(57)【要約】液晶表示装置が、薄膜トランジスタ基板、色フィルター基板、ＯＣＢモードで配向されている液晶層、薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板の外面に各々配置されている二つの補償フィルム、二つの補償フィルムの外面に各々配置されている偏光フィルムなどからなる。この時、二つの補償フィルムの支持体であるＴＡＣフィルムの遅軸が二つの偏光フィルムの偏光軸と０度乃至１５度の角度をなす。
2006500633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁基板、
前記第１絶縁基板上に形成されている複数のゲート線、
前記ゲート線と絶縁されており、前記ゲート線と交差して複数の画素領域を定義する複数のデータ線、
前記画素領域ごとに形成されている複数の画素電極、
前記ゲート線、前記データ線、及び前記画素電極と連結されている複数の薄膜トランジスタ、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、
前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に配置されていて、ＯＣＢモードで配向されている複数の液晶分子を含む液晶層、
前記第１及び第２絶縁基板の外面に各々配置されていて、支持体及びディスコチック層を含む第１及び第２補償フィルム、
前記第１及び第２補償フィルムの外面に各々配置されている第１及び第２偏光フィルム
を含み、
前記第１及び第２補償フィルムの遅軸は、前記液晶層の液晶分子の前記電極の表面における配向方向と約４５度から約６０度の間の角度をなす、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１及び第２偏光板の偏光軸は、前記液晶層の前記液晶分子の電極表面の配向方向と実質的に４５度または１３５度をなす、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１及び第２補償フィルムの支持体はＴＡＣフィルムである、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
第１絶縁基板、
前記第１絶縁基板上に形成されている複数のゲート線、
前記ゲート線と絶縁されており、前記ゲート線と交差して複数の画素領域を定義する複数のデータ線、
前記画素領域ごとに形成されている複数の画素電極、
前記ゲート線、前記データ線、及び前記画素電極と連結されている複数の薄膜トランジスタ、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、
前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に配置されていて、前記画素電極と前記共通電極との間に電界がかけられていない状態でスプレイ配向されている複数の液晶分子を含む液晶層、
前記第１及び第２絶縁基板の外面に各々配置されていて、支持体及びディスコチック層を含む第１及び第２補償フィルム、
前記第１及び第２補償フィルムの外面に各々配置されている第１及び第２偏光フィルム
を含み、
前記第１及び第２補償フィルムの遅軸は、前記第１及び第２偏光フィルムの偏光軸のうちのいずれか一つと０度から１５度の間の角度をなす、液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶層の液晶分子は、前記画素電極と前記基準電極との間に電界が印加されない状態でスプレイ配向されていて、前記第１及び第２補償フィルムの遅軸は、前記液晶層の前記液晶分子の前記電極の表面における配向方向と実質的に４５度から６０度をなす、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１及び第２補償フィルムの支持体はＴＡＣフィルムである、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記データ線は、金属層、非晶質シリコン層、及びｎ型不純物でドーピングされた非晶質シリコン層の３層からなる、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記データ線をなす金属層、非晶質シリコン層、及びｎ型不純物でドーピングされた非晶質シリコン層は、実質的に同一の平面形状を有する、請求項７に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）は、一般に、共通電極やカラーフィルター（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）などが形成されている上部基板と複数の薄膜トランジスタや複数の画素電極などが形成されている下部基板と、両基板の間に配される液晶物質を備える。画素電極及び共通電極に互いに異なる電圧を印加することによって電界を形成して液晶分子の配向を変更させることによって、光の透過率を調節して画像を表示する。
【０００３】
