[go: up one dir, main page]

JP2000267094A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number
JP2000267094A
JP2000267094A JP11069605A JP6960599A JP2000267094A JP 2000267094 A JP2000267094 A JP 2000267094A JP 11069605 A JP11069605 A JP 11069605A JP 6960599 A JP6960599 A JP 6960599A JP 2000267094 A JP2000267094 A JP 2000267094A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display device
light
crystal layer
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP11069605A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3293586B2 (ja
Inventor
Chikanori Yoshikawa
周憲 吉川
Takahiko Watanabe
貴彦 渡邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP06960599A priority Critical patent/JP3293586B2/ja
Priority to TW089104244A priority patent/TW419598B/zh
Priority to KR1020000012388A priority patent/KR100355081B1/ko
Priority to US09/527,529 priority patent/US7369201B1/en
Publication of JP2000267094A publication Critical patent/JP2000267094A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3293586B2 publication Critical patent/JP3293586B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3083Birefringent or phase retarding elements
    • 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
    • G02F1/137Devices 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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139Devices 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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1393Devices 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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
    • G02F1/1395Optically compensated birefringence [OCB]- cells or PI- cells
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3016Polarising elements involving passive liquid crystal elements
    • 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
    • G02F2413/02Number of plates being 2
    • 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
    • G02F2413/10Indexing 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 with refractive index ellipsoid inclined, or tilted, relative to the LC-layer surface O plate
    • G02F2413/105Indexing 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 with refractive index ellipsoid inclined, or tilted, relative to the LC-layer surface O plate with varying inclination in thickness direction, e.g. hybrid oriented discotic LC

