JP3059864B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133753—Surface-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
- G02F1/133757—Surface-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 with different alignment orientations
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Description
とができる液晶表示装置に関する。
の基板間(液晶セル内)に液晶層が設けられ、液晶層内
に含まれる液晶分子の配向状態を変化させることにより
液晶セル内の光学的屈折率を変化させて表示を得るもの
である。よって、液晶分子を液晶セル中で規則正しく配
列させる必要がある。
としては、上記基板の液晶層側表面に配向膜を形成して
基板の表面状態を液晶分子と相互作用するように制御す
る方法が広く用いられている。この方法においては、一
対の基板の相対する表面に液晶配向膜材料を塗布して配
向膜を形成し、その配向膜の表面をラビングして配向処
理を行う。
向膜とが用いられる。無機配向膜材料としては、酸化
物、有機シラン、金属、金属錯体等が挙げられる。有機
配向膜材料としては、ポリイミド樹脂が広く用いられて
おり、基板上に形成されたポリイミド膜表面をラビンン
グ処理することにより液晶分子を配向させることができ
る。
(TFT)を用いた液晶表示装置(TFT−LCD)に
おいては、ツイステッドネマティック(TN)型の構成
が採用される。TN型の構成では、一対の基板間で液晶
分子が90°ねじれるように配向させられ、液晶表示装
置の視角方向は、液晶分子の向きにより決定される。
装置においては、液晶分子が屈折率異方性(複屈折率)
を有するので、観測者が液晶表示装置の画面を見る角度
によってコントラストが変化するという現象が生じる。
この現象について図5および図6を参照しながら説明す
る。
構成を示す斜視図および断面図である。この液晶表示装
置は、ガラス基板31a、透明電極31bおよび配向膜
31cを有する一方の基板31と、ガラス基板32a、
透明電極32bおよび配向膜32cを有する他方の基板
32との間(液晶セル内)に液晶層が設けられている。
液晶セル内の液晶分子35は、基板31と32との間で
90°ねじれるように配向させられ、δのプレチルト角
を有している。尚、この図5および図6において、33
は基板31のラビング方向を、34は基板32のラビン
グ方向を、35は液晶層の中央に位置する液晶分子を、
36は正視角方向を示す。
ル)に電圧を印加しない時に光が透過して白色表示が得
られるノーマリホワイトモードでは、電圧を印加した状
態で基板31面に対して垂直な方向から見ると、図7の
実線L1に示すような電圧−透過率(V−T)特性が得
られる。即ち、印加電圧値が高くなるにつれて光の透過
率が低下し、ある印加電圧値になると透過率がほぼ零と
なって、それ以上印加電圧を高くしても透過率はほぼ零
のまま変化しない。
態で、正視角方向36に視角(視線の角度)を傾けて行
くと、図7の実線L2に示すようなV−T特性となる。
即ち、視角を深くすることにより特性が図の左方向にシ
フトすることに加えて、印加電圧値が高くなるにつれて
光の透過率が低下し、ある印加電圧値になると透過率が
逆に上昇し、その後再び徐々に低下するという反転現象
が生じる。このため、視角を正視角方向に傾けて行く
と、特定の角度で画像の白黒が反転する。これは、液晶
分子が傾いているので、視角を傾けていくことにより屈
折率が変化するために生じる現象である。
の時には、図4(a)に示すように、正視角方向に位置
する観測者37には中央分子35が楕円に見える。印加
電圧を徐々に高くして行くと、図4(b)に示すよう
に、中央分子35が電界方向に傾いて行くので、観測者
37に中央分子35が真円に見える瞬間がある。この
時、光の透過率が高くなる。さらに印加電圧を高くして
行くと、図4(c)に示すように、中央分子35が電界
方向にほぼ平行となるので、観測者37には再び中央分
子35が楕円に見える。このように、液晶分子の傾きに
より屈折率(Δn)が変化するために、正視角方向36
に視角を傾けて行くと、特定の角度で画像の白黒が反転
する現象(反転現象)が生じる。
視角方向)においては反転現象は生じないが、同様の理
由から、視角を深くして行くとV−T特性が右方向にシ
フトし、白黒のコントラスト比が低くなるという現象が
生じる。
やコントラスト低下は、観測者にとって大変障害にな
り、その液晶表示装置の表示特性そのものを疑わせるも
のである。
の方法が、例えば特開昭60−211425号公報や特
開昭60−147722号公報に開示されている。前者
の方法は、絵素毎に異なったラビング角度で配向処理す
ることによりV−T特性を変化させるものである。得ら
れた液晶表示装置においては複数のV−T特性が混ざり
合うので、正視角方向の反転現象や逆視角方向のコント
ラスト低下が緩和される。後者の方法は、同一の液晶セ
ルをワイパー状(円弧状)にラビングし、画面内に様々
な視角方向を形成することにより、同様の効果を得るも
のである。しかし、上記2つの方法では、視角特性の問
題は必ずしも解決できない。
度大きくなると、表示画面の場所によって視線角度が変
わることになる。このため、上記図7のL1、L2に示
したような複数のV−T特性を同一画面内で観察するこ
とになる。この現象について図1を参照しながら説明す
る。
画面を見る場合、観察者が37aの位置から液晶パネル
画面の上部(正視角方向から見た上部)を見る時の視線
