 도메인 TN(배향 분할 방식)(특개평5-107544호 공보), ASM 표시 방식(특개평6-301015호 공보), MVA 표시 방식(특개평8-43825호 공보), IPS 표시 방식(특개평7-36058호 공보) 등이 제안되고 있지만, 어느것이나 특성이 충분하지 않거나, 비용이 상승하는 등의 문제가 있었다.
또한, 디지털 방송, DVD 등 표시 정보 밀도가 높아짐에 따라 광 시야각과 함께 동화상 성능이 우수한 고속 응답 액정 디스플레이가 필요해지지만, MVA, ASM 등은 시야각의 증대와 반대로 응답 속도의 점에서 불리한 구성을 가지고 있다.
액정 표시 장치로서는, 정의 유전율 이방성인 네마틱 액정 재료를 이용하여 수평 배향하는 수평 배향 방식이나, 부의 유전율 이방성인 네마틱 액정 재료를 이용하여 수직 배향하는 방식 등이 연구되고 있다. 수평 배향 방식은 고속 응답, 신뢰성의 점에서 트위스트 네마틱 모드나 IPS 모드 등과 비교하여 우수하지만, 종래 제안되고 있는 시야각 개선 방법은 그 장점을 잃고 있었다.
예를 들면, 잔류 리터데이션을 직접 줄이는 방법으로서 전압을 매우 크게 걸 필요가 있는데, 이것에 의해, 콘트라스트에 대해서 시각 특성이 매우 향상하지만, 계조 반전은 해소되지 않는다.
또한, 프리틸트를 크게 하여 반전하는 각도를 없애는 방법이 있는데, 이 방법에 의하면 앵커링이 매우 약한 배향막 재료를 이용하기 때문에 배향의 신뢰성이 걱정된다. 또한, 전체의 리터데이션도 감소하기 때문에 밝기가 감소한다. 그 때문에, 밝기 개선으로서 트위스트 배향, 또는 패널 갭을 크게 하는 것이 효과적이지만, 어떤 수법도 응답 속도를 크게 낮추기 때문에 원래의 성능을 손상시키는 것이라고 할 수 있다.
따라서, 가장 좋은 방법은 4 분할로 하는 것인데, 수직 배향에 비하면 모든 방위에서 시각 특성을 악화시킨다. 또한, 간편하고 신뢰성이 높은 4 분할 제어 방법은 아직 알려져 있지 않다.
또한, 렌즈 필름을 이용한 시각 개선은 많이 보고되어 있지만 대부분은 트위스트 네마틱 모드에 관한 것이고, MVA, IPS 등과 비교하여 시야각 특성에서는 열악하고, 고속 동화상 성능에서는 전보다 나을 것 없는 어중간한 것밖에 얻을 수 없었다.
본 발명은, 종래의 TN 패널을 이용한 경우에 발생되는 시야각의 문제를 해결하고, 또한 ASM, 4 분할 UMVA 등의 패널에서 볼 수 있는 비용으로의 트레이드오프의 발생이 없으며, 고속 응답 가능하고 광 시야각 특성으로 할 수 있는 액정 패널을 표시 부분으로 하는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정 셀의 단면 설명도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층 및 위상차판의 설명도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에서의 액정층의 설명도.
도 4는 액정 표시 장치의 잔류 리터데이션의 설명도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층 및 위상차판의 설명도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층 및 위상차판의 설명도.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층 및 위상차판의 설명도.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층 및 위상차판의 변형예의 설명도.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층 및 위상차판의 설명도.
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치등의 콘트라스트 특성 곡선의 설명도.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치의 시야각 특성의 설명도.
도 12는 비교예의 등 콘트라스트 곡선의 설명도.
도 13은 비교예의 액정 표시 장치의 시야각 특성의 설명도.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 시야각 특성의 설명도.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치등의 콘트라스트 곡선의 설명도.
도 16은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액정 표시 장치의 투명 전극의 구조를 설명하는 도면.
도 17은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액정 표시 장치의 투명 전극 사이에 생기는 전기력선의 형태를 설명하는 도면.
도 18은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액정 표시 장치에 생기는 액정의 틸트 방향을 설명하는 도면.
도 19는 본 발명의 제9 실시예에 따른 액정 표시 장치의 시야각 특성의 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 액정 표시 소자
2 : 액정층
21, 23 : 잔류 리터데이션층
22 : 배향층
231, 232 : 액정의 틸트 방향
31, 32 : 기판
41, 42 : 편광판
51, 52, 53 : 위상차판
6 : 광원
7 : 광 확산층
81, 82 : 투명 전극
821 : 개구부
본 발명은, 수평 배향한 정의 유전율 이방성인 네마틱 액정층 및 상기 액정층을 협지하고, 또한, 투명 전극을 갖는 투명한 한쌍의 기판, 액정 배향 방향과는 각각 상이한 방향으로 흡수축을 가지며 직교 니콜에 배치되는 한쌍의 편광판 등으로 이루어진 투과형 액정 패널을 표시 부분으로 하는 액정 표시 장치에 있어서, 상기 액정층으로서 액정 배향 방향이 거의 180도 다른 2종류의 배향 영역을 갖는 액정층을 사용하고, 그리고, 액정 배향 방향과 거의 평행한 방향으로 확장되는 광선을 산란 또는 입사 각도보다 넓게 굴절시키는 렌즈 시트를 액정 패널의 관찰면측에 구비하는 액정 표시 장치이다.
또한, 본 발명은, 특정 전압이 인가된 상태에서 생기는 기판면에 평행한 액정층의 복굴절을 보상하는 제1 위상차판이 그 지상축 방향을 액정 배향 방향과 거의 직교하여 배치되는 액정 표시 장치이다.
그리고, 본 발명은, 기판면과 수직 방향으로 부의 리터데이션을 갖는 제2 위상차판을 구비하는 액정 표시 장치이다.
또한, 본 발명은, 편광판 흡수축 방향과 일치하는 방향으로 지상축을 갖는 제3 위상차판을 구비하는 액정 표시 장치이다.
