JP2009031438A - 液晶表示パネル - Google Patents
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Abstract
【課題】表示品位に優れた液晶表示パネルを提供する。
【解決手段】液晶表示パネルは、アレイ基板1と、対向基板2と、複数の分割領域R3を有した複数の画素領域R2と、液晶層3と、を備えている。液晶層3は、印加される電圧の有無により、複数の液晶分子3mがアレイ基板1および対向基板2の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに複数の液晶分子が分割領域R3毎に同一の方向に配向しているとともに画素領域R2毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採っている。液晶層3の厚みdと、液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である。
【選択図】図7
【解決手段】液晶表示パネルは、アレイ基板1と、対向基板2と、複数の分割領域R3を有した複数の画素領域R2と、液晶層3と、を備えている。液晶層3は、印加される電圧の有無により、複数の液晶分子3mがアレイ基板1および対向基板2の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに複数の液晶分子が分割領域R3毎に同一の方向に配向しているとともに画素領域R2毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採っている。液晶層3の厚みdと、液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である。
【選択図】図7
Description
この発明は、液晶表示パネルに関する。
一般に、画像表示装置として液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置は、液晶表示パネルを備えている。液晶表示パネルは、アレイ基板と、このアレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板と、これら両基板間に挟持された液晶層とを有している。
液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力等の特徴を有しているため、OA(オフィス−オートメーション)機器、情報端末機、時計およびテレビ等様々な分野に応用されている。特に、液晶表示装置は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)を備えることにより高速応答性が得られるため、携帯テレビやコンピュータ等、多量の情報を表示する電子機器の表示部に用いられている。
近年、情報量の増加に伴い、画像の高精細化や表示速度の高速化に対する要求が高まっている。画像の高精細化は、例えば、上述したTFTが形成されたアレイ基板のアレイ構造を微細化することで実現されている。
一方、表示速度の高速化に関しては、従来の表示モードの代わりに、ネマティック液晶を用いたOCB(Optically Compensated Birefringence)モード、VAN(Vertically Aligned Nematic)モード、HAN(Hybrid Aligned Nematic)モード、π配列モードやスメクチック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶(Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal)モードおよび反強誘電性液晶(AFLC)モードを採用することが検討されている。
これら表示モードのうち、VANモードでは、従来のTN(Twisted Nematic)モードよりも速い応答速度を得ることができ、しかも垂直配向のため、静電気破壊などの不良を発生させるラビング処理が不要である。なかでも、マルチドメイン型VAN(Multi-domain Vertical Alignment Nematic)モード(以下、MVAモードと称する)は、視野角の拡大が比較的容易であることから特に注目を集めている。
MVAモードは、マスクラビング、画素電極構造の工夫、画素内に突起を設けるなどして実現している。これにより、液晶層に電圧を印加した際に液晶分子の配列方向が互いに90°の角度となるよう画素内を4つの領域に配向分割をして、視角特性の対称性改善と反転現象の抑止を実現している(例えば、特許文献1参照)。
さらに、液晶分子が垂直に配列した状態、すなわち黒色表示状態での液晶層の位相差の視野角依存性を負の位相差板を用いて補償し、コントラスト(CR)視野角特性を良好にした液晶表示装置が知られている。また、負の位相差板に面内位相差をもたせて2軸位相差板とすることで、偏光板の視野角依存性も補償し、さらに優れたCR視野角特性を実現した液晶表示装置が知られている。
特開平11−258606号公報
上記したように、従来のMVAモードは、中間調や白色表示の視野角補償は不十分であり、表示画面を正面から見た場合と斜めから見た場合とで階調特性が異なってしまう。多色表示した場合に表示画面を斜めから見た場合は、中間調表示を維持できず中間調が潰れてしまい、全体的に白茶けて見えてしまう問題がある。また、白色表示した場合に表示画面を斜めから見た場合は、中間調の輝度が白色表示の輝度と差のない状態となり、中間調表示において全体的に白茶けた表示に見えるという問題もある。
また、配向分割数を4とした従来のMVAモードは、配向分割しないものに比べてパネル透過率が著しく劣ってしまう。上記したことは、配向境界におけるシュリーレン配向の発生や配向分割のための突起や電極スリットの設置に起因している。但し、このパネル透過率の問題は配向分割数を少なくすれば改善できる。2分割配向のCR視野角は4分割配向のCR視野角とほぼ同等の大きさである。
しかしながら、2分割配向の中間調視野角特性において、階調反転が生じてしまう。上記したことは、2分割配向MVAでは、配向分割の方向が左右の2つの配向領域間で互いに平行となって逆方向に液晶分子が配向することにより、上下方向では中間調における位相差の異方性を補償しあうためである。ところが、左右方向では位相差の異方性は一様に作用するため正面と左右方向で印加電圧に対する位相差の変化度が変わってしまう。従って、配向分割数が2の場合、パネル透過率は改善されるが、中間調視野角特性は劣ってしまう。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示品位に優れた液晶表示パネルを提供することにある。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示品位に優れた液晶表示パネルを提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示パネルは、
アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板および対向基板に重なり、複数の分割領域を有した複数の画素領域と、
前記アレイ基板および対向基板間に挟持され、前記アレイ基板および対向基板間に印加される電圧の有無により、複数の液晶分子が前記アレイ基板および対向基板の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに前記複数の液晶分子が前記分割領域毎に同一の方向に配向しているとともに前記画素領域毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る液晶層と、を備え、
前記液晶層の厚みdと、前記液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である。
アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板および対向基板に重なり、複数の分割領域を有した複数の画素領域と、
前記アレイ基板および対向基板間に挟持され、前記アレイ基板および対向基板間に印加される電圧の有無により、複数の液晶分子が前記アレイ基板および対向基板の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに前記複数の液晶分子が前記分割領域毎に同一の方向に配向しているとともに前記画素領域毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る液晶層と、を備え、