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作製コストの低減及び装置の小型化を図るこ
とができようにする。 【解決手段】 一対の基板1,2間にベンド配列に配向
した液晶層3を設置し、一対の基板1,2の外側に液晶
層3の位相を補償する位相補償板4,5を設置するとと
もに、液晶層3と位相補償板4,5とのリタデーション
Rを、表示に関わる光の最小波長の半分以下とするよう
に設定し、各色の表示に関わる電圧設定の簡略化を図る
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広視野角に適した
液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、薄型であり表示情報の
大容量化が比較的容易であるため、CRT等の表示装置
として急速に普及している。
【0003】液晶の動作モードとしては、ツイステッド
ネマティックモード(以下、TNモードという)があ
る。これは、基板間で液晶分子の分子軸の方向(以下、
ダイレクタという)を約90度回転させ、液晶分子をツ
イスト配向させるようにしたものである。基板に対して
垂直方向に電界を印加すると、ダイレクタが垂直方向に
回転し、表示が行われる。
【0004】しかしながら、このTNモードは、視野角
が狭いという問題がある。そのため、斜め方向からの表
示の視認が不可能となっている。また、大容量表示が進
み画面面積が大きくなると、斜め方向のある視点から画
面を見た場合、画面中央と画面端で見え方が異なるた
め、適切な表示が行われなくなる。
【0005】このような不具合を改善するものとして、
たとえば特開平6−75116号公報では、TNモード
に位相補償板を加えて視野角を拡大するようにしてい
る。ところが、この技術では、TNモード特有のねじれ
構造を完全に補償することが難しく、根本的な解決には
至っていない。
【0006】そこで、視野角を改善するための手段とし
て、OCB(optically compensated birefringence)
が注目されている。
【0007】OCBは、後述する図1に示すように、2
枚の基板間にベンド配列に配向した液晶層と、液晶層の
位相を補償する位相補償板とを設置するようにしたもの
である。
【0008】ベンド配列に配向した液晶層とは、後述す
る図4(c)に示すように、2枚の基板間に狭持された
液晶分子が基板間中央から対称な配向を示すものであ
る。そして、基板間への電圧印加により、液晶分子のダ
イレクタが変化する。
【0009】また、位相補償板として、たとえば特開平
6−294962号公報に示されている負の複屈折性を
有するものが知られている。さらに、位相補償板とし
て、SID'94Digest(Kuo著)に示されている2軸性の
ものも知られている。さらにまた、特開平10−197
862号公報に示されているハイブリッド配列された負
の複屈折性を有する位相補償板も知られている。
【0010】OCBは、ある電圧の印加により液晶分子
のダイレクタを変化させると、リタデーションRlcと
位相補償板のリタデーションRrfとの2つのリタデー
ションが得られる。これら2つのリタデーションRl
c,Rrfを総合したOCB全体のリタデーションRが
0ないしは波長の倍数の場合、黒表示となる。それ以外
の電圧では白ないし中間調の表示が行われる。
【0011】ベンド配列に配向した液晶層は、TNモー
ドとは異なり、ねじれを含まない。そのため、位相補償
が容易となり、広視野な表示が可能となる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のOCBでは、次のような問題がある。すなわち、た
とえば特開平10−197862号公報では、セル中の
液晶材の複屈折率Δnとセルの厚さdとの積を790n
m〜1190nmとしている。この値は、液晶分子が全
て基板に平行となっている場合である。
【0013】ベンド配列の状態となると、中央部の液晶
分子が立上がる。このため、液晶層のリタデーションR
lcは、上記の値(790nm〜1190nm)の1/
3〜1/2程度となる。
【0014】位相補償板のリタデーションRrfの値に
ついては明記されていないが、約8Vの高電圧で黒表示
が得られることと、現状市販されているハイブリット配
列の負複屈折性の位相補償板のリタデーションの値を参
考にすると、そのリタデーションは約100nmであ
る。
【0015】ここで、位相補償板の複屈折率の長軸は、
液晶分子の複屈折率の長軸と直交する。よって、白を表
示する場合のOCB全体のリタデーションRは、約25
0nm〜300nmとなる。複屈折性を用いる液晶表示
装置の場合の透過光強度Iは、次の式で表される。
【0016】 I=A・(sin(2・θ))^2・(sin(R・π/λ))^2・・・
【0017】ここで、Aは比例定数、θは偏光板の偏光
軸と液晶分子の分子軸方向のなす角、λは光の波長であ
る。式から、リタデーションRを250nm〜300
nmとした場合、波長λが500nm〜600nmの光
の透過性がよい。つまり、緑の波長帯の光がよく透過す
るような設定となっている。
【0018】人間の目の視感度は、緑の波長帯が高いの
で、特開平10−197862号公報に開示されている
ような従来のOCBでは輝度が高くなる。
【0019】しかしながら、このようなOCBでは、特
にカラー表示を行う場合、次のような不具合を生じる。
【0020】OCBを用いた場合の赤・緑・青の各光の
透過率は、後述する図10に示す通りである。すなわ
ち、緑と赤の光は、印加電圧が高まるに従い、透過率が