또한, 본 발명은, 각 위상차판은 2장 이상으로 이루어지는 동시에, 액정 패널의 기판의 양 외측에 배치되고, 그리고 편광판, 제3 위상차판, 제2 위상차판, 제1 위상차판, 기판, 액정층, 기판, 제1 위상차판, 제2 위상차판, 제3 위상차판, 편광판의 순서로 배치되는 액정 표시 장치이다.
그리고, 본 발명은, 각 위상차판은 기판의 외측의 한쪽에 배치되는 위상차판과 기판의 외측의 다른쪽에 배치되는 위상차판이 거의 동일한 복굴절을 나타내는 액정 표시 장치이다.
또한, 본 발명은, 전계 무인가시의 액정층의 지상축 방향이 편광판 흡수축 방향과 거의 45도 어긋나 있는 액정 표시 장치이다.
또한, 본 발명은, 수직 배향한 부의 유전율 이방성인 네마틱 액정층 및 상기 액정층을 협지하고, 또한, 투명 전극을 갖는 투명한 한쌍의 기판, 전계 인가시의 액정 배향 방향과 각각 상이한 방향으로 흡수축을 가지며 직교 니콜에 배치되는 한쌍의 편광판 등으로 이루어진 투과형 액정 패널을 표시 부분으로 하는 액정 표시 장치에 있어서, 상기 액정층으로서 전계 인가시의 액정 배향 방향이 거의 180도 다른 2종류의 배향 영역을 갖는 액정층을 사용하고, 그리고, 전계 인가시의 액정 배향 방향과 거의 평행한 방향으로 확산되는 광선을 산란 또는 입사 각도보다 넓게 굴절시키는 렌즈 시트를 액정 패널의 관찰면측에 구비하는 액정 표시 장치이다.
그리고, 본 발명은, 기판면과 수직 방향으로 부의 리터데이션을 갖는 제4 위상차판을 구비하는 액정 표시 장치이다.
또한, 본 발명은, 편광판 흡수축 방향과 일치하는 방향으로 지상축을 갖는 제5 위상차판을 구비하는 액정 표시 장치이다.
또한, 본 발명은, 각 위상차판이 2장 이상으로 이루어진 동시에, 액정 패널의 기판의 양 외측에 배치되고, 그리고, 편광판, 제5 위상차판, 제4 위상차판, 기판, 액정층, 기판, 제4 위상차판, 제5 위상차판, 편광판의 순서로 배치되는 액정 표시 장치이다.
그리고, 본 발명은, 각 위상차판은 기판의 외측의 한쪽에 배치되는 위상차판과 기판의 외측의 다른쪽에 배치되는 위상차판이 거의 동일한 복굴절을 나타내는 액정 표시 장치이다.
또한, 본 발명은, 전계 인가시의 액정의 지상축 방향이 편광축 방향과 거의 45도 어긋나 있는 액정 표시 장치이다.
본 발명은, 상기 특정 전압을 8V 이상으로 하였다. 또한, 본 발명은, 전압 무인가 상태의 액정층의 리터데이션을 1/2 파장 조건보다 크게 설정하여, 화이트 표시 전압이 액정 응답 전압 수치보다 1V 이상 높게 설정하고, 그 때의 액정층의 리터데이션을 200nm∼250nm으로 하였다.
본 발명은, 액정층에 전압을 인가하는 투명 전극의 적어도 한쪽에 액정의 배향 방향과 교차한 전극 개구부를 설치하였다.
이상과 같이, 본 발명은, HA 배향과, 네거티브 리타더(retarder)와, 렌즈에서의 블랙 표시를 고전압으로 표시함으로써, 보다 대칭으로 높은 콘트라스트 표시를 얻을 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시 형태에 관해서 설명한다.
본 발명의 액정 표시 장치의 개요 등에 관해서 설명한다. 본 발명에 의해, 고속 응답 가능한 동시에 시야각을 확대할 수 있는 것은, 이하와 같이 설명된다.
우선, 본 발명의 액정 표시 장치로 사용하는 렌즈 시트에 관해서 설명한다. 렌즈 시트는 기본적 원주형의 렌즈 또는 3각 기둥형의 프리즘 렌즈가 1 방향으로 스트라이프 상으로 배열되어 구성된다. 이 렌즈 시트에 원형의 스폿 광원을 맞히면, 출사 광은 스트라이프의 장축 방향은 변화가 없고, 그 축 방향과 직교하는 방향으로는 확대되어 산란 또는 입사 각도보다 넓게 굴절된다. 즉, 확대되는 방향은 액정 표시 장치에서는 정면의 콘트라스트 특성이 확대되어 보이게 된다.
이 렌즈 시트는 공지의 방법에 의해서 용이하게 작성할 수 있다. 예를 들면, 아크릴계 수지를 도포 제막하고, 스트라이프 상으로 패턴화한 후에 열 다레(표류)에 의해서 형성할 수 있다. 또한, 수지 재료는 공기의 굴절율과 다르면 렌즈로서 기능하기 때문에, 성형 가능한 투명 수지라면 이용할 수 있다. 굴절율은 클수록 렌즈로서 이용하기 쉽지만, 실제로는 굴절율이 2를 넘게 되면 가시광 영역에 흡수를 갖는 것이 많아져서 바람직하지 못하다. 스트라이프의 형성 패턴은, 기본적으로는 필름 전체에서 균일한 렌즈로 기능하기 때문에 액정 패널과의 관계는 거의 없지만, 모아레의 발생, 초점 거리의 조절 등을 고려하여 화소 피치의 1/3에서 1배 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
제작한 렌즈 시트는 적당한 점착제를 가지고 액정 패널 상에 고정되는 것이 많지만, 렌즈 부분에 얇은 공기층이 유지되면 좋으며, 필름 유지 부재의 평탄성에 의해서는 위에 놓는 것만으로 좋다. 렌즈 시트와 액정 패널 사이에는 매우 얇은 공기층이 생기기 때문에, 그 갭에 의해서는 렌즈의 평탄 부분에서 반사광이 간섭을 일으켜 표시를 흐트러지게 하는 일이 있다. 이 때문에, 평탄부에 차광부를 설치하거나 전체에 반사율을 내리기 위해서 매우 얇은 금속막 등을 형성하여도 좋다. 차광에는 크롬 등의 금속 외에 카본 수지 등을 인쇄하여도 좋고, 반사를 어느정도 억압하면 되기 때문에 평탄부의 연마 등 표면을 거칠게 하는 처리로 대용할 수 있다.