このような液晶表示装置の中でも、ＯＣＢモード液晶表示装置は、広視野角及び高速応答という長所があるため、最近ではこれを適用するための研究が活発に進められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ＯＣＢモードの液晶表示装置は、コントラスト比が低いという短所がある。これは、ＯＣＢモードの液晶表示装置が他のモードに比べてブラック（ｂｌａｃｋ）状態の輝度が高いためであるが、ブラック状態の輝度が高い理由は、液晶分子の波長分散特性を補償フィルムによって完全に補償するのが難しいためである。
【０００５】
本発明が目的とする技術的課題は、ＯＣＢモード液晶表示装置でのコントラスト比を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するために、本発明では、補償フィルムの支持体の遅軸を、液晶層の液晶分子の電極表面における配向方向と４５度から６０度の間の角度をなすように配置する。
【０００７】
具体的には、第１絶縁基板、前記第１絶縁基板上に形成されている複数のゲート線、前記ゲート線と絶縁されており、前記ゲート線と交差して複数の画素領域を定義する複数のデータ線、前記画素領域ごとに形成されている複数の画素電極、前記ゲート線、前記データ線、及び前記画素電極と連結されている複数の薄膜トランジスタ、前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に配置されていて、ＯＣＢモードで配向されている複数の液晶分子を含む液晶層、前記第１及び第２絶縁基板の外面に各々配置されていて、支持体及びディスコチック層を含む第１及び第２補償フィルム、前記第１及び第２補償フィルムの外面に各々配置されている第１及び第２偏光フィルムを含み、前記第１及び第２補償フィルムの遅軸は、前記液晶層の液晶分子の前記電極の表面における配向方向と４５度から６０度の間の角度をなす、液晶表示装置を提供する。
【０００８】
この時、前記第１及び第２偏光板の偏光軸は、前記液晶層の前記液晶分子の電極表面の配向方向と実質的に４５度（または１３５度）をなし、前記第１及び第２補償フィルムの支持体はＴＡＣフィルムであるのが好ましい。
【０００９】
または、第１絶縁基板、前記第１絶縁基板上に形成されている複数のゲート線、前記ゲート線と絶縁されており、前記ゲート線と交差して複数の画素領域を定義する複数のデータ線、前記画素領域ごとに形成されている複数の画素電極、前記ゲート線、前記データ線、及び前記画素電極と連結されている複数の薄膜トランジスタ、前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に挟持されていて、前記画素電極と前記共通電極との間に電界がかけられていない状態でスプレイ配向されている複数の液晶分子を含む液晶層、前記第１及び第２絶縁基板の外面に各々配置されていて、支持体及びディスコチック層を含む第１及び第２補償フィルム、前記第１及び第２補償フィルムの外面に各々配置されている第１及び第２偏光フィルムを含み、前記第１及び第２補償フィルムの遅軸は、前記第１及び第２偏光フィルムの偏光軸のうちのいずれか一つと０度から１５度の間の角度をなす、液晶表示装置を提供する。
【００１０】
この時、前記液晶層の液晶分子は、前記画素電極と前記共通電極との間に電界が印加されない状態でスプレイ配向されていて、前記第１及び第２補償フィルムの遅軸は、前記液晶層の前記液晶分子の前記電極の表面における配向方向と実質的に４５度から６０度をなし、前記第１及び第２補償フィルムの支持体はＴＡＣフィルムであるのが好ましい。
【００１１】
また、前記データ線は、金属層、非晶質シリコン層、及びｎ型不純物でドーピングされた非晶質シリコン層の３重層からなり、前記データ線をなす金属層、非晶質シリコン層、及びｎ型不純物でドーピングされた非晶質シリコン層は、実質的に同一の平面形状を有するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のように、補償フィルムの支持体の遅軸を液晶分子の配向方向と４５度乃至６０度の角度をなすように配置すれば、支持体も液晶分子の波長分散特性を補償する機能を有し、赤色、緑色、青色の三色の最低輝度電圧が分散されるのを低減することができる。このようにすれば、ブラック状態の輝度を低くすることができ、コントラスト比を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
それでは、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、詳細に説明する。しかし、本発明は多様な相異した形態で実現でき、ここで説明する実施例に限定されない。
図面では、各層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体で類似する部分については、同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、基板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も意味する。反対に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これはその中間に他の部分がない場合を意味する。
