JPH1138425A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パネルの上下方向及び左右方向において対称
的な視野角特性を有する液晶表示装置を提供すること。 【解決手段】 液晶分子３０１を基板表面と実質的に水
平な面内で回転させて、表示を行う液晶表示装置におい
て、ＴＦＴ側配向処理角度φTFT とＣＦ側配向処理角度
φCFとを僅かに異ならせて、その僅かに異ならせた角度
をツイスト角φTWとして、液晶分子３０１をツイスト配
向する。その際、ツイスト角φTWは、平均配向処理角度
φAVとの関係で求められる角度とする。
的な視野角特性を有する液晶表示装置を提供すること。 【解決手段】 液晶分子３０１を基板表面と実質的に水
平な面内で回転させて、表示を行う液晶表示装置におい
て、ＴＦＴ側配向処理角度φTFT とＣＦ側配向処理角度
φCFとを僅かに異ならせて、その僅かに異ならせた角度
をツイスト角φTWとして、液晶分子３０１をツイスト配
向する。その際、ツイスト角φTWは、平均配向処理角度
φAVとの関係で求められる角度とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板表面と実質的
に水平な面内において、液晶分子の分子軸の方向を回転
させて表示を行うことにより、広視野角を可能とした液
晶表示装置に関する。
に水平な面内において、液晶分子の分子軸の方向を回転
させて表示を行うことにより、広視野角を可能とした液
晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶表示装置としては、ＴＮ（Tw
isted Nematic ）モードに代表されるように、基板表面
に対して垂直な方向に電界を印加することにより液晶分
子のディレクタ（分子軸の方向）を変化させ、表示する
タイプ（以下、縦電界駆動型という。）のものが一般的
であった。しかしながら、この縦電界駆動型の液晶表示
装置においては、電界印加時に、ディレクタが基板表面
に対して垂直に配することとなるため、視角方向により
屈折率が異なることから、視野角依存性が高く、広視野
角が得られにくかった。
isted Nematic ）モードに代表されるように、基板表面
に対して垂直な方向に電界を印加することにより液晶分
子のディレクタ（分子軸の方向）を変化させ、表示する
タイプ（以下、縦電界駆動型という。）のものが一般的
であった。しかしながら、この縦電界駆動型の液晶表示
装置においては、電界印加時に、ディレクタが基板表面
に対して垂直に配することとなるため、視角方向により
屈折率が異なることから、視野角依存性が高く、広視野
角が得られにくかった。
【０００３】これに対して、近年、配向したディレクタ
を基板表面に対して水平な面内で回転させることにより
表示を行うＩＰＳ（In-Plane Switching）モード（又
は、横電界駆動型）の液晶表示装置が研究開発されてい
る。
を基板表面に対して水平な面内で回転させることにより
表示を行うＩＰＳ（In-Plane Switching）モード（又
は、横電界駆動型）の液晶表示装置が研究開発されてい
る。
【０００４】従来のＩＰＳモードの液晶表示装置の例と
しては、特開平６−１６０８７８号公報（以下、従来
例）に開示されているものが挙げられる。
しては、特開平６−１６０８７８号公報（以下、従来
例）に開示されているものが挙げられる。
【０００５】従来例の液晶表示装置は、図１６に示され
るような構成を備えている。ここで、図１６（ａ）は、
電界無印加時における従来例の液晶表示装置の側断面図
を示し、図１６（ｂ）は、電界無印加時における従来例
の液晶表示装置の正面図を示す。また、図１６（ｃ）
は、電界印加時における従来例の液晶表示装置の側断面
図を示し、図１６（ｄ）は、電界印加時における従来例
の液晶表示装置の正面図を示す。
るような構成を備えている。ここで、図１６（ａ）は、
電界無印加時における従来例の液晶表示装置の側断面図
を示し、図１６（ｂ）は、電界無印加時における従来例
の液晶表示装置の正面図を示す。また、図１６（ｃ）
は、電界印加時における従来例の液晶表示装置の側断面
図を示し、図１６（ｄ）は、電界印加時における従来例
の液晶表示装置の正面図を示す。
【０００６】図１６を参照すると、従来例の液晶表示装
置は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ；図示せず）が
設けられるＴＦＴ側ガラス基板１０１と、カラーフィル
タ（以下、ＣＦ；図示せず）が設けられるＣＦ側ガラス
基板２０１とを備えている。ＴＦＴ側ガラス基板１０１
の一面上には偏光板１４０が設けられており、ＴＦＴ側
ガラス基板１０１の他の面上にはパネル上下方向（図１
６（ｂ）参照）に延びるようにして画素電極１０７が設
けられており、更に該画素電極１０７を含め他の面全体
を覆うようにして配向膜１３０が設けられている。ＣＦ
側ガラス基板２０１の一面上には偏光板２４０が設けら
れており、ＣＦ側ガラス基板２０１の他の面上にはパネ
ル上下方向に延びるようにして共通電極１０３が設けら
れており、更に共通電極１０３を含め他の面全体を覆う
ようにして配向膜２３０が設けられている。また、ＴＦ
Ｔ側ガラス基板１０１とＣＦ側ガラス基板２０１とは、
画素電極１０７が設けられた面と共通電極１０３が設け
られた面とが対向するようにして、液晶分子３０１が封
止される液晶層を挟持している。２つの配向膜１３０及
び２３０は、双方とも画素電極１０７及び共通電極１０
３の長手方向、即ちパネル上下方向に対してなす角度が
等しくなるようにして配向処理をされている。このた
め、液晶分子３０１のディレクタは、電界無印加時にお
いて一様に配向されることとなる（図１６（ｂ）参
照）。また、従来例の液晶表示装置において、２つの偏
光板１４０及び２４０は、夫々の光透過軸が直交するよ
うにして配されている。このような構成を備えた従来例
の液晶表示装置は、画素電極１０７及び共通電極１０３
との間に電界Ｅを印加すると、図１６（ｃ）及び（ｄ）
に示されるように液晶分子３０１のディレクタを基板表
面と実質的に水平な面内において回転させる。尚、上記
説明においては、画素電極１０７と共通電極１０３とが
互いに異なる基板上に設けられている例を取り上げた
が、従来例には、画素電極１０７と共通電極１０３とが
互いに同一の基板上に設けられていても良いことが示唆
されている。
置は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ；図示せず）が
設けられるＴＦＴ側ガラス基板１０１と、カラーフィル
タ（以下、ＣＦ；図示せず）が設けられるＣＦ側ガラス
基板２０１とを備えている。ＴＦＴ側ガラス基板１０１
の一面上には偏光板１４０が設けられており、ＴＦＴ側
ガラス基板１０１の他の面上にはパネル上下方向（図１
６（ｂ）参照）に延びるようにして画素電極１０７が設
けられており、更に該画素電極１０７を含め他の面全体
を覆うようにして配向膜１３０が設けられている。ＣＦ
側ガラス基板２０１の一面上には偏光板２４０が設けら
れており、ＣＦ側ガラス基板２０１の他の面上にはパネ
ル上下方向に延びるようにして共通電極１０３が設けら
れており、更に共通電極１０３を含め他の面全体を覆う
ようにして配向膜２３０が設けられている。また、ＴＦ
Ｔ側ガラス基板１０１とＣＦ側ガラス基板２０１とは、
画素電極１０７が設けられた面と共通電極１０３が設け
られた面とが対向するようにして、液晶分子３０１が封
止される液晶層を挟持している。２つの配向膜１３０及
び２３０は、双方とも画素電極１０７及び共通電極１０
３の長手方向、即ちパネル上下方向に対してなす角度が
等しくなるようにして配向処理をされている。このた
め、液晶分子３０１のディレクタは、電界無印加時にお
いて一様に配向されることとなる（図１６（ｂ）参
照）。また、従来例の液晶表示装置において、２つの偏
光板１４０及び２４０は、夫々の光透過軸が直交するよ
うにして配されている。このような構成を備えた従来例
の液晶表示装置は、画素電極１０７及び共通電極１０３
との間に電界Ｅを印加すると、図１６（ｃ）及び（ｄ）
に示されるように液晶分子３０１のディレクタを基板表
面と実質的に水平な面内において回転させる。尚、上記
説明においては、画素電極１０７と共通電極１０３とが
互いに異なる基板上に設けられている例を取り上げた
が、従来例には、画素電極１０７と共通電極１０３とが
互いに同一の基板上に設けられていても良いことが示唆
されている。
【０００７】以上説明したとおり、ＩＰＳモードの液晶
表示装置は、基板表面に対して平行な電界を印加し、液
晶分子のディレクタを実質的に基板表面に対して水平な
面内において回転させることにより表示を行っているた
め、視点を動かしても基本的には液晶分子の短軸方向の
みを見ていることになる。従って、ＩＰＳモードの液晶
表示装置は、液晶分子の“立ち方”に対する視野角依存
性がなく、従来から存するＴＮ（Twisted Nematic ）モ
ードのものと比較して、広視野角を達成することができ
るものである。
表示装置は、基板表面に対して平行な電界を印加し、液