前記液晶層の厚みdと、前記液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である。
また、本発明の他の態様に係る液晶表示パネルは、
アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板および対向基板に重なり、複数の分割領域を有した複数の画素領域と、
前記アレイ基板および対向基板間に挟持され、前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加されず、複数の液晶分子が前記アレイ基板および対向基板の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加され、前記複数の液晶分子が前記分割領域毎に同一の方向に配向しているとともに前記画素領域毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る液晶層と、
前記アレイ基板および対向基板に電気的に接続され、前記アレイ基板および対向基板間に印加する前記電圧を調整し、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する制御部と、
前記複数の画素領域に重ねて前記アレイ基板および対向基板の少なくとも何れか一方に設けられ、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する配向制御部と、
前記アレイ基板の外面側に設けられた第1光学フィルムと、
前記対向基板の外面側に設けられた第2光学フィルムと、を備え、
前記アレイ基板は、前記液晶層に印加される前記電圧が与えられる複数の画素電極を有し、
前記液晶層の液晶材料の誘電率異方性は正であり、
前記配向制御部は、前記複数の画素領域に重ねて前記対向基板に設けられ、前記アレイ基板側に突出した複数の突起と、前記複数の画素電極に形成された複数の欠落部と、で形成され、
前記液晶層の厚みdと、前記液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である。
アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板および対向基板に重なり、複数の分割領域を有した複数の画素領域と、
前記アレイ基板および対向基板間に挟持され、前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加されず、複数の液晶分子が前記アレイ基板および対向基板の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加され、前記複数の液晶分子が前記分割領域毎に同一の方向に配向しているとともに前記画素領域毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る液晶層と、
前記アレイ基板および対向基板に電気的に接続され、前記アレイ基板および対向基板間に印加する前記電圧を調整し、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する制御部と、
前記複数の画素領域に重ねて前記アレイ基板および対向基板の少なくとも何れか一方に設けられ、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する配向制御部と、
前記アレイ基板の外面側に設けられた第1光学フィルムと、
前記対向基板の外面側に設けられた第2光学フィルムと、を備え、
前記アレイ基板は、前記液晶層に印加される前記電圧が与えられる複数の画素電極を有し、
前記液晶層の液晶材料の誘電率異方性は正であり、
前記配向制御部は、前記複数の画素領域に重ねて前記対向基板に設けられ、前記アレイ基板側に突出した複数の突起と、前記複数の画素電極に形成された複数の欠落部と、で形成され、
前記液晶層の厚みdと、前記液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である。
また、本発明の他の態様に係る液晶表示パネルは、
アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板および対向基板に重なり、複数の分割領域を有した複数の画素領域と、
前記アレイ基板および対向基板間に挟持され、前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加されず、複数の液晶分子が前記アレイ基板および対向基板の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加され、前記複数の液晶分子が前記分割領域毎に同一の方向に配向しているとともに前記画素領域毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る液晶層と、
前記アレイ基板に設けられ、少なくとも1つの前記分割領域に重なり前記平面に平行な第1方向にラビングされた少なくとも1つの第1配向部と、前記第1配向部から外れて少なくとも1つの前記分割領域に重なり前記第1方向に平行であるとともに前記第1方向と反対の第2方向にラビングされた少なくとも1つの第2配向部と、を前記画素領域毎に有した配向膜と、
前記対向基板に設けられ、前記少なくとも1つの第1配向部に重なり前記第2方向にラビングされた少なくとも1つの第3配向部と、前記少なくとも1つの第2配向部に重なり前記第1方向にラビングされた少なくとも1つの第4配向部と、を前記画素領域毎に有した他の配向膜と、
前記アレイ基板および対向基板に電気的に接続され、前記アレイ基板および対向基板間に印加する前記電圧を調整し、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する制御部と、
前記アレイ基板の外面側に設けられた第1光学フィルムと、
前記対向基板の外面側に設けられた第2光学フィルムと、を備え、
前記液晶層の液晶材料の誘電率異方性は正であり、
前記液晶層の厚みdと、前記液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である。
アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板および対向基板に重なり、複数の分割領域を有した複数の画素領域と、
前記アレイ基板および対向基板間に挟持され、前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加されず、複数の液晶分子が前記アレイ基板および対向基板の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加され、前記複数の液晶分子が前記分割領域毎に同一の方向に配向しているとともに前記画素領域毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る液晶層と、
前記アレイ基板に設けられ、少なくとも1つの前記分割領域に重なり前記平面に平行な第1方向にラビングされた少なくとも1つの第1配向部と、前記第1配向部から外れて少なくとも1つの前記分割領域に重なり前記第1方向に平行であるとともに前記第1方向と反対の第2方向にラビングされた少なくとも1つの第2配向部と、を前記画素領域毎に有した配向膜と、
前記対向基板に設けられ、前記少なくとも1つの第1配向部に重なり前記第2方向にラビングされた少なくとも1つの第3配向部と、前記少なくとも1つの第2配向部に重なり前記第1方向にラビングされた少なくとも1つの第4配向部と、を前記画素領域毎に有した他の配向膜と、
前記アレイ基板および対向基板に電気的に接続され、前記アレイ基板および対向基板間に印加する前記電圧を調整し、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する制御部と、
前記アレイ基板の外面側に設けられた第1光学フィルムと、
前記対向基板の外面側に設けられた第2光学フィルムと、を備え、
前記液晶層の液晶材料の誘電率異方性は正であり、
前記液晶層の厚みdと、前記液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である。