【００１４】
それでは、図面を参照して、本発明の実施例による液晶表示装置について詳細に説明する。
図１Ａは本発明の第１実施例による液晶表示装置の配置図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ-ＩＢ´線による断面図である。
【００１５】
本実施例によるＯＣＢモード液晶表示装置は、薄膜トランジスタ基板、色フィルター基板、これら両基板の間に注入されている液晶層３、両基板の外面に各々付着されている一対の補償フィルム１３、２３、補償フィルム１３、２３の外面に各々付着されている一対の偏光フィルム１２、２２を含む。
【００１６】
まず、薄膜トランジスタ基板について説明する。
絶縁基板１１０上に、アルミニウムまたはアルミニウム合金、クロムまたはクロム合金、モリブデンまたはモリブデン合金、窒化クロムまたは窒化モリブデンのような導電物質からなる１０００〜３５００Åの厚さのゲート配線１２１、１２３が形成されている。
【００１７】
ゲート配線１２１、１２３は、横方向にのびている複数のゲート線１２１及びゲート線１２１から分岐する複数のゲート電極１２３を含む。
この時、ゲート配線１２１、１２３は二重層以上の多層に形成することができるが、この場合、少なくとも一つの層は低抵抗特性を有する金属物質で形成するのが好ましい。
【００１８】
絶縁基板１１０上には、窒化ケイ素または酸化ケイ素のような絶縁物質からなる３５００〜４５００Åの厚さのゲート絶縁膜１４０がゲート配線１２１、１２３を覆っている。
ゲート絶縁膜１４０上には、複数のゲート電極１２３と重畳し、非晶質シリコンなどからなる８００〜１５００Åの厚さの半導体パターン１５４が形成されている。半導体パターン１５４上には、ｎ型不純物がドーピングされている非晶質シリコンなどからなる５００〜８００Åの厚さの抵抗性接触層（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ｌａｙｅｒ）１６３、１６５が形成されている。
【００１９】
抵抗性接触層１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、アルミニウムまたはアルミニウム合金、クロムまたはクロム合金、モリブデンまたはモリブデン合金、窒化クロムまたは窒化モリブデンのような導電物質からなる１５００〜３５００Åの厚さのデータ配線１７１、１７３、１７５が形成されている。
【００２０】
データ配線１７１、１７３、１７５は、縦方向にのびていて、ゲート線１２１と交差して複数の画素領域を定義する複数のデータ線１７１、データ線１７１から分岐し、一つの抵抗性接触層１６３上にまでのびている複数のソース電極１７３、及びソース電極１７３の対向電極であり、他の一つの抵抗性接触層１６５上から画素領域の内部のゲート絶縁膜１４０上にまでのびている複数のドレイン電極１７５を含む。
【００２１】
ここで、データ配線１７１、１７３、１７５は二重層以上に形成することができるが、この場合、少なくとも一つの層は低抵抗特性を有する金属物質で形成するのが好ましい。
このようなデータ配線１７１、１７３、１７５及び半導体パターン１５４を、窒化ケイ素または酸化ケイ素のような絶縁物質からなる１５００〜２５００Åの厚さの保護膜１８０が覆っている。
【００２２】
この時、ゲート線１２１及びデータ線１７１が交差して定義する複数の画素領域は、後述する赤色の色フィルター（Ｒ）に対応する画素領域（以下、Ｒ画素領域とする）、緑色の色フィルター（Ｇ）に対応する画素領域（以下、Ｇ画素領域とする）、及び青色の色フィルター（Ｇ）に対応する画素領域（以下、Ｂ画素領域とする）に区分することができる。
【００２３】
保護膜１８０には、ドレイン電極１７５を露出する複数の接触孔１８１が形成されている。そして、保護膜１８０上には、接触孔１８１を通じてドレイン電極１７５に連結される複数の画素電極１９０が形成されている。ここで、画素電極１９０は、ＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電物質で形成されている。
【００２４】
次に、このような薄膜トランジスタ基板に向き合う色フィルター基板について説明する。
第２絶縁基板２１０上に、薄膜トランジスタ基板のゲート線１２１、データ線１７１、及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の一部を覆うブラックマトリックス２２０が形成されている。
【００２５】
第２絶縁基板２１０及びブラックマトリックス２２０の一部上には、複数の赤色の色フィルター（Ｒ）、複数の緑色の色フィルター（Ｇ）、及び複数の青色の色フィルター（Ｂ）が交互に形成されている。
【００２６】
そして、このような赤色、緑色、青色の色フィルター（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を含む基板全面をＩＴＯまたはＩＺＯからなる共通電極２７０が覆っている。