晶分子のディレクタを実質的に基板表面に対して水平な
面内において回転させることにより表示を行っているた
め、視点を動かしても基本的には液晶分子の短軸方向の
みを見ていることになる。従って、ＩＰＳモードの液晶
表示装置は、液晶分子の“立ち方”に対する視野角依存
性がなく、従来から存するＴＮ（Twisted Nematic ）モ
ードのものと比較して、広視野角を達成することができ
るものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶表示装
置には、使用状況等の観点から、左右の視角に対してコ
ントラスト比が対称であり（即ち、左右対称の視野角特
性を有しており）、また、上下の視角に対してコントラ
スト比が対称である（即ち、上下対称の視野角特性を有
している）ことが要求されており、更には、左右上下全
てにおいて対称な視野角特性を有していることが望まれ
ている。ここで、コントラスト比（ＣＲ）とは、黒を表
示した状態の透過率を基準として白を表示した状態の光
透過率の比をいう。また、視野角特性（等ＣＲ分布）と
は、液晶表示装置のパネルを覗き込む視角毎にコントラ
スト比がどのように分布することとなるかを示す分布特
性をいう。
置には、使用状況等の観点から、左右の視角に対してコ
ントラスト比が対称であり（即ち、左右対称の視野角特
性を有しており）、また、上下の視角に対してコントラ
スト比が対称である（即ち、上下対称の視野角特性を有
している）ことが要求されており、更には、左右上下全
てにおいて対称な視野角特性を有していることが望まれ
ている。ここで、コントラスト比（ＣＲ）とは、黒を表
示した状態の透過率を基準として白を表示した状態の光
透過率の比をいう。また、視野角特性（等ＣＲ分布）と
は、液晶表示装置のパネルを覗き込む視角毎にコントラ
スト比がどのように分布することとなるかを示す分布特
性をいう。
【０００９】しかしながら、上述した従来例の液晶表示
装置は、この視野角特性に関する要求を満たすことので
きないものであった。
装置は、この視野角特性に関する要求を満たすことので
きないものであった。
【００１０】従来例による液晶表示装置の視野角特性の
一例として、視野角によるコントラスト比を模式的に表
現したビューコーンを図１７に示す。図１７は、２つの
配向膜１３０及び２３０の配向処理方向がパネル上下方
向に対してともに１５度をなしており、且つ、液晶分子
のディレクタがアンチパラレル配向されている場合にお
けるＣＲ＝１００の分布を示すものである。図１７から
理解されるように、従来例による液晶表示装置の視野角
特性は、略楕円形状であり、また、左右対称でも上下対
称でもない。詳しくは、従来例による液晶表示装置の視
野角特性は、略楕円形状における長軸が、配向処理方向
と同様に、パネル上下方向に対して１５度をなしてい
る。このように、視野角特性に関して、略楕円形状にお
ける長軸がパネル上下方向に対して１５度をなしている
のは、２つの配向膜１３０及び２３０がパネル上下方向
に対して双方とも１５度をなすようにして配向処理をさ
れていることにより、液晶分子３０１のディレクタが電
界無印加時において一様にパネル上下方向と１５度をな
すようにして配向されていることによる。
一例として、視野角によるコントラスト比を模式的に表
現したビューコーンを図１７に示す。図１７は、２つの
配向膜１３０及び２３０の配向処理方向がパネル上下方
向に対してともに１５度をなしており、且つ、液晶分子
のディレクタがアンチパラレル配向されている場合にお
けるＣＲ＝１００の分布を示すものである。図１７から
理解されるように、従来例による液晶表示装置の視野角
特性は、略楕円形状であり、また、左右対称でも上下対
称でもない。詳しくは、従来例による液晶表示装置の視
野角特性は、略楕円形状における長軸が、配向処理方向
と同様に、パネル上下方向に対して１５度をなしてい
る。このように、視野角特性に関して、略楕円形状にお
ける長軸がパネル上下方向に対して１５度をなしている
のは、２つの配向膜１３０及び２３０がパネル上下方向
に対して双方とも１５度をなすようにして配向処理をさ
れていることにより、液晶分子３０１のディレクタが電
界無印加時において一様にパネル上下方向と１５度をな
すようにして配向されていることによる。
【００１１】そこで、本発明は、以上説明してきた従来
例においては満たされていなかった要求を満たすことの
できる、即ち左右対称及び上下対称な視野角特性を有す
る液晶表示装置を提供することを目的とする。
例においては満たされていなかった要求を満たすことの
できる、即ち左右対称及び上下対称な視野角特性を有す
る液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者等は、上
述した課題を解決するために、液晶分子のディレクタを
一様な方向に配向しなかった場合に、どのような視野角
特性が得られるかという点に着目し、実験を試みた。そ
の結果、２つの基板の夫々に設けられた配向膜に対して
互いに僅かに異なった配向処理角度をもって配向処理を
施し、そのような配向膜をもって液晶分子のディレクタ
をツイスト配向すると視野角特性がツイスト角に応じて
回転することを見出だした。更に実験を重ねた結果、２
つの配向膜の配向処理角度の平均の角度に応じて、ツイ
スト角を決定することにより、左右対称及び上下対称な
視野角特性が得られることを見出だした。
述した課題を解決するために、液晶分子のディレクタを
一様な方向に配向しなかった場合に、どのような視野角
特性が得られるかという点に着目し、実験を試みた。そ
の結果、２つの基板の夫々に設けられた配向膜に対して
互いに僅かに異なった配向処理角度をもって配向処理を
施し、そのような配向膜をもって液晶分子のディレクタ
をツイスト配向すると視野角特性がツイスト角に応じて
回転することを見出だした。更に実験を重ねた結果、２
つの配向膜の配向処理角度の平均の角度に応じて、ツイ
スト角を決定することにより、左右対称及び上下対称な
視野角特性が得られることを見出だした。
【００１３】そこで、本発明は、これらの実験の結果を
統計的に検討し、上述した課題を解決するための具体的
な手段として、以下に示す液晶表示装置を提供すること
とした。
統計的に検討し、上述した課題を解決するための具体的
な手段として、以下に示す液晶表示装置を提供すること
とした。
【００１４】即ち、本発明によれば、第１の液晶表示装
置として、第１及び第２の基板、所定方向に対して夫々
の長手方向が沿うようにして前記第１の基板上に延設さ
れた画素電極及び共通電極、該画素電極及び共通電極を
覆うようにして前記第１の基板上に設けられた第１の配
向膜、前記第２の基板上に設けられた第２の配向膜、及
び第１及び第２の配向膜が対向するようにして前記第１
及び第２の基板に挟持された液晶層を備えた液晶表示装
置であって、前記液晶層に封止されている液晶分子の分
子軸の方向を前記第１の基板表面と実質的に水平な面内
で回転させて明暗を表示する液晶表示装置において、前
記第１の配向膜は、前記第１の基板又は前記第２の基板
のいずれか一方を視線方向により近い位置に配した状態
で、当該一方の基板を正面から見て、当該第１の配向膜
の配向処理方向が、前記所定方向に対して、第１の配向
処理角度をなすようにして、配向処理されたものであ
り、前記第２の配向膜は、前記正面から見て、当該第２
の配向膜の配向処理方向が、前記所定方向に対して、前
記第１の配向処理角度とは所定の僅かな角度を角度差と
する第２の配向処理角度をなすようにして、配向処理さ
れたものであり、前記液晶分子は、前記所定の僅かな角
度をツイスト角として、ツイスト配向されていることを
特徴とする液晶表示装置が得られる。
置として、第１及び第２の基板、所定方向に対して夫々
の長手方向が沿うようにして前記第１の基板上に延設さ
れた画素電極及び共通電極、該画素電極及び共通電極を
覆うようにして前記第１の基板上に設けられた第１の配
向膜、前記第２の基板上に設けられた第２の配向膜、及
び第１及び第２の配向膜が対向するようにして前記第１
及び第２の基板に挟持された液晶層を備えた液晶表示装
置であって、前記液晶層に封止されている液晶分子の分
子軸の方向を前記第１の基板表面と実質的に水平な面内
で回転させて明暗を表示する液晶表示装置において、前
記第１の配向膜は、前記第１の基板又は前記第２の基板
のいずれか一方を視線方向により近い位置に配した状態
で、当該一方の基板を正面から見て、当該第１の配向膜
の配向処理方向が、前記所定方向に対して、第１の配向
処理角度をなすようにして、配向処理されたものであ
り、前記第２の配向膜は、前記正面から見て、当該第２
の配向膜の配向処理方向が、前記所定方向に対して、前
記第１の配向処理角度とは所定の僅かな角度を角度差と
する第２の配向処理角度をなすようにして、配向処理さ
れたものであり、前記液晶分子は、前記所定の僅かな角
度をツイスト角として、ツイスト配向されていることを
特徴とする液晶表示装置が得られる。
【００１５】また、本発明によれば、第２の液晶表示装
置として、前記第１の液晶表示装置において、前記正面
から見て、前記第１の配向膜の配向処理方向と前記第２
