JP2000206535A - 透過型ハイブリッド配向液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶層の応答速度の速い透過型ハイブリッド
配向液晶表示装置を得んとするものである。 【解決手段】 互いに対向する第１及び第２の透明基板
１１ａ、１１ｂ間に配され、その第１の透明基板１１ａ
側の液晶分子がその第１の透明基板１１ａの面に対し略
垂直に配向されると共に、第２の透明基板側１１ｂの液
晶の分子がその第２の透明基板１１ｂの面に対し略平行
に配向された液晶層３９と、その液晶層３９に駆動電圧
を印加する一対の電極１２ａ、１２ｂとを有する透過型
ハイブリッド配向液晶表示装置において、駆動電圧の最
小電圧が１Ｖより高く設定されてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透過型ハイブリッド
配向液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハイブリッド配向液晶表示装置が
提案されている。このハイブリッド配向液晶表示装置
は、互いに対向する第１及び第２の透明基板間に配さ
れ、その第１の透明基板側の液晶分子がその第１の透明
基板の面に対し略垂直に配向されると共に、第２の透明
基板側の液晶の分子がその第２の透明基板の面に対し略
平行に配向された液晶層を有する液晶表示装置である。

【０００３】このハイブリッド配向液晶表示装置は、高
速応答とされるが、一対の電極によって液晶層に印加さ
れる電圧がオンのときは応答速度が速いが、オフのとき
は応答速度はあまり速くない。又、駆動電圧が低電圧し
かないグレイレベルへの切換えも迅速ではない。

【０００４】かかる液晶表示装置の応答速度を上げよう
とすると、液晶層のパネルギャップdlc を狭くすれば良
いが、パネルギャップdlc を狭くすると、液晶表示装置
の生産上の歩留りが低下してしまう。

【０００５】ハイブリッド配向液晶表示装置の場合、閾
値を持たない０．数Ｖ程度の電圧を駆動電圧のオフ最小
電圧とすることによっても、多少応答性は改善される
が、オフ速度を大幅に改善するためには、駆動電圧の最
小電圧を１Ｖより高くする必要がある。殆ど全ての液晶
モードの液晶表示装置において、駆動電圧のオフ電圧を
高くしても、オン−オフスイッチング速度が速くなると
は限らない。例えば、現在主流のＴＮ（ねじれネマティ
ック）モードの液晶表示装置においては、駆動電圧のオ
フ電圧を、閾値電圧より高く設定すると、オフ−オンス
イッチング速度は速くなるが、オン−オフスイッチング
速度は逆に遅くなってしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の点に鑑み、本発
明は、液晶層の応答速度の速い透過型ハイブリッド配向
液晶表示装置を提案しようとするものである。

【０００７】又、本発明は、液晶層の応答速度が速く、
しかも、広視野角でコントラストの高い透過型ハイブリ
ッド配向液晶表示装置を提案しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の本発明による透過
型ハイブリッド配向液晶表示装置は、互いに対向する第
１及び第２の透明基板間に配され、その第１の透明基板
側の液晶分子がその第１の透明基板の面に対し略垂直に
配向されると共に、第２の透明基板側の液晶の分子がそ
の第２の透明基板の面に対し略平行に配向された液晶層
と、その液晶層に駆動電圧を印加する一対の電極とを有
する透過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、駆
動電圧の最小電圧が１Ｖより高く設定されてなるもので
ある。

【０００９】この第１の本発明によれば、透明電極によ
って、最小の駆動電圧が印加されている状態、即ち、オ
フ状態（ノーマリブラックの場合は暗状態、ノーマリホ
ワイトの場合は白状態）の液晶層に、ある閾値以上の電
圧を印加して、水平方向の液晶分子を垂直方向に立たせ
るようにすることによって、高速応答速度を実現でき
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】第１の本発明は、互いに対向する
第１及び第２の透明基板間に配され、その第１の透明基
板側の液晶分子がその第１の透明基板の面に対し略垂直
に配向されると共に、第２の透明基板側の液晶の分子が
その第２の透明基板の面に対し略平行に配向された液晶
層と、その液晶層に駆動電圧を印加する一対の電極とを
有する透過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、
駆動電圧の最小電圧が１Ｖより高く設定されてなる透過
型ハイブリッド配向液晶表示装置である。

【００１１】第２の本発明は、第１の本発明の透過型ハ
イブリッド配向液晶表示装置において、光学的補償用の
２軸性位相差板を設けてなり、その２軸性位相差板の板
面に対し垂直方向の軸をｚ、その板面に対し平行方向の
互いに直交する２本の軸のうち、軸方向の主屈折率が大
きい方の軸をｘ、小さい方の軸をｙ軸とし、ｘ軸、ｙ
軸、ｚ軸方向での主屈折率をそれぞれｎ_x 、ｎ_y 、ｎ_z
とすると共に、２軸性位相差板の厚さをｄとしたとき、
液晶層の複屈折Δｎ及びセルギャップdlc と、２軸性位
相差板との関係が、ノーマリホワイト表示のときは、 Δｎ×dlc ×０．０２＜（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ＜Δｎ×dl
c ×０．２ Δｎ×dlc ×０．２５＜（ｎ_x −ｎ_z ）×ｄ＜Δｎ×dl
c ×１ ３＜（ｎ_x −ｎ_z ）÷（ｎ_x −ｎ_y ） となるように設定した透過型ハイブリッド配向液晶表示
装置である。

