JP2001042367A - 光学的に補償されたスプレイモード液晶表示装置 - Google Patents

光学的に補償されたスプレイモード液晶表示装置

Info

Publication number
JP2001042367A
JP2001042367A JP2000197154A JP2000197154A JP2001042367A JP 2001042367 A JP2001042367 A JP 2001042367A JP 2000197154 A JP2000197154 A JP 2000197154A JP 2000197154 A JP2000197154 A JP 2000197154A JP 2001042367 A JP2001042367 A JP 2001042367A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display device
crystal display
optically compensated
crystal molecules
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
JP2000197154A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3684398B2 (ja
Inventor
Shoko Ko
承 湖 洪
Hyang Yul Kim
香 律 金
Seung Hee Lee
升 煕 李
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.)
SK Hynix Inc
Original Assignee
Hyundai Electronics Industries Co Ltd
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 Hyundai Electronics Industries Co Ltd filed Critical Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Publication of JP2001042367A publication Critical patent/JP2001042367A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3684398B2 publication Critical patent/JP3684398B2/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
    • G02F1/137Devices 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
    • 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
    • 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
    • G02F1/133746Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for high pretilt angles, i.e. higher than 15 degrees
    • 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
    • G02F1/13712Devices 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 the liquid crystal having negative dielectric anisotropy