の配向膜の配向処理方向とのなす狭角内における中間の
方向としての平均配向処理方向が、前記所定方向に対し
てなす角度を平均配向処理角度と定義した場合に、前記
ツイスト角は、当該平均配向処理角度の大きさに応じて
決定されるものであることを特徴とする液晶表示装置が
得られる。
置として、前記第１の液晶表示装置において、前記正面
から見て、前記第１の配向膜の配向処理方向と前記第２
の配向膜の配向処理方向とのなす狭角内における中間の
方向としての平均配向処理方向が、前記所定方向に対し
てなす角度を平均配向処理角度と定義した場合に、前記
ツイスト角は、当該平均配向処理角度の大きさに応じて
決定されるものであることを特徴とする液晶表示装置が
得られる。
【００１６】更に、本発明によれば、第３の液晶表示装
置として、前記第２の液晶表示装置において、前記ツイ
スト角は、前記平均配向処理角度をｘとして、前記第１
の配向処理角度が前記第２の配向処理角度よりも大きい
場合には、０．２７ｘ0.73±１度の範囲内に属するいず
れかの角度であり、前記第１の配向処理角度が前記第２
の配向処理角度よりも小さい場合には、−０．２７（９
０−ｘ）0.73±１度の範囲内に属するいずれかの角度で
あることを特徴とする液晶表示装置が得られる。
置として、前記第２の液晶表示装置において、前記ツイ
スト角は、前記平均配向処理角度をｘとして、前記第１
の配向処理角度が前記第２の配向処理角度よりも大きい
場合には、０．２７ｘ0.73±１度の範囲内に属するいず
れかの角度であり、前記第１の配向処理角度が前記第２
の配向処理角度よりも小さい場合には、−０．２７（９
０−ｘ）0.73±１度の範囲内に属するいずれかの角度で
あることを特徴とする液晶表示装置が得られる。
【００１７】また、本発明によれば、第４の液晶表示装
置として、前記第２又は第３のいずれかの液晶表示装置
において、前記平均配向処理角度は、１０度以上４５度
以下の大きさを有することを特徴とする液晶表示装置が
得られる。
置として、前記第２又は第３のいずれかの液晶表示装置
において、前記平均配向処理角度は、１０度以上４５度
以下の大きさを有することを特徴とする液晶表示装置が
得られる。
【００１８】更に、本発明によれば、第５の液晶表示装
置として、前記第１乃至第４のいずれかの液晶表示装置
において、前記液晶層は、前記液晶分子のディレクタが
安定的に所望の方向に配向されるように、カイラル剤が
添加されたものであることを特徴とする液晶表示装置が
得られる。
置として、前記第１乃至第４のいずれかの液晶表示装置
において、前記液晶層は、前記液晶分子のディレクタが
安定的に所望の方向に配向されるように、カイラル剤が
添加されたものであることを特徴とする液晶表示装置が
得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態によ
る液晶表示装置について、図面を参照して説明する。
る液晶表示装置について、図面を参照して説明する。
【００２０】本実施の形態による液晶表示装置は、スイ
ッチング素子としてＴＦＴを用い、カラー表示を行うこ
とのできるカラーＴＦＴ液晶表示装置であり、図１及び
図２に示されるような構造を備えている。ここで、図１
及び図２は、本実施の形態による液晶表示装置の１画素
分の構造を示すものであり、特に、図１は、側断面図を
示し、図２は、液晶表示装置をカラーフィルタ側からみ
た正面図を示す。
ッチング素子としてＴＦＴを用い、カラー表示を行うこ
とのできるカラーＴＦＴ液晶表示装置であり、図１及び
図２に示されるような構造を備えている。ここで、図１
及び図２は、本実施の形態による液晶表示装置の１画素
分の構造を示すものであり、特に、図１は、側断面図を
示し、図２は、液晶表示装置をカラーフィルタ側からみ
た正面図を示す。
【００２１】詳しくは、本実施の形態による液晶表示装
置は、薄膜トランジスタアレイ基板（以下、ＴＦＴアレ
イ基板）１００、カラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基
板）２００、ＴＦＴアレイ基板１００及びＣＦ基板２０
０に挟持された液晶層３００とを備えている。ＴＦＴア
レイ基板１００は、ＴＦＴ側ガラス基板１０１と、ＴＦ
Ｔ側ガラス基板１０１の一の面上に設けられた共通電極
１０３、ゲート絶縁膜１０５、画素電極１０７及び映像
信号線１０９と、それらを覆うようにして設けられる配
向膜１３０とを備え、更に、ＴＦＴ側ガラス基板１０１
の他の面上に設けられた偏光板１４０とを備えている。
共通電極１０３、画素電極１０７及び映像信号線１０９
は、夫々の電極の長手方向がパネル上下方向に沿うよう
にして、延設されている。ＣＦ基板２００は、ＣＦ側ガ
ラス基板２０１と、ＣＦ側ガラス基板２０１の一面上に
設けられた配向膜２３０と、ＣＦ側ガラス基板２０１の
他の面上に設けられた偏光板２４０とを備えている。液
晶層３００は、配向膜１３０と配向膜２３０とが対向す
るようにして、ＴＦＴアレイ基板１００とＣＦ基板２０
０に挟持されており、液晶分子３０１が封止されてい
る。このような構成を備えた本実施の形態による液晶表
示装置は、その長手方向が平行に配された共通電極１０
３及び画素電極１０７により電界を印加した際に、当該
電界に従って液晶分子を実質的に基板表面と水平な面内
で回転させることにより表示を行うことができるもので
ある。
置は、薄膜トランジスタアレイ基板（以下、ＴＦＴアレ
イ基板）１００、カラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基
板）２００、ＴＦＴアレイ基板１００及びＣＦ基板２０
０に挟持された液晶層３００とを備えている。ＴＦＴア
レイ基板１００は、ＴＦＴ側ガラス基板１０１と、ＴＦ
Ｔ側ガラス基板１０１の一の面上に設けられた共通電極
１０３、ゲート絶縁膜１０５、画素電極１０７及び映像
信号線１０９と、それらを覆うようにして設けられる配
向膜１３０とを備え、更に、ＴＦＴ側ガラス基板１０１
の他の面上に設けられた偏光板１４０とを備えている。
共通電極１０３、画素電極１０７及び映像信号線１０９
は、夫々の電極の長手方向がパネル上下方向に沿うよう
にして、延設されている。ＣＦ基板２００は、ＣＦ側ガ
ラス基板２０１と、ＣＦ側ガラス基板２０１の一面上に
設けられた配向膜２３０と、ＣＦ側ガラス基板２０１の
他の面上に設けられた偏光板２４０とを備えている。液
晶層３００は、配向膜１３０と配向膜２３０とが対向す
るようにして、ＴＦＴアレイ基板１００とＣＦ基板２０
０に挟持されており、液晶分子３０１が封止されてい
る。このような構成を備えた本実施の形態による液晶表
示装置は、その長手方向が平行に配された共通電極１０
３及び画素電極１０７により電界を印加した際に、当該
電界に従って液晶分子を実質的に基板表面と水平な面内
で回転させることにより表示を行うことができるもので
ある。
【００２２】ここで、本実施の形態による液晶表示装置
における特徴は、図１及び図２を参照すれば理解される
ように、概略的には以下のような点にある。第１に、Ｔ
ＦＴアレイ基板１００側の配向膜１３０の配向処理方向
とＣＦ基板２００側の配向膜２３０の配向処理方向とが
僅かに異なっている。第２に、液晶層３００に封止され
ている液晶分子の３０１は、その配向処理方向の僅かな
差、即ち、ＴＦＴアレイ基板１００側の配向膜１３０の
配向処理方向とＣＦ基板２００側の配向膜２３０の配向
処理方向とのなす角をもって、捩られツイスト配向され
ている。これらの角度に関する選択条件等については後
述することとして、概略的には、このように液晶分子３
０１を僅かに捩ることによりツイスト配向すると、等コ
ントラスト曲線の中心線がツイスト角に応じて回転する
こととなる。尚、等コントラスト曲線の中心線とは、そ
の線をもって等コントラスト曲線が線対称になるように
して定められる線をいい、一例としては、等コントラス
ト曲線が図３に示されるような略楕円形状である場合、
略楕円形状における長軸などが挙げられる。また、この
中心線をパネル上下方向又は左右方向に沿うようにする
ことで、等コントラスト曲線は左右対称及び上下対称と
なる。従って、本実施の形態によれば、従来、ツイスト
配向していなかった状態における中心線を所望の角度だ
け回転させるために、その回転角度に応じたツイスト角
をもって液晶分子をツイスト配向することにより、従来
の技術によっては得られなかった左右対称及び上下対称
の視野角特性を得ることができる。例えば、本実施の形
態の液晶表示装置によれば、図４に示されるように、左
右対称及び上下対称な視野角特性を得ることができる。
における特徴は、図１及び図２を参照すれば理解される
ように、概略的には以下のような点にある。第１に、Ｔ
ＦＴアレイ基板１００側の配向膜１３０の配向処理方向
とＣＦ基板２００側の配向膜２３０の配向処理方向とが
僅かに異なっている。第２に、液晶層３００に封止され
ている液晶分子の３０１は、その配向処理方向の僅かな
差、即ち、ＴＦＴアレイ基板１００側の配向膜１３０の
配向処理方向とＣＦ基板２００側の配向膜２３０の配向
処理方向とのなす角をもって、捩られツイスト配向され
ている。これらの角度に関する選択条件等については後