このような色フィルター基板及び前記薄膜トランジスタ基板を所定の基板間隔をおいて結合される。
【００２７】
液晶層３は、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モードとなるように、つまり、ネマチック液晶をスプレイ（ｓｐｌａｙ）配向し、所定の電圧を印加してベンド（ｂｅｎｄ）配向に転換させた後で、印加電圧を調節することによって、光の透過率を制御することができるように配向されている。このために、画素電極１９０の表面及び共通電極２７０の表面には配向膜（図示せず）を形成し、ラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）して所定の方向に液晶分子を配向する。この時、画素電極１９０の表面及び共通電極２７０の表面に形成する配向膜のラビング方向は一致している。これは、スプレイ配向をするためである。
【００２８】
二つの偏光フィルム１２、２２の偏光軸は互いに直交するように配置されていて、配向膜のラビング方向とは約４５度または約１３５度をなすように配置されている。
補償フィルム１３、２３は、緑色光を基準にして補償特性が最適化されるように調整されており、補償フィルム１３、２３は、ディスコチック（ｄｉｓｃｏｔｉｃ）層及びその支持体であるＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムからなる。この時、補償フィルム１３、２３の支持体であるＴＡＣフィルムは屈折率異方性を有するが、その遅軸（ｓｌｏｗ ａｘｉｓ）が配向膜のラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）方向（液晶分子の配向方向）と約４５度乃至６０度をなすように配置されている。したがって、ＴＡＣフィルムの遅軸は、二つの偏光フィルム１３、２３の偏光軸とは約０度乃至１５度をなす。
【００２９】
以上のように、補償フィルムの遅軸を液晶分子の配向方向と約４５度乃至６０度の角度をなすように配置すれば、支持体も液晶分子の波長分散特性を補償する機能を行うようになるので、赤色、緑色、青色の三色の最低輝度電圧が分散されるのを低減させることができる。このようにすれば、ブラック状態の輝度を低くすることができるので、コントラスト比を向上させることができる。
【００３０】
図２Ａは本発明の第２実施例による液晶表示装置の配置図であり、図２Ｂは図２ＡのＩＩＢ-ＩＩＢ´線に沿った断面図である。
本発明の第２実施例による液晶表示装置は、薄膜トランジスタ基板を除いては、第１実施例による液晶表示装置と同一の構造を有する。以下、第１実施例と異なる点を中心に、第２実施例について説明する。
【００３１】
第２実施例では、データ配線１７１、１７３、１７５及び抵抗性接触層１６３、１６５が実質的に同一の平面形状を有し、半導体層１５４も、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の部分が連結されている点を除けば、データ配線１７１、１７３、１７５と実質的に同一の平面形状を有する。言い換えれば、データ配線が金属層１７１、１７３、１７５、ｎ型不純物でドーピングされた非晶質シリコン層１６３、１６５、及び非晶質シリコン層１５４の三重層からなり、これら三つの層は実質的に同一の平面形状を有する。
【００３２】
このような特徴は、薄膜トランジスタ基板の製造過程で、データ配線１７１、１７３、１７５、抵抗性接触層１６３、１６５、及び半導体層１５４を１回の写真エッチング工程でパターニングするために現れるものである。つまり、ハーフトーン（ｈａｌｆ ｔｏｎ）露光を利用して、データ配線１７１、１７３、１７５になる部分の上部には厚い感光膜を残し、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の部分の上部には薄い感光膜を残した後、この感光膜をエッチングマスクとしてその下のデータ金属層、抵抗性接触層、及び半導体層をエッチングする。エッチング方法は下記の通りである。
【００３３】
まず、露出されているデータ金属層をエッチングし、ひきつづき、その下にある抵抗性接触層及び半導体層をエッチングする。この過程で、感光膜も一部エッチングされて、薄い感光膜によって覆われていたソース電極１７３とドレイン電極１７５との間のデータ金属層が露出される。感光膜をアッシングし、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間に残っている感光膜クズを完全に除去して、露出されたデータ金属層及びその下の抵抗性接触層を連続してエッチングする。このようにすれば、本発明の第２実施例による構造の薄膜トランジスタ基板を製造することができる。
【００３４】
その他、色フィルター基板の構造、補償フィルム及び偏光フィルムの配置、液晶分子の配向状態などは第１実施例による液晶表示装置と実質的に同一である。したがって、赤色、緑色、青色の三色の最低輝度電圧が分散されるのを低減して、ブラック状態の輝度を低くすることによって、コントラスト比を向上させるという効果も、第１実施例と同一である。