角度θaと、液晶パネル画面の下部を見る時の視線角度
θbとは異なり、θa<θbとなる。また、さらに視角を
傾けて37cの位置から液晶パネル画面の上部を見る時
の視線角度θdと、液晶パネル画面の下部を見る時の視
線角度θcとも異なり、θd<θcとなる。このように、
観察者が液晶パネルを見る場合の視線角度が同一画面内
に複数存在すると、同一画面内にV−T特性の差が生じ
るので、均一な画面が得られない。例えば、正視角方向
から画面を見る場合、反転現象がθc(<θa<θb)で
現れるとすると、観察者が37aから37cまで移動す
る際に、37bにおいて画面上部から反転現象が現れ初
め、最後に37cにおいて画面下部に反転現象が現れ
る。また、逆視角方向から画面を見る場合、画面下部か
らコントラスト低下が現れ初め、最後に画面上部にコン
トラスト低下が現れる。
めになされたものであり、液晶表示装置の視角特性を改
善し、画面全体を良好で均一な表示状態とすることがで
きる液晶表示装置を提供することを目的とする。
は、各々一方の表面に透明電極と配向膜とが形成された
一対の透明基板が該表面同士を対向させて配設され、両
基板間に液晶層が挾持されてなる液晶パネルを備えた液
晶表示装置において、該液晶パネルを、正視角方向に対
して垂直な方向に2つ以上の領域に分割し、一方の基板
上の配向膜のラビング方向と他方の基板上の配向膜のラ
ビング方向とがなすラビング角度を、正視角方向に向か
うにつれて広くなるように該領域毎に段階的に変化させ
てなることを特徴としており、そのことにより上記目的
が達成される。
対して垂直に2つ以上の領域に分割し、各領域毎に段階
的にラビング角度を変化させており、このことにより、
同一セル内に複数の異なったラビング角度を有する領域
を存在させている。
を形成してあらゆる方向の視角特性を均一化させたり、
ある特定の角度から画面を見た時にコントラストが向上
するように視角方向を部分的に変化させるのではなく、
正視角方向および逆視角方向の任意の角度から見て画面
全体が均一なV−T特性を有するように、ラビング角度
を段階的に変化させているので、画面全体を良好で均一
な表示状態とすることができる。
転現象が現れる角度θdが適切な値になるように画面上
部のラビング角度を設定することにより、従来画面上部
に反転現象が現れていた位置37bでは反転現象が現れ
ず、従来画面下部に反転現象が現れていた位置37cで
画面全体に反転現象が現れるようにすることができる。
従って、その位置37cまでは反転現象が現れず、画面
全体を良好で均一な表示状態にすることができる。
と、その変化に伴って液晶表示装置のV−T特性が変化
する。例えば、ラビング角度を狭くするとV−T特性は
図7の右方向にシフトし、ラビング角度を広くするとV
−T特性は図7の左方向にシフトする。従って、正視角
方向において最もコントラストが高くなる視線角度(以
下、最適角度と称する)は、ラビング角度が狭いと深く
なり、ラビング角度が広いと浅くなる。
小さい画面上部ではラビング角度を狭くして最適角度を
深くし、観察者の視線角度が大きい画面下部ではラビン
グ角度を広くして最適角度を浅くすることにより、画面
全体に渡って均一な表示が得られる。
面上部は画面下部に比べて視線角度が小さくなるため、
反転現象は画面上部から生じてくる。しかし、本発明の
液晶表示装置は画面上部の最適角度が深くなっているの
で、反転現象が生じる視線角度が深い方向にシフトし、
その結果、反転現象を改善することができる。逆視角方
向から画面を見た場合、画面下部は画面上部に比べて視
線角度が小さくなるため、コントラストの低下は画面下
部から生じてくる。しかし、本発明の液晶表示装置は画
面下部の最適角度が浅くなっているので、コントラスト
の低下が生じる視線角度が深い方向にシフトし、その結
果、コントラストの低下を改善することができる。
に変化させることにより、用途に応じて画面全体の最適
角度を自由に設定することができる。例えば、液晶表示
装置の正視角方向から見た画面の最上部領域において5
0°〜75°の範囲とし、画面の最下部領域において8
5°〜105°の範囲とすることができる。
ながら説明する。
装置の画面部分を示す。この液晶表示装置において、液
晶パネルは、透明電極と配向膜とが形成された一対の透
明基板が該表面同士を対向させて配設され、両基板間に
液晶層が狭持されている。この液晶パネルは、正視角方
向に対して垂直な方向に、画面上端aから画面中央部
a’までの領域Aと、画面中央部a’から画面下端a''
までの領域A’との2つの領域に分割されており、Aと
A’との面積比は1:1になっている。一方の基板上の
配向膜のラビング方向Fと他方の基板上の配向膜のラビ
ング方向Bとがなすラビング角度は、A領域とA’領域
とで異なっており、A領域ではθ1=75°、A’領域
ではθ2=90°となるようにラビング処理されてい
る。
A領域でラビング角度が75°と狭いので、画面上部で
の最適角度は深くなり、画面下部のA’領域でラビング
角度が90°と広いので、画面下部での最適角度は浅く
なる。よって、正視角方向から画面を見た場合のコント
ラスト低下とを改善して、画面全体を均一で良好な表示
状態とすることができる。
晶表示装置の画面部分を示す。この液晶表示装置におい
て、液晶パネルは、正視角方向に対して垂直な方向に、
画面上端aから画面下端a''まで複数の領域に分割され
ている。ラビング角度は、図3(a)に実線で示すよう
に、画面上端aで50°以上75°以下の範囲であり、
領域毎に1°ずつもしくは所定の度数ずつ段階的に変化
し、画面下端a''で85°以上105°以下の範囲であ
る。例えば、画面上端aで50°のラビング角度として
ラビング処理を開始し、その後、各領域で1°ずつ変化
させ、最後に画面下端a''で105°のラビング角度と
してラビングを行うことができる。