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、視野角を確保しながら画質特性を
改善できる液晶表示装置を提供する。 【構成】 本発明は、所定距離をおいて対向してそれぞ
れの内側面に駆動電極が形成された上部及び下部基板
と、前記上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分
子を含む液晶層とを含み、前記駆動電極に電圧が印加さ
れないと、液晶分子らがバンド(bend)形態に配列され、
前記駆動電極に臨界電圧以上が印加されると、液晶分子
らが液晶層のミドルレーヤーを基準にして、上下対称さ
れるようにスプレイ(splay)形態に配列されることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、より詳しくは光学的に視野角が補償されたスプレイ
モード液晶表示装置に関し、画質特性が改善された液晶
表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ツイストネマティック(TN)液晶表示装
置(LCDs)は、狭い視野角にも係わらず、ノートブッ
クコンピュータに広く用いられてきた。しかし、LCD
sがモニター及びテレビ市場でチューブCRT表示装置
に代わる為には視野角を向上させることが必須な先決課
題であった。
【0003】最近、TNモードの視野角を改善する為
に、TN-LCDの液晶層に二重ドメインを形成する技
術及びIPS-LCDが提案された。ここで、液晶層内
に二重ドメインを形成する技術としては、(1)多重ラビ
ング方法(multiple rubbingmethod)、(2)多重配向膜
方法(multiple alignment layer method)、(3)エッ
ジフリンジフィールド方法(edge fringe field meth
od)及び(4)平行フリンジフィールド方法(parallel fr
inge field method)等がある。
【0004】しかし、これら方法は煩雑な工程を必要と
する。例えば、多重ラビング方法を用いる時は、各パネ
ルが一つまたは二つの基板に対して一回以上のラビング
工程及びフォトリソグラフィー工程を必要とする。多重
配向膜方法を用いる時は、一つまたは二つの基板に対し
て一回の配向膜パターニング及びエッチングを必要とす
る。平行フリンジフィールド方法を用いる時は、カラー
フィルタ上にあるITO層をパターニングすべき必要が
ある。前記三つの方法の工程はコーティング、ベイキン
グ、パターニング、現像及びフォトレジストの除去段階
を含む。また、多重ラビング方法は一つの追加層のラビ
ングを、多重配向膜方法は一つの追加層のコーティング
を、平行フリンジフィールド方法はカラーフィルタ側で
のITOエッチングを必要とする。それで、デュアルド
メイン形成工程は従来の単一ドメイン形成工程より複雑
で、高コストの問題点があった。しかも、多重ラビング
方法は視野角が非対称的であるという短所があった。
【0005】また、IPS-LCDは視野角特性が非常
に優秀であるが、透過率及び開口率が非常に低くて応答
速度が非常に遅いという短所がある。
【0006】これにより、従来は数回のラビング工程な
しに全方向で平均な視野角特性を得ながら応答速度を改
善するために、液晶分子の屈折率異方性を補償するOC
B(Optically Compansated Bend)モードの液晶表示装
置が提案された(参照文献;SID 93 Digest 277頁、"W
ide-Viewing-Angle Display Mode for the Active
-Matrix LCD Using Bend-Alignment Liquid crist
al Cell, Y.Yamaguchi, T.Miyashita, T.Uchida)。
【0007】図1乃至図3は従来のOCBモード液晶表
示装置の構成及び動作を説明するための断面図である。
【0008】まず、図1に示すように、下部基板10と
上部基板15は所定距離をおいて対向配置される。下部
基板10と上部基板15との間には多数の液晶分子18
aを含む液晶層18が介在される。ここで、液晶層18
は例えば誘電率異方性が正の物質を用いる。下部基板1
0と上部基板15の内側面には液晶分子を駆動させるた
めの画素電極11と共通電極16が各々具備される。ま
た、画素電極11を含む下部基板10と液晶層18との
間に第1配向膜12が配置され、共通電極16を含む上
部基板15と液晶層18との間に第2配向膜17が配置
される。第1配向膜12と第2配向膜17はプレティル
ト角が10゜以下の水平配向膜であって、互いに平行な
方向にラビングされる。下部基板10と上部基板15の
外側面の各々には所定の偏光軸を持つ第1及び第2偏光
板19a、19bが付着される。このとき、第1及び第
2偏光板19a、19bの偏光軸は互いに交差するよう
に配置され、何れか一つはラビン軸と45゜または13
5゜に配置される。
【0009】こうしたOCBモードの液晶表示装置は、
次の通り動作する。まず、図1に示すように、画素電極
及び共通電極11、16間に電圧差が発生されないと、
液晶分子18aは第1及び第2配向膜12、17だけの
影響のためスプレイ(splay)形態に配列される。これに