【００３５】
次に、第１及び第２実施例で使用する補償フィルム１３、２３について、より具体的に見てみる。
図３は本発明の第１及び第２実施例で使用される補償フィルムの断面構造をより具体的に示す図面である。
【００３６】
本発明で使用する補償フィルム１３、２３は、支持体３１及びディスコチック層３２からなる。支持体３１は、補償フィルム１３、２３の形状を維持するために設けられ、、好ましくはＴＡＣフィルムを使用する。ディスコチック層３２は、ハイブリッド（ｈｙｂｒｉｄ）配向される液晶分子の影響を補償するために、ハイブリッド構造を有するように形成された補償層である。
【００３７】
支持体３１は、補償フィルム１３、２３の形状の維持が主な目的であるが、支持体そのものも屈折率異方性を有しているので、配置をどのようにするかによって光の偏光状態にも影響を与えるようになる。本発明では、特に、支持体３１が液晶分子の波長分散特性を補償する役割も行うことを確認し、波長分散特性の補償のために最適化された支持体３１の配置を提示する。
【００３８】
以下、補償フィルム１３、２３の支持体の配置を異にすることによってコントラスト比を向上させることができる理由について、詳細に見てみる。
まず、ＯＣＢモードでブラック状態の輝度が他のモードにおけるブラック状態の輝度に比べて高い理由を見てみる。
【００３９】
図４はＯＣＢモード液晶表示装置を正面から見る時に光が通過する媒質の屈折率異方性を示す概念図であり、図５はＯＣＢモード液晶表示装置においてブラック状態のときに通過する光が偏光される状態の変化をポアンカレー球（Ｐｏｉｎｃａｒｅ Ｓｐｈｅｒｅ）を利用して示した概念図である。
【００４０】
光は、液晶表示装置を通過する時、図４に示したように、偏光フィルム１２によって直線偏光された光が補償フィルム１３の屈折率異方体によって偏光状態が変化した後、液晶層３の屈折率異方体によって偏光状態が変化する。次に、偏光フィルム２２によって直線偏光される。
【００４１】
このような偏光状態の変化をポアンカレー球で示すと、図５のようになる。
まず、偏光フィルム１２によって直線偏光された光は、球の赤道（Ｐ１）に位置し、位相差フィルムである補償フィルム１３を通過しながら左手楕円偏光に変化して、球の赤道からはずれて北極側に傾いた地点（Ｐ２）に位置する。その後、液晶層３を通過した光は右手楕円偏光となり、球の赤道から南極側に傾いた地点（Ｐ３）に位置した後、また位相差フィルムである補償フィルム２３を通過して直線偏光となり、赤道（Ｐ４）に戻ってくるようになる。
【００４２】
このように、線偏光が補償フィルム１３、２３及び液晶層３を通過して再び直線偏光で戻ってくるようになれば、補償が完全に行われて光漏れが発生しない。しかし、液晶層３及び補償フィルム１３、２３の屈折率異方性は光の波長によって値が変わり、これを波長分散特性という。ところが、液晶層３の波長分散特性及び補償フィルム１３、２３の波長分散特性が互いに異なるため、全ての色に対して完全な補償が行われるようにすることはできない。
【００４３】
図６は液晶層の波長分散特性が補償フィルムの波長分散特性に比べて大きい場合における赤色、緑色、青色光の偏光状態を示す概念図であり、図７は液晶層の波長分散特性が補償フィルムの波長分散特性に比べて小さい場合における赤色、緑色、青色光の偏光状態を示す概念図である。
【００４４】
液晶層の波長分散特性が補償フィルムの波長分散特性に比べて大きい場合に、緑色光を基準に最適の補償が行われるように補償フィルムを適合させると、図６に示したように、赤色光の場合には補償フィルムによる補償が過度になり、青色光の場合には補償フィルムによる補償が不足して、いずれも完全な直線偏光にならないことが分かる。
【００４５】
反対に、液晶層の波長分散特性が補償フィルムの波長分散特性に比べて小さい場合に、緑色光を基準に最適の補償が行われるように補償フィルムを適合させると、図７に示したように、赤色光の場合には補償フィルムによる補償が不足し、青色光の場合には補償フィルムによる補償が過度になって、いずれも完全な直線偏光にならない。
【００４６】
したがって、液晶層の波長分散特性及び補償フィルムの波長分散特性が互いに一致しない限り、全ての波長の光に対して完全な補償を期待することはできない。通常、反射型モードの液晶表示装置では、液晶分子の波長分散特性及び補償フィルムの波長分散特性が反対であるのが好ましいが、ＯＣＢモードの液晶表示装置の場合には、近接するほど好ましい。つまり、補償フィルム及び液晶分子のリタデーションの大きさは波長によって異なるが、その差が最少化されるのが好ましい。
【００４７】
液晶層の波長分散特性が補償フィルムの波長分散特性に比べて小さい場合について、より具体的に見てみる。
図８はＯＣＢモード液晶表示装置で、液晶層の波長分散特性が補償フィルムの波長分散特性に比べて小さい場合に、ブラック電圧付近の電圧をかけたときの、波長によるリタデーションを示すグラフである。
【００４８】
