JPH0682788A - 液晶表示素子 - Google Patents
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- JPH0682788A JPH0682788A JP4236984A JP23698492A JPH0682788A JP H0682788 A JPH0682788 A JP H0682788A JP 4236984 A JP4236984 A JP 4236984A JP 23698492 A JP23698492 A JP 23698492A JP H0682788 A JPH0682788 A JP H0682788A
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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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
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- 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】
【目的】画素の明るさの観察方向依存性を軽減して、視
野角を広くする。 【構成】両基板１，２の透明電極３，４が互いに対向す
る画素領域内での液晶分子９ａのプレチルト角を不均一
にした。
野角を広くする。 【構成】両基板１，２の透明電極３，４が互いに対向す
る画素領域内での液晶分子９ａのプレチルト角を不均一
にした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関するも
のである。
のである。
【０００２】
【従来の技術】テレビジョン受像機やパーソナルコンピ
ュータ等の表示装置に用いられる液晶表示素子には、ア
クティブマトリックス型のものと単純マトリックス型の
ものとがあり、アクティブマトリックス型の液晶表示素
子は一般にＴＮ（ツイステッド・ネマティック）モード
とされ、単純マトリックス型の液晶表示素子は一般にＳ
ＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマティック）モード
とされている。
ュータ等の表示装置に用いられる液晶表示素子には、ア
クティブマトリックス型のものと単純マトリックス型の
ものとがあり、アクティブマトリックス型の液晶表示素
子は一般にＴＮ（ツイステッド・ネマティック）モード
とされ、単純マトリックス型の液晶表示素子は一般にＳ
ＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマティック）モード
とされている。
【０００３】上記ＴＮモードおよびＳＴＮモードの液晶
表示素子は、透明電極と水平配向膜とを設けた一対の透
明基板間に誘電異方性が正のネマティック液晶を封入
し、この液晶の分子を両基板間でツイスト配列させたも
ので、両基板間における液晶分子のツイスト角は、ＴＮ
モードではほぼ９０°、ＳＴＮモードでは１８０〜２７
０°とされている。
表示素子は、透明電極と水平配向膜とを設けた一対の透
明基板間に誘電異方性が正のネマティック液晶を封入
し、この液晶の分子を両基板間でツイスト配列させたも
ので、両基板間における液晶分子のツイスト角は、ＴＮ
モードではほぼ９０°、ＳＴＮモードでは１８０〜２７
０°とされている。
【０００４】図４は従来の液晶表示素子の一部分の断面
図であり、図５はその電界印加時の液晶分子配列状態を
示している。なお、この液晶表示素子は、ＳＴＮモード
の単純マトリックス型液晶表示素子である。
図であり、図５はその電界印加時の液晶分子配列状態を
示している。なお、この液晶表示素子は、ＳＴＮモード
の単純マトリックス型液晶表示素子である。
【０００５】この液晶表示素子は、ガラスからなる一対