【００１２】第３の本発明は、第１の本発明の透過型ハ
イブリッド配向液晶表示装置において、光学的補償用の
２軸性位相差板を設けてなり、その２軸性位相差板の板
面に対し垂直方向の軸をｚ、その板面に対し平行方向の
互いに直交する２本の軸のうち、軸方向の主屈折率が大
きい方の軸をｘ、小さい方の軸をｙ軸とし、ｘ軸、ｙ
軸、ｚ軸方向での主屈折率をそれぞれｎ_x 、ｎ_y 、ｎ_z
とすると共に、２軸性位相差板の厚さをｄとしたとき、
液晶層の複屈折Δｎ及びセルギャップdlc と、２軸性位
相差板との関係が、ノーマリブラック表示のときは、 １５０ｎｍ＜（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ＜３５０ｎｍ Δｎ×dlc ×０．１＜（ｎ_x −ｎ_z ）×ｄ＜Δｎ×dlc
×０．５ となるように設定した透過型ハイブリッド配向液晶表示
装置である。

【００１３】第４の本発明は、第１の本発明の透過型ハ
イブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が異なる
液晶配向方向に分割されてなる透過型ハイブリッド配向
液晶表示装置である。

【００１４】第５の本発明は、第２の本発明の透過型ハ
イブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が異なる
液晶配向方向に分割されてなる透過型ハイブリッド配向
液晶表示装置である。

【００１５】第６の本発明は、第３の本発明の透過型ハ
イブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が異なる
液晶配向方向に分割されてなる透過型ハイブリッド配向
液晶表示装置である。

【００１６】第７の本発明は、第４の本発明の透過型ハ
イブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が１８０
°異なる液晶配向方向に分割されてなる透過型ハイブリ
ッド配向液晶表示装置である。

【００１７】第８の本発明は、第５の本発明の透過型ハ
イブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が１８０
°異なる液晶配向方向に分割されてなると共に、２軸性
位相差板のｙ軸方向が液晶層の面に略水平な配向方向と
略一致せしめられてなる透過型ハイブリッド配向液晶表
示装置である。

【００１８】第９の本発明は、第６の本発明の透過型ハ
イブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が１８０
°異なる液晶配向方向に分割されてなると共に、２軸性
位相差板のｙ軸方向が液晶層の面に略水平な配向方向と
略一致せしめられてなる透過型ハイブリッド配向液晶表
示装置である。

【００１９】第１０の本発明は、第２の本発明の透過型
ハイブリッド配向液晶表示装置において、駆動電圧が最
小電圧であるときの液晶層及び２軸性位相差板のΔｎ×
dlcと(nx-ny) との差が、１３０ｎｍ〜３００ｎｍの範
囲内の値に設定されてなる透過型ハイブリッド配向液晶
表示装置である。

【００２０】第１１の本発明は、第３の本発明の透過型
ハイブリッド配向液晶表示装置において、駆動電圧が最
大電圧であるときの液晶層及び２軸性位相差板のΔｎ×
dlcと(nx-ny) との差が、１３０ｎｍ〜３００ｎｍの範
囲内の値に設定されてなる透過型ハイブリッド配向液晶
表示装置である。

【００２１】第１２の本発明は、第２の本発明の透過型
ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層の複屈
折Δｎは、Δｎ＞０．１５に設定されてなる透過型ハイ
ブリッド配向液晶表示装置である。

【００２２】第１３の本発明は、第３の本発明の透過型
ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層の複屈
折Δｎは、Δｎ＞０．１５に設定されてなる透過型ハイ
ブリッド配向液晶表示装置である。

【００２３】第１４の本発明は、第２の本発明の透過型
ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層のセル
ギャップdlc は、２．５μｍ＜dlc ＜５μｍの範囲内の
値に設定されてなる透過型ハイブリッド配向液晶表示装
置である。

【００２４】第１５の本発明は、第３の本発明の透過型
ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層のセル
ギャップdlc は、２．５μｍ＜dlc ＜５μｍの範囲内の
値に設定されてなる透過型ハイブリッド配向液晶表示装
置である。

【００２５】〔発明の実施の形態の具体例〕以下に、図
１を参照して、本発明の実施の形態の具体例の透過型ハ
イブリッド配向液晶表示装置を説明する。図１では、偏
光板４２ｂの下方からの外光が、偏光板４２ｂに入射す
る如く、この液晶表示装置に入射する。先ず、配向膜１
３ａ、１３ｂについて説明する。配向膜１３ａは、液晶
層３９の透明基板１１ａ側の液晶分子４０をその基板面
に対し略垂直に配向させる配向膜であり、配向膜１３ｂ
は、液晶層３９の透明基板１１ｂ側の液晶分子４０をそ
の基板面に対し略平行に配向させる配向膜である。

【００２６】配向膜１３ｂは、分割配向を行わない場合
は、透明基板１１ｂの上の透明電極１２ｂ上に、可溶性
ポリイミド配向膜を約５０ｎｍ厚となるようにスピンコ
ートで塗布し、その後、押し込み量で０．２ｍｍでラビ
ング処理を行う。この配向膜１３ｂの被着形成された透
明基板１１ｂのプレチルトを測定したところ、約３°の
プレチルトを示した。