우리들은, 이 렌즈 필름의 특징을 살려서, 그리고, 시야각을 확대하는 액정의 배향에 관해서 검토한 결과, 2 분할한 병렬 수평 배향 및 2 분할한 병렬 수직 배향이 효과가 있다는 결론에 도달하였다.
본 발명의 수평 배향의 액정을 사용한 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 관해서 설명한다. 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 액정 패널(1)과, 면광원(6)과, 렌즈 시트(7)를 구비하고 있다. 액정 패널(1)은 액정층(2), 한쌍의 기판(31,32), 한쌍의 편광판(41,42) 등으로 이루어진다. 한쌍의 기판(31,32)은 액정층(2)을 협지하는 동시에, 액정층(2)과 접하는 측에 도시생략한 투명 전극을 갖고 있다. 한쌍의 편광판(41,42)은 도 2의 사시도에 도시한 바와 같이, 액정층(2)의 배향 방향인 러빙축과는 각각 상이한 방향으로 흡수축을 가지며 직교 니콜에 배치되어 있다. 면광원(6)은 형광 램프(도시 생략) 등으로부터의 광을 액정 패널(1)에 균일하게 면형으로 출사한다. 렌즈 시트(7)는 액정 패널(1)로부터의 투과광을 확산 또는 입사 각도보다 넓게 굴절한다.
액정층(2)은 수평 배향한 정의 유전율 이방성인 네마틱 액정층이고, 2종류의 배향 영역으로 분할되고, 각각의 배향 방향은 170도에서 190도 바람직하게는 거의 180도 어긋나 있고, 거의 일축 방향으로 배열하고 있다. 배향 방향의 어긋남이 직선에서 10° 이상 어긋나면 시야각 특성이 비대칭이 되어, 렌즈 시트(7)에서의 보상이 어려워진다. 2종류의 배향 영역을 만드는 방법은 여러가지 있지만, 러빙과 광 틸트 제어의 조합, 마스크 러빙, 광 배향막 등 공지의 액정 배향 기술을 그대로 이용할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 러빙 방향으로 2분한 영역으로 하여, 그리고, 한쪽의 영역의 표면에 자외선을 조사하고, 다른쪽의 영역의 이면에 자외선을 조사하여 제작할 수 있다. 이 배향 영역으로서, 각 표시 화소를 면적비에서 1:1로 분할하면 대칭인 시야각 특성을 얻을 수 있기 때문에, 그 형상은 제한되는 것은 없지만, 바람직하게는 화소를 직선으로 2 또는 4 분할하여 거의 장방형의 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이 형상에 의해서 단순한 마스크에 의한 분할이 가능해진다. 또한, 표시 사이즈에 의해서는 인접하는 표시 화소를 2개 1조로 화소에 일치한 형상의 영역을 만드는 것도 바람직하다. 이것에 의해 표시 패턴을 이용한 간편한 영역 분할이 가능해진다. 또한, 이 때의 각 영역의 형태는 체크 또는 스트라이프 모양인 것이 균일한 표시상 바람직하다. 거의 일축 방향이 되는 그 액정 배향 방향은 편광판의 흡수축 방향과 거의 45도 어긋나 있다. 액정 패널의 밝기는 액정층이 수평 배향 상태일 때의 복굴절에 영향받기 때문에, 그 위상차가 반파장이 되는 상태가 가장 바람직하다. 액정층의 굴절율차 △n이 동일하면,45°일 때가 액정 패널의 두께를 보다 얇게 설정할 수 있기 때문에, 시야각의 개선의 점에서 한층 더 유리해진다.
액정층의 2개의 배향 영역은, 전계 인가에 의해서 각각 역방향으로 상승하기 때문에, 액정 배향 방향에서의 중간조 반전을 방지할 수 있다. 그리고, 이 상태가 대칭이기 때문에 액정 패널 정면이 가장 좋은 특성이 된다. 물론 액정 배향 방향에 대하여 수직인 방위각에서는 대칭인 시야각 특성을 나타내는 것은 물론이다.
전압을 충분히 걸면, 액정 배향은 거의 수직이 되고 리터데이션이 매우 작아진다. 액정 패널의 정면에서 보면 크로스 니콜하에서 거의 블랙이 된다. 그런데, 액정층과 배향막 사이에는 강한 규제력이 작용하기 때문에, 통상의 액티브 소자로 이용되는 5V 정도의 전압에서는 도 4에 도시한 바와 같이, 액정 배향이 변화하지 않는 영역(21,23)이 존재한다. 이것은 잔류 리터데이션이라고 하는 것으로, 그 크기는 액정 재료에도 의하지만 대부분은 20nm∼50nm 정도이다. 이 값은 꽤 작지만, 고 콘트라스트를 목표로 할 때에는 블랙 부유의 요인이된다.
이 문제를 해결하는 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 관해서, 도 5를 이용하여 설명한다. 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치와 비교하여 제1 위상차판(51)을 구비한 점에 특징을 갖고 있다. 제1 위상차판(51)은 직교 니콜에 배치한 한쌍의 편광판(41,42)에 협지되어 액정층(2)과 함께 배치되어 있다. 제1 위상차판(51)은 수평 방향으로 지상축을 갖는 보상용 위상차판이고, 전계 인가시에는 기판면에 평행한 방향으로 잔류하는 1축의 액정층(2)의 잔류 리터데이션과 거의 같고, 그리고, 액정 배향 방향(러빙축)에 거의 직교하여 배치된다. 이 제1 위상차판(51)에 의해 액정 패널(1)의 정면에서 본 리터데이션을 보상할 수 있다. 이 결과, 전압 인가시에 300 이상의 고 콘트라스트의 액정 패널(1)로 하는 것을 용이하게 실현할 수 있다. 제1 위상차판(51)은 액정층(2)의 입사측에 배치할 수 있다.