単調に減少する。これに対し、青の光は一度増加し、
2.6Vで透過率がピークとなり、その後減少する。よ
って、階調表示を行う場合、赤と緑は2V〜10Vまで
の電圧が印加される。しかし、青の光の場合、緑と赤と
は異なり、2.6V〜10Vまでの印加電圧を設定しな
ければならない。
【0021】通常の液晶表示装置では、液晶に電圧を印
加する際、赤・緑・青とも同一の電圧を印加するように
することが望ましい。これは、それぞれの色毎に印加電
圧を設定しようとすると、所望の電圧を得るための電子
部品の数が増えてしまうからである。
【0022】このようなことから、適正な電圧設定を行
おうとすると、電子部品の数が増加してしまい、作製コ
ストが大きくなるばかりか、回路基板が大きくなり、液
晶表示装置の小型化を図る上で妨げとなる。
【0023】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、作製コストの低減及び装置の小型化を図
ることができる液晶表示装置及びその製造方法を提供す
ることができるようにするものである。
【0024】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の液晶表
示装置は、一対の基板間にベンド配列に配向した液晶層
が設置されるとともに、一対の基板の外側に液晶層の位
相を補償する位相補償板が設置されてなる液晶表示装置
であって、液晶層と位相補償板とを通過する光のリタデ
ーションは、表示に関わる光の最小波長の半分以下であ
るように設定されていることを特徴とする。また、液晶
層内の液晶分子の複屈折率が0.16以下であるように
することができる。また、表示に関わる光の最小波長
は、カラー表示に関わる各色のうち、最も短波長の色に
基づいたものであるようにすることができる。また、光
の最小波長は、青色に基づいたものであるようにするこ
とができる。また、表示に関わる光の最小波長が380
nm〜488nmであるようにすることができる。ま
た、一対の基板の間隔は、5.5μm以下であるように
することができる。請求項7に記載の液晶表示装置の製
造方法は、一対の基板間にベンド配列に配向した液晶層
を設置する第1の工程と、一対の基板の外側に液晶層の
位相を補償する位相補償板を設置する第2の工程と、液
晶層と位相補償板とのリタデーションを、表示に関わる
光の最小波長の半分以下とするように設定する第3の工
程とを備えることを特徴とする。また、第1の工程に
は、液晶層内の液晶分子の複屈折率を0.16以下とす
る工程が含まれるようにすることができる。また、第3
の工程には、表示に関わる光の最小波長を、カラー表示
に関わる各色のうち、最も短波長の色に基づいたものと
する第4の工程が含まれるようにすることができる。ま
た、第4の工程には、光の最小波長を、青色に基づいた
ものとする第5の工程が含まれるようにすることができ
る。また、第4又は第5の工程には、表示に関わる光の
最小波長を380nm〜488nmとする工程が含まれ
るようにすることができる。また、第1の工程には、一
対の基板の間隔を、5.5μm以下とする工程が含まれ
るようにすることができる。本発明に係る液晶表示装置
及びその製造方法においては、一対の基板間にベンド配
列に配向した液晶層を設置し、一対の基板の外側に液晶
層の位相を補償する位相補償板を設置するとともに、液
晶層と位相補償板とのリタデーションを、表示に関わる
光の最小波長の半分以下とするように設定し、各色の表
示に関わる電圧設定の簡略化を図るようにする。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0026】図1は、本発明の液晶表示装置の一実施の
形態を示す断面図、図2は、図1の基板のラビング処
理、偏光板の透過軸及び補償板の複屈折性の傾斜方向を
示す図、図3は、図1の液晶表示装置の製造条件を示す
図、図4は、図1の液晶表示装置の液晶分子の配向状態
を示す模式図、図5は、図4の各配向状態の状態エネル
ギーの計算値を示す図、図6及び図7は、図1の液晶層
と位相補償板の複屈折性を示す模式図、図8は、図3の
試料aの電気光学特性を示す図、図9は、図3の試料b
の電気光学特性を示す図、図10は、図3の試料cの電
気光学特性を示す図である。
【0027】図1に示すように、液晶表示装置は、基板
1,2を備えている。一方の基板1上には、赤・緑・青
のカラーフィルター9R・9G・9Bが形成されてい
る。カラーフィルター9R・9G・9Bの上層には、オ
ーバーコート13、共通電極10、液晶配向層15が形
成されている。
【0028】他方の基板2上には、画素電極7R・7G
・7Bが形成されている。画素電極7R・7G・7Bの
上層には、液晶配向層16が形成されている。
【0029】基板1,2同士は、それぞれの液晶配向層
15,16が向かい合うように組合わされている。基板
1,2間には、液晶層3が形成されている。基板1,2
の外側には、ハイブリッド配列とした負の複屈折性を有
する位相補償板4,5と、偏光板11,12とが形成さ
れている。
【0030】ここでは、それぞれの色の画素に電圧を印
加するために、画素電極7R・7G・7Bを形成した場
合を示している。これに限らず、表示容量の大きい液晶
表示装置の場合は、薄膜トランジスタ等の能動素子を用
いたアクティブマトリクス駆動とすることも可能であ
る。
【0031】このような液晶表示装置は、次のようにし
て製造される。
【0032】まず、基板1上に、3回のフォトリソグラ
フィー工程により、カラーフィルター9R・9G・9B