この発明によれば、表示品位に優れた液晶表示パネルを提供することができる。
以下、図面を参照しながらこの発明の第1の実施の形態に係る液晶表示パネルについて詳細に説明する。
図1乃至図5に示すように、液晶表示パネルは、アレイ基板1と、このアレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板2と、これらアレイ基板および対向基板間に挟持された液晶層3と、カラーフィルタ4と、第1光学フィルム5と、第2光学フィルム6と、制御部7と、を備えている。液晶表示パネルの表示モードはMVAモードである。
図1乃至図5に示すように、液晶表示パネルは、アレイ基板1と、このアレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板2と、これらアレイ基板および対向基板間に挟持された液晶層3と、カラーフィルタ4と、第1光学フィルム5と、第2光学フィルム6と、制御部7と、を備えている。液晶表示パネルの表示モードはMVAモードである。
液晶表示パネルは、アレイ基板1および対向基板2に重なった矩形状の表示領域R1を有している。液晶表示パネルは、表示領域R1にマトリクス状に設けられた複数の画素領域R2を有している。複数の画素領域R2は、アレイ基板1および対向基板2の平面に平行であり、互いに反対を指す第1方向d1および第2方向d2と、上記平面に平行であり、第1方向d1および第2方向d2に直交した第3方向d3とに並んでいる。各画素領域R2は互いに並んだ複数の分割領域R3を有している。
アレイ基板1はアクティブマトリクス基板である。アレイ基板1は、透明な絶縁基板として矩形状のガラス基板10を有している。ガラス基板10上に、第3方向d3に延びているとともに第1方向d1に間隔を置いて並んだ複数の信号線11と、複数の信号線と交差して第1方向d1に延びているとともに第3方向d3に間隔を置いて並んだ複数の走査線12とが格子状に配置されている。
信号線11および走査線12は、導電材料として、アルミニウム、モリブデンおよび銅等の材料で形成されている。各画素領域R2は、隣合う2本の信号線11および隣合う2本の走査線12で囲まれた領域に重なって設けられている。
ガラス基板10上に、信号線11および走査線12の交差部近傍に複数のスイッチング素子として、例えば複数のTFT(薄膜トランジスタ)13が設けられている。TFT13は、走査線12の一部を延出したゲート電極13aと、ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜13bと、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向したチャネル層13cと、チャネル層の一方の領域に接続されたソース電極13dと、チャネル層の他方の領域に接続されたドレイン電極13eとを有している。
ソース電極13dは信号線11に接続され、ドレイン電極13eは後述する画素電極15に接続されている。TFT13は、共通のゲート絶縁膜13bで形成されている。チャネル層13cは、半導体材料として、アモルファスシリコンまたはポリシリコンで形成されている。ゲート電極13a、ソース電極13dおよびドレイン電極13eは、導電材料として、アルミニウム、モリブデン、クロム、銅およびタンタル等の金属材料で形成されている。TFT13は画素領域R2に1つずつ設けられ、画素を形成している。
表示領域R1において、ガラス基板10、信号線11、走査線12およびTFT13上に、カラーフィルタ4が形成されている。カラーフィルタ4は、複数の赤色の着色層4Rと、複数の緑色の着色層4Gと、複数の青色の着色層4Bとを有している。
着色層4R、4G、4Bは、それぞれストライプ状に形成され、第3方向d3に延出している。着色層4R、4G、4Bは、第1方向d1に互いに隣接して交互に並べられている。各着色層4R、4G、4Bは、周縁部を信号線11に重ねて形成されている。着色層4R、4G、4Bに複数のコンタクトホール4hが形成されている。コンタクトホール4hは、画素領域R2に1つずつ形成されている。
ここで、表示領域R1の外側において、ガラス基板10上に、矩形枠状の遮光層14が形成されている。遮光層14は、カラーフィルタ4の外周を囲んでいる。遮光層14は、表示領域R1の周縁部から漏れる光の遮光に寄与している。
カラーフィルタ4上に、複数の画素電極15がマトリクス状に設けられている。画素電極15は、ITO(インジウム・ティン・オキサイド)等の透明な導電材料により形成されている。画素電極15は矩形状に形成されている。
各画素電極15は、カラーフィルタ4に形成されたコンタクトホール4hを介して対応するTFT13のドレイン電極13eと電気的に接続されている。画素電極15は、画素領域R2に1つずつ形成され、画素を形成している。
画素電極15には複数の欠落部15aが形成されている。複数の欠落部15aは、上記平面に平行な方向であり、第1方向d1および第3方向d3から45°傾いた第4方向d4および第5方向d5に延出している。第4方向d4および第5方向d5は、互いに直交している。欠落部15aは分割領域R3を区域している。
欠落部15aは、この欠落部付近の液晶層3の液晶分子3mの配向状態(傾く方向)を制御する機能を有している。なお、上記機能は、画素電極15および共通電極21間に印加する電圧を調整することにより発揮される。
画素電極15上に、複数のスペーサとして、複数の柱状スペーサ16が形成されている。なお、スペーサとしては、柱状スペーサ16に限定されるものではなく、球状スペーサ等他のスペーサであっても良い。カラーフィルタ4および画素電極15上に、配向膜17が成膜されている。この実施の形態において、配向膜17は垂直配向膜である。
対向基板2は、透明な絶縁基板として矩形状のガラス基板20を有している。表示領域R1において、ガラス基板20上に、共通電極21が形成されている。共通電極21は、ITO等の透明な導電材料で形成されている。共通電極21上に、複数の突起22が形成されている。
複数の突起22は、共通電極21の表面からアレイ基板1側に突出している。複数の突起22は、ストライプ状に形成され、ほぼ3角形の断面を有した凸部が第4方向d4および第5方向d5に延出して形成されている。突起22の高さは1μmである。突起22は、第4方向d4および第5方向d5に間隔を置いて並んでいる。突起22は、画素電極15に重なり、第4方向d4に隣合う欠落部15aの間および第5方向d5に隣合う欠落部15aの間に設けられている。突起22は、画素電極15の欠落部15aとともに分割領域R3を区域している。突起22および欠落部15aは配向制御部を形成している。
突起22は、この突起付近の液晶層3の液晶分子3mの配向状態(傾く方向)を制御する機能を有している。なお、上記機能は、画素電極15および共通電極21間に電圧が印加されることにより発揮される。
共通電極21および突起22上に、配向膜23が成膜されている。この実施の形態において、配向膜23は垂直配向膜である。このため、図3および図6に示すように、画素電極15および共通電極21間に電圧が印加されていない状態において、配向膜23は、配向膜17とともに、液晶分子3mを上記平面に対し垂直な第6方向d6に配向させている。
図1乃至図5に示すように、アレイ基板1および対向基板2は、複数の柱状スペーサ16により所定の隙間を置いて対向配置されている。アレイ基板1および対向基板2は、表示領域R1外側に配設されたシール材31により互いに接合されている。
液晶層3は、アレイ基板1および対向基板2間に挟持されている。シール材31の一部には液晶注入口32が形成され、この液晶注入口は封止材33で封止されている。液晶層3は、誘電率異方性Δεが正の液晶材料で形成されている。液晶層3は垂直配向型である。
液晶層3は、画素電極15および共通電極21間に印加される電圧の有無により、複数の液晶分子3mが第6方向d6に配向した第1状態および複数の液晶分子3mが分割領域R3毎に同一の方向に配向しているとともに画素領域R2毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採っている。この実施の形態において、画素電極15および共通電極21間に電圧が印加されずに第1状態となり、画素電極15および共通電極21間に電圧が印加されて第2状態となる。