제3 실시예에 따른 액정 표시 장치에 관해서 도 6을 이용하여 설명한다. 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치와 비교하여 제2 위상차판(52)을 구비한 점에 특징을 갖고 있다. 제2 위상차판(52)은 직교 니콜에 배치한 한쌍의 편광판(41,42)에 협지되어 액정층(2) 및 제1 위상차판(51)과 함께 배치되어 있다. 제2 실시예에 따른 수평 배향 액정 표시 장치의 액정 패널을 관찰하는 시야각을 쓰러 뜨리면, 수평 방향에서만 보상할 수 없는 복굴절이 발생한다. 이 위상차를 보상하기 위해서는 기판면에 대하여 수직 방향으로 진상축(進相軸) 방향을 갖는 제2 위상차판(52)을 배치함으로써 달성할 수 있다. 제2의 위상차판(52)은 기판면과 수직 방향으로 부의 리터데이션을 가지며, 그리고, 그 크기는 기판과 평행한 면내에 있는 액정층(2) 및 제1 위상차판(51)의 리터데이션과의 차감으로 결정된다. 통상, 액정층은 270nm 정도로 설정하는 것이 밝기의 면에서 바람직하기 때문에, 수직 방향으로 부의 위상차판을 조립하는 것이 바람직하다. 이 결과, 전압 인가시의 블랙 표시는 액정 배향 방향을 제외하고 양호하다. 말할 필요도 없지만, 편광판(41,42) 등에는 일반적으로 수직 방향으로 복굴절 이방성을 도시하는 TAC층 등을 갖는 경우가 많지만, 당연히 그 경우에는 제2 위상차판(52)의 최적 리터데이션 사이즈는 변화한다. 또한, 예를 들면 연신으로 제작된 제2 위상차판(52)은 수평 방향으로 약간의 위상차를 발생시킬 수 있지만, 적당한 수평 위상차판을 배치함으로써 보상할 수 있고, 편광판의 흡수축 방향과 일치시켜서 정면 투과율을 손상하지 않도록 할 수도 있다. 물론, 그와 같은 개선이 본 발명에 포함되는 것은 물론이다.
제4 실시예에 따른 수평 배향 액정 표시 장치에 관해서 도 7을 이용하여 설명한다. 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치와 비교하여 제3 위상차판(53)을 구비한 점에 특징을 갖고 있다. 제3 위상차판(53)은 직교 니콜에 배치한 한쌍의 편광판(41,42)에 협지되어 액정층(2) 및 제1, 제2 위상차판(51,52)과 함께 배치되어 있다. 제3 수평 배향 액정 표시 장치의 관찰 시각을 쓰러 뜨려 방위각을 변화시키면 외관상의 편광판의 배치 각도가 변화하는 것에 의한 광 누설이 관찰된다. 이 방지에는, 편광판의 흡수축 방향과 거의 평행한 방향으로 지상축을 갖는 제3 위상차판(53)을 배치하는 것이 효과적이다. 제3 위상차판(53)의 지상축의 배치 각도는 시각에 의한 편광판(41,42)의 배치의 변화에 연동하여 변화하고, 시야각의 영향을 캔슬한다. 다음에, 액정 배향 방향의 시야각이 그대로는 충분하지 않은 것을 설명한다. 전계 인가시의 액정의 배향 모델을 도 4에 도시하고 있다. 배향막 계면 부근에 잔류 리터데이션층(21)과 잔류 리터데이션층(23)이 패널 중앙 부분에 거의 수직으로 배향하고 있는 액정층(22)이 있다. 잔류 리터데이션층(21,23)은 수평의 리터데이션과 함께 틸트각에 따른 수직 방향의 리터데이션을 갖고 있다. 배향 방향에서 시야각을 쓰러 뜨렸을 때, 시야각이 잔류 리터데이션층(21,23)의 기울기의 중간에 있을 때, 한쪽의잔류 리터데이션층(21)의 리터데이션이 감소할 때, 다른쪽의 잔류 리터데이션층(23)은 증대하는 관계에 있고, 그리고 틸트각이 작을수록 그 영향은 크다. 그 때문에 액정의 배향 방향에서 화이트에 가까운 계조로 반전이 일어난다. 그리고 시야각은 좁아진다.
제4 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 액정 패널(1)에 대하여 관찰측에 각 위상차판(51∼53)을 배치한 예를 설명하였지만, 각각의 위상차판(51∼53)은, 물론 광원측에 배치되어도 좋고 양측에 배치하여도 좋다. 다시 말하면, 다른 재료의 필름을 이용한 파장 의존성의 조정, 리터데이션 사이즈의 미세 조정, 수직 방향으로 부의 큰 리터데이션 필름을 제작하는 것이 어려운 것을 고려하면, 각각의 위상차판을 2장 이상로 구성하고, 그리고, 액정 패널(1)의 기판(31,32)의 양측에 배치하는 것이 기능적으로는 더욱 바람직하다. 그 1예를 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 변형예로서 도 8에 도시한다. 이 예는 도 7에 대응하며, 제1∼제3의 위상차판(51∼53)을 각 2장 사용하여, 각각 제1∼제3 위상차판(51∼53)으로 이루어진 제1 위상차판의 그룹과 제1∼제3 위상차판(51∼53)으로 이루어진 제2 위상차판의 그룹으로 하여, 액정 패널의 기판(31,32)의 양측에 배치하고 있다. 이와 같이 하면, 각종 조정 등을 간단히 실행할 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시한 실시예에 있어서도, 제1, 제2 위상차판(51,52)을 각 2장 사용하여, 각각 제1, 제2 위상차판(51,52)으로 이루어진 제1 위상차판의 그룹과 제1, 제2 위상차판(51,52)으로 이루어진 제2 위상차판의 그룹으로 하여, 액정 패널의 기판(31,32)의 양측에 배치할 수 있다.
다음에, 상기한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 보다 대칭으로 높은 콘트라스트 표시를 얻는 수법에 관해서 설명한다. 이 수법은, 블랙 표시의 전압을 8V 이상으로 설정함으로써 보다 대칭으로 높은 콘트라스트 표시를 얻는다. 이 수법은, 일반성을 잃지 않기 때문에, 도 8에 도시한 구성을 갖는 액정 표시 장치를 이용하여 설명한다.