の透明基板１，２を液晶封入領域を囲む枠状のシール材
（図示せず）を介して接合し、この両基板１，２間の間
隙に誘電異方性が正のネマティック液晶９を封入したも
ので、一方の基板１の液晶層対向面には透明な走査電極
３が多数本互いに平行に形成され、他方の基板２の液晶
層対向面には前記走査電極３に対して直交する透明な信
号電極４が多数本互いに平行に形成されており、さらに
両基板１，２の電極形成面上にはそれぞれ水平配向膜
５，６が設けられている。
の透明基板１，２を液晶封入領域を囲む枠状のシール材
（図示せず）を介して接合し、この両基板１，２間の間
隙に誘電異方性が正のネマティック液晶９を封入したも
ので、一方の基板１の液晶層対向面には透明な走査電極
３が多数本互いに平行に形成され、他方の基板２の液晶
層対向面には前記走査電極３に対して直交する透明な信
号電極４が多数本互いに平行に形成されており、さらに
両基板１，２の電極形成面上にはそれぞれ水平配向膜
５，６が設けられている。
【０００６】また、いずれか一方の基板（図では下側の
基板）２には、両基板１，２の電極３，４が互いに対向
する画素領域の間の部分に対応させて、金属膜からなる
ブラックマスク７が設けられており、この基板１側の電
極（走査電極）３は、ブラックマスク７を覆う透明な絶
縁膜８の上に形成されている。
基板）２には、両基板１，２の電極３，４が互いに対向
する画素領域の間の部分に対応させて、金属膜からなる
ブラックマスク７が設けられており、この基板１側の電
極（走査電極）３は、ブラックマスク７を覆う透明な絶
縁膜８の上に形成されている。
【０００７】上記水平配向膜５，６は、ポリイミド系配
向材等の水平配向材で形成されており、その膜面にはラ
ビングによる配向処理が施されている。これら配向膜
５，６の配向処理方向（ラビング方向）は互いに所定角
度（１８０〜２７０°）ずれている。
向材等の水平配向材で形成されており、その膜面にはラ
ビングによる配向処理が施されている。これら配向膜
５，６の配向処理方向（ラビング方向）は互いに所定角
度（１８０〜２７０°）ずれている。
【０００８】また、上記ネマティック液晶９には、左旋
性または右旋性の光学活性物質（例えばカイラル液晶）
が添加されており、この液晶９の分子９ａは、両基板
１，２側においてその配向膜５，６面に対しあるプレチ
ルト角をもってその配向処理方向に配向され、両基板
１，２間でツイスト配列している。
性または右旋性の光学活性物質（例えばカイラル液晶）
が添加されており、この液晶９の分子９ａは、両基板
１，２側においてその配向膜５，６面に対しあるプレチ
ルト角をもってその配向処理方向に配向され、両基板
１，２間でツイスト配列している。
【０００９】なお、図では、両基板１，２側での液晶分
子９ａのプレチルト状態を分かりやすくするために、全
ての液晶分子９ａを紙面に沿う方向に分子長軸が向いて
いる状態で示したが、液晶分子９ａは、各液晶分子が基
板１，２面に対して図示のようなプレチルト角で左回り
または右回りにツイスト配列している。
子９ａのプレチルト状態を分かりやすくするために、全
ての液晶分子９ａを紙面に沿う方向に分子長軸が向いて
いる状態で示したが、液晶分子９ａは、各液晶分子が基
板１，２面に対して図示のようなプレチルト角で左回り
または右回りにツイスト配列している。
【００１０】上記液晶表示素子は、その両側（両基板
１，２の外面）に配置される図示しない一対の偏光板と
の組合わせによって各画素領域の光の透過・遮断を制御
するもので、液晶分子９ａは、無電界状態では図４に示
した状態（ツイスト配列状態）に配列し、両基板１，２
の電極３，４間に電界を印加すると図５に示した状態
（立上り配列状態）に配列する。そして、液晶分子９ａ
の配列状態が変化すると、入射光に対する液晶９の屈折
率異方性Δｎが変化し、液晶表示素子のリタデーショ
ン、つまり液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
（以下、Δｎ・ｄと記す）の値が変化するため、前記一