この実施の形態において、液晶層3の液晶材料の誘電率異方性Δεは4.6である。液晶層3の厚みdと、液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnとを乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nmである。より詳しくは、厚みdは2.9μmであり、屈折率異方性Δnは0.083である。
第1光学フィルム5はアレイ基板1の外面側に設けられている。より詳しくは、第1光学フィルム5はガラス基板10の外面に配置されている。第2光学フィルム6は対向基板2の外面側に設けられている。より詳しくは、第2光学フィルム6はガラス基板20の外面に配置されている。
この実施の形態において、第1光学フィルム5は、ガラス基板10の外面に対向した偏光板5aと、ガラス基板10および偏光板5a間に位置した位相差板5bとで形成されている。偏光板5aは第1方向d1に吸収軸a1を有している。位相差板5bは第3方向d3に遅相軸a2を有している。
第2光学フィルム6は、ガラス基板20の外面に対向した偏光板6aと、ガラス基板20および偏光板間に位置した位相差板6bとで形成されている。偏光板6aは第3方向d3に吸収軸a1を有している。位相差板6bは第1方向d1に遅相軸a2を有している。
制御部7は、アレイ基板1および対向基板2に電気的に接続されている。より詳しくは、制御部7は、複数の画素電極15および共通電極21に電気的に接続されている。制御部7は、複数の画素電極15および共通電極21間に印加する電圧を調整し、複数の液晶分子3mの配向状態を制御する。
図3、5および図7に示すように、画素電極15および共通電極21間に電圧が印加されている状態において、欠落部15aおよび突起22は、複数の液晶分子3mを第4方向d4および第5方向d5に配向させている。ここで、複数の液晶分子3mの傾き角の平均値は、上記平面に対して20°以下である。
上記したように、MVAモードの液晶表示パネルが完成する。
上記したように、MVAモードの液晶表示パネルが完成する。
次に、上記第1光学フィルム5および第2光学フィルム6について詳細に説明する。
図2、図3および図8に示すように、ここで、位相差板5bは、第3方向d3に平行なx軸と、第1方向d1および第2方向d2に平行なy軸と、第6方向d6に平行なz軸とを有している。位相差板6bは、第1方向d1および第2方向d2に平行なx軸と、第3方向d3に平行なy軸と、第6方向d6に平行なz軸とを有している。
図2、図3および図8に示すように、ここで、位相差板5bは、第3方向d3に平行なx軸と、第1方向d1および第2方向d2に平行なy軸と、第6方向d6に平行なz軸とを有している。位相差板6bは、第1方向d1および第2方向d2に平行なx軸と、第3方向d3に平行なy軸と、第6方向d6に平行なz軸とを有している。
位相差板5bおよび位相差板6bは、2枚のフィルムを積層してそれぞれ形成されている。各フィルムは、液晶材料、例えばディスコティク液晶をポリマ化し、ハイブリッド配列させたものである。この実施の形態において、各フィルムは、富士フィルム(株)製のWVFを用いて形成されている。上記液晶材料の複数の液晶分子は高分子である。
各位相差板5b、6bにおいて、x軸方向の屈折率をnx、y軸方向の屈折率をny、z軸方向の屈折率をnzとする。各位相差板5b、6bの液晶分子の屈折率楕円体は円盤状(nx=ny>nz)となる。
上記ハイブリッド配列のため、液晶分子の傾き角は、z軸方向で連続的に変化する。各位相差板において、一方のフィルムの液晶分子の傾く方向と、他方のフィルムの液晶分子の傾く方向とは、x軸方向と平行な方向であり、このx軸方向において互いに反対の方向である。従って、液晶分子の平均傾き角に応じ、フィルム全体での平均屈折率の異方性はnx>nyとなる。さらに、液晶分子の平均傾き角をフィルム平面(上記平面)に対して45°以下とすれば、各位相差板5b、6b全体でそれぞれnx>ny>nzが実現される。
積層された2枚のフィルム毎に、傾き角がフィルム平面に対して正の値となる液晶分子と、負の値となる液晶分子とが対となって存在する。従って、2枚のフィルムのトータルの屈折率楕円体はフィルム平面に対して傾斜していない。このため、2枚のフィルムは、2軸延伸され、かつ屈折率楕円体がnx>ny>nzであるフィルム(例えば、(株)JSR製の2軸アートンフィルム)と同等の機能を有している。2枚のフィルムは、トータルでx軸方向に遅相軸を有する位相差板となる。
位相差板5bおよび位相差板6bは、これらの遅相軸a2同士が直交するように配置されている。このため、位相差板5bおよび位相差板6bトータルの平均屈折率の異方性(屈折率楕円体IEa)はnx=ny>nzとなり、位相差板5bおよび位相差板6bは、トータルで負の一軸性フルムとして機能する。
従って、図6および図11に示すように、液晶分子3mが第6方向d6に配向した状態、つまり、液晶層3が正の一軸性フィルムとみなせる状態に対して、液晶層3および位相差板5b、6bは各々の屈折率の異方性を補償しあう。上記したことから、黒表示状態の視野角依存性の問題は解消される。
位相差板5bおよび偏光板5aは、遅相軸a2および吸収軸a1が直交するように配置されている。位相差板6bおよび偏光板6aは、遅相軸a2および吸収軸a1が直交するように配置されている。これにより、位相差板5b、6bは、偏光板5a、6aの視野角依存性も補償することができる。なお、上記した効果は、吸収軸a1同士が平行となるように偏光板5a、6aを配置する場合も得ることができる。
また、言うまでもないが、黒表示状態の視野角依存性の問題を解消する効果は、液晶分子3mが第6方向d6に配向した状態であれば得ることができ、液晶層3に電圧が印加されている状態であっても印加されていない状態であっても良い。
ここで、図8乃至図12に示すように、屈折率楕円体IEbは、液晶分子3mの屈折率楕円体であり、屈折率楕円体IEcは、屈折率楕円体IEaおよび屈折率楕円体IEb全体での屈折率楕円体である。液晶分子3mの屈折率の異方性はna=nb<ncとなる。
次に、位相差板5b、6bおよび液晶層3について詳細に説明する。
液晶表示モードであるMVAモードにおいて、中間調および直交偏光板構成時の白表示時、平行偏光板構成時の黒表示時、逆極性円偏光板間に液晶層3を配置した構成時の白表示時、および同極性円偏光板間に液晶層3を配置した構成時の黒表示時、傾き角が液晶層平面に対して正の値となる液晶分子(ネマティック液晶分子)と、負の値となる液晶分子(ネマティック液晶分子)とが対となって存在し、これら液晶分子の傾き角は第6方向d6に連続的に変化する。
液晶表示モードであるMVAモードにおいて、中間調および直交偏光板構成時の白表示時、平行偏光板構成時の黒表示時、逆極性円偏光板間に液晶層3を配置した構成時の白表示時、および同極性円偏光板間に液晶層3を配置した構成時の黒表示時、傾き角が液晶層平面に対して正の値となる液晶分子(ネマティック液晶分子)と、負の値となる液晶分子(ネマティック液晶分子)とが対となって存在し、これら液晶分子の傾き角は第6方向d6に連続的に変化する。
ここで、上記液晶表示モードは、液晶層3に第6方向d6に電界を与え、液晶層の位相差や旋光性を制御するものである。また上記液晶表示モードとしては、TNモード、VAモード、ホモジニアスモード、ハイブリッドアラインモード、オプティカルコンペンセイテッドベンドモード、STNモードでも同様である。
位相差板5b、6bの液晶分子の各々の傾き角および位相差量と、液晶層3の液晶分子3mの各々の傾き角および位相差量とが相殺されるように位相差板おおび液晶層を形成する。これにより、中間調および直交偏光板構成時の白表示時、平行偏光板構成時の黒表示時、逆極性円偏光板間に液晶層3を配置した構成時の白表示時、および同極性円偏光板間に液晶層3を配置した構成時の黒表示時の液晶表示パネル全体の視野角依存性は補償される。
次に、位相差板5b、6bと液晶層3との関係について説明する。
この実施の形態において、位相差板5b、6bの厚みをtとすると、位相差板の位相差の値は、(nx−ny)t=50nm、(nx−nz)t=120nmである。これは、Δndを290nmとした場合の設計値である。
この実施の形態において、位相差板5b、6bの厚みをtとすると、位相差板の位相差の値は、(nx−ny)t=50nm、(nx−nz)t=120nmである。これは、Δndを290nmとした場合の設計値である。