본 발명의 제1에서 제4 실시예에 따르면 도 1에 도시한 바와 같이, 렌즈 시트(7)를 이용함으로써, 계조 반전을 비교적 걱정없이 액정 표시 장치를 구성할 수 있지만, 그래도 원래의 액정 모드로 콘트라스트의 시각 의존성이나 계조 반전을 적게 할 수 있으면 보다 바람직하다. 왜냐하면, 콘트라스트의 시각 의존성이나 계조 반전의 제한이 적어지면 보다 넓은 각도의 출사광을 갖는 렌즈를 이용할 수 있고, 필연적으로 확대 각도를 억제함으로써 광의 이용 효율이 높아지기 때문이다.
도 4에 도시한 액정층(2)의 잔류 리터데이션(21,23)은, 인가 전압을 높임으로써 동적으로 감소한다. 그 결과, 보상용 위상차판(51)의 리터데이션은 작아지고, 위상차판(52)에 의해서 보다 완전히 액정의 리터데이션이 보상된다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 액정층(2)의 리터데이션 및 화이트 전압을 조정함으로써 또한 계조 반전을 억제할 수 있다. 계조 반전은, 2개의 다른 배향 영역의 틸트각이 구동 전압 범위에서는 거의 0도에서 거의 90도까지와 같이 극단적인 각도 변화가 발생하기 때문에, 각각의 영역의 시각 의존성이 크게 다르고 평균화로서는 보상할 수 없게 되는 것에 기인하고 있다. 즉, 전체의 틸트각 변화가 없으면 보상은 용이해진다.
잔류 리터데이션은, 이미 진술한 이유에 의해 낮으면 낮을수록 좋고, 전압을 내려서 블랙 상태의 액정 틸트각을 작게 하는 것은 곤란하다. 따라서, 본 발명에서는 화이트 상태의 틸트각을 크게 하는 것으로 한다. 그러나, 큰 틸트각을 안정적으로 생산하는 것은 생산상 매우 곤란하다. 화이트 상태의 틸트각을 크게 하기 위한 공지의 기술로서는 산화규소의 경사 증착, 약 러빙 등이 알려져 있지만, 경사 증착은 양산성에 열악하고, 약 러빙은 틸트각이 안정되기 어렵기 때문에 역시 양산에 적합하지 않다.
이러한 상황을 감안하여 검토한 결과, 본 발명은 전압에 의해 직접 틸트각을 제어하는 것으로 하였다. 즉, 본 발명은 원래 중간조에 이용하고 있는 액정 배향을 화이트 표시에 이용하는 것으로 하였다. 이와 같이, 높여서 중간조에 이용하고 있는 액정 배향을 화이트 표시에 이용함으로써, 액정의 리터데이션을 감소시킬 수 있지만, 그 감소분은 미리 패널을 두껍게 설정하거나 또는 액정 재료의 △n을 올려서 보상한다.
계조 반전을 일으키지 않는 전압을 찾은 결과, 액정 응답 전압 임계치로부터 1V 이상 큰 전압만을 이용하면 거의 계조 반전은 문제되지 않음을 알 수 있었다. 그 때 조정한 액정의 리터데이션은 1/2 파장보다 크게, 300nm∼400nm 정도가 바람직하게 전압을 인가함으로써, 액정의 리터데이션을 200nm∼270nm로 줄여서 이용한다. 최초의 리터데이션이 300nm보다 작으면 이용할 수 있는 리터데이션이 작아져서 광의 이용 효율이 나빠지고, 350nm보다 크면 화이트 전압이 필요 이상으로 상승하게 되어 액정 드라이버의 설계상의 문제나 소비 전력의 증대 등 바람직하지 못한현상이 생기게 된다.
이하, 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치에 관해서 설명한다. 제5 실시예에서는 도 8에 도시한 제4 실시예와 마찬가지로 액정 표시 장치를 작성하였다. 다만, 이 실시예에서는 액정 패널의 두께를 4㎛로 하고, 액정 재료의 △n을 0.9로 하였다. 인가 전압 10V에서 투과율이 최소가 되도록 위상차판(51)을 조정한 바, 전압 3.5V에서 투과율이 최대가 되는 액정 패널이 얻을 수 있었다.
제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 러빙 방향의 투과율의 시각 의존성을 평가한 바, 도 14에 도시한 바와 같이 계조 반전이 생기지 않음을 알 수 있었다. 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치와 동일한 렌즈 시트(7)를 조합한 바 도 15에 도시한 바와 같이 양호한 시야각 특성을 얻을 수 있었다.
이어서, 병렬 수직 배향으로 한 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치에 관해서 설명한다. 병렬 수직 배향이 되면 또한 렌즈 시트를 사용하는 가치가 높아진다. 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 도 1 및 도 2에 도시한 수평 배향한 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치와 동일한 배치가 되어, 액정 패널(1)과, 면 광원(6)과, 렌즈 시트(7)를 구비하고 있다. 액정층(2), 한쌍의 기판(31,32), 한쌍의 편광판(41,42) 등도 마찬가지다. 액정층(2)은 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 재료를 주입하고, 그리고 2종류의 배향 영역을 갖고 있다. 전압을 인가하면 배향 처리에 따라서 수평 배향으로 변화한다. 수평 배향 상태에서는 거의 180° 방향이 다른 1축 배향이다. 다른 배향 상태의 제작에는 러빙과 광 틸트 제어의 조합, 광 배향, 마스크 러빙 등 수평 배향막으로 알려져 있는 공지의 기술을 거의 그대로 이용할수 있다. 이 액정 패널은 노멀리블랙이고, 콘트라스트 500 이상으로 하는 것을 용이하게 실현할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 백표시시의 전압을 5V로 설정한다.