図８を見れば、赤色、緑色、青色の波長別に補償フィルム及び液晶分子の波長分散特性が異なるため、緑色を基準に完全な補償をしても、青色（短波長）及び赤色（長波長）側でのリタデーションは異なる。ここで、青色光側は補償フィルムの正面リタデーション[ｄ（Ｎｘ−Ｎｙ）×２]値が液晶分子のリタデーション値より大きいために完全な補償が行われず、反対に、赤色光側は補償フィルムの正面リタデーション値が液晶分子のリタデーション値より小さいために完全な補償が行われない。
【００４９】
しかし、実験の結果、補償フィルム１３、２３の支持体の遅軸の方向を異にすることによって、補償フィルム及び液晶分子の波長分散特性の差が減少または増加することを確認した。特に、赤色、緑色、青色の三色光の最低輝度電圧の分散程度が、支持体の遅軸と配向膜のラビング方向（液晶分子の電極表面での配向方向）との間の角度を調節することによって縮少されることを確認し、その適正な角度が約４５度から６０度の間であることを実験を通じて検証した。
【００５０】
以下、このような実験値をグラフを通じて説明する。
図９Ａ、１０Ａ、１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、及び１４Ａは、各々支持体の遅軸がラビング方向と平行な場合、１０度をなす場合、３０度をなす場合、４５度をなす場合、６０度をなす場合、及び７５度をなす場合の、支持体の遅軸及びラビング方向の偏光軸に関する配置関係を示す図面であり、図９Ｂ、１０Ｂ、１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂ、及び１４Ｂは、各々図９Ａ、１０Ａ、１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、及び１４Ａの配置で、赤色、緑色、青色の三色の最低輝度電圧の分散を示すグラフである。
【００５１】
図９Ａ及び図９Ｂを見れば、支持体の遅軸がラビング方向と平行である場合には、緑色を基準にして定めたブラック電圧が６．９Ｖであり、青色の最低輝度電圧は６．２Ｖ、赤色の最低輝度電圧は７．２Ｖであるので、青色と赤色との間の最低輝度電圧の差がほぼ１Ｖになる。
【００５２】
図１０Ａ及び図１０Ｂを見れば、支持体の遅軸がラビング方向と１０度をなす場合には、緑色を基準にして定めたブラック電圧が６．６Ｖであり、青色の最低輝度電圧は６．１Ｖ、赤色の最低輝度電圧は６．９Ｖであるので、青色と赤色との間の最低輝度電圧の差が０．８Ｖと多少減少する。
【００５３】
図１１Ａ及び図１１Ｂを見れば、支持体の遅軸がラビング方向と３０度をなす場合には、緑色を基準にして定めたブラック電圧が６．５Ｖであり、青色の最低輝度電圧は６．０Ｖ、赤色の最低輝度電圧は６．７Ｖであるので、青色と赤色との間の最低輝度電圧の差が０．７Ｖに減少する。
【００５４】
図１２Ａ及び図１２Ｂを見れば、支持体の遅軸がラビング方向と４５度をなす場合には、緑色を基準にして定めたブラック電圧が５．８Ｖであり、青色の最低輝度電圧は５．７Ｖ、赤色の最低輝度電圧は５．９Ｖであるので、青色と赤色との間の最低輝度電圧の差が０．２Ｖに減少する。
【００５５】
図１３Ａ及び図１３Ｂを見れば、支持体の遅軸がラビング方向と６０度をなす場合には、緑色を基準にして定めたブラック電圧が５．３Ｖであり、青色の最低輝度電圧は５．４Ｖ、赤色の最低輝度電圧は５．２Ｖであるので、青色と赤色との間の最低輝度電圧の差が０．２Ｖに維持される。
【００５６】
図１４Ａ及び図１４Ｂを見れば、支持体の遅軸がラビング方向と７５度をなす場合には、緑色を基準にして定めたブラック電圧が５．２Ｖであり、青色の最低輝度電圧は５．３Ｖ、赤色の最低輝度電圧は５．０Ｖであるので、赤色の最低輝度電圧が青色の最低輝度電圧より低くなった状態で、青色と赤色との間の最低輝度電圧の差が０．３Ｖに再び増加する。
【００５７】
以上の実験の結果から、支持体の遅軸がラビング方向となす角度が大きくなるのに伴って赤色、緑色、青色の三色光の最低輝度電圧の分散がしだいに減少し、約５２度と５３度との間で最少になり、それ以上に角度が大きくなると赤色及び青色の最低輝度電圧が逆転して再び分散が増加するようになることが分かる。したがって、ＯＣＢモード液晶表示装置において、支持体の遅軸及びラビング方向の間の適切な角度は、赤色及び青色の最低輝度電圧が０．２Ｖ以内に維持される４５度から６０度の間であることが分かる。
【００５８】
以上で、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこの実施例に限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念及び範囲内に様々な変形及び等価構成物も含まれることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１Ａ】本発明の第１実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示した液晶表示装置のＩＢ-ＩＢ´線に沿った断面図である。
【図２Ａ】本発明の第２実施例による液晶表示装置の配置図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示した液晶表示装置のＩＩＢ-ＩＩＢ´線による断面図である。