MVAモードは、液晶層3の位相差を電界制御するECB(Electrically Controlled Birefringence)モードであり、偏光板5a、6aはクロスニコル配置されている。この場合、偏光板平行透過率をI0、液晶層3の遅相軸と偏光板光軸とのなす角度をθ、液晶層に印加される電圧をV、液晶層の層厚をd、入射光波長をλとすると、液晶層3の透過率T(LC)は次式で表される。
上記式において、屈折率異方性Δn(λ、V)は、その領域における実効的な印加電圧および液晶分子3mの各々の傾き角に依存する。透過率T(LC)を0乃至I0に変化させるためには、Δn(λ、V)・d/λを、0乃至λ/2の範囲で変化させる必要がある。MVAモードの場合、配向膜17、23付近の液晶分子3mは、電圧を印加しても殆ど傾斜しない。このため、Δn(λ、V)・d/λの範囲を0乃至λ/2とするには、上記Δndを、視覚度の高い550nmの波長の半分より十分大きい値、具体的には270nm以上とする必要がある。但し、Δndを大きくしすぎると電気光学特性が急峻になりすぎるため、Δndの上限は350nm程度である。
上記した範囲のΔndからなる液晶層3の液晶分子3mは略垂直状態であり、この液晶層3の正の位相差を補償するには−350nm乃至−270nmの負の位相差が必要となる。
ここで、偏光板5a、6aは、それぞれベースフィルムとしてTAC(トリ・アセチル・セルロース)フィルムを用いている。各TACフィルムは、略一軸の負の位相差有し、一般的には−70nmの負の位相差を有している。2枚の偏光板5a、6a間に2枚のTACフィルムが存在することになるので、これら2枚の偏光板間には−140nmの負の位相差層が存在することとなる。
従って、液晶分子3mが略垂直状態の液晶層3の正の位相差を補償するには、偏光板5a、6a間に別途−280nm乃至−200nmの負の位相差板を設ける必要がある。液晶層3の位相差を位相差板5b、6bで補償するには、位相差板5b、6bを直交配置し、各位相差板5b、6bの(nx−nz)tが、100nm≦(nx−nz)t≦140nmを満たしていれば良い。同時に、偏光板5a、6aの視野角依存性を補償するには、(nx−nz)t−(nx−ny)t=70nmを満たせばよい。このため、(nx−ny)tは、30nm≦(nx−ny)t≦70nmであれば良い。
次に、液晶層3の配向状態が第1状態の場合と、第2状態の場合とについて説明する。
図2、6、8、9および11に示すように、第1状態において、上述したように、複数の液晶分子3mは上記平面に対し垂直な方向に配向している。液晶層3では、垂直方向に位相差(Retardation)が増加している。位相差板5b、6b全体では、水平方向に位相差が増加している。液晶層3および位相差板5b、6b全体では、位相差は0であり、一定である。
図2、6、8、9および11に示すように、第1状態において、上述したように、複数の液晶分子3mは上記平面に対し垂直な方向に配向している。液晶層3では、垂直方向に位相差(Retardation)が増加している。位相差板5b、6b全体では、水平方向に位相差が増加している。液晶層3および位相差板5b、6b全体では、位相差は0であり、一定である。
液晶層3および位相差板5b、6bの屈折率異方性は互いに補償されるため、液晶表示パネルの表示画面を垂直方向(第6方向d6)から見ても、水平方向(第6方向d6から傾斜した方向)見ても良好な黒表示であった。第1状態において、黒表示状態の視野角依存性の問題を解消できることが分かる。
図2、5、7、8、10および12に示すように、第2状態において、複数の液晶分子3mは分割領域R3毎に同一の方向(第4方向d4に平行であるとともに互いに反対を指す2方向および第5方向d5に平行であるとともに互いに反対を指す2方向の4方向の何れかの方向)に配向しているとともに画素領域R2毎に複数方向(上記4方向)に配向している。このため、第2状態において配向分割数は4となる。複数の液晶分子3mの傾き角の平均値は上記平面に対して20°以下である。液晶層3では、位相差(Retardation)は一定である。液晶層3および位相差板5b、6b全体では、位相差は、水平方向でやや減少するもののほぼ一定である。
画素領域R2において、上記4方向の互いになす角度は90°である。また、4方向(液晶分子3mの傾く方向)と、偏光板5a、6aの吸収軸a1のなす角度とが45°となるよう、偏光板5a、6aが配置されている。これにより、液晶層3の透過率T(LC)を0乃至I0に変化させることができる。
ここで、本願発明者が調査したところ、図13および図14に示すように、上記第2状態は、Δndを240nm、液晶層3(画素電極15および共通電極21間)に印加する電圧を56/Δε[V]以上とすることで実現できることが分かる。この実施の形態において、Δεは4.6であるから、液晶層3には略12.2[V]以上の電圧を印加すれば良い。この実施の形態において、液晶層3には15[V]の電圧を印加している。赤色の画素領域R2のV(電圧)−T(透過率)特性(R)、緑色の画素領域のV−T特性(G)、青色の画素領域のV−T特性(B)は図に示す通りである。
なお、液晶層3には−12.2[V]以下の電圧を印加して第2状態を実現しても良い。このため、液晶層3に印加する電圧の絶対値が、|56/Δε|[V]以上であれば第2状態を実現することができる。
上記したように、液晶層3に電圧を印加することにより、複数の液晶分子3mを寝かすことができ、複数の液晶分子3mの傾き角の平均値を、液晶層3の平面に対して20°以下とすることができる。
ここで、本願発明者は、第2状態における各種表示特性について調査した。
図15に示すように、広視野角において色再現範囲が広いことが分かる。これにより、広視野角において良好な白表示(画像表示)を行うことができる。また、図16および図17に示すように、広視野角において高いコントラスト比を得ていることが分かる。
図15に示すように、広視野角において色再現範囲が広いことが分かる。これにより、広視野角において良好な白表示(画像表示)を行うことができる。また、図16および図17に示すように、広視野角において高いコントラスト比を得ていることが分かる。
図18に示すように、液晶層3に0[V]から15[V](白表示時)の計8種類の電圧を印加した場合、透過率は、図に示される通り、左右方向(第1方向d1および第2方向d2)においてほぼ均一であった。特に、視野角が0°から左右方向50°の範囲において、透過率はほぼ不変であった。
上記したことから、液晶表示パネルは、視野角に対する透過率のばらつきを抑制しているため、従来のMVAモードの液晶表示パネルより輝度視野角特性に優れている。
図19に示すように、図18に示した透過率を相対輝度L*に換算した。液晶層3に0[V]から15[V](白表示時)の計8種類の電圧を印加した場合、相対輝度L*は、図に示される通り、左右方向(第1方向d1および第2方向d2)においてほぼ均一であった。中間調において、ΔL*は10%未満となる。
上記したことから、液晶表示パネルは、視野角に対する輝度のばらつきを抑制しているため、多色表示時に表示画面を斜め方向から見た場合に、従来のMVAモードの液晶表示パネルで表示画面に生じていた白茶ける現象を解消することができる。また、上記液晶表示パネルが中間調視野角特性に優れていることが分かる。
上記したように構成された液晶表示パネルによれば、液晶層3は、上記第1状態および第2状態の何れかの配向状態を採り、Δndは、波長550nmの光に対して240nmである。このため、白表示を得る状態は液晶分子が液晶層層厚方向全体にわたってほぼ水平に配向した配列によって得られる。従ってIPS方式同様、白表示は黒表示の視角補償手段に関わらず広視野角となる。
アレイ基板1の外面側に第1光学フィルム5が設けられ、対向基板2の外面側に第2光学フィルム6が設けられている。第1光学フィルム5は、偏光板5aと、位相差板5bとで形成されている。第2光学フィルム6は、偏光板6aと、位相差板6bとで形成されている。このため、黒表示も広い視野角特性を得て、結果、黒表示、白表示ともども広い視野角特性を得る。
白表示する場合、液晶層3に印加する電圧の絶対値は、|56/Δε|[V]以上であり、複数の液晶分子3mの傾き角の平均値は、上記平面に対して20°以下である。これにより、広視野角において、色再現性に優れ、高いコントラストを得ることができ、透過率のばらつきを抑制でき、ひいては輝度レベルのばらつきを抑制することができる。このため、良好な白表示が可能となる。
欠落部15aおよび突起22は配向制御部を形成している。このため、欠落部15aおよび突起22は、制御部7による制御のもと、第1状態および第2状態の何れかの配向状態となるよう、複数の液晶分子3mの配向を制御することができる。