제7 실시예에 따른 액정 표시 장치에 관해서 도 9를 이용하여 설명한다. 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치와 비교하여 한쌍의 제4 위상차판(52b)을 구비한 점에 특징을 갖고 있다. 제4 위상차판(52b)은 직교 니콜에 배치한 한쌍의 편광판(41b,42b)에 협지되어 액정층(2b)과 함께 배치된다. 제4 위상차판(52b)은 기판면과 수직 방향으로 진상축을 갖고 있고, 부의 리터데이션을 갖고 있다. 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 시야각을 쓰러 뜨리면, 기판면에 대하여 수직인 액정의 리터데이션이 기능하여 블랙 부유가 발생한다. 제7 실시예와 같이 제4 위상차판(52b)을 조합하면, 수평 배향 액정 표시 장치와는 달리 잔류 리터데이션의 문제가 없기 때문에, 블랙 상태는 완전히 보상할 수 있다.
제8 실시예에 따른 액정 표시 장치에 관해서 설명한다. 제8 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 9에 도시한 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치와 비교하여 또한 제5 위상차판을 구비한 점에 특징을 갖고 있다. 제5 위상차판은 직교 니콜에 배치한 한쌍의 편광판에 협지되어 액정층 및 제4 위상차판과 함께 배치된다. 제5 위상차판은 편광판 흡수축 방향과 일치하는 방향으로 지상축을 갖고 있다. 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 시야각에 의해 편광판 배치 각도의 변화를 발생시키지만, 제8 실시예와 같이 편광판 흡수축 방향과 일치하는 방향으로 지상축을 갖는 제5 위상차판을 사용함으로써, 편광판 배치 각도의 변화를 보상할 수 있다.
수직 배향의 액정 표시 장치에 있어서도, 제1에서 제4 실시예에 설명한 수평 배향의 액정 표시 장치와 마찬가지로, 위상차판에 대하여 1 또는 2장 이상으로 할 수 있으며, 2장 이상일 때는 액정 패널의 기판의 양측에 배치하고, 그리고, 한쪽에 배치되는 위상차판과 다른쪽에 배치되는 위상차판이 거의 동일한 복굴절을 나타내도록 할 수 있다.
이 수직 배향의 액정 표시 장치에서의 시야각상의 문제점은, 역시 화이트에 가까운 중간조 반전이 액정 배향 방향에서 발생하기 쉬운 것이다. 이 개선 방법은 수평 배향과 마찬가지로 많은 연구자에 의해서 보고되고 있다. 예를 들면, 4 분할 MVA 기술이 있다. 수평 배향과 달리 성능을 열화시키는 일은 없지만, 러빙과 같은 직접적인 배향 제어가 곤란하고, 단차의 형성 등 프로세스의 증대를 가져온다. 또한, 전극 개구부를 이용한 배향 제어법도 있지만, 응답이 도미노식이 되어 원래의 응답 속도를 유지할 수 없다. 2 분할 그대로의 개선은 화이트 표시 때의 틸트각을 억제하기 위해서 전압을 작게 하는 것이지만, 그 결과 리터데이션이 부족하여 화이트가 검어지는 동시에 갭의 증대, 저전압에 의해서 응답이 저하한다. 그래서, 수직 배향의 액정 표시 장치에 있어서도 렌즈 시트를 이용함으로써, 반전의 가능성이 없어지고, 종래의 VA에서는 걸리지 않았던 고전압을 이용할 수 있다. 그 결과, 얇은 패널로 밝고 고속 응답하는 액정 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 제8 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 본 실시예의 액정 표시 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 액정 패널(1), 면 광원(6), 렌즈 시트(7) 등으로 구성되어 있다. 면 광원(6)은 냉 음극형 형광 램프와, 냉 음극형 형광 램프로부터의 입사광을 균일하게 면형으로 출사하는 도광체에 의해 구성되어 있다.
액정 패널(1)은, 투명 유리 기판 상에 매트릭스형으로 박막 트랜지스터와 투명 전극이 형성된 액티브 매트릭스 기판(31), 트위스트각이 거의 90도인 트위스티드 네마틱 액정 및 투명 전극과 컬러 필터가 형성된 컬러 필터 기판(32)을 접착하고, 양 기판(31,32) 사이에 액정이 밀봉되어 구성된다. 액정 표시 장치의 양 기판(31,32)의 외측에는 한쌍의 편광판(41,42)이 배치되고, 또한, 관찰자측에 배치된 편광판(42)의 외측에는 광 확산층인 렌즈 시트(7)가 배치된다.
비교예의 액정 표시 장치를 설명한다. 비교예에서는 액정 패널로서, 제1 실시예와 동일한 구성으로 하였는데, 렌즈 시트(7)를 설치하지 않았다.
제8 실시예에 따른 액정 표시 장치의 등 콘트라스트 곡선을 도 10에 도시한다. 그리고, 이 실시예의 액정 표시 장치의 중간 표시 때의 시야각 특성에 관해서, 러빙축에 대한 수직 방향을 도 11a에, 편광판의 흡수축 축방향을 도 11b에, 러빙 방향을 도 11c에 도시한다. 도 11은 전압 인가시의 정면 방향의 투과율을 0%, 백표시시의 전압 5V의 인가시 정면 방향의 투과율을 100%로 하고, 중간 계조 표시시(정면 방향의 투과율이 10%, 20%, 30%, 50%로 될 때)의 시야각 특성을 나타내고 있다. 또한, 비교예의 액정 표시 장치등의 컨트라스트 축선을 도 12에 도시한다. 또한, 비교예의 액정 표시 장치의 중간 표시의 시야각 특성에 대해 러빙 축에 대한수직 방향을 도 13a에, 편광판의 흡수축 방향을 도 13b에, 러빙 방향을 도 13c에 도시한다. 도 11 및 13에 해당되는 액정 표시 장치에 있어서는 백표시시의 전압이 5V로 설정되어 있다.
등 콘트라스트 곡선을 도시한 도 10과 도 12를 비교하면, 제8 실시예에 따른 액정 표시 장치는 비교예의 액정 표시 장치와 비교하면, 등 콘트라스트의 범위가 넓어지고, 또한, 중간조 표시 때의 시야각 특성을 도시한 도 11과 도 13을 비교하면, 시야각 특성에 관해서도 이 실시예의 액정 표시 장치는 각도가 넓어지고 있음을 알 수 있다. 그리고, 이 실시예의 액정 표시 장치는, 수평 배향의 액정을 사용하고 있기 때문에 고속 응답으로 할 수 있다.