述することとして、概略的には、このように液晶分子３
０１を僅かに捩ることによりツイスト配向すると、等コ
ントラスト曲線の中心線がツイスト角に応じて回転する
こととなる。尚、等コントラスト曲線の中心線とは、そ
の線をもって等コントラスト曲線が線対称になるように
して定められる線をいい、一例としては、等コントラス
ト曲線が図３に示されるような略楕円形状である場合、
略楕円形状における長軸などが挙げられる。また、この
中心線をパネル上下方向又は左右方向に沿うようにする
ことで、等コントラスト曲線は左右対称及び上下対称と
なる。従って、本実施の形態によれば、従来、ツイスト
配向していなかった状態における中心線を所望の角度だ
け回転させるために、その回転角度に応じたツイスト角
をもって液晶分子をツイスト配向することにより、従来
の技術によっては得られなかった左右対称及び上下対称
の視野角特性を得ることができる。例えば、本実施の形
態の液晶表示装置によれば、図４に示されるように、左
右対称及び上下対称な視野角特性を得ることができる。
【００２３】以下に、本発明の実施の形態をより詳細に
説明するにあたって、説明に用いる種々の角度等につ
き、図５を用いて説明する。
説明するにあたって、説明に用いる種々の角度等につ
き、図５を用いて説明する。
【００２４】液晶パネル４００における一点を正面（本
実施の形態においては、カラーフィルタ側が手前に配置
されるようにして液晶パネルを覗き込む際における正
面）から見て、向かって上側への方向をパネル上方向と
定義し、同様に、向かって右側への方向をパネル右方向
と定義する。特に、本実施の形態においては、共通電極
１０３等の各電極の長手方向がパネル上下方向に沿うよ
うにして設けられているため、電極の長手方向とパネル
上下方向とは同方向を意味する。従って、これらの方向
のいずれを基準としても良い。また、液晶パネル４００
平面に対して垂直な方向をパネル法線方向と定義し、前
記一点を見る視線の方向としての視線方向とパネル法線
方向のなす角度を視角θと定義する。更に、液晶パネル
４００上の任意の線とパネル上方向とのなす角度を面内
角度と定義し、その中でも、視線方向を液晶パネル４０
０上に投影した線とパネル上方向とのなす面内角度を視
線面内角度φと定義する。尚、面内角度は、上記定義か
ら理解されるように、パネル上方向を０度とするもので
あり、更に、液晶パネル４００を正面から見た場合に、
パネル平面内においてパネル上方向から向かって右回り
を正とする。
実施の形態においては、カラーフィルタ側が手前に配置
されるようにして液晶パネルを覗き込む際における正
面）から見て、向かって上側への方向をパネル上方向と
定義し、同様に、向かって右側への方向をパネル右方向
と定義する。特に、本実施の形態においては、共通電極
１０３等の各電極の長手方向がパネル上下方向に沿うよ
うにして設けられているため、電極の長手方向とパネル
上下方向とは同方向を意味する。従って、これらの方向
のいずれを基準としても良い。また、液晶パネル４００
平面に対して垂直な方向をパネル法線方向と定義し、前
記一点を見る視線の方向としての視線方向とパネル法線
方向のなす角度を視角θと定義する。更に、液晶パネル
４００上の任意の線とパネル上方向とのなす角度を面内
角度と定義し、その中でも、視線方向を液晶パネル４０
０上に投影した線とパネル上方向とのなす面内角度を視
線面内角度φと定義する。尚、面内角度は、上記定義か
ら理解されるように、パネル上方向を０度とするもので
あり、更に、液晶パネル４００を正面から見た場合に、
パネル平面内においてパネル上方向から向かって右回り
を正とする。
【００２５】また、配向膜１３０の配向処理方向とパネ
ル上方向とのなす面内角度をＴＦＴ側配向処理角度φ
TFT と定義し、配向膜２３０の配向処理方向とパネル上
方向とのなす面内角度を下記のようにしてＣＦ側配向処
理角度φCFと定義する。更に、ＴＦＴ側配向処理角度φ
TFT からＣＦ側配向処理角度φCFを引いた角度、即ちφ
TFT −φCFをツイスト角φTWと定義し、ＴＦＴ側配向処
理角度φTFT とＣＦ配向処理角度φCFとの中間の角度を
平均配向処理角度φAVと定義する。ここで、図４を含め
たビューコーンにおける矢印付実線は、配向膜１３０の
配向処理方向、即ちＴＦＴ側の配向処理方向を示してお
り、矢印付破線は、配向膜２３０の配向処理方向、即ち
ＣＦ側の配向処理方向を示している。これらのことか
ら、図４を参照すると、配向膜２３０の配向処理方向
は、正確には、パネル上方向とＣＦ配向処理角度φCF＋
１８０度の角度をなしていることが理解される。しかし
ながら、配向膜２３０の配向処理方向に関しては、その
方向がパネル上方向と１８０度より大きい角度をなして
いた場合（例えば、図４に示される場合）には、その角
度から１８０度を引いた角度をＣＦ側配向処理角度φCF
とし、一方、その方向がパネル上方向から１８０度以内
の範囲にある場合には、その方向とパネル上方向とがな
す角をそのままＣＦ側配向処理角度φCFとする。
ル上方向とのなす面内角度をＴＦＴ側配向処理角度φ
TFT と定義し、配向膜２３０の配向処理方向とパネル上
方向とのなす面内角度を下記のようにしてＣＦ側配向処
理角度φCFと定義する。更に、ＴＦＴ側配向処理角度φ
TFT からＣＦ側配向処理角度φCFを引いた角度、即ちφ
TFT −φCFをツイスト角φTWと定義し、ＴＦＴ側配向処
理角度φTFT とＣＦ配向処理角度φCFとの中間の角度を
平均配向処理角度φAVと定義する。ここで、図４を含め
たビューコーンにおける矢印付実線は、配向膜１３０の
配向処理方向、即ちＴＦＴ側の配向処理方向を示してお
り、矢印付破線は、配向膜２３０の配向処理方向、即ち
ＣＦ側の配向処理方向を示している。これらのことか
ら、図４を参照すると、配向膜２３０の配向処理方向
は、正確には、パネル上方向とＣＦ配向処理角度φCF＋
１８０度の角度をなしていることが理解される。しかし
ながら、配向膜２３０の配向処理方向に関しては、その
方向がパネル上方向と１８０度より大きい角度をなして
いた場合（例えば、図４に示される場合）には、その角
度から１８０度を引いた角度をＣＦ側配向処理角度φCF
とし、一方、その方向がパネル上方向から１８０度以内
の範囲にある場合には、その方向とパネル上方向とがな
す角をそのままＣＦ側配向処理角度φCFとする。
【００２６】このような定義等を踏まえ、本実施の形態
による液晶表示装置は、更に図６乃至図１０を用いて、
以下に詳細に説明される。
による液晶表示装置は、更に図６乃至図１０を用いて、
以下に詳細に説明される。
【００２７】上記した図４に示されるような等コントラ
スト曲線は、従来例の液晶表示装置における状態（図１
７参照）からツイスト角φTWを−２度とすることにより
得られる。即ち、アンチパラレルラビングでＴＦＴ側配
向処理角度φTFT 及びＣＦ側配向処理角度φCFが双方と
も１５度、即ちツイスト角φTWが０度の状態から、平均
配向処理角度φAVを１５度として、且つツイスト角φTW
＝φTFT −φCFを２度とすることとし、等コントラスト
曲線における中心線を面内角度のマイナス方向に１５度
回転させることにより、パネル上下方向と一致させるこ
とができる、即ち左右対称及び上下対称な視野角特性が
得られる。
スト曲線は、従来例の液晶表示装置における状態（図１
７参照）からツイスト角φTWを−２度とすることにより
得られる。即ち、アンチパラレルラビングでＴＦＴ側配
向処理角度φTFT 及びＣＦ側配向処理角度φCFが双方と
も１５度、即ちツイスト角φTWが０度の状態から、平均
配向処理角度φAVを１５度として、且つツイスト角φTW
＝φTFT −φCFを２度とすることとし、等コントラスト
曲線における中心線を面内角度のマイナス方向に１５度
回転させることにより、パネル上下方向と一致させるこ
とができる、即ち左右対称及び上下対称な視野角特性が
得られる。
【００２８】尚、参考までに例示しておくと、平均配向
処理角度φAVを１５度として、且つツイスト角φTW＝φ
TFT −φCFを−２度とすると、図６に示されるように、
従来例（図１７参照）を基準として等コントラスト曲線
における中心線が面内角度のプラス方向に１５度回転す
ることとなる。結果として、等コントラスト曲線におけ
る中心線は、パネル上下方向と約３０度の角度をなすこ
ととなる。
処理角度φAVを１５度として、且つツイスト角φTW＝φ
TFT −φCFを−２度とすると、図６に示されるように、
従来例（図１７参照）を基準として等コントラスト曲線
における中心線が面内角度のプラス方向に１５度回転す
ることとなる。結果として、等コントラスト曲線におけ
る中心線は、パネル上下方向と約３０度の角度をなすこ
ととなる。
【００２９】本実施の形態による視野角特性と上記参考
例とから理解されるように、配向膜１３０のラビング方
向と配向膜２３０のラビング方向とを僅かにずらして、
当該ずらした角度をもってツイスト配向させると、等コ
ントラスト曲線は、その分布を回転させることが理解さ
れる。また、図４に示されるように、その分布の回転を
制御するように、液晶分子の配向処理方向を本実施の形