より、液晶層を通過しながら光の偏光状態が変化して、
光は第2偏光板19bを通過しながらリークされる。
【0010】一方、画素電極に臨界電圧Vs以上の電圧
が印加されると、図2及び図3に示すように、ミドルレ
ーヤーにある液晶分子18aがその長軸が電界とほぼ平
行に配列されて、液晶分子の配列がスプレイ状態からバ
ンド状態に変換される。尚、図2は臨界電圧Vsが画素
電極に印加された時の液晶分子配列を示し、図3は臨界
電圧Vs以上の電圧が画素電極に印加された時の液晶分
子の配列を示す。
【0011】すなわち、電圧の印加前にミドルレーヤー
にある液晶分子は上部及び下部配向膜の対称性のためス
プレイ状態に配列され、その後、電圧印加時にミドルレ
ーヤーにある液晶分子は直接作用する電界による力を耐
えなくて電界と長軸が平行なバンド状態に変換される。
また、画素電極に臨界電圧以上を加えると、ミドルレー
ヤーだけでなく配向膜近傍の液晶分子らもその長軸が基
板表面に対して垂直をなすように配列され、臨界電圧以
上の電圧を加えるほど透過光は低減されて益々ダークに
なる。このとき、OCBモード-LCDは、バンド状態
中の最大光量時をホワイト状態として用い、画素電極に
臨界電圧以上の高電圧を加えた場合、最小光量時をダー
ク状態として用いる。すなわち、臨界電圧以下の電圧は
ディスプレイモードとして用いない。
【0012】こうしたOCBモードの液晶表示装置は、
電界形成時にミドルレーヤーを基準にして液晶分子18
aが上下対称的に配列されるので、光が下部基板10よ
り上部基板15を通過する間に自然に位相が補償され
る。また、ダーク状態は所定の臨界電圧を加えると達成
されるので、逆流(backflow)現象が発生せず、比較的早
い応答速度を持つ。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のO
CBモードの液晶表示装置は、次の様な問題点を持つ。
一般の液晶表示装置は、セルギャップを維持するために
液晶層内にある球形または楕円形のスペーサ(不図示)を
含む。このとき、従来のOCBモード液晶表示装置の液
晶分子は、電界印加前、スプレイ状態に配列されながら
スペーサの曲面に沿って配列される。すなわち、図4に
示すように、液晶分子18aがスペーサの曲面に沿って
スプレイ形態に配列されることで、スプレイの配置され
た部分では液晶分子が不安に配置される。よって、初期
の液晶分子の配列状態が不安であるため、臨界電圧以上
の高電圧の印加時、スプレイ状態からバンド状態に変化
されることが不均一になる。
【0014】また、図5に示すように、画素電極11が
パターン形態に形成されて所定の段差を持ち、画素電極
11の表面に第1配向膜12が形成される。これによ
り、画素電極11上の液晶分子18aはその長軸が第1
配向膜12の表面と平行に配列される。ところが、画素
電極11の段差部にある液晶分子18aはその長軸が段
差面と平行に配列されて、リバースティルト(reverse
tilt)が発生する。
【0015】このように液晶分子の配向が部分的に不良
で、段差部ではリバースティルトが発生するにつれて画
質が低下し、臨界電圧以上の高電圧が印加されてもスプ
レイ状態からバンド状態に均一に変化し難しい。
【0016】さらに、画素電極11に臨界電圧が印加さ
れても、スプレイ状態からバンド状態に変化するのに相
当時間を要するだけでなく、画素別に不均一に変化す
る。これにより、速くて均一にスプレイ状態からバンド
状態に変化させる為には臨界電圧よりも高い電圧を加え
るべきである。
【0017】従って、本発明の目的は、視野角を確保し
ながら画質特性を改善できる液晶表示装置を提供するこ
とにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、所定距離をおいて対向してそれぞれの内
側面に駆動電極が形成された上部及び下部基板と、前記
上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分子を含む
液晶層とを含み、前記駆動電極に電圧が印加されない
と、液晶分子らがバンド(bend)形態に配列され、前記駆
動電極に臨界電圧以上が印加されると、液晶分子らが液
晶層のミドルレーヤーを基準にして、上下対称されるよ
うにスプレイ(splay)形態に配列されることを特徴とす
る。
【0019】また、本発明は、所定距離をおいて対向し
てそれぞれの内側面に駆動電極が形成された上部及び下
部基板と、前記上部及び下部基板間に介在される多数の
液晶分子を含む液晶層と、前記下部及び上部基板の内側
面に各々配置される第1及び第2配向膜と、前記下部及
び上部基板の外側面に各々配置される第1及び第2偏光
板とを含み、前記液晶分子は誘電率異方性が負であり、
前記第1及び第2配向膜は90゜以下のプレティルト角
を持ち、互いに平行な方向にラビングされ、前記第1及
び第2偏光板の偏光軸の何れかは前記ラビング軸と所定
角度をなすことを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の好適実施例を詳細に説明する。図6を参照して、下部
基板30と上部基板35は所定距離をおいて対向配置さ
れる。下部基板30と上部基板35は透明絶縁物質で形
成されるのが望ましい。下部基板30と上部基板35と
