[发明专利]液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示装置，特别涉及OCB(optically compensatedbirefringence)液晶模式的液晶显示装置。

背景技术

液晶面板广泛使用于文字处理机和计算机等的显示器、投影电视和便携式小型电视、光开关元件等控制光的元件中。作为代表性的液晶面板，有使用扭曲向列(TN)液晶和垂直取向(VA)液晶的液晶面板。

一方面，美国专利第4566758号公报(以下简称为758号公报)公开了π单元(Pi单元)，其对外部电场变动的应答速度，即切换速度在2毫秒(msec)左右，与过去的液晶材料相比因其具有高速度，近年来作为显示动画用的显示应用而正在研究开发中。使用π单元的液晶面板称为OCB液晶模式的液晶面板(以下记作OCB液晶面板)。

图5(a)和图5(b)是显示使用OCB液晶模式的液晶面板的液晶显示装置概略构成的断面图。OCB液晶面板500包括由玻璃基板511、透明电极512和取向膜513组成的射出侧基板510，由取向膜531、透明电极532和玻璃基板533组成的入射侧基板530，以及夹在这两层之间、具有由电源(图上未显示)施加初始化电压呈弯曲取向的液晶分子521的液晶层520。并且，OCB液晶面板500由射出侧偏光板501和相位差板502、入射侧偏光板504和相位差板503所夹持，构成显示用液晶单元。两片偏光板501和504的偏光轴是正交配置(下面记作正交尼科耳配置)的。

图5(a)显示了于透明电极512和532之间在脉冲式地施加了为使液晶分子521弯曲取向的初始化电压(大约25V)后，施加比较低电平电压(大约2.5V)的状态。在此状态下，从入射侧基板530入射不具有特定偏光性的入射光L₁时，通过偏光板504后的光线成为直线偏振光，入射到液晶层520上。通过偏光板504而成为的直线偏振光，在经过弯曲取向的液晶层520的多折射以后产生了相位差，通过液晶层520后的光线一般成为椭圆偏振光。因此，为使通过液晶层520以后的光线成为对偏光板504的偏光轴旋转大约90°的直线偏振光，而在透明电极512和532之间施加电压时，大部分光线通过相对偏光板504成正交尼科耳配置的偏光板501，作为射出光线L₂射出。图5(a)表示的状态对应于“白”的显示，称作“正常白”。

然后，在透明电极512和532之间，施加比上述低电平电压高的电压(大约7.0V)时，液晶分子521相对外部电场发生取向的变化。图5(b)是为使液晶层520中央附近的液晶分子521与玻璃基板511等成垂直地取向，而在透明电极512和532之间施加了一定电压的状态。液晶层520中央部分的液晶分子521，相对大部分玻璃基板511成垂直方向取向，但在取向膜513和531边界附近的液晶分子521，由于界面约束力而与玻璃基板511等大致平行，或者由几度到30度的倾斜状态。在这样在状态下，从入射侧基板530入射光线L₁的情况下，入射光L₁与上述相同由偏光板504形成直线偏振光，但在通过液晶层520时几乎不产生相位差。因此，通过液晶层520后的光的偏光面与偏光板501的偏光轴大致保持正交的状态，光线就不能通过偏光板501。图5(b)所显示的状态对应于“黑”的显示。

通过变化施加在透明电极512和532之间的电压水平，液晶分子521的取向就可能发生变化，通过液晶层520的光线的相位差就相应施加电压变化，椭圆偏振光的长轴方向发生变化，通过偏光板501的光量也变化。因此，OCB液晶面板500就能够作为显示多层次面板使用。

实际上，由液晶层520以外也会产生偏光面的旋转。通常，具有给予与液晶层520产生的相位差相反的相位差的相位差板502和503，在与图5(b)相对应的“黑”显示的状态，相位差板502、503和液晶层520产生的总相位差是大约0度，即设计成考虑波长将相位差换算成距离的滞后大约是0纳米(nm)。比如，如果对于垂直于OCB液晶面板500入射的光线液晶层520的滞后是80nm的话，将相位差板502和503各设计成具有-40nm的滞后。在显示白的时候，由多折射产生的液晶层520的滞后是大约355nm，如果是整个液晶显示装置，则具有275nm的滞后(即等于-40nm+355nm-40nm)。随着施加在透明电极512和532之间的外加电压使该滞后发生变化，由此OCB液晶面板500就能够作为显示多层次面板使用。