対の偏光板の偏光軸（透過軸または吸収軸）方向をそれ
ぞれ所定の方向に設定しておけば、液晶分子９ａの配列
状態を制御することにより、各画素領域の光の透過・遮
断を制御して画像を表示することができる。
１，２の外面）に配置される図示しない一対の偏光板と
の組合わせによって各画素領域の光の透過・遮断を制御
するもので、液晶分子９ａは、無電界状態では図４に示
した状態（ツイスト配列状態）に配列し、両基板１，２
の電極３，４間に電界を印加すると図５に示した状態
（立上り配列状態）に配列する。そして、液晶分子９ａ
の配列状態が変化すると、入射光に対する液晶９の屈折
率異方性Δｎが変化し、液晶表示素子のリタデーショ
ン、つまり液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
（以下、Δｎ・ｄと記す）の値が変化するため、前記一
対の偏光板の偏光軸（透過軸または吸収軸）方向をそれ
ぞれ所定の方向に設定しておけば、液晶分子９ａの配列
状態を制御することにより、各画素領域の光の透過・遮
断を制御して画像を表示することができる。
【００１１】なお、図４および図５に示した液晶表示素
子はＳＴＮモードのものであるが、アクティブマトリッ
クス型液晶表示素子のようなＴＮモードの液晶表示素子
における光の透過・遮断原理も上記と同様である。
子はＳＴＮモードのものであるが、アクティブマトリッ
クス型液晶表示素子のようなＴＮモードの液晶表示素子
における光の透過・遮断原理も上記と同様である。
【００１２】ところで、上記従来の液晶表示素子では、
両基板１，２に設ける配向膜５，６をそれぞれ表示領域
（液晶封入領域）全体にわたって均一な配向性をもつよ
うに形成し、液晶分子９ａを、両基板１，２側でのプレ
チルト角がそれぞれ表示領域全体にわたって均一になる
ように配列させている。
両基板１，２に設ける配向膜５，６をそれぞれ表示領域
（液晶封入領域）全体にわたって均一な配向性をもつよ
うに形成し、液晶分子９ａを、両基板１，２側でのプレ
チルト角がそれぞれ表示領域全体にわたって均一になる
ように配列させている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の液晶表示素子は、表示画像のコントラストが観察方
向によって大きく変化するため、視野角が狭いという問
題をもっていた。
来の液晶表示素子は、表示画像のコントラストが観察方
向によって大きく変化するため、視野角が狭いという問
題をもっていた。
【００１４】これは、液晶表示素子のΔｎ・ｄの値が表
示画像の観察方向によって異なるためであり、観察方向
方向に応じて、その観察方向方向に対する液晶分子の長
軸の方向が変化し、液晶層のΔｎの値および見かけの液
晶層厚ｄの値が変化するため、表示画像の明るさ（出射
側の偏光板を透過した光の強度）が観察方向によって変
化する。
示画像の観察方向によって異なるためであり、観察方向
方向に応じて、その観察方向方向に対する液晶分子の長
軸の方向が変化し、液晶層のΔｎの値および見かけの液
晶層厚ｄの値が変化するため、表示画像の明るさ（出射
側の偏光板を透過した光の強度）が観察方向によって変
化する。
【００１５】これを１つの画素の明るさについて見る
と、図４において、Ａ，Ｂ，Ｃは液晶表示素子への入射
光、Ａ′，Ｂ′，Ｃ′は各入射光Ａ，Ｂ，Ｃに対応する
出射光を示しており、表示画像を液晶表示素子に対して
ほぼ垂直な方向から観察するときはＡ′の出射光で画素
が表示され、図上斜め右方向から観察するときはＢ′の
出射光で画素が表示され、図上斜め左方向から観察する
ときはＣ′の出射光で画素が表示される。
と、図４において、Ａ，Ｂ，Ｃは液晶表示素子への入射
光、Ａ′，Ｂ′，Ｃ′は各入射光Ａ，Ｂ，Ｃに対応する
出射光を示しており、表示画像を液晶表示素子に対して
ほぼ垂直な方向から観察するときはＡ′の出射光で画素
が表示され、図上斜め右方向から観察するときはＢ′の
出射光で画素が表示され、図上斜め左方向から観察する