また、上記したように液晶表示パネルを形成することにより、独立γ補正やマルチギャップ構造の手法を用いることなく、白表示時の輝度視野角特性を向上させることができる。
上記したことから、表示品位に優れた液晶表示パネルを得ることができる。
上記したことから、表示品位に優れた液晶表示パネルを得ることができる。
次に、この発明の第2の実施の形態に係る液晶表示パネルについて詳細に説明する。
液晶表示パネルは、アレイ基板1と、対向基板2と、液晶層3と、カラーフィルタ4と、第1光学フィルム5と、第2光学フィルム6と、制御部7と、を備えている。液晶表示パネルの表示モードはMVAモードである。第1の実施の形態と同様、液晶層3は、上記第1状態および第2状態の何れかの配向状態を採り、Δndは、波長550nmの光に対して240nmである。
液晶表示パネルは、アレイ基板1と、対向基板2と、液晶層3と、カラーフィルタ4と、第1光学フィルム5と、第2光学フィルム6と、制御部7と、を備えている。液晶表示パネルの表示モードはMVAモードである。第1の実施の形態と同様、液晶層3は、上記第1状態および第2状態の何れかの配向状態を採り、Δndは、波長550nmの光に対して240nmである。
図20、図21および図22に示すように、画素電極15に欠落部15aは形成されていない。また、対向基板2に突起22は形成されていない。この実施の形態において、配向膜17および配向膜23が配向制御部を形成している。
配向膜17は、少なくとも1つの分割領域R3に重なり、第1方向d1にラビングされた少なくとも1つの第1配向部17aと、第1配向部から外れて少なくとも1つの分割領域R3に重なり、第2方向d2にラビングされた少なくとも1つの第2配向部17bと、を画素領域R2毎に有している。
配向膜23は、少なくとも1つの第1配向部17aに重なり第2方向d2にラビングされた少なくとも1つの第3配向部23aと、少なくとも1つの第2配向部17bに重なり、第1方向d1にラビングされた少なくとも1つの第4配向部23bと、を画素領域R2毎に有している。
この実施の形態において、配向膜17は、1つの分割領域R3に重なった1つの第1配向部17aと、1つの分割領域R3に重なった1つの第2配向部17bと、を画素領域R2毎に有している。配向膜23は、1つの第1配向部17aに重なった1つの第3配向部23aと、1つの第2配向部17bに重なった1つの第4配向部23bと、を画素領域R2毎に有している。
配向膜17をラビングする際、マスクラビング法を用い、第1配向部17aおよび第2配向部17bをそれぞれラビングする。同様に、配向膜23をラビングする際、マスクラビング法を用い、第3配向部23aおよび第4配向部23bをそれぞれラビングする。
上記ラビングすることにより、各画素領域R2は、画素領域を第1方向d1に2等分した2つの分割領域R3を有している。第2状態において、複数の液晶分子3mは、分割領域R3の境界に対して対称となる方向に傾斜している。従って、隣接する分割領域R3同士の液晶分子3mは、互いになす角度を180°として傾斜する。このため、第2状態において配向分割数は2となる。
なお、液晶分子3mの傾く方向と、偏光板5a、6aの吸収軸a1のなす角度とが45°となるよう、偏光板5a、6aを配置すれば、液晶層3の透過率T(LC)を0乃至I0に変化させることができる。
なお、この実施の形態において、他の構成は上述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
ここで、本願発明者が調査したところ、図13および図14に示すように、上記第2状態は、上記第1の実施の形態と同様、Δndを240nm、液晶層3(画素電極15および共通電極21間)に印加する電圧を56/Δε[V]以上とすることで実現できることが分かる。この実施の形態において、液晶層3には15[V]の電圧を印加している。赤色の画素領域R2のV(電圧)−T(透過率)特性(R)、緑色の画素領域のV−T特性(G)、青色の画素領域のV−T特性(B)は、上記第1の実施の形態と同様、図に示す通りである。
上記したように、液晶層3に電圧を印加することにより、複数の液晶分子3mを寝かすことができ、複数の液晶分子3mの傾き角の平均値を、液晶層3の平面に対して20°以下とすることができる。
ここで、本願発明者は、第2状態における各種表示特性について調査した。
上記第1の実施の形態と同様、図15に示すように、広視野角において色再現範囲が広いことが分かる。これにより、広視野角において良好な白表示を行うことができる。また、上記第1の実施の形態と同様、図16および図17に示すように、広視野角において高いコントラスト比を得ていることが分かる。
上記第1の実施の形態と同様、図15に示すように、広視野角において色再現範囲が広いことが分かる。これにより、広視野角において良好な白表示を行うことができる。また、上記第1の実施の形態と同様、図16および図17に示すように、広視野角において高いコントラスト比を得ていることが分かる。
上記第1の実施の形態と同様、図18に示す透過率特性を得ていることが分かる。
上記したことから、液晶表示パネルは、視野角に対する透過率のばらつきを抑制しているため、多色表示時に表示画面を斜め方向から見た場合に、従来のMVAモードの液晶表示パネルで表示画面に生じていた白茶ける現象を解消することができる。
上記したことから、液晶表示パネルは、視野角に対する透過率のばらつきを抑制しているため、多色表示時に表示画面を斜め方向から見た場合に、従来のMVAモードの液晶表示パネルで表示画面に生じていた白茶ける現象を解消することができる。
上記第1の実施の形態と同様、図19に示す輝度特性を得ていることが分かる。
上記したことから、液晶表示パネルは、視野角に対する輝度のばらつきを抑制しているため、従来のMVAモードの液晶表示パネルと同等に視野角特性に優れている。
上記したことから、液晶表示パネルは、視野角に対する輝度のばらつきを抑制しているため、従来のMVAモードの液晶表示パネルと同等に視野角特性に優れている。
上記したように構成された液晶表示パネルによれば、液晶層3は、上記第1状態および第2状態の何れかの配向状態を採り、Δndは、波長550nmの光に対して240nmである。第1光学フィルム5は、偏光板5aと、位相差板5bとで形成されている。第2光学フィルム6は、偏光板6aと、位相差板6bとで形成されている。
また、白表示する場合、液晶層3に印加する電圧の絶対値は、|56/Δε|[V]以上であり、複数の液晶分子3mの傾き角の平均値は、上記平面に対して20°以下である。このため、この実施の形態の液晶表示パネルは、上述した第1実施の形態と同様の効果を得ることができる。
配向膜17および配向膜23は配向制御部を形成している。このため、配向膜17および配向膜23は、制御部7による制御のもと、第1状態および第2状態の何れかの配向状態となるよう、複数の液晶分子3mの配向を制御することができる。
各画素領域R2は2つの分割領域R3を有し、配向分割数を2としている。従って、この実施の形態の液晶表示パネルは、第1の実施の形態の液晶表示パネルと比較すると配向分割数に起因した実質的開口率の低下を解消することができる。また、この実施の形態の液晶表示パネルは、絶対輝度を第1の実施の形態以上とすることができる。上述したように液晶表示パネルを形成することで、配向分割数を2としても、斜め方向で階調反転が生じることは無く、優れた視野角特性を得ることができる。
上記したことから、表示品位に優れた液晶表示パネルを得ることができる。
上記したことから、表示品位に優れた液晶表示パネルを得ることができる。
次に、この発明の液晶表示パネルの比較例について説明する。
(比較例1)
比較例1において、液晶層3は上記第1状態および第2状態の何れかの配向状態を採り、Δndは波長550nmの光に対して320nmである。また、白表示する場合、液晶層3に印加する電圧の絶対値は4.7[V]であり、複数の液晶分子3mの傾き角の平均値は上記平面に対して20°以上である。
(比較例1)
比較例1において、液晶層3は上記第1状態および第2状態の何れかの配向状態を採り、Δndは波長550nmの光に対して320nmである。また、白表示する場合、液晶層3に印加する電圧の絶対値は4.7[V]であり、複数の液晶分子3mの傾き角の平均値は上記平面に対して20°以上である。
比較例1の液晶表示パネルは、第1の実施の形態の液晶表示パネルと同様、配向分割数が4である。なお、比較例1において、他の構成は上述した第1の実施の形態と同一であり、同一の部分についてはその詳細な説明を省略する。