【００２７】配向膜１３ａは、透明基板１１ａ上の透明
電極１２ａを介した２軸位相差板５２上に、垂直配向型
ポリイミド配向膜を約５０ｎｍの厚となるようにスピン
コートで塗布し、配向が安定するように、ラビング処理
によって、対向基板１１ｂと同方向に多少傾けるように
しても良い。

【００２８】これらの配向膜１３ａ、１３ｂがそれぞれ
形成された透明基板１１ａ、１１ｂと、複屈折Δｎが
０．１６１、Δεが８、ｋ１１が１１．８、ｋ２２が
５．４、ｋ３３が１５で、カイラル剤を含まないネマチ
ック液晶からなる液晶層３９を用いることにより、液晶
層３９のセルギャップdlc が３．７μｍとなる液晶セル
４１を得ることができる。ここで、ｋ１１、ｋ２２、ｋ
３３は、それぞれスプレイ、ツイスト及びベンドの弾性
定数を示す。尚、液晶層３９のセルギャップdlc は、
２．５μｍ＜dlc ＜５μｍの範囲内の値に設定する。

【００２９】透明電極１２ａ、１２ｂによって、かかる
液晶セル４１の液晶層３９に印加される駆動電圧のオン
電圧を４．５Ｖ、オフ電圧を１Ｖより高く、望ましくは
１．５Ｖ以上に高くすると、オンからオフへの応答速度
は、著しく改善される。即ち、オフ電圧を０Ｖとしたと
きのオンからオフへの応答速度は２０ｍsec 、オフ電圧
を１Ｖとしたときの応答速度は１８ｍsec 、オフ電圧を
１．５Ｖとしたときの応答速度は１２ｍsec 、オフ電圧
を２Ｖとしたときの応答速度は８ｍsec 、オフ電圧を３
Ｖとしたとこの応答速度は５ｍsec となり、オフ電圧を
高くすればする程、応答速度が速くなることが分かる。

【００３０】１１ａ、１１ｂはそれぞれ平行平板状の透
明基板、例えば、ガラス基板である。透明基板１１ａの
上側の面及び透明基板１１ｂの下側の面には、液晶層３
９の配向方向からそれぞれ４５°ずれた偏光方向を有す
るそれぞれ互いにクロスニコルになるような偏光板４２
ａ、４２ｂが配されている。

【００３１】透明基板１１ａの下側の面及び透明基板１
１ｂの上側の面には、それぞれＩＴＯ（Indium tin ox
ide:インジウムと錫の合金）等からなる透明電極１２
ａ、１２ｂが配されている。透明電極１２ａの下側の面
には、配向膜１３ａが配されると共に、透明電極１２ｂ
の上側の面には、配向膜１３ｂが直接配されている。そ
して、配向膜１３ａ、１３ｂ間に、封着部３９Ｓによっ
て封着された液晶層３９が設けられている。これら配向
膜１３ａ、１３ｂ、封着層３９Ｓ及び液晶層３９にて、
液晶セルが構成される。

【００３２】液晶層３９としては、複屈折（複屈折の大
きさ）Δｎ（＝ｎ₁ −ｎ₂ ）（但し、ｎ₁ は光の電気ベ
クトルが光軸方向に振動する場合の屈折率、ｎ₂ は光の
電気ベクトルが光軸と垂直な方向に振動する場合の屈折
率を示す）が、Δｎ＞０．１５、例えば、０．１６１、
誘電率異方性の大きさΔεが８、ｋ１１が１１．８、ｋ
２２が５．４、ｋ３３が１５で、カイラル剤を含まない
ネマチック液晶を使用した。

【００３３】透明基板１１ｂには、ＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）、ＭＩＭ（絶縁体−金属−絶縁体）２端子素子
をも設けることができる。又、透明基板１１ａ、又は、
１１ａ及び１１ｂ上に、赤、緑、青の３色のフィルタを
設けることができる。

【００３４】この具体例の透過型ハイブリッド配向液晶
表示装置について、図２を参照して更に説明する。液晶
セル４１の両側に偏光板４２ａ及び４２ｂを、それぞれ
の偏光板４２ａ、４２ｂの偏光軸４５、４４が互いに直
交するように配する。ここで、矢印４３ａ、４３ｂは、
液晶分子４０の偏光板４３の面内の２種類の配向方向を
示す。矢印４３ａと各偏光板４２ａ、４２ｂの偏光軸４
４、４５とのなす角βが、約４５度になるようにする
と、液晶表示装置の最大透過率を最も大きくできる。そ
して、偏光板４２ａと、透明基板１１ａとの間に、光学
的補償用の２軸性位相差板５２を配する。

【００３５】２軸性位相差板５２は、２軸性の屈折率異
方性を有する。板面に対し、垂直方向の軸をｚとし、板
面に対し平行方向の互いに直交する２本の軸のうち、軸
方向の主屈折率が大きい方の軸をｘ、小さい方の軸をｙ
軸とする。ｘ軸と液晶分子４０の配向方向４３ａ、４３
ｂが直交するように配する。

【００３６】図中、２軸性位相差板５２の左側に示すよ
うに、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向での主屈折率をｎ_x 、
ｎ_y 、ｎ_z と表すと、これらはｎ_x ＞ｎ_y ＞ｎ_z の関係
を有する。