の間には多数の液晶分子38aを含む液晶層18が介在
される。ここで、液晶層38は誘電率異方性が負、例え
ば誘電率異方性が-15乃至-1程度の物質を用いる。し
かも、液晶層38の厚さdと液晶分子38aの屈折率異
方性との積Δnd、すなわち位相遅延値が0.2乃至2.
0μmとなるのが望ましい。また、本発明では液晶分子
38aはバンド弾性係数K33が約1.5×10-11N
程度と小さな物質を用いるのが望ましい。
【0021】下部基板30の内側面には駆動電極の画素
電極31が配置され、上部基板35の内側面には共通電
極36が形成される。このとき、画素電極31と共通電
極36はともに透明導電体、例えばITO物質で形成さ
れるのが望ましい。画素電極31の配置された下部基板
30の内側面には第1配向膜32が形成される。また、
共通電極36の配置された上部基板35の内側面にも第
2配向膜37が形成される。このとき、第1配向膜32
と第2配向膜37は90゜以下のプレティルト角、望ま
しくは45乃至90゜程度のプレティルト角を持ち、互
いに同一方向にラビングされる。
【0022】一方、下部基板30の外側面には第1偏光
板39aが配置され、上部基板35の外側面には第2偏
光板39bが配置される。このとき、第1偏光板39a
の偏光軸と第2偏光板39bの偏光軸は互いに交差され
るように配置され、これらの偏光軸の何れか一つとラビ
ング軸は所定角度、望ましくは約30乃至50゜、より
望ましくは45゜または約120乃至140゜、より望
ましくは135゜をなす。これは、臨界電圧以上の電圧
印加時、何れか一つの偏光軸とミドルレーヤーにある液
晶分子の長軸が35乃至55゜(または120乃至14
0゜)、より望ましくは約45゜(または135゜)をな
すようにし、最大透過率を達成するためである。また、
ディスプレイを実現できるように、上部基板35と第2
偏光板39bとの間に位相補償板40が介在される。こ
の位相補償板40は屈折率異方性が負の液晶分子から構
成され、特定の電圧の印加時に液晶分子がスプレイ状態
に配列される。しかも、位相補償板40の液晶分子(不
図示)はその長軸が液晶層38のミドルレーヤー(ML)
にある液晶分子38aaの長軸と垂直に配列される。こ
のとき、位相補償板40は、下部基板30と第1偏光板
39aとの間に介在される事もでき、下部基板30と第
1偏光板39aとの間及び上部基板35と第2偏光板3
9bとの間に介在される事もできる。ここで、位相補償
板40が基板30、35の何れかの外側に介在される場
合、位相補償板40の位相遅延値は-0.2乃至-2.0μ
mである。また、位相補償板40が上部及び下部基板3
0、35の外側ともに介在される場合、それぞれ位相補
償板の位相遅延値は-0.1乃至-0.8μmとなるように
する。このとき、位相補償板40の位相遅延値の総合は
液晶層38の位相遅延値と同様であることが望ましい。
【0023】こうした構成を持つ液晶表示装置の動作を
説明する。まず、図6のように、画素電極31と共通電
極36との間に電界が形成されないと、液晶分子38a
は第1及び第2配向膜32、37のプレティルト角に依
存して、バンド(bend)形態に配列される。これにより、
第1偏光板39a及び液晶層38を通過した光は偏光状
態がほぼ変化しないため、第2偏光板39bによって遮
断される。従って、画面はダークになる。
【0024】ここで、図8はプレティルト角による自由
エネルギーを示すグラフであって、図のように、プレテ
ィルト角が50゜以上ではバンド状態に配列される方が
より安定的である。このため、本実施例の液晶表示装置
は、電界印加前、液晶分子38aが安定的に配列され
る。
【0025】また、電界印加前、液晶分子38aがバン
ド形態に配列されるにつれて、スペーサが分布された部
分でも、図13のように、液晶分子38aがスペーサの
曲面に沿って自然にバンド形態に配列されるので、追加
の光リークはない。
【0026】また、画素電極31の段差面においても、
液晶分子が基板表面と90゜以下の角をなすように配列
されるので、OCBモードの様に甚だしくリバースティ
ルトが発生しない。
【0027】しかも、ミドルレーヤーMLの上下に配置
された液晶分子38aaはミドルレーヤーMLを中心に
して相互対称をなす。このとき、ミドルレーヤーMLを
基準にして上下の液晶分子38aaが対称をなすこと
は、第1及び第2配向膜32、37が同じプレティルト
角を持つと同時に、同一方向にラビングされたためであ
る。
【0028】一方、図7に示すように、臨界電圧Vs以
上の電圧が画素電極31に印加されると、画素電極31
と共通電極36との間に基板35と垂直形態の電界E3
が形成される。すると、誘電率異方性が負の液晶分子3
8aはその長軸が電界E3と垂直にツイストされる。よ
って、液晶分子38aはスプレイ形態に配列される。こ
のとき、ミドルレーヤーにある液晶分子38aaの長軸
はラビング軸と一致するように配列され、第1及び第2
偏光板39a、39bの偏光軸が交差され、この偏光軸
の何れか一つが前記ラビング軸と35乃至55゜をなす
ので、光がリークされる。ここで、本発明の液晶表示装
置は、臨界電圧以上の電圧の印加時、光透過率の最高部
分と最低部分を選択して、ダーク及びホワイトディスプ
レイとして用いる。このとき、位相補償板40は両電圧