次に、液晶層3の配向状態が第1状態の場合と、第2状態の場合とについて説明する。
上述した第1の実施の形態と同様、図9および11に示すように、第1状態において、上述したように、複数の液晶分子3mは上記平面に対し垂直な方向に配向している。このため、第1の実施の形態と同様、第1状態において、黒表示状態の視野角依存性の問題を解消できることが分かる。
上述した第1の実施の形態と同様、図9および11に示すように、第1状態において、上述したように、複数の液晶分子3mは上記平面に対し垂直な方向に配向している。このため、第1の実施の形態と同様、第1状態において、黒表示状態の視野角依存性の問題を解消できることが分かる。
図23、24、25および26に示すように、第2状態において、複数の液晶分子3mの傾き角の平均値は上記平面に対して20°以上である。中間調において、液晶層3では、垂直方向の位相差がやや増加する。液晶層3および位相差板5b、6b全体では、位相差は、水平方向で微小に減少するもののほぼ一定である。液晶層3および位相差板5b、6bは各々の屈折率の異方性を完全に補償しないため、表示画像は灰色となる。
白色表示において、液晶層3では、垂直方向の位相差は一定である。これは、画素領域R2毎、分割領域R3相互で補償し合うためである。液晶層3および位相差板5b、6b全体では、水平方向に位相差が減少している。このため、斜め方向で階調反転が生じてしまう。
ここで、本願発明者が調査したところ、図27に示すように、上記第2状態は、Δndを320nm、液晶層3(画素電極15および共通電極21間)に印加する電圧を4.7[V]としている。上述したように、第2状態において、液晶分子3mを寝かせることはできない。また、印加電圧4.7[V]では、青色の画素領域R2の透過率はピークを越えてしまうことになる。
赤色の画素領域R2のV−T特性(R)、緑色の画素領域のV−T特性(G)、青色の画素領域のV−T特性(B)は図に示す通りである。
また、本願発明者は、第2状態における各種表示特性について調査した。
図28に示すように、全方向において、コントラストは10以上である。広視野角において高いコントラストを得ていることが分かる。このため、比較例1の液晶表示パネルは、上記第1の実施の形態と同等に視野角特性に優れている。
図28に示すように、全方向において、コントラストは10以上である。広視野角において高いコントラストを得ていることが分かる。このため、比較例1の液晶表示パネルは、上記第1の実施の形態と同等に視野角特性に優れている。
図29、30および31に示すように、液晶層3に4.700[V]、4.200[V]、3.900[V]、3.500[V]、3.200[V]、3.100[V]、2.900[V]、0.000[V]の計8種類の電圧を印加し、輝度を実測した。輝度は図に示される通りである。
表示画面の正面方向(0°)において、液晶表示パネルの8階調の輝度は均等に分けられているものの、表示画面の左右方向(第1、第2方向d1、d2)、斜め方向(第4、第5方向d4、d5)、上下方向(第3方向d3)において、液晶表示パネルの8階調の輝度Lは不均等に分けられ、正面方向に比べて格段に低輝度である。
図32に示すように、液晶層3に計6種類の電圧を印加し、輝度を実測した。輝度は図に示される通りである。図29乃至図31に示す輝度特性と同様、正面方向から傾斜した方向の輝度は、正面方向に比べて格段に低輝度である。
上記したことから、比較例1の液晶表示パネルは、視野角に対する輝度のばらつきを有しているため、第1の実施の形態の液晶表示パネルより輝度視野角特性に劣ってしまう。
図33に示すように、図32に示した輝度を規格化した。規格化した輝度(相対輝度)L*は、図に示される通りである。表示画面の正面方向から傾斜した方向において、正面方向に比べて格段に高輝度である。
上記したことから、比較例1の液晶表示パネルは、視野角に対する輝度のばらつきを抑制できない、多色表示時に表示画面を斜め方向から見た場合に、表示画面に白茶ける現象が生じてしまう。つまり、比較例1の液晶表示パネルは、第1の実施の形態の液晶表示パネルより輝度視野角特性に劣ってしまう。
(比較例2)
比較例2において、液晶層3は上記第1状態および第2状態の何れかの配向状態を採り、Δndは波長550nmの光に対して320nmである。また、白表示する場合、液晶層3に印加する電圧の絶対値は4.7[V]であり、複数の液晶分子3mの傾き角の平均値は上記平面に対して20°以上である。
比較例2において、液晶層3は上記第1状態および第2状態の何れかの配向状態を採り、Δndは波長550nmの光に対して320nmである。また、白表示する場合、液晶層3に印加する電圧の絶対値は4.7[V]であり、複数の液晶分子3mの傾き角の平均値は上記平面に対して20°以上である。
比較例2の液晶表示パネルは、第2の実施の形態の液晶表示パネルと同様、配向分割数が2である。なお、比較例2において、他の構成は上述した第2の実施の形態と同一であり、同一の部分についてはその詳細な説明を省略する。
また、本願発明者は、第2状態における各種表示特性について調査した。
図34に示すように、全方向において、コントラストは10以上である。広視野角において高いコントラストを得ていることが分かる。このため、比較例2の液晶表示パネルは、上記第2の実施の形態と同等に視野角特性に優れている。
図34に示すように、全方向において、コントラストは10以上である。広視野角において高いコントラストを得ていることが分かる。このため、比較例2の液晶表示パネルは、上記第2の実施の形態と同等に視野角特性に優れている。
図35、36および37に示すように、液晶層3に4.700[V]、4.200[V]、3.900[V]、3.500[V]、3.200[V]、3.100[V]、2.900[V]、0.000[V]の計8種類の電圧を印加し、輝度を実測した。輝度は図に示される通りである。
表示画面の正面方向(0°)において、液晶表示パネルの8階調の輝度は均等に分けられているものの、表示画面の左右方向(第1、第2方向d1、d2)、斜め方向(第4、第5方向d4、d5)、上下方向(第3方向d3)において、液晶表示パネルの8階調の輝度Lは不均等に分けられ、正面方向に比べて格段に低輝度である。
その他、比較例2の液晶表示パネルは、比較例1の液晶表示パネルと同様、図32および図33に示す輝度視野角特性を得る結果となった。このため、比較例2の液晶表示パネルは、第2の実施の形態の液晶表示パネルより輝度視野角特性に劣ってしまう。
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
上記Δndは、波長550nmの光に対して240nmであるが、これに限らず、Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下であれば上述した効果を得ることができる。画素領域R2は複数の分割領域R3を有していれば良い。誘電率異方性Δεの値は負でも良く、液晶層3に電圧を印加していない場合、複数の液晶分子3mの配向状態は第1状態である。
配向制御部は、欠落部15a、突起22、配向膜17、23の少なくとも何れか1つで形成されているが、これに限らず、複数の画素領域R2に重ねてアレイ基板1および対向基板2の少なくとも何れか一方に設けられ、複数の液晶分子3mの配向状態を制御するものであれば良い。液晶層3の配向状態は、液晶層に電圧が印加されて第1状態となり、電圧が印加されずに第2状態となっても良い。
1…アレイ基板、2…対向基板、3…液晶層、3m…液晶分子、4…カラーフィルタ、5…第1光学フィルム、6…第2光学フィルム、5a,6a…偏光板、5b,6b…位相差板、7…制御部、10…ガラス基板、13…TFT、15…画素電極、15a…欠落部、17…配向膜、17a…第1配向部、17b…第2配向部、20…ガラス基板、21…共通電極、22…突起、23…配向膜、23a…第3配向部、23b…第4配向部、a1…吸収軸、a2…遅相軸、d…液晶層厚、d1,d2,d3,d4,d5,d6…方向、R1…表示領域、R2…画素領域、R3…分割領域、Δn…屈折率異方性、Δε…誘電率異方性。
Claims (13)
- アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板および対向基板に重なり、複数の分割領域を有した複数の画素領域と、