ときはＣ′の出射光で画素が表示される。
【００１６】この場合、従来の液晶表示素子では、液晶
分子９ａのプレチルト角が画素領域全体にわたって均一
であるため、一定の入射角で入射した光に対する画素領
域の各部のΔｎ・ｄは同じ値であり、表示される画素の
明るさは、画素の全域にわたって均一である。
分子９ａのプレチルト角が画素領域全体にわたって均一
であるため、一定の入射角で入射した光に対する画素領
域の各部のΔｎ・ｄは同じ値であり、表示される画素の
明るさは、画素の全域にわたって均一である。
【００１７】しかし、Ａ，Ｂ，Ｃの各入射光に対するΔ
ｎ・ｄの値を見ると、これらの光に対する液晶９の分子
長軸の傾きが違って屈折率異方性Δｎが異なり、また見
かけの液晶層厚ｄが異なるため、入射光Ａに対するΔｎ
・ｄの値Δｎ・ｄ(A) と、入射光Ｂに対するΔｎ・ｄの
値Δｎ・ｄ(B) と、入射光Ｃに対するΔｎ・ｄの値Δｎ
・ｄ(C) とは、それぞれ異なった値となる。なお、図４
に関して言えば、これらΔｎ・ｄ値の関係は、Δｎ・ｄ
(A) ＞Δｎ・ｄ(B) ＞Δｎ・ｄ(C) である。
ｎ・ｄの値を見ると、これらの光に対する液晶９の分子
長軸の傾きが違って屈折率異方性Δｎが異なり、また見
かけの液晶層厚ｄが異なるため、入射光Ａに対するΔｎ
・ｄの値Δｎ・ｄ(A) と、入射光Ｂに対するΔｎ・ｄの
値Δｎ・ｄ(B) と、入射光Ｃに対するΔｎ・ｄの値Δｎ
・ｄ(C) とは、それぞれ異なった値となる。なお、図４
に関して言えば、これらΔｎ・ｄ値の関係は、Δｎ・ｄ
(A) ＞Δｎ・ｄ(B) ＞Δｎ・ｄ(C) である。
【００１８】そして、液晶表示素子を出射しさらに出射
側偏光板を透過して出射する光の強度は、液晶表示素子
のΔｎ・ｄの値に依存するため、画素の明るさが光入射
角によって変化する。
側偏光板を透過して出射する光の強度は、液晶表示素子
のΔｎ・ｄの値に依存するため、画素の明るさが光入射
角によって変化する。
【００１９】このため、従来の液晶表示素子は、画素の
明るさに観察方向依存性があり、したがって、表示画像
を明部と暗部とのコントラストが良い画像として観察で
きる観察方向が限られるから、視野角が狭い。
明るさに観察方向依存性があり、したがって、表示画像
を明部と暗部とのコントラストが良い画像として観察で
きる観察方向が限られるから、視野角が狭い。
【００２０】なお、液晶表示素子には、液晶分子９ａが
ツイスト配列状態にあるときに光を透過させるように一
対の偏光板を配置したいわゆるポジ表示タイプのもの
と、液晶分子９ａがツイスト配列状態にあるときに光を
遮断するように一対の偏光板を配置したいわゆるネガ表
示タイプのものとがあり、ポジ表示タイプの液晶表示素
子では、光入射角の変化により明部が暗くなって暗部
（液晶分子９ａを立上り配列させた部分）とのコントラ
ストが低下し、ネガ表示タイプの液晶表示素子では、光
入射角の変化により暗部が明るくなって明部（液晶分子
９ａを立上り配列させた部分）とのコントラストが低下
する。本発明の目的は、画素の明るさの観察方向依存性
を軽減して、視野角を広くすることができる、液晶表示
素子を提供することにある。
ツイスト配列状態にあるときに光を透過させるように一
対の偏光板を配置したいわゆるポジ表示タイプのもの
と、液晶分子９ａがツイスト配列状態にあるときに光を
遮断するように一対の偏光板を配置したいわゆるネガ表
示タイプのものとがあり、ポジ表示タイプの液晶表示素
子では、光入射角の変化により明部が暗くなって暗部
（液晶分子９ａを立上り配列させた部分）とのコントラ
ストが低下し、ネガ表示タイプの液晶表示素子では、光
入射角の変化により暗部が明るくなって明部（液晶分子
９ａを立上り配列させた部分）とのコントラストが低下
する。本発明の目的は、画素の明るさの観察方向依存性
を軽減して、視野角を広くすることができる、液晶表示
素子を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明電極と水