の何れか一つを完全にダーク化する役割を果たす。
【0029】すなわち、臨界電圧が印加された場合、液
晶層38内の液晶分子38aはミドルレーヤーを中心に
して上下対称的なスプレイ形態に配列される。よって、
液晶層38内で液晶分子38aの屈折率異方性が自体的
に補償される。これにより、斜め方向すなわち極角(pol
ar angle)側面の視野角が大きく改善される。また、位
相補償板40の液晶分子の長軸がミドルレーヤーMLに
ある液晶分子38aaと垂直をなすので、方位角(azimu
th angle)側面でも視野角が大きく改善される。
【0030】本発明のように、液晶層内で自体的に液晶
分子の屈折率異方性が補償されながら、電界印加時に液
晶分子がスプレイ形態を取る液晶表示装置を、OCS(o
ptically compensated splay)モード液晶表示装置と
いう。
【0031】ここで、画素電極31及び共通電極36間
に印加される電圧が臨界電圧以下では、スプレイ形態の
液晶分子の配列がバンド形態に変化しないように、一定
の周期ごとに高電圧を印加するのが望ましい。
【0032】図9は液晶表示装置における電圧による自
由エネルギーを示すグラフである。同図によれば、電圧
を3V以上印加した時、OCSモードはバンドモードか
らスプレイモードに変化する。これにより、本発明のO
CSモードは前記3V以上の電圧でバンドモードからス
プレイモードに変化することになる。従って、本発明の
OCSモード液晶表示装置は、スプレイ状態が維持され
る3Vからそれ以上の電圧を印加する時に駆動される。
【0033】図10は液晶表示装置における時間に従う
透過度を示すグラフである。図7のグラフによれば、本
発明によるOCSモード液晶表示装置の遅延時間が既存
のツイストネマティック(TN)モード液晶表示装置より
ずっと速い。すなわち、本発明の液晶表示装置の立ち上
がり時間(rising time)及び減衰時間(decay time)が
各々3.5ms、20msに対して、TNモード液晶表
示装置は14ms、37msである。これにより、本発
明のOCSモード液晶表示装置が既存のTNモード液晶
表示装置より応答速度面で非常に優秀である。
【0034】図11は本発明の液晶表示装置の視野角に
よる等コントラスト比を示す。同図によれば、画面の全
域でコントラスト比が10以上を示す。
【0035】これは、既存のTNモード液晶表示装置の
視野角による等コントラスト比を示すグラフ(図12参
照)と比較すれば、非常に広い視野角を持つことが分か
る。
【0036】尚、本発明は、本実施例に限られるもので
はない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で多様に変
更実施することが可能である。
【0037】
【発明の効果】以上から詳細に説明したように、本発明
によれば、電界印加前には液晶分子がバンド形態に配列
され、電界が印加されると、液晶層のミドルレーヤーを
基準にして上下対称されるようにスプレイ形態に配列さ
れる。これにより、液晶層自体で液晶分子の屈折率異方
性が補償されるので、既存のTNモード液晶表示装置よ
り視野角が大きく改善される。また、応答速度面でも非
常に優秀である。さらに、本発明によれば、電界印加
前、液晶分子がバンド形態を取るので、スペーサが分布
された部分で液晶分子がスペーサの曲面に沿って自然に
バンド形態に配列されるため、配向不良が起きず、電極
の段差部分でもリバースティルトドメインが発生しな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のOCBモード液晶表示装置を説明するた
めの図である。
【図2】従来のOCBモード液晶表示装置を説明するた
めの図である。
【図3】従来のOCBモード液晶表示装置を説明するた
めの図である。
【図4】従来の液晶表示装置においてスペーサが分布さ
れた部分を概略的に示す液晶表示装置の断面図である。
【図5】従来の液晶表示装置の下部基板のみを示す断面
図である。
【図6】本発明による液晶表示装置を説明するための図
である。
【図7】本発明による液晶表示装置を説明するための図
である。
【図8】液晶表示装置においてプレティルト角による自
由エネルギーを示すグラフである。
【図9】液晶表示装置において電圧による自由エネルギ
ーを示すグラフである。
【図10】液晶表示装置において時間に従う透過率を示
すグラフである。
【図11】本発明の液晶表示装置の視野角による等コン
トラスト比を示す図である。
【図12】従来のTNモード液晶表示装置の視野角によ
る等コントラスト比を示す図である。
【図13】本発明の液晶表示装置においてスペーサが分
布された部分を概略的に示す液晶表示装置の断面図であ
る。
【図14】本発明による液晶表示装置の下部基板のみを
示す断面図である。
【符号の説明】
30 下部基板 31 画素電極 32 第1配向膜 35 上部基板 36 共通電極 37 第2配向膜 38 液晶層 38a、38aa 液晶分子 39a、39b 第1、第2偏光板 40 位相補償板 200 スペーサ ML ミドルレーヤー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 升 煕 大韓民国 京畿道 利川市 創前洞 49− 1番地 現代 アパート 102−1206