【００３７】そして、２軸性位相差板５２の厚さをｄと
したとき、液晶層３９の複屈折Δｎ及びセルギャップdl
c と、２軸性位相差板との関係が、ノーマリホワイト表
示（低電圧側で白を表示する）のときは、 Δｎ×dlc ×０．０２＜（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ＜Δｎ×dl
c ×０．２ Δｎ×dlc ×０．２５＜（ｎ_x −ｎ_z ）×ｄ＜Δｎ×dl
c ×１ ３＜（ｎ_x −ｎ_z ）÷（ｎ_x −ｎ_y ） となり、ノーマリブラック表示（低電圧側で黒を表示す
る）のときは、 １５０ｎｍ＜（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ＜３５０ｎｍ（５５０
ｎｍの光のリタデーション） Δｎ×dlc ×０．１＜（ｎ_x −ｎ_z ）×ｄ＜Δｎ×dlc
×０．５ となるように設定する。

【００３８】そして、２軸性位相差板５２は具体的に
は、（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄが４０（ｎｍ）、（ｎ_x −
ｎ_z ）×ｄが３８０（ｎｍ）のものを使用し、液晶層３
９の透明基板１１ｂの側の面に略水平な配向方向と略一
致するように配した。これにより、コントラスト＞１０
の左右方向（ラビング方向に対して±９０°の方向）の
範囲が、凡そ２５°から５０°まで広がった。

【００３９】次に、図３を参照して、具体例の液晶表示
装置の透明基板１１ｂ上の配向膜１１３ｂを分割配向す
る場合の配向処理方法を説明する。図３Ａ〜Ｄにおける
基板１１ｂは、液晶表示装置全体の基板のうちの１画素
領域分を取り出したものである。配向膜１３ｂとして、
感光性分子膜を用い、光照射方法により配向処理を行
う。感光性分子膜は、光を照射すると何らかの構造的変
化を生じる高分子材料であり、いわゆる光偏光記憶膜も
この中に含まれている。配向膜１３ｂとしての感光性分
子膜が、偏光された光を吸収すると、吸収光の偏光方法
と直交する方向に液晶分子を配向させるタイプの膜や吸
収光の偏光方向に平行に液晶分子を配向させるタイプの
膜や吸収光の偏光方向に平行に液晶分子を配向させるタ
イプの膜がある。

【００４０】図３Ａに示すように、透明基板１１ｂ上
（実際には、その上の透明電極１２ｂ上）にポリビニル
シンナメートを約１００ｎｍ厚となるようにスピナーで
塗布して、配向膜１３ｂを形成する。尚、透明基板１１
ｂ上の電極は図示を省略している。

【００４１】このポリビニルシンナメートからなる配向
膜１３ｂの表面に、２５０ｎｍ〜３３０ｎｍの波長帯域
を有する偏光した紫外線を照射する。図示のように、透
明基板１１ｂの面内の図中横方向をｘ軸、奥行き方向を
ｙ軸、透明基板１１ｂの法線方向をｚ軸とした場合、ｙ
ｚ面内方向に偏光した照射光２０を＋ｚ軸方向から透明
基板１１ｂの全面に対し約５０秒間照射する。このポリ
ビニルシンナメート膜には、高分子を透明基板１１ｂの
面内ｘ軸方向に配向させる配向性が付与される。

【００４２】図３Ｂに示すように、各画素の半分の領域
のポリビニルシンナメート膜を、１５０μｍ厚のストラ
イプ状のフォトマスク２２ａで遮光する。照射光２０の
偏向方向に対し直交する偏向方向、即ち、ｘｚ面内の偏
光方向を有する照射光２１を配向膜面に対し入射角θｉ
で、−ｘ軸方向に向けて斜めより照射する。

【００４３】図３Ｃに示すように、フォトマスク２２ａ
を外し、その代わりに、先に紫外線が照射された領域を
遮光するフォトマスク２２ｂを形成する。ここに、ｘｚ
面内の偏光方向を有する照射光２３を配向膜面に対し入
射角θｉで、照射光２１とは逆側の＋ｘ軸方向に向けて
斜めより照射する。この後、フォトマスク２２ｂを外
す。照射光２１及び２２の入射光軸を透明基板１１ｂの
面に投影した光軸の方向は、相互に１８０°異なる関係
にある。

【００４４】図３Ｄに示すように、配向膜１３ｂの１画
素領域のうち、照射光２０及び２１が照射された、図中
右半分の領域には、照射光２１の入射角θｉの大きさに
依存したプレチルト角δと、＋ｘ軸方向の透明基板１１
ｂの面内方向を液晶分子２４ａに付与する配向性が与え
られる。一方、照射光２０及び２３が照射される図中左
半分の領域には、照射光２３の入射角θｉの大きさに依
存したプレチトル角δと、−ｘ軸方向の透明基板１１ｂ
の面内配向方向を液晶分子２４ｂに付与する配向性が与
えられる。即ち、ポリビニルシンナメート膜の各画素毎
に互いに透明基板１１ｂの面内配向方向が１８０°異な
る２種の配向領域を形成する。尚、配向膜１３ｂに付与
された、透明基板１１ｂの面内の配向方向は、画素毎に
ばらばらな向きではなく、いずれの画素に形成する配向
方向も揃った２方向とする。