態に従ってツイストすることにより、パネル上下方向及
び左右方向において対称的な等コントラスト曲線を得る
ことができる。
例とから理解されるように、配向膜１３０のラビング方
向と配向膜２３０のラビング方向とを僅かにずらして、
当該ずらした角度をもってツイスト配向させると、等コ
ントラスト曲線は、その分布を回転させることが理解さ
れる。また、図４に示されるように、その分布の回転を
制御するように、液晶分子の配向処理方向を本実施の形
態に従ってツイストすることにより、パネル上下方向及
び左右方向において対称的な等コントラスト曲線を得る
ことができる。
【００３０】以下に、中心線のパネル上方向となす面内
角度の角度変化とツイスト角φTWとの関係として、図７
に示されるような実験結果に基づいて説明する。図７に
おいて、横軸は、ツイスト角φTWの絶対値を示してお
り、縦軸は、中心線の角度変化の絶対値を示している。
縦軸及び横軸の双方とも単位は、度（degree）である。
尚、図４及び図６の説明から理解されるように、ツイス
ト角φTWが正であれば、中心線の角度変化は、負であ
り、ツイスト角φTWが負であれば、中心線の角度変化
は、正である。更に、図７から理解されるように、ツイ
スト角φTWの絶対値が大きければ大きいほど中心線の角
度変化の絶対値は、大きくなる。
角度の角度変化とツイスト角φTWとの関係として、図７
に示されるような実験結果に基づいて説明する。図７に
おいて、横軸は、ツイスト角φTWの絶対値を示してお
り、縦軸は、中心線の角度変化の絶対値を示している。
縦軸及び横軸の双方とも単位は、度（degree）である。
尚、図４及び図６の説明から理解されるように、ツイス
ト角φTWが正であれば、中心線の角度変化は、負であ
り、ツイスト角φTWが負であれば、中心線の角度変化
は、正である。更に、図７から理解されるように、ツイ
スト角φTWの絶対値が大きければ大きいほど中心線の角
度変化の絶対値は、大きくなる。
【００３１】しかしながら、一方で、ツイスト角φTWの
絶対値を余り大きくし過ぎると、図８に示されるよう
に、正面コントラスト比の低下を招くこととなる。図８
から、正面コントラスト比として、ＣＲ＝２００は必要
であるとすると、捩じることの許容されるツイスト角φ
TWの絶対値は、６度以下であることが理解される。
絶対値を余り大きくし過ぎると、図８に示されるよう
に、正面コントラスト比の低下を招くこととなる。図８
から、正面コントラスト比として、ＣＲ＝２００は必要
であるとすると、捩じることの許容されるツイスト角φ
TWの絶対値は、６度以下であることが理解される。
【００３２】これらのことから求められた平均配向処理
角度φAVとツイスト角φTWとの関係を図９に示す。図９
には、パラレルラビング及びアンチパラレルラビングの
いずれの場合であっても、中心線を左回りに回転させた
いか、若しくは中心線を右回りに回転させたいかによ
り、夫々、次のいずれかの式で求められる平均配向処理
角度φAVとツイスト角φTWとの関係が示されている。
角度φAVとツイスト角φTWとの関係を図９に示す。図９
には、パラレルラビング及びアンチパラレルラビングの
いずれの場合であっても、中心線を左回りに回転させた
いか、若しくは中心線を右回りに回転させたいかによ
り、夫々、次のいずれかの式で求められる平均配向処理
角度φAVとツイスト角φTWとの関係が示されている。
【００３３】即ち、中心線をマイナス方向へ回転させる
ことにより、パネル上下方向及びパネル左右方向におい
てコントラスト比の対称性を確保したい場合には、ｙ＝
０．２７ｘ0.73で求められるツイスト角だけ液晶分子を
捩じって配向すればよく、一方、中心線をプラス方向へ
回転させることにより、パネル上下方向及びパネル左右
方向においてコントラスト比の対称性を確保したい場合
には、ｙ＝−０．２７（９０−ｘ）0.73で求められるツ
イスト角だけ液晶分子を捩じって配向すればよい。
ことにより、パネル上下方向及びパネル左右方向におい
てコントラスト比の対称性を確保したい場合には、ｙ＝
０．２７ｘ0.73で求められるツイスト角だけ液晶分子を
捩じって配向すればよく、一方、中心線をプラス方向へ
回転させることにより、パネル上下方向及びパネル左右
方向においてコントラスト比の対称性を確保したい場合
には、ｙ＝−０．２７（９０−ｘ）0.73で求められるツ
イスト角だけ液晶分子を捩じって配向すればよい。
【００３４】更に、夫々の場合において、±１度の範囲
を誤差許容範囲とすると、ツイスト角φTWは、次の数１
式及び数２式のようにして表される。
を誤差許容範囲とすると、ツイスト角φTWは、次の数１
式及び数２式のようにして表される。
【００３５】
【数１】
【００３６】
【数２】 このような本実施の形態における条件に従って、所定の
僅かなツイスト角をもって液晶分子をツイスト配向する
と、パネル上下方向及びパネル左右方向においてコント
ラスト比の対称性が確保された液晶表示装置が得られる
こととなる。
僅かなツイスト角をもって液晶分子をツイスト配向する
と、パネル上下方向及びパネル左右方向においてコント
ラスト比の対称性が確保された液晶表示装置が得られる
こととなる。
【００３７】ここで、一般的にＩＰＳモードの液晶表示
装置においては、電界印加時における液晶分子の回転方
向を一方向に規制するために、電界無印加時における液
晶分子の配向処理方向がパネル上下方向と僅かな角度
（例えば約２度以上）をなすようにして構成されている
が、本実施の形態における他の特徴としては、特に、平
均配向処理角度φAVを１０度から４５度とすることが挙
げられる。尚、以下に詳述するように、平均配向処理角
度φAVを４５度以下とするのは、ＩＰＳモードの液晶表
示装置において高い光透過率を得るためであり、また、
平均配向処理角度φAVを１０度以上とするのは、階調調
節をし易くするためである。
装置においては、電界印加時における液晶分子の回転方
向を一方向に規制するために、電界無印加時における液
晶分子の配向処理方向がパネル上下方向と僅かな角度
（例えば約２度以上）をなすようにして構成されている
が、本実施の形態における他の特徴としては、特に、平
均配向処理角度φAVを１０度から４５度とすることが挙
げられる。尚、以下に詳述するように、平均配向処理角
度φAVを４５度以下とするのは、ＩＰＳモードの液晶表
示装置において高い光透過率を得るためであり、また、
平均配向処理角度φAVを１０度以上とするのは、階調調
節をし易くするためである。
【００３８】液晶表示装置の備える画素電極１０７に電
圧を供給し、画素電極１０７と共通電極１０３との間に
パネル平面に対して平行な電界を印加すると、液晶分子
３０１の長軸の方向はパネル平面に水平な面内で回転す
る。従って、画素電極１０７に供給する印加電圧に応じ
て、偏光板吸収軸と液晶分子の長軸とのなす角度δも変
化することとなる。また、液晶表示装置においては、そ
の構造上、画素電極１０７に電圧を供給する際に、平行
に配された画素電極１０７及び共通電極１０３間に当該
電極に直交する電界が生じる。液晶分子３０１は、この
発生した電界の強度に応じて回転させられるのである
が、どんなに高電界を発生させたとしても、電界無印加
時から電界印加時にかけて、液晶分子を初期配向状態か
ら長軸がパネル左右方向に平行になるまでしか回転でき
ない。これらのことに加え、以下に詳述するように、Ｉ
ＰＳモードの液晶表示装置においては液晶分子のディレ
クタが偏光板吸収軸と約４５度をなす際に最も光透過率
が高くなり、且つ約０度又は９０度をなす際に最も光透
過率が低くなることから、平均配向処理角度φAVを４５
度以下とした。
圧を供給し、画素電極１０７と共通電極１０３との間に
パネル平面に対して平行な電界を印加すると、液晶分子
３０１の長軸の方向はパネル平面に水平な面内で回転す
る。従って、画素電極１０７に供給する印加電圧に応じ
て、偏光板吸収軸と液晶分子の長軸とのなす角度δも変
化することとなる。また、液晶表示装置においては、そ
の構造上、画素電極１０７に電圧を供給する際に、平行
に配された画素電極１０７及び共通電極１０３間に当該
電極に直交する電界が生じる。液晶分子３０１は、この
発生した電界の強度に応じて回転させられるのである
が、どんなに高電界を発生させたとしても、電界無印加
時から電界印加時にかけて、液晶分子を初期配向状態か
ら長軸がパネル左右方向に平行になるまでしか回転でき
ない。これらのことに加え、以下に詳述するように、Ｉ
ＰＳモードの液晶表示装置においては液晶分子のディレ
クタが偏光板吸収軸と約４５度をなす際に最も光透過率
が高くなり、且つ約０度又は９０度をなす際に最も光透
過率が低くなることから、平均配向処理角度φAVを４５
度以下とした。
【００３９】以下に、平均配向処理角度φAVを４５度以
下とすることについて、より詳細に説明する。まず、Ｉ
ＰＳモードの液晶表示装置においては、一般に、透過率
Ｔは、次の数３式で示される。
下とすることについて、より詳細に説明する。まず、Ｉ
ＰＳモードの液晶表示装置においては、一般に、透過率
Ｔは、次の数３式で示される。
【００４０】
【数３】 上式から明らかなように、透過率Ｔは、δが４５度のと