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定距離をおいて対向してそれぞれの内
    側面に駆動電極が形成された上部及び下部基板と、 前記上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分子を
    含む液晶層とを含み、 前記駆動電極に電圧が印加されないと、液晶分子らがバ
    ンド(bend)形態に配列され、 前記駆動電極に臨界電圧以上が印加されると、液晶分子
    らが液晶層のミドルレーヤーを基準にして、上下対称さ
    れるようにスプレイ(splay)形態に配列されることを特
    徴とする、光学的に補償されたスプレイモード液晶表示
    装置。
  2. 【請求項2】 前記上部基板または下部基板の外側面に
    位相補償板がさらに具備されることを特徴とする、請求
    項1記載の光学的に補償されたスプレイモード液晶表示
    装置。
  3. 【請求項3】 前記液晶分子は誘電率異方性が負である
    ことを特徴とする、請求項1記載の光学的に補償された
    スプレイモード液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記上部及び下部基板の内側面の各々に
    は90゜以下のプレティルト角を持つ配向膜がさらに配
    置されることを特徴とする、請求項1記載の光学的に補
    償されたスプレイモード液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 所定距離をおいて対向してそれぞれの内
    側面に駆動電極が形成された上部及び下部基板と、 前記上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分子を
    含む液晶層と、 前記下部及び上部基板の内側面に各々配置される第1及
    び第2配向膜と、 前記下部及び上部基板の外側面に各々配置される第1及
    び第2偏光板とを含み、 前記液晶分子は誘電率異方性が負であり、 前記第1及び第2配向膜は90゜以下のプレティルト角
    を持ち、互いに平行な方向にラビングされ、 前記第1及び第2偏光板の偏光軸の何れかは前記ラビン
    グ軸と所定角度をなすことを特徴とする、光学的に補償
    されたスプレイモード液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 前記第1及び第2配向膜は45乃至90
    ゜程度のプレティルト角を持つことを特徴とする、請求
    項5記載の光学的に補償されたスプレイモード液晶表示
    装置。
  7. 【請求項 7】 前記第1及び第2偏光板の偏光軸は互
    いに交差することを特徴とする、請求項6記載の光学的
    に補償されたスプレイモード液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 前記第1及び第2偏光板の偏光軸の何れ
    かと前記ラビング軸とがなす角は約35乃至55゜であ
    ることを特徴とする、請求項7記載の光学的に補償され
    たスプレイモード液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 前記上部基板と第2偏光板との間、及び
    下部基板と第1偏光板との間の少なくとも一部分以上に
    位相補償板をさらに介在することを特徴とする、請求項
    7記載の光学的に補償されたスプレイモード液晶表示装
    置。
  10. 【請求項10】 前記位相補償板は屈折率の負の液晶分
    子からなり、位相補償板の液晶分子の長軸は液晶層のミ
    ドルレーヤーにある液晶分子の長軸と垂直をなすことを
    特徴とする、請求項9記載の光学的に補償されたスプレ
    イモード液晶表示装置。
  11. 【請求項11】 前記位相補償板の位相遅延値は約 -
    0.2乃至-2.0μmであることを特徴とする、請求項
    10記載の光学的に補償されたスプレイモード液晶表示
    装置。
  12. 【請求項12】 上部基板と第2偏光板との間、及び下
    部基板と第1偏光板との間に前記位相補償板を用いる場
    合、各位相補償板の位相遅延値は-0.1乃至-0.8μm
    であることを特徴とする、請求項10記載の光学的に補
    償されたスプレイモード液晶表示装置。
  13. 【請求項13】 前記液晶層の位相遅延値は0.2乃至
    2.0μmであることを特徴とする、請求項5記載の光
    学的に補償されたスプレイモード液晶表示装置。
  14. 【請求項14】 前記液晶分子の誘電率異方性は-2乃
    至-15であることを特徴とする、請求項5記載の光学
    的に補償されたスプレイモード液晶表示装置。
  15. 【請求項15】 所定距離をおいて対向してそれぞれの
    内側面に駆動電極が形成された上部及び下部基板と、 前記上部及び下部基板間に介在される多数の液晶分子を
    含む液晶層と、 前記下部及び上部基板の内側面に各々配置される第1及
    び第2配向膜と、 前記下部及び上部基板の外側面に各々配置される第1及
    び第2偏光板と、 上部基板と第2偏光板との間または下部基板と第1偏光
    板との間に配置される位相補償板とを含み、 前記液晶分子は誘電率異方性が負であり、 前記偏光板の偏光軸は互いに直交され、 前記第1及び第2配向膜は90゜以下のプレティルト角
    を持ち、互いに平行な方向にラビングされ、 前記第1及び第2偏光板の偏光軸の何れかは前記ラビン
    グ軸と所定角度をなすことを特徴とする、光学的に補償
    されたスプレイモード液晶表示装置。
  16. 【請求項16】 前記第1及び第2配向膜は45乃至9
    0゜程度のプレティルト角を持つことを特徴とする、請
    求項15記載の光学的に補償されたスプレイモード液晶
    表示装置。
  17. 【請求項17】 前記第1及び第2偏光板の偏光軸の何
    れかと前記配向膜のラビング軸とがなす角は約35乃至
    55゜であることを特徴とする、請求項16記載の光学
    的に補償されたスプレイモード液晶表示装置。
  18. 【請求項18】 前記位相補償板は屈折率の負の液晶分
    子からなり、位相補償板の液晶分子の長軸は液晶層のミ
    ドルレーヤーにある液晶分子の長軸と垂直をなすことを
    特徴とする、請求項15記載の光学的に補償されたスプ
    レイモード液晶表示装置。
  19. 【請求項19】 前記位相補償板の位相遅延値は約-0.
    2乃至-1.5μmであることを特徴とする、請求項18
    記載の光学的に補償されたスプレイモード液晶表示装
    置。
  20. 【請求項20】 前記液晶層の位相遅延値は0.2乃至
    1.5μmであることを特徴とする、請求項15記載の
    光学的に補償されたスプレイモード液晶表示装置。
  21. 【請求項21】 前記液晶分子の誘電率異方性は-2乃
    至-15間であることを特徴とする、請求項15記載の
    光学的に補償されたスプレイモード液晶表示装置。
JP2000197154A 1999-06-29 2000-06-29 光学的に補償されたスプレイモード液晶表示装置 Expired - Lifetime JP3684398B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990025213A KR100319467B1 (ko) 1999-06-29 1999-06-29 액정 표시 소자
KR1999/P25213 1999-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001042367A true JP2001042367A (ja) 2001-02-16
JP3684398B2 JP3684398B2 (ja) 2005-08-17