【００４５】以下に、単一向きの透明基板１１ｂの面内
の配向方向が付与された配向領域をドメインと呼ぶ。配
向膜１３ｂとして、感光性高分子膜以外にもラビングに
より配向処理を行うポリイミド膜、ＰＶＡ膜、ポリピロ
ール膜等を用いてもよい。この場合、一画素領域に透明
基板１１ｂの面内配向方向が相互に１８０°異なる２種
のドメインを形成するには、レジストマスク等で画素領
域の半分の領域を覆った状態で透明基板１１ｂ上を一方
の向きにラビングする。その後、レジストマスクを剥離
し、露出していた画素領域の半分の領域をレジストマス
クで覆い、透明基板１１ｂ上を先とは反対の向きにラビ
ングを行えばよい。

【００４６】又、この他にもプレチトルを有し、且つ透
明基板１１ｂの面に略平行な配向を液晶分子に付与でき
る種々の配向膜や配向制御方法を用いることができる。
その他、画素領域毎の電極にスリットを設け、発生する
電界により液晶分子の配向を制御する方法等も使用でき
る。

【００４７】尚、光照射方法による配向処理は、透明基
板１１ｂの表面のラビングに伴う静電気を発生させない
ために、静電破壊し易い能動素子を透明基板１１ｂ上に
形成する場合に有効である。

【００４８】そして、このようにして得られた分割水平
配向膜１３ｂを備える透明基板１１ｂと、上述の垂直配
向膜１３ａを備える透明基板１１ａと、液晶層３９とを
組み合わせることにより、１８０°チルト方向のずれた
分割配向ハイブリッド液晶セル４１が得られる。実際の
分割方法は、１画素を２分割するのが一般的であるが、
画素毎の分割を行っても良い。

【００４９】この１８０°チルト方向のずれた分割配向
ハイブリッド液晶セル４１は、液晶層３９の配向方向に
対し、９０°の方向が視角特性に優れているので、液晶
表示装置として視角特性が求められる方向に設定すれば
良い。

【００５０】配向膜１３ｂを分割配向しない場合は、反
転を２０°傾けただけで、液晶層３９の配向方向の黒つ
ぶれ白抜けが観察されるが、配向膜１３ｂを分割配向し
た場合は、黒つぶれ白抜けは解消される。

【００５１】液晶セル４１の応答速度は、１．５Ｖ／５
Ｖのスイッチで、オフ−オンが３ｍsec 、オン−オフが
１４ｍsec であった。又、分割したディスクリネーショ
ンラインの部分では、殆どコントラストの低下に繋がる
光漏れはない。

【００５２】上述の具体例の液晶表示装置によれば、駆
動電圧の最小電圧、が１Ｖより高く、望むらくは１．５
Ｖ以上にすることにより、液晶層３９の高速応答が可能
となる。尚、透明電極１２ａ、１２ｂによって、最小の
駆動電圧が印加されている状態、即ち、オフ状態（ノー
マリブラックの場合は暗状態、ノーマリホワイトの場合
は白状態）にある液晶層３９に、ある閾値以上の電圧を
印加して、長軸が面に対し略水平方向の液晶分子４０を
面に対し垂直方向に立たせるようにすることによって、
高速応答速度を実現できる。

【００５３】尚、ハイブリッド配向の液晶層３９に印加
する駆動電圧を、０．数Ｖ程度の電圧をオフ最小電圧と
することによって、応答速度は多少上がるが、これでは
不十分である。

【００５４】ハイブリッド配向液晶表示装置において、
十分高い透過率を得るには、液晶層３９に印加される駆
動電圧が、最小電圧であるときの（ノーマリホワイト表
示のとき）、又は、最大電圧であるときの（ノーマリブ
ラック表示のとき）、液晶層３９及び２軸性位相差板５
２の面内方向の総合リタデーションを、使用する光の波
長の０．２５倍〜０．６倍の範囲（理想的には０．５
倍）内の値にする必要がある。通常の液晶表示装置で
は、可視光を用いるため、その総合リタデーションは、
１３０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の値に設定するのが望
ましい。透過率のみを考慮すると、総合リタデーション
としては、２７５ｎｍが最適値であるが、色度、駆動電
圧、応答速度が良好な値を採り、しかも透過率を高くす
るためには、総合リタデーションを１３０ｎｍ〜３００
ｎｍの範囲内の最適値に設定する必要がある。

【００５５】液晶層３９の複屈折Δｎは高い方が、十分
高い透過率を保ったまま、液晶層３９のセルギャップdl
c を小さく、又、最小の駆動電圧を大きくできるため、
液晶層３９の複屈折Δｎを、Δｎ＞０．１５に設定す
る。

【００５６】液晶層３９のセルギャップdlc は、液晶表
示装置の生産の歩留りを考慮すると、２．５μｍ以上が
望ましいが、十分な応答特性を得るには、５μｍ以下が
望ましく、このため、液晶層３９のセルギャップdlc
を、２．５μｍ＜dlc ＜５μｍに設定した。

【００５７】ハイブリッド配向液晶表示装置の液晶層３
９に、透明電極１２ａ、１２ｂによって駆動電圧を印加
した場合、液晶層３９の水平方向に寝ている液晶分子４
０が完全に垂直方向に立たず、多少のリタデーションが
残ってしまうので、面内方向位相差板、即ち、２軸性位
相差板が必要である。又、液晶分子４０が垂直方向に立
っているときに、液晶層３９を、光が斜めに通過した場
合も、リタデーションが生じるので、それを補償する必
要がある。オン状態にある液晶層３９は、擬似的には面
に対し法線方向、即ち、ｚ軸方向を長軸とする２軸性位
相差板と見做すことができるため、そのリタデーション
を補償しようとするのには、ｚ軸方向が短軸となる２軸
性位相差板を用いると良い。又、その補償板の屈折率パ
ラメータは、液晶層３９の暗状態の屈折率異方性とでき
るだけ正反対となるような最適範囲がある。