きに最大となり、また、δが０度又は９０度のときに最
小となる。従って、電界無印加時から電界印加時にかけ
て、透過率Ｔが最大となる状態及び最小となる状態とを
含ませるためには、偏光板吸収軸と液晶分子の長軸との
なす角度がδ＝４５度及びδ＝０度となるように、液晶
分子３０１が回転することが必要である。ここで、平均
配向処理角度φAVが４５度より大きいとすると、ディレ
クタの回転可動範囲が４５度より小さいこととなり、当
然のことながら、その回転可動範囲内に、δ＝４５度及
びδ＝０度の双方の状態を含ませることが出来なくな
る。これらのことから理解されるように、高い光透過率
を得るためには、平均配向処理角度φAVを、４５度以下
とすること必要となる。
きに最大となり、また、δが０度又は９０度のときに最
小となる。従って、電界無印加時から電界印加時にかけ
て、透過率Ｔが最大となる状態及び最小となる状態とを
含ませるためには、偏光板吸収軸と液晶分子の長軸との
なす角度がδ＝４５度及びδ＝０度となるように、液晶
分子３０１が回転することが必要である。ここで、平均
配向処理角度φAVが４５度より大きいとすると、ディレ
クタの回転可動範囲が４５度より小さいこととなり、当
然のことながら、その回転可動範囲内に、δ＝４５度及
びδ＝０度の双方の状態を含ませることが出来なくな
る。これらのことから理解されるように、高い光透過率
を得るためには、平均配向処理角度φAVを、４５度以下
とすること必要となる。
【００４１】次に、平均配向処理角度φAVを１０度以上
とすることについて、図１０を用いて説明する。
とすることについて、図１０を用いて説明する。
【００４２】電界無印加時において、ＴＦＴアレイ基板
１００側の偏光板１４０の透過軸に対して平均配向処理
角度φAVで定まる平均配向処理方向が直交するように、
且つＣＦ基板２００側の偏光板２４０における透過軸に
対して平均配向処理方向が平行になるように、液晶分子
３０１が配されているとすると、種々の平均配向処理角
度φAVにおける透過率Ｔと印加電圧との関係は、図１０
に示されるようになる。図１０から理解されるように、
平均配向処理角度φAVが小さいほど、印加電圧による透
過率の変化は急峻なものとなる。即ち、平均配向処理角
度φAVが小さいほど適切な階調調節を行うことが困難な
ものとなる。従って、本実施の形態においては、階調調
節をし易くするために、平均配向処理角度φAVとして１
０度以上の面内角度を選択することとする。
１００側の偏光板１４０の透過軸に対して平均配向処理
角度φAVで定まる平均配向処理方向が直交するように、
且つＣＦ基板２００側の偏光板２４０における透過軸に
対して平均配向処理方向が平行になるように、液晶分子
３０１が配されているとすると、種々の平均配向処理角
度φAVにおける透過率Ｔと印加電圧との関係は、図１０
に示されるようになる。図１０から理解されるように、
平均配向処理角度φAVが小さいほど、印加電圧による透
過率の変化は急峻なものとなる。即ち、平均配向処理角
度φAVが小さいほど適切な階調調節を行うことが困難な
ものとなる。従って、本実施の形態においては、階調調
節をし易くするために、平均配向処理角度φAVとして１
０度以上の面内角度を選択することとする。
【００４３】以上説明したように、本実施の形態による
液晶表示装置においては、平均配向処理角度φAVと所定
の関係により決定されるツイスト角φTWをもって、液晶
分子のディレクタをツイスト配向することにより、上下
対称及び左右対処な視野各特性が得られる。
液晶表示装置においては、平均配向処理角度φAVと所定
の関係により決定されるツイスト角φTWをもって、液晶
分子のディレクタをツイスト配向することにより、上下
対称及び左右対処な視野各特性が得られる。
【００４４】更に、本実施の形態においては、平均配向
処理角度φAVとして、１０度から４５度までの範囲を選
択することにより、階調調節がし易く、高い光透過率を
有する液晶表示装置が得られる。
処理角度φAVとして、１０度から４５度までの範囲を選
択することにより、階調調節がし易く、高い光透過率を
有する液晶表示装置が得られる。
【００４５】尚、本実施の形態においては、配向膜１３
０における配向処理方向と配向膜２３０における配向処
理方向とが互いに逆方向にある、所謂アンチパラレルラ
ビングから、配向膜１３０の配向処理方向と配向膜２３
０の配向処理方向とを夫々僅かにずらした場合について
説明してきたが、これに制限されるものではない。例え
ば、配向膜１３０の配向処理方向と配向膜２３０の配向
処理方向とが互いに同方向にある、所謂パラレルラビン
グから、配向膜１３０の配向処理方向と配向膜２３０の
配向処理方向とをそれぞれ、上述した条件に従って、僅
かにずらすことにより、液晶分子３０１のディレクタを
ツイスト配向するものとしても良い。
０における配向処理方向と配向膜２３０における配向処
理方向とが互いに逆方向にある、所謂アンチパラレルラ
ビングから、配向膜１３０の配向処理方向と配向膜２３
０の配向処理方向とを夫々僅かにずらした場合について
説明してきたが、これに制限されるものではない。例え
ば、配向膜１３０の配向処理方向と配向膜２３０の配向
処理方向とが互いに同方向にある、所謂パラレルラビン
グから、配向膜１３０の配向処理方向と配向膜２３０の
配向処理方向とをそれぞれ、上述した条件に従って、僅
かにずらすことにより、液晶分子３０１のディレクタを
ツイスト配向するものとしても良い。
【００４６】
【実施例】以下に、２つの実施例を示し、上述した実施
の形態をより具体的に説明することとする。
の形態をより具体的に説明することとする。
【００４７】（第１の実施例）本発明の第１の実施例に
よる液晶表示装置は、図１１乃至図１４に示されるよう
な構成を備えている。ここで、図１１は、複数の画素が
アレイ状に配された構造における各電極の関係等を示す
正面図である。図１２は、図１１における１画素分の構
造を示す正面図である。図１３は、図１２における断面
を示す図である。図１４は、本実施例による液晶表示装
置における視野角特性を示す図である。
よる液晶表示装置は、図１１乃至図１４に示されるよう
な構成を備えている。ここで、図１１は、複数の画素が
アレイ状に配された構造における各電極の関係等を示す
正面図である。図１２は、図１１における１画素分の構
造を示す正面図である。図１３は、図１２における断面
を示す図である。図１４は、本実施例による液晶表示装
置における視野角特性を示す図である。
【００４８】本実施例による液晶表示装置は、図１１に
示されるように、パネル左右方向に配された複数の走査
信号線（ゲートバスライン；Ｇ−Ｂｕｓ）１０２と、パ
ネル上下方向に配された複数の映像信号線（ドレインバ
スライン；Ｄ−Ｂｕｓ）１０９と、基準となる電圧が供
給される共通電極１０３と、画素毎に設けられたスイッ
チング素子としてのＴＦＴ５００及び画素電極１０７と
を有し、複数の画素がアレイ状に配された構造を備えて
いる。走査信号線１０２は、各列毎に対応する複数のＴ
ＦＴ５００のゲート電極と接続されている。映像信号線
１０９は、各行毎に対応する複数のＴＦＴ５００のゲー
ト電極のドレイン電極と接続されている。各画素毎に設
けられた画素電極１０７は、夫々、図１２に示されるよ
うに、対応するＴＦＴ５００のソース電極に接続されて
いる。各画素は、図１３に示されるように、ＴＦＴアレ
イ基板１００、ＣＦ基板２００、ＴＦＴアレイ基板１０
０及びＣＦ基板２００に挟持された液晶層３００とを備
えている。ＴＦＴアレイ基板は、ＴＦＴ側ガラス基板１
０１と、ＴＦＴ側ガラス基板１０１の一面上に設けられ
た共通電極１０３、ゲート絶縁膜１０５、画素電極１０
７及び映像信号線１０９と、それらを覆うようにして設
けられる絶縁保護膜（パッシベーション膜）１１１と、
パッシベーション膜１１１上に設けられた配向膜１３０
とを備え、更にＴＦＴ側ガラス基板１０１の他の面上に
設けられた偏光板１４０とを備えている。ＣＦ基板２０
０は、ＣＦ側ガラス基板２０１と、ＣＦ側ガラス基板２
０１の一面上に設けられたブラックマトリクス（ＢＭ）
層２０３及び色層（ＣＦ）２０５と、平坦化膜２０７
と、配向膜２３０とを備え、更にＣＦ側ガラス基板１０
１の他の面上に設けられた偏光板２４０とを備えてい
る。液晶層３００は、配向膜１３０と配向膜２３０とが
対向するようにして、ＴＦＴアレイ基板１００とＣＦ基
板２００に挟持されており、液晶分子が封止されてい
る。走査信号線１０２で選択された画素は、ＴＦＴをオ
ンとして、映像信号線１０９に供給されている電圧を画
素電極１０７に与え、画素電極１０７と共通電極１０３
との間で電界を生じさせることにより、当該電界に応じ
て液晶分子を基板表面と実質的に水平な面内で回転させ
ることができる。
示されるように、パネル左右方向に配された複数の走査
信号線（ゲートバスライン；Ｇ−Ｂｕｓ）１０２と、パ
ネル上下方向に配された複数の映像信号線（ドレインバ
スライン；Ｄ−Ｂｕｓ）１０９と、基準となる電圧が供
給される共通電極１０３と、画素毎に設けられたスイッ
チング素子としてのＴＦＴ５００及び画素電極１０７と
を有し、複数の画素がアレイ状に配された構造を備えて
いる。走査信号線１０２は、各列毎に対応する複数のＴ