【図３】本発明の第１及び第２実施例で使用される具体例としての補償フィルムの断面構造をより詳細に示す図面である。
【図４】ＯＣＢモード液晶表示装置を正面から見る時に光が通過する媒質の屈折率異方性を示す概念図である。
【図５】ブラック状態においてＯＣＢモード液晶表示装置を通過する光が偏光される状態をポアンカレー（ｐｏｉｎｔｃａｒｅ）球（ｓｐｈｅｒｅ）を利用して示した概念図である。
【図６】液晶層の波長分散特性が補償フィルムの波長分散特性に比べて大きい場合における赤色光、緑色光、青色光の偏光状態変化を示す概念図である。
【図７】液晶層の波長分散特性が補償フィルムの波長分散特性に比べて小さい場合における赤色光、緑色光、青色光の偏光状態変化を示す概念図である。
【図８】ＯＣＢモード液晶表示装置で、液晶層の波長分散特性が補償フィルムの波長分散特性に比べて小さい場合の、ブラック電圧付近の電圧をかけた場合の波長によるリタデーションを示すグラフである。
【図９Ａ】支持体の遅軸がラビング方向と平行である場合の、支持体の遅軸及びラビング方向の偏光軸との配置関係を示す図面である。
【図９Ｂ】図９Ａの配置で、赤色、緑色、青色の最低輝度電圧の分散を示すグラフである。
【図１０Ａ】支持体の遅軸がラビング方向と１０度の角度をなす場合の、支持体の遅軸及びラビング方向の偏光軸との配置関係を示す図面である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの配置で、赤色、緑色、青色の最低輝度電圧の分散を示すグラフである。
【図１１Ａ】支持体の遅軸がラビング方向と３０度の角度をなす場合の、支持体の遅軸及びラビング方向の偏光軸との配置関係を示す図面である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの配置で、赤色、緑色、青色の最低輝度電圧の分散を示すグラフである。
【図１２Ａ】支持体の遅軸がラビング方向と４５度の角度をなす場合の、支持体の遅軸及びラビング方向の偏光軸との配置関係を示す図面である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの配置で、赤色、緑色、青色の最低輝度電圧の分散を示すグラフである。
【図１３Ａ】支持体の遅軸がラビング方向と６０度の角度をなす場合の、支持体の遅軸及びラビング方向の偏光軸との配置関係を示す図面である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの配置で、赤色、緑色、青色の最低輝度電圧の分散を示すグラフである。
【図１４Ａ】支持体の遅軸がラビング方向と７５度の角度をなす場合の、支持体の遅軸及びラビング方向の偏光軸との配置関係を示す図面である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの配置で、赤色、緑色、青色の最低輝度電圧の分散を示すグラフである。
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
2006500633.tif 000020
【図１３Ａ】
2006500633.tif 000021
【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年5月30日(2005.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁基板、
前記第１絶縁基板上に形成されている複数のゲート線、
前記ゲート線と絶縁されており、前記ゲート線と交差して複数の画素領域を定義する複数のデータ線、
前記画素領域ごとに形成されている複数の画素電極、
前記ゲート線、前記データ線、及び前記画素電極と連結されている複数の薄膜トランジスタ、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、
前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に配置されていて、ＯＣＢモードで配向されている複数の液晶分子を含む液晶層、
前記第１及び第２絶縁基板の外面に各々配置されていて、支持体及びディスコチック層を含む第１及び第２補償フィルム、
前記第１及び第２補償フィルムの外面に各々配置されている第１及び第２偏光フィルム
を含み、
前記第１及び第２補償フィルムの支持体の遅軸は、前記液晶層の液晶分子の前記電極の表面における配向方向と約４５度から約６０度の間の角度をなす、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１及び第２偏光板の偏光軸は、前記液晶層の前記液晶分子の電極表面の配向方向と実質的に４５度または１３５度をなす、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１及び第２補償フィルムの支持体はＴＡＣフィルムである、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