を形成する。この場合、ポリイミドベースの感光性ポリ
マーに赤・緑・青の顔料を分散した材料でパターンニン
グする。
【0033】赤のカラーフィルター9Rには、640n
m波長光に透過率のピークがあるものを使用した。緑の
カラーフィルターには、540nm波長光に透過率のピ
ークがあるものを使用した。青のカラーフィルター9B
には、430nm波長光に透過率ピークがあるものを使
用した。
【0034】これは、光源として用いる蛍光管の放射光
ピークと合わせ、光の利用効率を高めるためである。光
源やホワイトバランス等を考慮すれば、それぞれのピー
ク波長は変更可能である。たとえば、人間が青と判定す
る光の波長範囲は380nm〜488nmといわれるの
で、この範囲で青の設定を行えばよい。
【0035】次に、ポリイミドベースの透明ポリマーを
スピンコーティングした後、加熱することによって、カ
ラーフィルター9R・9G・9B上にオーバーコート1
3を形成する。
【0036】オーバーコート13は、カラーフィルター
9R・9G・9Bの凹凸を平坦化し液晶分子の配向性を
よくするために用いられる。カラーフィルター9R・9
G・9B及びオーバーコート13用のポリイミド材料と
しては、後工程の製膜工程にも十分に耐えうるように、
200度以上でも変形変質しないものを選択した。
【0037】次に、ITO(Indium-Tin-Oxide)をスパ
ッタにより成膜し、パターンニングして共通電極10を
形成する。次に、ポリイミドを50nm程度の厚さに印
刷法にて塗布し、加熱することにより液晶配向層15を
形成する。
【0038】一方、基板2上には、基板1と同様に、I
TOを成膜後、パターンニングすることにより画素電極
7R・7G・7Bを形成する。次に、ポリイミドを50
nm程度の厚さに印刷法にて塗布し、加熱することによ
り液晶配向層16を形成する。
【0039】次に、基板1,2を、図2の矢印101,
102で示す方向にラビング処理を施す。ギャップに応
じた径を有するポリマービーズを全面に散布し、両基板
1,2をラビング処理の方向が同じ方向になるよう重
ね、貼合わせる。基板1,2間にネマティック液晶を注
入する。
【0040】基板1,2をハイブリッド配列で負の複屈
折性を有する位相補償板4,5で挟む。また、図2のよ
うに、位相補償板4,5の複屈折性の傾斜方向201,
202は、ラビング処理の方向である矢印101,10
2と同一とする。
【0041】位相補償板4,5の上層に偏光板11,1
2を貼付ける。一方の偏光板4又は5の偏光軸を、液晶
配向方向と45度の角度をなす方向301に設置する。
他方の偏光板5又は4は、方向301と直交する方向3
02に設置する。
【0042】このようにして作製される液晶表示装置
を、3通り(試料a,b,c)用意し、それに用いた液
晶の物性パラメータと基板1,2の間隔の大きさとの関
係を、図3に示す。
【0043】基板1,2の間隔は、5.5μmとしてい
る。これは、現在、室温で安定動作する液晶の複屈折率
が約0.16以下であり、後述する本発明の効果が有効
に発揮されるからである。液晶の物性パラメータは、本
発明の効果の理解を容易とするために、液晶の複屈折率
Δn以外はほぼ同一となるようなものを選んでいる。
【0044】次に、本実施の形態における液晶表示装置
の動作について説明する。
【0045】OCBは、TNモードと異なり、液晶分子
の配向状態と電気光学特性とが密接に関わるため、まず
液晶分子の配向状態について説明する。
【0046】図1の画素電極7R、7G、7Bと共通電
極10との間に電圧を印加することにより、液晶分子の
分子軸の方向(ダイレクタ)を変化させる。上記のよう
にして作製した液晶層3の場合、液晶分子の配向状態
は、図4(a)〜(c)に示すように、スプレイ、ツイ
スト、ベンドの3つとなる。印加する電圧の大きさによ
り、各配向状態の状態エネルギーは変化し、液晶層3は
より状態エネルギーの低い方に状態を保とうとする。
【0047】図5に、各状態エネルギーの計算値を示
す。図3に示した3つの試料a,b,cの場合、印加電
圧が2V以上でベンド配向状態の状態エネルギーが他の
状態よりも低くなる。これが一番安定な状態である。O
CBは、液晶層3がベンド配向状態であることが必要な
ので、2V以上の電圧領域で試料a、b、cは使用可能
となる。
【0048】次に、OCBの電気光学特性について説明
する。
【0049】OCBは、複屈折性を制御することにより
表示を行う液晶モードである。ある電圧を印加し、液晶
分子のダイレクタを変化させて得られた液晶層3のリタ
デーションをRlcと、位相補償板4,5のリタデーシ
ョンをRrfとする。これら2つのリタデーションRl
c,Rrfを総合したOCB全体のリタデーションをR
としたときの透過光強度Iは、次の式で表される。
【0050】 I=A・(sin(2・θ))^2・(sin(R・π/λ))^2・・・
【0051】ここで、Aは比例定数、θは偏光板の偏光
軸と複屈折率長軸のなす角、λは光の波長である。
【0052】つまり、リタデーションRが0ないし波長
の倍数の場合、黒表示となる。それ以外の電圧では白な
いし中間調の表示となる。
【0053】図6に、液晶層3と位相補償板4,5との
複屈折性を示す。
【0054】複屈折性LC1〜LC5は、液晶分子の複
屈折率楕円体を示し、複屈折性RF1〜RF5は、位相
補償板4,5の複屈折率楕円体を示す。
【0055】ハイブリッド配列をした負の複屈折性は、
黒表示時の液晶層3の複屈折性と対応するようになって
いる。液晶層3の複屈折性LC1は、位相補償板4,5
の複屈折性RF1に対応し、互いに補償を行っている。