ＦＴ５００のゲート電極と接続されている。映像信号線
１０９は、各行毎に対応する複数のＴＦＴ５００のゲー
ト電極のドレイン電極と接続されている。各画素毎に設
けられた画素電極１０７は、夫々、図１２に示されるよ
うに、対応するＴＦＴ５００のソース電極に接続されて
いる。各画素は、図１３に示されるように、ＴＦＴアレ
イ基板１００、ＣＦ基板２００、ＴＦＴアレイ基板１０
０及びＣＦ基板２００に挟持された液晶層３００とを備
えている。ＴＦＴアレイ基板は、ＴＦＴ側ガラス基板１
０１と、ＴＦＴ側ガラス基板１０１の一面上に設けられ
た共通電極１０３、ゲート絶縁膜１０５、画素電極１０
７及び映像信号線１０９と、それらを覆うようにして設
けられる絶縁保護膜（パッシベーション膜）１１１と、
パッシベーション膜１１１上に設けられた配向膜１３０
とを備え、更にＴＦＴ側ガラス基板１０１の他の面上に
設けられた偏光板１４０とを備えている。ＣＦ基板２０
０は、ＣＦ側ガラス基板２０１と、ＣＦ側ガラス基板２
０１の一面上に設けられたブラックマトリクス（ＢＭ）
層２０３及び色層（ＣＦ）２０５と、平坦化膜２０７
と、配向膜２３０とを備え、更にＣＦ側ガラス基板１０
１の他の面上に設けられた偏光板２４０とを備えてい
る。液晶層３００は、配向膜１３０と配向膜２３０とが
対向するようにして、ＴＦＴアレイ基板１００とＣＦ基
板２００に挟持されており、液晶分子が封止されてい
る。走査信号線１０２で選択された画素は、ＴＦＴをオ
ンとして、映像信号線１０９に供給されている電圧を画
素電極１０７に与え、画素電極１０７と共通電極１０３
との間で電界を生じさせることにより、当該電界に応じ
て液晶分子を基板表面と実質的に水平な面内で回転させ
ることができる。
【００４９】ここで、本実施例における特徴は、図１４
に示されるように、アンチパラレルラビングから、夫々
の基板における配向処理方向を僅かに異ならせて、液晶
分子３０１を僅かにツイストさせたことにある。本実施
例においては、ＴＦＴ側配向処理角度φTFT を１６度と
し、ＣＦ側配向処理角度φCFを１４度とした。即ち、ツ
イスト角φTWは、φTW＝φTFT −φCFであるから、＋２
度である。また、平均配向処理角度φAVは、１５度であ
る。
に示されるように、アンチパラレルラビングから、夫々
の基板における配向処理方向を僅かに異ならせて、液晶
分子３０１を僅かにツイストさせたことにある。本実施
例においては、ＴＦＴ側配向処理角度φTFT を１６度と
し、ＣＦ側配向処理角度φCFを１４度とした。即ち、ツ
イスト角φTWは、φTW＝φTFT −φCFであるから、＋２
度である。また、平均配向処理角度φAVは、１５度であ
る。
【００５０】このようにして液晶分子３０１をツイスト
角φTW（２度）をもって僅かに捩じってツイスト配向す
ることにより、ＣＲ＝１００となる等コントラスト曲線
は、図１４に示されるように、パネル上下方向及びパネ
ル左右方向において対称となる。
角φTW（２度）をもって僅かに捩じってツイスト配向す
ることにより、ＣＲ＝１００となる等コントラスト曲線
は、図１４に示されるように、パネル上下方向及びパネ
ル左右方向において対称となる。
【００５１】尚、本実施の形態においては、電界無印加
時におけるＴＦＴアレイ基板１００側の偏光板１４０の
透過軸及びＣＦ基板２００側の偏光板２４０と、平均配
向処理角度φAVで定まる平均配向処理方向との関係は、
次のようなものとした。偏光板１４０は、平均配向処理
方向に対して直交する方向に透過軸を有している。即
ち、偏光板１４０の透過軸とパネル上方向とのなす面内
角度は、−７５度（若しくは１０５度）である。また、
偏光板２４０は、平均配向処理方向に対して平行な方向
に透過軸を有している。即ち、偏光板２４０の透過軸と
パネル上方向とのなす面内角度は、１５度である。更
に、本実施の形態においては、ツイスト配向を安定化す
るために、液晶層３００にはカイラル剤が添加されたも
のを用いた。カイラル剤が添加された液晶としては、例
えば、メルクの「ＺＬＩ４７９２」（物性は、Δｎが
０．０９４、Δεが５．２）が挙げられ、本実施例にお
いては、ピッチを９６μｍに調整したものを使用した。
時におけるＴＦＴアレイ基板１００側の偏光板１４０の
透過軸及びＣＦ基板２００側の偏光板２４０と、平均配
向処理角度φAVで定まる平均配向処理方向との関係は、
次のようなものとした。偏光板１４０は、平均配向処理
方向に対して直交する方向に透過軸を有している。即
ち、偏光板１４０の透過軸とパネル上方向とのなす面内
角度は、−７５度（若しくは１０５度）である。また、
偏光板２４０は、平均配向処理方向に対して平行な方向
に透過軸を有している。即ち、偏光板２４０の透過軸と
パネル上方向とのなす面内角度は、１５度である。更
に、本実施の形態においては、ツイスト配向を安定化す
るために、液晶層３００にはカイラル剤が添加されたも
のを用いた。カイラル剤が添加された液晶としては、例
えば、メルクの「ＺＬＩ４７９２」（物性は、Δｎが
０．０９４、Δεが５．２）が挙げられ、本実施例にお
いては、ピッチを９６μｍに調整したものを使用した。
【００５２】従来例（図１７参照）と図１４に示される
本実施例の等コントラスト曲線とを比較すると理解され
るように、本実施例においては、中心線がパネル上方向
と一致している。即ち、本実施例の構成によれば、パネ
ル左右方向及びパネル上下方向において対称な等コント
ラスト曲線が得られる。尚、本実施の形態による等コン
トラスト曲線においては、ＣＲ＝１００となるパネル左
右方向における視野角は、４５度である。
本実施例の等コントラスト曲線とを比較すると理解され
るように、本実施例においては、中心線がパネル上方向
と一致している。即ち、本実施例の構成によれば、パネ
ル左右方向及びパネル上下方向において対称な等コント
ラスト曲線が得られる。尚、本実施の形態による等コン
トラスト曲線においては、ＣＲ＝１００となるパネル左
右方向における視野角は、４５度である。
【００５３】また、本実施例によれば、平均配向処理角
度φAVが１５度であり、上述の実施の形態において説明
したように、１０度乃至４５度の範囲に属しているた
め、図１０から理解されるように、印加電圧の変化によ
る透過率の変化の立ち上がりが急峻でないことから、階
調調節がし易く、且つ光透過率の高い液晶表示装置が得
られる。
度φAVが１５度であり、上述の実施の形態において説明
したように、１０度乃至４５度の範囲に属しているた
め、図１０から理解されるように、印加電圧の変化によ
る透過率の変化の立ち上がりが急峻でないことから、階
調調節がし易く、且つ光透過率の高い液晶表示装置が得
られる。
【００５４】（第２の実施例）本発明の第２の実施例に
よるの形態の液晶表示装置は、パラレルラビングを前提
としたものであり、その他の点については、前述の第１
の実施例と概略同様な構成を備えている。
よるの形態の液晶表示装置は、パラレルラビングを前提
としたものであり、その他の点については、前述の第１
の実施例と概略同様な構成を備えている。
【００５５】本実施例における特徴は、図１５に示され
るように、パラレルラビングから、夫々の基板における
配向処理方向を僅かに異ならせて、液晶分子３０１を僅
かにツイストさせたことにある。本実施例においては、
ＴＦＴ側配向処理角度φTFTを１６度とし、ＣＦ側配向
処理角度φCFを１４度とした。即ち、ツイスト角φ
TWは、φTW＝φTFT −φCFであるから、＋２度である。
また、平均配向処理角度φAVは、１５度である。このよ
うにして液晶分子３０１をツイスト角φTW（２度）をも
って僅かに捩じってツイスト配向することにより、ＣＲ
＝１００となる等コントラスト曲線は、図１５に示され
るように、パネル上下方向及びパネル左右方向において
対称となる。
るように、パラレルラビングから、夫々の基板における
配向処理方向を僅かに異ならせて、液晶分子３０１を僅
かにツイストさせたことにある。本実施例においては、
ＴＦＴ側配向処理角度φTFTを１６度とし、ＣＦ側配向
処理角度φCFを１４度とした。即ち、ツイスト角φ
TWは、φTW＝φTFT −φCFであるから、＋２度である。
また、平均配向処理角度φAVは、１５度である。このよ
うにして液晶分子３０１をツイスト角φTW（２度）をも
って僅かに捩じってツイスト配向することにより、ＣＲ
＝１００となる等コントラスト曲線は、図１５に示され
るように、パネル上下方向及びパネル左右方向において
対称となる。
【００５６】尚、本実施例においても、第１の実施例と
同様に、電界無印加時において、ＴＦＴアレイ基板１０
０側の偏光板１４０の透過軸に対して平均配向処理角度
φAVで定まる平均配向処理方向が直交するように、且つ
ＣＦ基板２００側の偏光板２４０における透過軸に対し
て平均配向処理方向が平行になるように、液晶分子３０
１が配されている。また、本実施例においても、第１の
実施例と同様に、ツイスト配向を安定化するために、液
晶層３００としてカイラル剤が添加されたものを用い
た。
同様に、電界無印加時において、ＴＦＴアレイ基板１０
０側の偏光板１４０の透過軸に対して平均配向処理角度
φAVで定まる平均配向処理方向が直交するように、且つ