前記アレイ基板および対向基板間に挟持され、前記アレイ基板および対向基板間に印加される電圧の有無により、複数の液晶分子が前記アレイ基板および対向基板の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに前記複数の液晶分子が前記分割領域毎に同一の方向に配向しているとともに前記画素領域毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る液晶層と、を備え、
前記液晶層の厚みdと、前記液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である液晶表示パネル。 - 前記アレイ基板の外面側に設けられた第1光学フィルムと、
前記対向基板の外面側に設けられた第2光学フィルムと、をさらに備えている請求項1に記載の液晶表示パネル。 - 前記複数の液晶分子の配向を前記第2状態として白表示する場合、前記複数の液晶分子の傾き角の平均値は、前記平面に対して20°以下である請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 白表示する場合、前記液晶層の液晶材料の誘電率異方性をΔεと置くと、前記アレイ基板および対向基板間に印加する前記電圧の絶対値は、|56/Δε|V以上である請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記複数の画素領域は、それぞれ2つの分割領域を有している請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記液晶層の液晶材料の誘電率異方性は負であり、
前記アレイ基板および対向基板間に前記電圧を印加していない場合、前記複数の液晶分子の前記配向状態は前記第1状態である請求項1に記載の液晶表示パネル。 - 前記アレイ基板は、アクティブマトリクス基板である請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記アレイ基板および対向基板に電気的に接続され、前記アレイ基板および対向基板間に印加する前記電圧を調整し、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する制御部をさらに備えている請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記複数の画素領域に重ねて前記アレイ基板および対向基板の少なくとも何れか一方に設けられ、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する配向制御部をさらに備えている請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記配向制御部は、前記複数の画素領域に重ねて前記対向基板に設けられ、前記アレイ基板側に突出した複数の突起で形成されている請求項9に記載の液晶表示パネル。
- 前記アレイ基板は、前記液晶層に印加される前記電圧が与えられる複数の画素電極を備え、
前記配向制御部は、前記複数の画素電極に形成された複数の欠落部で形成されている請求項9に記載の液晶表示パネル。 - アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板および対向基板に重なり、複数の分割領域を有した複数の画素領域と、
前記アレイ基板および対向基板間に挟持され、前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加されず、複数の液晶分子が前記アレイ基板および対向基板の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加され、前記複数の液晶分子が前記分割領域毎に同一の方向に配向しているとともに前記画素領域毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る液晶層と、
前記アレイ基板および対向基板に電気的に接続され、前記アレイ基板および対向基板間に印加する前記電圧を調整し、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する制御部と、
前記複数の画素領域に重ねて前記アレイ基板および対向基板の少なくとも何れか一方に設けられ、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する配向制御部と、
前記アレイ基板の外面側に設けられた第1光学フィルムと、
前記対向基板の外面側に設けられた第2光学フィルムと、を備え、
前記アレイ基板は、前記液晶層に印加される前記電圧が与えられる複数の画素電極を有し、
前記液晶層の液晶材料の誘電率異方性は正であり、
前記配向制御部は、前記複数の画素領域に重ねて前記対向基板に設けられ、前記アレイ基板側に突出した複数の突起と、前記複数の画素電極に形成された複数の欠落部と、で形成され、
前記液晶層の厚みdと、前記液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である液晶表示パネル。 - アレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板および対向基板に重なり、複数の分割領域を有した複数の画素領域と、
前記アレイ基板および対向基板間に挟持され、前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加されず、複数の液晶分子が前記アレイ基板および対向基板の平面に対し垂直な方向に配向した第1状態、並びに前記アレイ基板および対向基板間に電圧が印加され、前記複数の液晶分子が前記分割領域毎に同一の方向に配向しているとともに前記画素領域毎に複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る液晶層と、
前記アレイ基板に設けられ、少なくとも1つの前記分割領域に重なり前記平面に平行な第1方向にラビングされた少なくとも1つの第1配向部と、前記第1配向部から外れて少なくとも1つの前記分割領域に重なり前記第1方向に平行であるとともに前記第1方向と反対の第2方向にラビングされた少なくとも1つの第2配向部と、を前記画素領域毎に有した配向膜と、
前記対向基板に設けられ、前記少なくとも1つの第1配向部に重なり前記第2方向にラビングされた少なくとも1つの第3配向部と、前記少なくとも1つの第2配向部に重なり前記第1方向にラビングされた少なくとも1つの第4配向部と、を前記画素領域毎に有した他の配向膜と、
前記アレイ基板および対向基板に電気的に接続され、前記アレイ基板および対向基板間に印加する前記電圧を調整し、前記複数の液晶分子の前記配向状態を制御する制御部と、
前記アレイ基板の外面側に設けられた第1光学フィルムと、
前記対向基板の外面側に設けられた第2光学フィルムと、を備え、
前記液晶層の液晶材料の誘電率異方性は正であり、
前記液晶層の厚みdと、前記液晶層の液晶材料の屈折率異方性Δnと、を乗じた値Δndは、波長550nmの光に対して240nm以下である液晶表示パネル。
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JP2007193768A JP2009031438A (ja) | 2007-07-25 | 2007-07-25 | 液晶表示パネル |
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JP2007193768A JP2009031438A (ja) | 2007-07-25 | 2007-07-25 | 液晶表示パネル |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011185965A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Fujifilm Corp | Va型液晶表示装置 |
KR101763058B1 (ko) | 2013-05-28 | 2017-07-28 | 주식회사 다이셀 | 광반도체 밀봉용 경화성 조성물 |
-
2007
- 2007-07-25 JP JP2007193768A patent/JP2009031438A/ja active Pending
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