同様に、LC2とRF2・・・LC5とRF5は、互い
に補償を行っている。
【0056】たとえば、複屈折性LC5と複屈折性RF
5とを正面から観察した場合、図7(a)のように、そ
れぞれの複屈折性LC5,RF5は直交している。両者
の複屈折率nlcx,nlcy,nrfx,nrfyを
合わせると、x方向とy方向の屈折率nlcx,nrf
yが等しくなり、リタデーションは0となる。
【0057】複屈折性LC5と複屈折性RF5とをラビ
ング方向に沿って斜め方向から見た場合は、図7(b)
に示すように、複屈折性LC5のx方向の屈折率nlc
xが正面から観察した場合に比べ小さくなっている。
【0058】これに対し、複屈折性RF5のx方向の屈
折率nrfxは大きくなり、2つを合わせたリタデーシ
ョンは0となる。同様にして、LC2とRF2・・・L
C5とRF5も互いに補償しあう。よって、OCBは、
斜め方向から観察しても全体のリタデーションRが0で
あり、黒を表示できることとなり、広い視野角が得られ
る。
【0059】図3の試料aの電気光学特性を、図8に示
す。図3の試料bの電気光学特性を、図9に示す。図3
の試料cの電気光学特性を、図10に示す。
【0060】図8及び図9に示すように、試料a及び試
料bの電気光学特性は、2Vから黒表示が得られる8V
又は9Vである電圧Vblまでの電圧範囲で、赤・緑・
青の透過率が単調に減少している。これに対し、試料c
の電気光学特性は、青に限り、透過率が電圧に対して単
調に減少せず、一度増加してから減少している。
【0061】この現象は、以下の理由から生じる。
【0062】上記の式より、リタデーションRが光の
波長の半分のとき、透過光強度は最大となる。これは、
入射光が複屈折性を受けると位相がπだけずれるため、
直交偏光板下では入射光がそのまま出射する条件となる
からである。
【0063】試料a、b、cの2V〜Vblまで印加し
た場合の全体のリタデーションRを観察すると、試料a
は全体のリタデーションRが142nm〜0nmの範囲
で変化している。試料bは、リタデーションRが192
nm〜0nmの範囲で変化している。
【0064】この条件では、透過光強度の最大点を通過
しないため、透過光強度は単調に減少する。これに対し
て、試料cはリタデーションRが262nm〜0nmの
範囲で変化している。透過光は、430nm波長光の透
過光強度が最大となる点R=215nmを通過する。そ
のため、その点まで透過光は増加し、その点を過ぎると
減少する。
【0065】よって、動作時に全体のリタデーションR
を215nm以下にした試料a及び試料bは、赤・緑・
青の各色の透過光が電圧に対し同じように減少するた
め、印加電圧の設定を同一とすることができる。
【0066】試料cは、動作電圧を2V〜Vblとする
と、上記の理由で印加電圧の設定を同一にすることがで
きない。この場合、印加電圧の設定のための電子部品を
増やす必要があることから、高コストとなる。ただし、
動作電圧を2.6V〜Vblまでとすると、赤・緑・青
とも単調減少となり、印加電圧の設定を同一にすること
ができる。
【0067】このように、本実施の形態では、一対の基
板1,2間にベンド配列に配向した液晶層3を設置し、
一対の基板1,2の外側に液晶層3の位相を補償する位
相補償板4,5を設置するとともに、液晶層3と位相補
償板4,5とのリタデーションRを、表示に関わる光の
最小波長の半分以下とするように設定し、各色の表示に
関わる電圧設定の簡略化を図るようにしたので、作製コ
ストの低減及び装置の小型化を図ることができる。
【0068】なお、本実施の形態では、青のカラーフィ
ルター9Bに430nm波長光に透過率ピークを持つも
のを使用したが、これに限らず、多色表示を行う場合、
動作時に全体のリタデーションRを使用する光のうち、
最も短波長の光の半分以下に設定するようにしてもよ
い。この場合、何れの色に対しても印加電圧の設定を同
一にすることができる。
【0069】
【発明の効果】以上の如く本発明に係る液晶表示装置及
びその製造方法によれば、一対の基板間にベンド配列に
配向した液晶層を設置し、一対の基板の外側に液晶層の
位相を補償する位相補償板を設置するとともに、液晶層
と位相補償板とのリタデーションを、表示に関わる光の
最小波長の半分以下とするように設定し、各色の表示に
関わる電圧設定の簡略化を図るようにしたので、作製コ
ストの低減及び装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の一実施の形態を示す断
面図である。
【図2】図1の基板のラビング処理を示す図である。
【図3】図1の液晶表示装置の製造条件を示す図であ
る。
【図4】図1の液晶表示装置の液晶分子の配向状態を示
す模式図である。
【図5】図4の各配向状態の状態エネルギーの計算値を
示す図である。
【図6】図1の液晶層と位相補償板の複屈折性を示す模
式図である。
【図7】図1の液晶層と位相補償板の複屈折性を示す模
式図である。
【図8】図3の試料aの電気光学特性を示す図である。
【図9】図3の試料bの電気光学特性を示す図である。
【図10】図3の試料cの電気光学特性を示す図であ
る。
【符号の説明】
1,2 基板 3 液晶層 4,5 位相補償板 7R・7G・7B 画素電極 9R・9G・9B カラーフィルター 10 共通電極 11,12 偏光板 13 オーバーコート 15,16 液晶配向層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA42Z FD10 GA06 GA13 JA02 KA01 KA02 KA10 LA15 LA19