ＣＦ基板２００側の偏光板２４０における透過軸に対し
て平均配向処理方向が平行になるように、液晶分子３０
１が配されている。また、本実施例においても、第１の
実施例と同様に、ツイスト配向を安定化するために、液
晶層３００としてカイラル剤が添加されたものを用い
た。
【００５７】従来例と図１５に示される本実施例の等コ
ントラスト曲線とを比較すると理解されるように、本実
施例においては、中心線がパネル上方向と一致してい
る。即ち、本実施例の構成によれば、パネル左右方向及
びパネル上下方向において対称な等コントラスト曲線が
得られる。
ントラスト曲線とを比較すると理解されるように、本実
施例においては、中心線がパネル上方向と一致してい
る。即ち、本実施例の構成によれば、パネル左右方向及
びパネル上下方向において対称な等コントラスト曲線が
得られる。
【００５８】また、本実施例によれば、平均配向処理角
度φAVが１５度であり、上述の実施の形態において説明
したように、１０度乃至４５度の範囲に属しているた
め、図１０から理解されるように、印加電圧の変化によ
る透過率の変化の立ち上がりが急峻ではないことから、
階調調節がし易く、且つ光透過率の高い液晶表示装置が
得られる。
度φAVが１５度であり、上述の実施の形態において説明
したように、１０度乃至４５度の範囲に属しているた
め、図１０から理解されるように、印加電圧の変化によ
る透過率の変化の立ち上がりが急峻ではないことから、
階調調節がし易く、且つ光透過率の高い液晶表示装置が
得られる。
【００５９】更に、本実施例による等コントラスト曲線
において、ＣＲ＝１００となるパネル左右方向における
視野角は、５２度であり、前述の第１の実施例（４５
度）と比較して、より広くなっている。即ち、本実施例
によれば、前述の第１の実施例よりも良好な視野角特性
が得られることとなる。
において、ＣＲ＝１００となるパネル左右方向における
視野角は、５２度であり、前述の第１の実施例（４５
度）と比較して、より広くなっている。即ち、本実施例
によれば、前述の第１の実施例よりも良好な視野角特性
が得られることとなる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、液晶層を挟持する２つの基板の夫々に設けられた配
向膜の配向処理方向を僅かに異ならせ、更に、その僅か
に異ならせた角度をもって液晶分子をツイスト配向する
ことにより、パネルの上下方向及び左右方向において対
称的な視野角特性を有する液晶表示装置が得られる。
ば、液晶層を挟持する２つの基板の夫々に設けられた配
向膜の配向処理方向を僅かに異ならせ、更に、その僅か
に異ならせた角度をもって液晶分子をツイスト配向する
ことにより、パネルの上下方向及び左右方向において対
称的な視野角特性を有する液晶表示装置が得られる。
【００６１】更に、本発明によれば、適当な平均配向処
理角度を選択することにより、階調調節のし易く、高い
光透過率を有する液晶表示装置が得られる。
理角度を選択することにより、階調調節のし易く、高い
光透過率を有する液晶表示装置が得られる。
【図１】本発明の実施の形態による液晶表示装置の構成
を示す側断面図である。
を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施の形態による液晶表示装置の構成
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図３】等コントラスト曲線における中心線を定義する
ための図である。
ための図である。
【図４】本発明の実施の形態による液晶表示装置の等コ
ントラスト曲線の一例を示す図である。
ントラスト曲線の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における用語の定義を行う
ための図である。
ための図である。
【図６】本発明の実施の形態における参考例としての等
コントラスト曲線を示す図である。
コントラスト曲線を示す図である。
【図７】ツイスト角φTWの絶対値と中心線の角度変化の
絶対値との関係を示す図である。
絶対値との関係を示す図である。
【図８】ツイスト角φTWの絶対値と正面コントラスト比
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図９】平均配向処理角度φAVとツイスト角φTWとの関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図１０】様々な平均配向処理角度φAVにおける印加電
圧と透過率との関係を示す図である。
圧と透過率との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施例による液晶表示装置の
構造を示す正面図である。
構造を示す正面図である。
【図１２】図１１に示される液晶表示装置の１画素分の
構造を示す正面図である。
構造を示す正面図である。
【図１３】図１２における断面を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施例における等コントラス
ト曲線を示す図である。
ト曲線を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施例における等コントラス
ト曲線を示す図である。
ト曲線を示す図である。
【図１６】従来例の液晶表示装置の構造を示す図であ
る。
る。
【図１７】従来例の液晶表示装置における等コントラス
ト曲線を示す図である。
ト曲線を示す図である。
１００ ＴＦＴアレイ基板 １０１ ＴＦＴ側ガラス基板 １０２ 走査信号線 １０３ 共通電極 １０５ ゲート絶縁膜 １０７ 画素電極 １０９ 映像信号線 １１１ 絶縁保護膜 １３０ 配向膜 １４０ 偏光板 ２００ ＣＦ基板 ２０１ ＣＦ側ガラス基板 ２０３ ブラックマトリクス層 ２０５ 色層 ２０７ 平坦化膜 ２３０ 配向膜 ２４０ 偏光板 ３００ 液晶層 ３０１ 液晶分子 ４００ 液晶パネル ５００ ＴＦＴ
フロントページの続き (72)発明者 松山 博昭 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 第１及び第２の基板、所定方向に対して
夫々の長手方向が沿うようにして前記第１の基板上に延
設された画素電極及び共通電極、該画素電極及び共通電
極を覆うようにして前記第１の基板上に設けられた第１
の配向膜、前記第２の基板上に設けられた第２の配向
膜、及び第１及び第２の配向膜が対向するようにして前
記第１及び第２の基板に挟持された液晶層を備えた液晶
表示装置であって、前記液晶層に封止されている液晶分
子の分子軸の方向を前記第１の基板表面と実質的に水平
な面内で回転させて明暗を表示する液晶表示装置におい
て、 前記第１の配向膜は、前記第１の基板又は前記第２の基
板のいずれか一方を視線方向により近い位置に配した状
態で、当該一方の基板を正面から見て、当該第１の配向
膜の配向処理方向が、前記所定方向に対して、第１の配
向処理角度をなすようにして、配向処理されたものであ
り、 前記第２の配向膜は、前記正面から見て、当該第２の配
向膜の配向処理方向が、前記所定方向に対して、前記第
１の配向処理角度とは所定の僅かな角度を角度差とする
第２の配向処理角度をなすようにして、配向処理された
ものであり、前記液晶分子は、前記所定の僅かな角度を
ツイスト角として、ツイスト配向されていることを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
て、 前記正面から見て、前記第１の配向膜の配向処理方向と
前記第２の配向膜の配向処理方向とのなす狭角内におけ
る中間の方向としての平均配向処理方向が、前記所定方
向に対してなす角度を平均配向処理角度と定義した場合
に、 前記ツイスト角は、当該平均配向処理角度の大きさに応
じて決定されるものであることを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の液晶表示装置におい
て、 前記ツイスト角は、前記平均配向処理角度をｘとして、
前記第１の配向処理角度が前記第２の配向処理角度より
も大きい場合には、０．２７ｘ0.73±１度の範囲内に属
するいずれかの角度であり、前記第１の配向処理角度が
前記第２の配向処理角度よりも小さい場合には、−０．
２７（９０−ｘ）0.73±１度の範囲内に属するいずれか
の角度であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項４】 請求項２又は請求項３のいずれかに記載
の液晶表示装置において、 前記平均配向処理角度は、１０度以上４５度以下の大き
さを有することを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の液晶表示装置において、 前記液晶層は、前記液晶分子のディレクタが安定的に所
望の方向に配向されるように、カイラル剤が添加された
ものであることを特徴とする液晶表示装置。
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