第１絶縁基板、
前記第１絶縁基板上に形成されている複数のゲート線、
前記ゲート線と絶縁されており、前記ゲート線と交差して複数の画素領域を定義する複数のデータ線、
前記画素領域ごとに形成されている複数の画素電極、
前記ゲート線、前記データ線、及び前記画素電極と連結されている複数の薄膜トランジスタ、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、
前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に配置されていて、前記画素電極と前記共通電極との間に電界がかけられていない状態でスプレイ配向されている複数の液晶分子を含む液晶層、
前記第１及び第２絶縁基板の外面に各々配置されていて、支持体及びディスコチック層を含む第１及び第２補償フィルム、
前記第１及び第２補償フィルムの外面に各々配置されている第１及び第２偏光フィルム
を含み、
前記第１及び第２補償フィルムの支持体の遅軸は、前記第１及び第２偏光フィルムの偏光軸のうちのいずれか一つと０度から１５度の間の角度をなす、液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶層の液晶分子は、前記画素電極と前記基準電極との間に電界が印加されない状態でスプレイ配向されていて、前記第１及び第２補償フィルムの遅軸は、前記液晶層の前記液晶分子の前記電極の表面における配向方向と実質的に４５度から６０度をなす、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１及び第２補償フィルムの支持体はＴＡＣフィルムである、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記データ線は、金属層、非晶質シリコン層、及びｎ型不純物でドーピングされた非晶質シリコン層の３層からなる、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記データ線をなす金属層、非晶質シリコン層、及びｎ型不純物でドーピングされた非晶質シリコン層は、実質的に同一の平面形状を有する、請求項７に記載の液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
具体的には、第１絶縁基板、前記第１絶縁基板上に形成されている複数のゲート線、前記ゲート線と絶縁されており、前記ゲート線と交差して複数の画素領域を定義する複数のデータ線、前記画素領域ごとに形成されている複数の画素電極、前記ゲート線、前記データ線、及び前記画素電極と連結されている複数の薄膜トランジスタ、前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に配置されていて、ＯＣＢモードで配向されている複数の液晶分子を含む液晶層、前記第１及び第２絶縁基板の外面に各々配置されていて、支持体及びディスコチック層を含む第１及び第２補償フィルム、前記第１及び第２補償フィルムの外面に各々配置されている第１及び第２偏光フィルムを含み、前記第１及び第２補償フィルムの支持体の遅軸は、前記液晶層の液晶分子の前記電極の表面における配向方向と４５度から６０度の間の角度をなす、液晶表示装置を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
または、第１絶縁基板、前記第１絶縁基板上に形成されている複数のゲート線、前記ゲート線と絶縁されており、前記ゲート線と交差して複数の画素領域を定義する複数のデータ線、前記画素領域ごとに形成されている複数の画素電極、前記ゲート線、前記データ線、及び前記画素電極と連結されている複数の薄膜トランジスタ、前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に挟持されていて、前記画素電極と前記共通電極との間に電界がかけられていない状態でスプレイ配向されている複数の液晶分子を含む液晶層、前記第１及び第２絶縁基板の外面に各々配置されていて、支持体及びディスコチック層を含む第１及び第２補償フィルム、前記第１及び第２補償フィルムの外面に各々配置されている第１及び第２偏光フィルムを含み、前記第１及び第２補償フィルムの支持体の遅軸は、前記第１及び第２偏光フィルムの偏光軸のうちのいずれか一つと０度から１５度の間の角度をなす、液晶表示装置を提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
以上のように、補償フィルムの支持体の遅軸を液晶分子の配向方向と約４５度乃至６０度の角度をなすように配置すれば、支持体も液晶分子の波長分散特性を補償する機能を行うようになるので、赤色、緑色、青色の三色の最低輝度電圧が分散されるのを低減させることができる。このようにすれば、ブラック状態の輝度を低くすることができるので、コントラスト比を向上させることができる。
【国際調査報告】
2006500633.tif 000025
2006500633.tif 000026