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の基板間にベンド配列に配向した液
    晶層が設置されるとともに、前記一対の基板の外側に前
    記液晶層の位相を補償する位相補償板が設置されてなる
    液晶表示装置であって、 前記液晶層と位相補償板とを通過する光のリタデーショ
    ンは、表示に関わる光の最小波長の半分以下であるよう
    に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記液晶層内の液晶分子の複屈折率が
    0.16以下であることを特徴とする請求項1に記載の
    液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記表示に関わる光の最小波長は、カラ
    ー表示に関わる各色のうち、最も短波長の色に基づいた
    ものであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示
    装置。
  4. 【請求項4】 前記光の最小波長は、青色に基づいたも
    のであることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装
    置。
  5. 【請求項5】 前記表示に関わる光の最小波長が380
    nm〜488nmであることを特徴とする請求項3又は
    4に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 前記一対の基板の間隔は、5.5μm以
    下であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装
    置。
  7. 【請求項7】 一対の基板間にベンド配列に配向した液
    晶層を設置する第1の工程と、 前記一対の基板の外側に前記液晶層の位相を補償する位
    相補償板を設置する第2の工程と、 前記液晶層と位相補償板とのリタデーションを、表示に
    関わる光の最小波長の半分以下とするように設定する第
    3の工程とを備えることを特徴とする液晶表示装置の製
    造方法。
  8. 【請求項8】 前記第1の工程には、前記液晶層内の液
    晶分子の複屈折率を0.16以下とする工程が含まれる
    ことを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置の製造
    方法。
  9. 【請求項9】 前記第3の工程には、前記表示に関わる
    光の最小波長を、カラー表示に関わる各色のうち、最も
    短波長の色に基づいたものとする第4の工程が含まれる
    ことを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置の製造
    方法。
  10. 【請求項10】 前記第4の工程には、前記光の最小波
    長を、青色に基づいたものとする第5の工程が含まれる
    ことを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置の製造
    方法。
  11. 【請求項11】 前記第4又は第5の工程には、前記表
    示に関わる光の最小波長を380nm〜488nmとす
    る工程が含まれることを特徴とする請求項9又は10に
    記載の液晶表示装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記第1の工程には、前記一対の基板
    の間隔を、5.5μm以下とする工程が含まれることを
    特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置の製造方法。
JP06960599A 1999-03-16 1999-03-16 液晶表示装置及びその製造方法 Expired - Lifetime JP3293586B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06960599A JP3293586B2 (ja) 1999-03-16 1999-03-16 液晶表示装置及びその製造方法
TW089104244A TW419598B (en) 1999-03-16 2000-03-09 Liquid-crystal display having liquid-crystal layer oriented to bend alignment
KR1020000012388A KR100355081B1 (ko) 1999-03-16 2000-03-13 벤드배열로 배향된 액정층을 갖는 액정표시장치
US09/527,529 US7369201B1 (en) 1999-03-16 2000-03-16 Liquid-crystal display having liquid-crystal layer oriented to bend alignment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06960599A JP3293586B2 (ja) 1999-03-16 1999-03-16 液晶表示装置及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000267094A true JP2000267094A (ja) 2000-09-29
JP3293586B2 JP3293586B2 (ja) 2002-06-17