【００５８】この最適範囲が、上述した、２軸性位相差
板５２の厚さをｄとしたとき、液晶層３９の複屈折Δｎ
及びセルギャップdlc と、２軸性位相差板との関係が、
ノーマリホワイト表示のときは、 Δｎ×dlc ×０．０２＜（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ＜Δｎ×dl
c ×０．２ Δｎ×dlc ×０．２５＜（ｎ_x −ｎ_z ）×ｄ＜Δｎ×dl
c ×１ ３＜（ｎ_x −ｎ_z ）÷（ｎ_x −ｎ_y ） となり、ノーマリブラック表示のときは、 １５０ｎｍ＜（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ＜３５０ｎｍ Δｎ×dlc ×０．１＜（ｎ_x −ｎ_z ）×ｄ＜Δｎ×dlc
×０．５ となるように設定することに相当する。

【００５９】又、ハイブリッド配向液晶表示装置の場
合、液晶層３９の液晶分子４０が一方の方向から立ち上
がるため、その方向は非対称の視角特性となり、液晶表
示装置の正面から見たときと比べて、画像がひどく劣化
し、位相差補償板だけでは、十分ではない。そこで、液
晶層３９が１８０°異なる液晶配向方向に分割されてい
れば、この問題は解決される。

【００６０】分割方法は、水平配向側又は垂直配向側の
配向膜のプレチルトの向きを１８０°異ならせることに
よる方法と、電界制御によって、プレチルト角を略水平
配向側を０°、垂直配向側を９０°にする方法とがあ
る。前者の方法は、マスクラビン法、ＵＶ配向法等であ
り、後者の方法は、電極スリットによる電界制御法であ
る。そして、上述の条件を満足する２軸性位相差板５２
を用いることによって、広視野角のハイブリッド配向液
晶表示装置を得ることができる。

【００６１】

【発明の効果】第１の本発明によれば、互いに対向する
第１及び第２の透明基板間に配され、その第１の透明基
板側の液晶分子がその第１の透明基板の面に対し略垂直
に配向されると共に、第２の透明基板側の液晶の分子が
その第２の透明基板の面に対し略平行に配向された液晶
層と、その液晶層に駆動電圧を印加する一対の電極とを
有する透過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、
駆動電圧の最小電圧が１Ｖより高く設定されてなるの
で、液晶層の応答速度の速い透過型ハイブリッド配向液
晶表示装置を得ることができる。

【００６２】第２の本発明によれば、第１の本発明の透
過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、光学的補
償用の２軸性位相差板を設けてなり、その２軸性位相差
板の板面に対し垂直方向の軸をｚ、その板面に対し平行
方向の互いに直交する２本の軸のうち、軸方向の主屈折
率が大きい方の軸をｘ、小さい方の軸をｙ軸とし、ｘ
軸、ｙ軸、ｚ軸方向での主屈折率をそれぞれｎ_x 、
ｎ_y 、ｎ_z とすると共に、２軸性位相差板の厚さをｄと
したとき、液晶層の複屈折Δｎ及びセルギャップdlc
と、２軸性位相差板との関係が、ノーマリホワイト表示
のときは、 Δｎ×dlc ×０．０２＜（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ＜Δｎ×dl
c ×０．２ Δｎ×dlc ×０．２５＜（ｎ_x −ｎ_z ）×ｄ＜Δｎ×dl
c ×１ ３＜（ｎ_x −ｎ_z ）÷（ｎ_x −ｎ_y ） となるように設定したので、液晶層の応答速度が速く、
しかも、広視野角でコントラストの高い透過型ハイブリ
ッド配向液晶表示装置を得ることができる。

【００６３】第３の本発明によれば、第１の本発明の透
過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、光学的補
償用の２軸性位相差板を設けてなり、その２軸性位相差
板の板面に対し垂直方向の軸をｚ、その板面に対し平行
方向の互いに直交する２本の軸のうち、軸方向の主屈折
率が大きい方の軸をｘ、小さい方の軸をｙ軸とし、ｘ
軸、ｙ軸、ｚ軸方向での主屈折率をそれぞれｎ_x 、
ｎ_y 、ｎ_z とすると共に、２軸性位相差板の厚さをｄと
したとき、液晶層の複屈折Δｎ及びセルギャップdlc
と、２軸性位相差板との関係が、ノーマリブラック表示
のときは、 １５０ｎｍ＜（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ＜３５０ｎｍ Δｎ×dlc ×０．１＜（ｎ_x −ｎ_z ）×ｄ＜Δｎ×dlc
×０．５ となるように設定したので、液晶層の応答速度が速く、
しかも、広視野角でコントラストの高い透過型ハイブリ
ッド配向液晶表示装置を得ることができる。

【００６４】第４の本発明によれば、第１の本発明の透
過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が
異なる液晶配向方向に分割されてなるので、液晶層の応
答速度が速く、且つ、広視野角の透過型ハイブリッド配
向液晶表示装置を得ることができる。

【００６５】第５の本発明によれば、第２の本発明の透
過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が
異なる液晶配向方向に分割されてなるので、液晶層の応
答速度が速く、コントラストが高く、しかも広視野角の
透過型ハイブリッド配向液晶表示装置を得ることができ
る。