Family

ID=19596796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000197154A Expired - Lifetime JP3684398B2 (ja) 1999-06-29 2000-06-29 光学的に補償されたスプレイモード液晶表示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6469762B1 (ja)
JP (1) JP3684398B2 (ja)
KR (1) KR100319467B1 (ja)
TW (1) TWI254829B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7679706B2 (en) 2004-11-24 2010-03-16 Samsung Mobile Display Co., Ltd. LCD and fabricating method with common electrode on top substrate having at least two apertures disposed to face about midway of pixel electrode on bottom substrate
CN114660841A (zh) * 2022-03-02 2022-06-24 昆山龙腾光电股份有限公司 宽窄视角可切换的显示面板及驱动方法、显示装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100475864B1 (ko) * 1999-10-19 2005-03-15 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 액정장치의 입상용 구동기술
KR100670058B1 (ko) * 2000-03-30 2007-01-16 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
KR100666823B1 (ko) * 2000-07-06 2007-01-09 엘지.필립스 엘시디 주식회사 박막 트랜지스터 액정표시장치의 액정 구동방법
JP2002023199A (ja) * 2000-07-07 2002-01-23 Fujitsu Ltd 液晶表示装置およびその製造方法
KR100448046B1 (ko) * 2000-12-05 2004-09-10 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 반사형 프린지 필드 구동 모드 액정 표시 장치
KR100734233B1 (ko) * 2000-12-20 2007-07-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 컬러 액정표시장치
KR100752505B1 (ko) * 2000-12-30 2007-08-28 엘지.필립스 엘시디 주식회사 강유전성 액정표시장치
KR20030004458A (ko) * 2001-07-05 2003-01-15 삼성전자 주식회사 수직 배향형 액정 표시 장치
KR100840311B1 (ko) * 2001-10-08 2008-06-20 삼성전자주식회사 액정 표시 장치와 이의 구동 방법
KR100872562B1 (ko) * 2002-12-31 2008-12-08 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시장치
KR100610554B1 (ko) * 2003-09-30 2006-08-10 가시오게산키 가부시키가이샤 수직배향형 액정표시소자
JP4528775B2 (ja) * 2004-02-20 2010-08-18 東芝モバイルディスプレイ株式会社 液晶表示装置
US7440058B2 (en) * 2006-08-04 2008-10-21 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Liquid crystal display panel and liquid crystal display device
KR20140045122A (ko) 2012-10-08 2014-04-16 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01217315A (ja) 1988-02-25 1989-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
US5377028A (en) 1990-10-01 1994-12-27 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display device with liquid crystal elastic constant ratio at least 1.75
US5570214A (en) * 1993-12-15 1996-10-29 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Normally white twisted nematic LCD with retardation films on opposite sides of liquid crystal material for improved viewing zone
US5619352A (en) 1994-04-04 1997-04-08 Rockwell International Corporation LCD splay/twist compensator having varying tilt and /or azimuthal angles for improved gray scale performance
KR100236256B1 (ko) 1995-04-24 1999-12-15 가네꼬 히사시 액정 표시 장치, 그 제조 방법 및 그 구동 방법
TW330986B (en) 1995-07-25 1998-05-01 Toshiba Co Ltd LCD element and optically anisotropic element
US6061116A (en) * 1995-09-26 2000-05-09 Chisso Corporation Homeotropic sprayed-nematic liquid crystal display device
US5825445A (en) * 1995-10-06 1998-10-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrooptical liquid crystal device
JP3074640B2 (ja) * 1995-12-22 2000-08-07 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレ−ション 液晶表示装置の駆動方法
US6151003A (en) * 1997-10-21 2000-11-21 Fujitsu Limited Liquid crystal display device operating in a vertically aligned mode
US6221444B1 (en) * 1998-06-10 2001-04-24 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal device
US5995184A (en) 1998-09-28 1999-11-30 Rockwell Science Center, Llc Thin film compensators having planar alignment of polymerized liquid crystals at the air interface