Family

ID=13407654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06960599A Expired - Lifetime JP3293586B2 (ja) 1999-03-16 1999-03-16 液晶表示装置及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7369201B1 (ja)
JP (1) JP3293586B2 (ja)
KR (1) KR100355081B1 (ja)
TW (1) TW419598B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007213101A (ja) * 2000-10-17 2007-08-23 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置
CN100354721C (zh) * 2002-08-14 2007-12-12 三星电子株式会社 一种ocb模式液晶显示器及其驱动方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7023416B1 (en) * 1999-10-19 2006-04-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Driving technique for activating liquid crystal device
KR100667073B1 (ko) * 2005-04-27 2007-01-10 삼성에스디아이 주식회사 액정 표시 장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5107356A (en) * 1989-12-26 1992-04-21 General Electric Company Liquid crystal display device with birefringent films
JP2866540B2 (ja) 1992-06-26 1999-03-08 シャープ株式会社 液晶表示装置
US5410422A (en) 1993-03-03 1995-04-25 Tektronix, Inc. Gray scale liquid crystal display having a wide viewing angle
GB2276730A (en) * 1993-03-15 1994-10-05 Sharp Kk Liquid crystal display
US6115014A (en) * 1994-12-26 2000-09-05 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display by means of time-division color mixing and voltage driving methods using birefringence
JP3648572B2 (ja) * 1995-03-27 2005-05-18 カシオ計算機株式会社 カラー液晶表示装置
JP3056997B2 (ja) * 1996-02-19 2000-06-26 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション カラー液晶デイスプレー装置
JP3650499B2 (ja) 1997-01-10 2005-05-18 松下電器産業株式会社 液晶表示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007213101A (ja) * 2000-10-17 2007-08-23 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置
CN100354721C (zh) * 2002-08-14 2007-12-12 三星电子株式会社 一种ocb模式液晶显示器及其驱动方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW419598B (en) 2001-01-21
US7369201B1 (en) 2008-05-06
KR20000062847A (ko) 2000-10-25
JP3293586B2 (ja) 2002-06-17
KR100355081B1 (ko) 2002-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4080245B2 (ja) 液晶表示装置
US8294860B2 (en) Liquid crystal display device
JP3335130B2 (ja) 液晶表示装置
JP5659768B2 (ja) 斜め電界液晶表示装置
CN102918451B (zh) 液晶显示装置
JP5083467B2 (ja) 液晶表示装置用カラーフィルタ基板および液晶表示装置
US20040156001A1 (en) Liquid crystal display-specific substrate having a phase difference control function, and liquid crystal display using the same
US20020047958A1 (en) Liquid crystal display apparatus
JP2011002775A (ja) 液晶表示装置
JP2828073B2 (ja) アクティブマトリクス液晶表示装置
US5818558A (en) Liquid crystal display device
JP3308154B2 (ja) 液晶パネルとその駆動方法
KR100375899B1 (ko) 광학적 보상 벤드 모드 lcd 장치
US6271905B1 (en) Reflective liquid crystal display device
JPH02124529A (ja) 二層型液晶表示装置
US7365813B2 (en) Color liquid crystal display device
US6567149B1 (en) Reflection liquid crystal display device
JP3293586B2 (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
JPH0876077A (ja) 電界制御回折格子および液晶素子
JP3716267B2 (ja) 液晶表示装置
JP3000669B2 (ja) 液晶表示装置
JP2000111912A (ja) 反射型液晶表示素子
JPH10170909A (ja) 液晶表示装置
JP3074123B2 (ja) 液晶表示素子
JPH09197429A (ja) 液晶表示素子

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080405

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080405

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090405

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100405

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110405

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120405

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120405

Year of fee payment: 10

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120405

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130405

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140405

Year of fee payment: 12

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term