본 발명의 제9 실시예에 따른 액정 표시 장치에 관해서 설명한다. 이 실시예에 따른 액정 표시 장치는 예를 들면, 제5 실시예의 액정 표시 장치에 있어서, 투명 전극의 적어도 한쪽에 액정의 배향 방향과 교차한 전극 개구부를 설치함으로써, 계조 반전을 저감시키는 방법을 제공한다. 이미 진술한 바와 같이 계조 반전의 방지에는 배향 4 분할이 유효하지만, 항상 안정된 배향 분할을 실현하는 것은 프로세스의 증대를 초래하여 바람직하지 못하다. 그러나, 전극 개구부를 설치함으로써, 완전하지 않을 때까지 4 분할을 도입할 수 있다. 이것은 다음과 같이 설명된다.
제9 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치와 마찬가지로 작성하였다. 다만, 액정 패널 두께를 4㎛로 하고 액정 재료의 △n을 0.7로 하는 동시에, 하측의 투명 전극(82)에는 도 16에 도시한 바와 같이 슬릿형으로 개구부(821)를 형성한다. 전극(81)과 전극(82) 사이에 전압을 인가하면, 도 17에 도시한 바와 같이, 전극(82)과 전극(81) 사이의 전기력선 ELF는 개구부(821) 부분에는 발생하지 않고, 전극(82)으로부터는 전극(81)을 향하여 경사 전계를 발생시킨다. 그 결과, 액정의 틸트 방향(231 및 232)은 도 18에 도시한 바와 같이 좌우에 트위스트된다. 이 액정의 틸트 방향의 트위스트는 전극(81)에서도 마찬가지로 발생되고, 상하의 틸트와 합하여 4종류의 트위스트된 배향이 도입되어, 계조 반전이 저감된다.
한쪽의 투명 전극(82)에 설치하는 개구부(821)는, 경사 전계가 유효하게 기능하도록 전극부의 폭 및 개구부의 폭 모두 10㎛에서 40㎛ 정도가 바람직하다. 이것보다 가늘면 전계가 기울지 않고, 이것보다 굵으면 트위스트되는 영역을 충분히 확보할 수 없다. 또한, 개구부(281)의 각도는 액정에 대한 면내 회전 토크가 충분히 얻어지도록, 러빙 각도에 대하여 45도에서 75도로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 제9 실시예는 수평 방향, 수직 방향 어디에도 적용될 수 있다.
이 액정 표시 장치의 러빙 방향의 투과율의 시야각 특성을 평가한 바, 도 19에 도시한 바와 같이, 계조 반전을 발생시키지 않는 양호한 계조 특성이 얻을 수 있었다.
이상 설명된 실시예에 있어서, 복수의 위상차판과 함께 액정 표시 장치에 대해 설명되었지만, 복수의 위상차판 각각에 의해 위상차 보상효과가 겸비된 1매의 위상차판으로 대치하여도 같은 효과를 나타낼 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 간단한 배향 제어와 렌즈 시트의 사용에 의해, MVA, IPS에 필적하는 광 시야각 특성과, 통상의 보상 방식으로는 실현할 수 없는 고속 응답 성능을 갖는 액정 패널을 표시 부분으로 하는 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

Claims (16)

  1. 수평 배향된 정의 유전율 이방성인 네마틱 액정층과 상기 액정층을 협지하고 투명 전극을 갖는 투명한 한쌍의 기판, 및 액정 배향 방향과는 각각 상이한 방향으로 흡수축을 가지며 직교 니콜에 배치되는 한쌍의 편광판 등으로 이루어진 투과형 액정 패널을 표시 부분으로 하는 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 액정층으로서 액정 배향 방향이 거의 180도 다른 2종류의 배향 영역을 갖는 액정층을 사용하고, 액정 배향 방향과 거의 평행한 방향으로 확장되는 광선을 산란 또는 입사 각도보다 넓게 굴절시키는 렌즈 시트를 액정 패널의 관찰면측에 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 특정 전압이 인가된 상태에서 생기는 기판면에 평행한 액정층의 복굴절을 보상하는 제1 위상차판이 그 지상축(遲相軸) 방향을 액정 배향 방향과 거의 직교하여 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서, 기판면과 수직 방향으로 부의 리터데이션을 갖는 제2 위상차판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 편광판 흡수축 방향과 일치하는 방향으로 지상축을 갖는 제3 위상차판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 위상차판은 2장 이상으로 이루어지는 동시에, 액정 패널의 기판의 양 외측에 배치되고, 편광판, 제3 위상차판, 제2 위상차판, 제1 위상차판, 기판, 액정층, 기판, 제1 위상차판, 제2 위상차판, 제3 위상차판, 편광판의 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 각 위상차판은 기판의 외측의 한쪽에 배치되는 위상차판과 기판의 외측의 다른쪽에 배치되는 위상차판이 거의 동일한 복굴절을 나타내는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전계 무인가시의 액정층의 지상축 방향이 편광판 흡수축 방향과 거의 45도 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 수직 배향된 부의 유전율 이방성인 네마틱 액정층과 상기 액정층을 협지하고 투명 전극을 갖는 투명한 한쌍의 기판, 및 전계 인가시의 액정 배향 방향과 각각 상이한 방향으로 흡수축을 가지며 직교 니콜에 배치되는 한쌍의 편광판 등으로 이루어진 투과형 액정 패널을 표시 부분으로 하는 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 액정층으로서 전계 인가시의 액정 배향 방향이 거의 180도 다른 2종류의 배향 영역을 갖는 액정층을 사용하고, 전계 인가시의 액정 배향 방향과 거의 평행한 방향으로 확산되는 광선을 산란 또는 입사 각도보다 넓게 굴절시키는 렌즈 시트를 액정 패널의 관찰면측에 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 기판면과 수직 방향으로 부의 리터데이션을 갖는 제4 위상차판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 편광판 흡수축 방향과 일치하는 방향으로 지상축을 갖는 제5 위상차판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 각 위상차판이 2장 이상으로 이루어진 동시에, 액정 패널의 기판의 양 외측에 배치되고, 편광판, 제5 위상차판, 제4 위상차판, 기판, 액정층, 기판, 제4 위상차판, 제5 위상차판, 편광판의 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 각 위상차판은 기판의 외측의 한쪽에 배치되는 위상차판과 기판의 외측의 다른쪽에 배치되는 위상차판이 거의 동일한 복굴절을 나타내는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 전계 인가시의 액정의 지상축 방향이 편광축 방향과 거의 45도 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특정 전압이 8V 이상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 전압 무인가 상태의 액정층의 리터데이션을 1/2 파장 조건보다 크게 설정하여, 화이트 표시 전압이 액정 응답 전압 수치보다 1V 이상 높게 설정하고, 그 때의 액정층의 리터데이션이 200nm∼250nm인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제14항에 있어서, 액정층에 전압을 인가하는 투명 전극의 적어도 한쪽에 액정의 배향 방향과 교차한 전극 개구부를 설치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