【００６６】第６の本発明によれば、第３の本発明の透
過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が
異なる液晶配向方向に分割されてなるので、液晶層の応
答速度が速く、コントラストが高く、しかも広視野角の
透過型ハイブリッド配向液晶表示装置を得ることができ
る。

【００６７】第７の本発明によれば、第４の本発明の透
過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が
１８０°異なる液晶配向方向に分割されてなるので、液
晶層の応答速度が速く、且つ、一層広視野角の透過型ハ
イブリッド配向液晶表示装置を得ることができる。

【００６８】第８の本発明によれば、第５の本発明の透
過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が
１８０°異なる液晶配向方向に分割されてなると共に、
２軸性位相差板のｙ軸方向が液晶層の面に略水平な配向
方向と略一致せしめられてなるので、液晶層の応答速度
が速く、コントラストが高く、しかも一層広視野角の透
過型ハイブリッド配向液晶表示装置を得ることができ
る。

【００６９】第９の本発明によれば、第６の本発明の透
過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層が
１８０°異なる液晶配向方向に分割されてなると共に、
２軸性位相差板のｙ軸方向が液晶層の面に略水平な配向
方向と略一致せしめられてなるので、液晶層の応答速度
が速く、コントラストが高く、しかも一層広視野角の透
過型ハイブリッド配向液晶表示装置を得ることができ
る。

【００７０】第１０の本発明によれば、第２の本発明の
透過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、駆動電
圧が最小電圧であるときの液晶層及び２軸性位相差板の
Δｎ×dlc と(nx-ny) との差が、１３０ｎｍ〜３００ｎ
ｍの範囲内の値に設定されてなるので、液晶層の応答速
度が速く、コントラストが高く、広視野角で、色度、駆
動電圧、応答速度が良好な値を採り、しかも透過率を高
くすることのできる透過型ハイブリッド配向液晶表示装
置を得ることができる。

【００７１】第１１の本発明によれば、第３の本発明の
透過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、駆動電
圧が最大電圧であるときの液晶層及び２軸性位相差板の
Δｎ×dlc と(nx-ny) との差が、１３０ｎｍ〜３００ｎ
ｍの範囲内の値に設定されてなるので、液晶層の応答速
度が速く、コントラストが高く、広視野角で、色度、駆
動電圧、応答速度が良好な値を採り、しかも透過率を高
くすることのできる透過型ハイブリッド配向液晶表示装
置を得ることができる。

【００７２】第１２の本発明によれば、第２の本発明の
透過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層
の複屈折Δｎは、Δｎ＞０．１５に設定されてなるの
で、液晶層の応答速度が速く、コントラストが高く、広
視野角で、透過率が高く、セルギャップdlc を最小に保
ち、且つ、最小の駆動電圧を大きくして応答速度を速く
した状態の下での透過率の高い透過型ハイブリッド配向
液晶表示装置を得ることができる。

【００７３】第１３の本発明によれば、第３の本発明の
透過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層
の複屈折Δｎは、Δｎ＞０．１５に設定されてなるの
で、液晶層の応答速度が速く、コントラストが高く、広
視野角で、透過率が高く、セルギャップdlc を最小に保
ち、且つ、最小の駆動電圧を大きくして応答速度を速く
した状態の下での透過率の高い透過型ハイブリッド配向
液晶表示装置を得ることができる。

【００７４】第１４の本発明によれば、第２の本発明の
透過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層
のセルギャップdlc は、２．５μｍ＜dlc ＜５μｍの範
囲内のに設定されてなるので、液晶層の応答速度が速
く、広視野角でコントラストが高く、液晶表示装置の生
産の歩留りが高く、応答速度が高く、且つ、透過率の高
い透過型ハイブリッド配向液晶表示装置を得ることがで
きる。

【００７５】第１５の本発明によれば、第３の本発明の
透過型ハイブリッド配向液晶表示装置において、液晶層
のセルギャップdlc は、２．５μｍ＜dlc ＜５μｍの範
囲内のに設定されてなるので、液晶層の応答速度が速
く、広視野角でコントラストが高く、液晶表示装置の生
産の歩留りが高く、応答速度が高く、且つ、透過率の高
い透過型ハイブリッド配向液晶表示装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の具体例の透過型ハイブリ
ッド配向液晶表示装置の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態の具体例の透過型ハイブリ
ッド配向液晶表示装置の一部の構成を示す分解斜視図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態の具体例の透過型ハイブリ
ッド配向液晶表示装置の配向処理方法を示す工程斜視図
である。

【符号の説明】

１１ａ、１１ｂ 透明基板、１２ａ、１２ｂ 透明電
極、１３ａ、１３ｂ 配向膜、３９ 液晶層、３９Ｓ
封着部、４０ 液晶分子、４２ａ、４２ｂ 偏光板、５
２ ２軸性位相差板。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H090 HB07Y HC05 HC13 JA15 KA18 MA03 MA12 MB03 2H091 FA50X FA50Z FC23 GA01 GA06 KA01 KA02 KA04 LA19 LA30