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7679706B2 (en) 2004-11-24 2010-03-16 Samsung Mobile Display Co., Ltd. LCD and fabricating method with common electrode on top substrate having at least two apertures disposed to face about midway of pixel electrode on bottom substrate
CN114660841A (zh) * 2022-03-02 2022-06-24 昆山龙腾光电股份有限公司 宽窄视角可切换的显示面板及驱动方法、显示装置
CN114660841B (zh) * 2022-03-02 2024-01-16 昆山龙腾光电股份有限公司 宽窄视角可切换的显示面板及驱动方法、显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI254829B (en) 2006-05-11
KR20010004524A (ko) 2001-01-15
JP3684398B2 (ja) 2005-08-17
KR100319467B1 (ko) 2002-01-05
US6469762B1 (en) 2002-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6781657B1 (en) Method of producing two domains within a liquid crystal layer and liquid crystal display device
JP3702099B2 (ja) 液晶表示装置とその製造方法
JP2002072209A (ja) 液晶表示装置
JP3684398B2 (ja) 光学的に補償されたスプレイモード液晶表示装置
JPH06258649A (ja) 液晶表示装置の電極構造
JPH07225389A (ja) 液晶表示素子とその製造方法
JP2001290149A (ja) 液晶表示装置の製造方法
US20060250547A1 (en) Optically compensated birefringence (OCB) mode liquid crystal display device
KR100392313B1 (ko) 액정 표시 장치
US6392731B1 (en) Liquid crystal display device
JPH07333632A (ja) 液晶表示装置
JP2000035581A (ja) 多重ドメインを持つ垂直配向モ―ドの液晶表示装置
JP3070181B2 (ja) 液晶表示装置
KR100412125B1 (ko) 액정 표시장치
JP3207374B2 (ja) 液晶表示素子
KR100735272B1 (ko) 광학적으로 보상된 밴드 모드 액정 표시 장치
JPH09222604A (ja) 液晶表示パネル
KR101108387B1 (ko) 티엔 모드 액정표시장치 및 그 제조방법
JP2006301466A (ja) 液晶表示装置
JPH06235914A (ja) 液晶表示装置
US8681294B2 (en) Optical compensation film for LCD viewing angles reduction
JP2000098410A (ja) 液晶表示装置
JPH07159773A (ja) 液晶表示装置
KR100648217B1 (ko) 수직 배향 모드 액정표시장치
KR20130073149A (ko) 위상차 필름, 이를 포함하는 하부 편광판 및 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040817

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040824

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20041124

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20041220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050421

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3684398

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080610

Year of fee payment: 3

S202 Request for registration of non-exclusive licence

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R315201

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080610

Year of fee payment: 3

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: 20080610

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090610

Year of fee payment: 4

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: 20100610

Year of fee payment: 5

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: 20110610

Year of fee payment: 6

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: 20110610

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120610

Year of fee payment: 7

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: 20130610

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

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