KR1020000027950A 1999-05-24 2000-05-24 액정 표시 장치 KR100336279B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14292599 1999-05-24
JP1999-142925 1999-05-24
JP2000-122497 2000-04-24
JP2000122497A JP3597446B2 (ja) 1999-05-24 2000-04-24 液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000077396A KR20000077396A (ko) 2000-12-26
KR100336279B1 true KR100336279B1 (ko) 2002-05-13

Family

ID=26474780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000027950A KR100336279B1 (ko) 1999-05-24 2000-05-24 액정 표시 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6600538B1 (ko)
JP (1) JP3597446B2 (ko)
KR (1) KR100336279B1 (ko)
CN (1) CN1208666C (ko)
TW (1) TWI255387B (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100875869B1 (ko) 2001-10-09 2008-12-24 데이진 가부시키가이샤 액정표시소자 및 이에 사용하는 위상차 필름의 사용
KR101148400B1 (ko) * 2005-06-29 2012-05-23 엘지디스플레이 주식회사 Ips 모드 액정표시소자
KR100719685B1 (ko) * 2005-11-30 2007-05-17 삼성에스디아이 주식회사 액정표시장치
JP5094500B2 (ja) * 2008-03-28 2012-12-12 富士フイルム株式会社 液晶表示装置
WO2011129247A1 (ja) * 2010-04-12 2011-10-20 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP5688730B2 (ja) 2010-09-17 2015-03-25 株式会社ブイ・テクノロジー 露光装置
CN116184711A (zh) 2014-06-13 2023-05-30 索尼公司 配光调节片和显示装置
CN105700263B (zh) 2016-04-21 2019-08-27 京东方科技集团股份有限公司 一种画质改善膜及其制备方法、显示面板及显示装置
US10802344B2 (en) * 2016-09-29 2020-10-13 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and method for manufacturing liquid crystal display device
CN113740366B (zh) * 2020-05-27 2023-11-28 中国兵器工业第五九研究所 无损检测单晶体或定向结晶体内部晶体取向差异和晶界缺陷的方法及装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2794358B2 (ja) * 1992-02-05 1998-09-03 キヤノン株式会社 液晶素子
JPH05313156A (ja) 1992-05-14 1993-11-26 Sony Corp 薄型液晶ディスプレイ装置
KR100228604B1 (ko) * 1994-11-17 1999-11-01 가네꼬 히사시 스크린상 영상의 디스클리네이션 라인의 영향을 방지하는 액정 표시 장치
JP3529460B2 (ja) * 1994-12-01 2004-05-24 株式会社東芝 液晶表示装置
JPH08304631A (ja) * 1995-05-02 1996-11-22 Mitsubishi Rayon Co Ltd 液晶表示装置
JP3118208B2 (ja) * 1996-05-15 2000-12-18 富士写真フイルム株式会社 液晶表示装置
US6642981B1 (en) * 1996-09-30 2003-11-04 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display device operating in a vertically aligned mode including at least one retardation film
US6300993B1 (en) * 1998-01-20 2001-10-09 Industrial Technology Research Institute Wide viewing angle liquid crystal display panel
JP3807584B2 (ja) 1998-06-29 2006-08-09 シャープ株式会社 液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3597446B2 (ja) 2004-12-08
US6600538B1 (en) 2003-07-29
TWI255387B (en) 2006-05-21
CN1274861A (zh) 2000-11-29
JP2001042365A (ja) 2001-02-16
KR20000077396A (ko) 2000-12-26
CN1208666C (zh) 2005-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7176999B2 (en) Liquid crystal display device
US20020047968A1 (en) Liquid crystal display device
JP4080245B2 (ja) 液晶表示装置
US6628359B1 (en) Liquid crystal display device including phase difference compensation element
JP3763401B2 (ja) 液晶表示装置
US7095467B2 (en) Liquid crystal display device
JP5323013B2 (ja) 液晶表示装置
KR100721891B1 (ko) 액정 표시 장치
US5541753A (en) Liquid crystal display and device having a total retardance of (M+1) λ/2 and (Mλ/2) at first and second operating voltages
JP3544348B2 (ja) 液晶表示装置
KR20000011961A (ko) 액정표시장치및그의제조방법
JP4714187B2 (ja) 液晶表示装置
US6084651A (en) Liquid crystal display device having liquid crystal layer divided at different ratios in each pixel
KR100336279B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20050072063A (ko) 액정 디스플레이 장치
KR100497694B1 (ko) 액정 표시 장치
JP4390595B2 (ja) 液晶表示装置
US8253901B2 (en) Liquid crystal display device having biased electrically controlled birefringence
JP2006085203A (ja) 液晶表示装置
US20070177096A1 (en) Liquid crystal display
US11921376B2 (en) Liquid crystal display panel and method of manufacturing the same, and display device
JP4749391B2 (ja) 液晶表示装置
JP4714188B2 (ja) 液晶表示装置
JP2011112952A (ja) 液晶表示素子及びその光学補償方法
JP2007249244A (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130404

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140401

Year of fee payment: 13

LAPS Lapse due to unpaid annual fee