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する第１及び第２の透明基板
   間に配され、該第１の透明基板側の液晶分子が該第１の
   透明基板の面に対し略垂直に配向されると共に、上記第
   ２の透明基板側の液晶の分子が該第２の透明基板の面に
   対し略平行に配向された液晶層と、該液晶層に駆動電圧
   を印加する一対の電極とを有する透過型ハイブリッド配
   向液晶表示装置において、 上記駆動電圧の最小電圧が１Ｖより高く設定されてなる
   ことを特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表示装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の透過型ハイブリッド配
   向液晶表示装置において、 光学的補償用の２軸性位相差板を設けてなり、 該２軸性位相差板の板面に対し垂直方向の軸をｚ、該板
   面に対し平行方向の互いに直交する２本の軸のうち、軸
   方向の主屈折率が大きい方の軸をｘ、小さい方の軸をｙ
   軸とし、上記ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向での主屈折率をそれ
   ぞれｎ_x 、ｎ_y、ｎ_z とすると共に、上記２軸性位相差
   板の厚さをｄとしたとき、 上記液晶層の複屈折Δｎ及びセルギャップdlc と、上記
   ２軸性位相差板との関係が、 ノーマリホワイト表示のときは、 Δｎ×dlc ×０．０２＜（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ＜Δｎ×dl
   c ×０．２ Δｎ×dlc ×０．２５＜（ｎ_x −ｎ_z ）×ｄ＜Δｎ×dl
   c ×１ ３＜（ｎ_x −ｎ_z ）÷（ｎ_x −ｎ_y ） となるように設定したことを特徴とする透過型ハイブリ
   ッド配向液晶表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の透過型ハイブリッド配
   向液晶表示装置において、 光学的補償用の２軸性位相差板を設けてなり、 該２軸性位相差板の板面に対し垂直方向の軸をｚ、該板
   面に対し平行方向の互いに直交する２本の軸のうち、軸
   方向の主屈折率が大きい方の軸をｘ、小さい方の軸をｙ
   軸とし、上記ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向での主屈折率をそれ
   ぞれｎ_x 、ｎ_y、ｎ_z とすると共に、上記２軸性位相差
   板の厚さをｄとしたとき、 上記液晶層の複屈折Δｎ及びセルギャップdlc と、上記
   ２軸性位相差板との関係が、 ノーマリブラック表示のときは、 １５０ｎｍ＜（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ＜３５０ｎｍ Δｎ×dlc ×０．１＜（ｎ_x −ｎ_z ）×ｄ＜Δｎ×dlc
   ×０．５ となるように設定したことを特徴とする透過型ハイブリ
   ッド配向液晶表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の透過型ハイブリッド配
   向液晶表示装置において、 上記液晶層が異なる液晶配向方向に分割されてなること
   を特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表示装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の透過型ハイブリッド配
   向液晶表示装置において、 上記液晶層が異なる液晶配向方向に分割されてなること
   を特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表示装置。
6. 【請求項６】 請求項３に記載の透過型ハイブリッド配
   向液晶表示装置において、 上記液晶層が異なる液晶配向方向に分割されてなること
   を特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表示装置。
7. 【請求項７】 請求項４に記載の透過型ハイブリッド配
   向液晶表示装置において、 上記液晶層が１８０°異なる液晶配向方向に分割されて
   なることを特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表示
   装置。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の透過型ハイブリッド配
   向液晶表示装置において、 上記液晶層が１８０°異なる液晶配向方向に分割されて
   なると共に、上記２軸性位相差板の上記ｙ軸方向が上記
   液晶層の面に略水平な配向方向と略一致せしめられてな
   ることを特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表示装
   置。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の透過型ハイブリッド配
   向液晶表示装置において、 上記液晶層が１８０°異なる液晶配向方向に分割されて
   なると共に、上記２軸性位相差板の上記ｙ軸方向が上記
   液晶層の面に略水平な配向方向と略一致せしめられてな
   ることを特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表示装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項２に記載の透過型ハイブリッド
    配向液晶表示装置において、 上記駆動電圧が上記最小電圧であるときの上記液晶層及
    び上記２軸性位相差板のΔｎ×dlc と(nx-ny) との差
    が、１３０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の値に設定されて
    なることを特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表示
    装置。
11. 【請求項１１】 請求項３に記載の透過型ハイブリッド
    配向液晶表示装置において、 上記駆動電圧が上記最大電圧であるときの上記液晶層及
    び上記２軸性位相差板のΔｎ×dlc と(nx-ny) との差
    が、１３０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の値に設定されて
    なることを特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表示
    装置。
12. 【請求項１２】 請求項２に記載の透過型ハイブリッド
    配向液晶表示装置において、 上記液晶層の複屈折Δｎは、Δｎ＞０．１５に設定され
    てなることを特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表
    示装置。
13. 【請求項１３】 請求項３に記載の透過型ハイブリッド
    配向液晶表示装置において、 上記液晶層の複屈折Δｎは、Δｎ＞０．１５に設定され
    てなることを特徴とする透過型ハイブリッド配向液晶表
    示装置。
14. 【請求項１４】 請求項２に記載の透過型ハイブリッド
    配向液晶表示装置において、 上記液晶層のセルギャップdlc は、２．５μｍ＜dlc ＜
    ５μｍの範囲内の値に設定されてなることを特徴とする
    透過型ハイブリッド配向液晶表示装置。
15. 【請求項１５】 請求項３に記載の透過型ハイブリッド
    配向液晶表示装置において、 上記液晶層のセルギャップdlc は、２．５μｍ＜dlc ＜
    ５μｍの範囲内の値に設定されてなることを特徴とする
    透過型ハイブリッド配向液晶表示装置。