°以下、下部領域で85°以上105°以下に限定する
理由を以下に示す。図2に示す上部領域のラビング角度
θ1が50゜以下になった場合、正面からのコントラス
トが大幅に低下し、良好な表示状態が得られない。同じ
く、下部領域のラビング角度θ2が105゜以上の場
合、正面で反転現象が起こってしまう。したがって、良
好な表示状態が得られ、かつ、反転現象の起こらない領
域は上記に示した範囲に限定する。
ある。実施例1は画面を上下に分割している。つまり、
ラビング角度θ1、θ2が異なる領域が2つ存在するよう
に設定する。これに比べて実施例2では、画面内をさら
に細分化し、ラビング角度が異なる領域が2つ存在する
ため、実施例1よりも滑らかな表示状態が得られる。
いて、液晶パネルは実施例2と同様に、正視角方向に対
して垂直な方向に、画面上端aから画面下端a''まで複
数の領域に分割されている。ラビング角度は、図3
(a)に破線で示すように、画面上端aで50°以上7
5°以下の範囲であり、領域毎に段階的に変化し、画面
下端a''で85°以上105°以下の範囲である。この
変化の仕方は、用途に応じた最適角度となるように最適
化させることができる。
によれば、正視角方向および逆視角方向の任意の角度か
ら見て画面全体が均一なV−T特性を有するように、ラ
ビング角度を段階的に変化させている。よって、正視角
方向の反転現象および逆視角方向のコントラスト低下を
改善して、良好な表示状態とすることができる。
図である。
度を示すグラフである。
の模式図である。
図である。
図である。
特性)を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 各々一方の表面に透明電極と配向膜とが
形成された一対の透明基板が該表面同士を対向させて配
設され、両基板間に液晶層が挾持されてなる液晶パネル
を備えた液晶表示装置において、 該液晶パネルを、正視角方向に対して垂直な方向に2つ
以上の領域に分割し、一方の基板上の配向膜のラビング
方向と他方の基板上の配向膜のラビング方向とがなすラ
ビング角度を、正視角方向に向かうにつれて広くなるよ
うに該領域毎に段階的に変化させてなることを特徴とす
る液晶表示装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5190498A JP3059864B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 液晶表示装置 |
US08/278,952 US5689322A (en) | 1993-07-30 | 1994-07-22 | Liquid crystal display device having regions with different twist angles |
EP94305612A EP0636920B1 (en) | 1993-07-30 | 1994-07-28 | Liquid crystal display device |
DE69431505T DE69431505T2 (de) | 1993-07-30 | 1994-07-28 | Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung |
KR1019940019022A KR0173802B1 (ko) | 1993-07-30 | 1994-07-30 | 액정표시장치 및 그의 제조방법 |
US08/453,804 US5594570A (en) | 1993-07-30 | 1995-05-30 | Liquid crystal display device and method for producing the same |
US08/453,690 US5652634A (en) | 1993-07-30 | 1995-05-30 | Multiple domain liquid crystal display device with particular reference orientation directions and method for producing the same |
US08/950,514 US5855968A (en) | 1993-07-30 | 1997-10-22 | Liquid crystal display device and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5190498A JP3059864B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0743717A JPH0743717A (ja) | 1995-02-14 |
JP3059864B2 true JP3059864B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=16259098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5190498A Expired - Fee Related JP3059864B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3059864B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP5190498A patent/JP3059864B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0743717A (ja) | 1995-02-14 |
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