平配向膜とを設けた一対の透明基板間に液晶を封入し、
この液晶の分子を両基板間でツイスト配列させた液晶表
示素子において、両基板の透明電極が互いに対向する画
素領域内での液晶分子のプレチルト角を不均一にしたこ
とを特徴とするものである。
平配向膜とを設けた一対の透明基板間に液晶を封入し、
この液晶の分子を両基板間でツイスト配列させた液晶表
示素子において、両基板の透明電極が互いに対向する画
素領域内での液晶分子のプレチルト角を不均一にしたこ
とを特徴とするものである。
【００２２】本発明の一実施態様としては、液晶分子の
プレチルト角を画素領域の中央部から両側部に向かって
大きくし、かつ前記両側部のプレチルト方向を互いに逆
向きにすることが考えられる。
プレチルト角を画素領域の中央部から両側部に向かって
大きくし、かつ前記両側部のプレチルト方向を互いに逆
向きにすることが考えられる。
【００２３】
【作用】本発明においては、画素領域内での液晶分子の
プレチルト角を不均一にしているため、液晶表示素子を
所定の方向から観察したとき、入射光に対する画素領域
の各部のΔｎ・ｄの値が異なって、画素領域の各部を通
った出射光の強度に差が生じるが、画素の大きさ（面
積）は、通常の観察距離からは人間の目では１つ１つの
画素を認識することができないような極く小さい大きさ
であり、画素内での光強度の差は人間の目の分解能では
認識できないから、画素の明るさは、その各部の光強度
を平均した明るさとなる。
プレチルト角を不均一にしているため、液晶表示素子を
所定の方向から観察したとき、入射光に対する画素領域
の各部のΔｎ・ｄの値が異なって、画素領域の各部を通
った出射光の強度に差が生じるが、画素の大きさ（面
積）は、通常の観察距離からは人間の目では１つ１つの
画素を認識することができないような極く小さい大きさ
であり、画素内での光強度の差は人間の目の分解能では
認識できないから、画素の明るさは、その各部の光強度
を平均した明るさとなる。
【００２４】そして、本発明では、光の入射角に対する
Δｎ・ｄの変化が画素領域の各部において異なるため、
画素領域全体での平均的なΔｎ・ｄの値は光の入射角が
変化してもほぼ同じであり、したがって、画素の明るさ
の観察方向依存性が軽減されて、視野角が広くなる。
Δｎ・ｄの変化が画素領域の各部において異なるため、
画素領域全体での平均的なΔｎ・ｄの値は光の入射角が
変化してもほぼ同じであり、したがって、画素の明るさ
の観察方向依存性が軽減されて、視野角が広くなる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明をＳＴＮモードの単純マトリッ
クス型液晶表示素子に適用した一実施例を図１〜図３を
参照して説明する。
クス型液晶表示素子に適用した一実施例を図１〜図３を
参照して説明する。
【００２６】図１は液晶表示素子の一部分の断面図であ
り、図２はその電界印加時の液晶分子配列状態を示して
いる。なお、図１および図２において、図４および図５
に示した従来の液晶表示素子に対応するものについて
は、図に同符号を付してその説明を省略する。
り、図２はその電界印加時の液晶分子配列状態を示して
いる。なお、図１および図２において、図４および図５
に示した従来の液晶表示素子に対応するものについて
は、図に同符号を付してその説明を省略する。
【００２７】この実施例の液晶表示素子は、その一対の
透明基板（ガラス基板）１，２に設ける水平配向膜５，
６のうち、図において下側の基板（以下、下基板とい
う）２側の配向膜６は表示領域（液晶封入領域）全体に
わたって形成し、図において上側の基板（以下、上基板
という）１側の配向膜５は、この上基板１上の電極（信
号電極）３の上だけに形成したものであり、液晶９の分
子９ａは、下基板２側では表示領域全体にわたってある
プレチルト角をもって水平配向され、上基板１側では、
電極３上においてあるプレチルト角をもって水平配向さ
れるとともに、電極３，３間に露出している基板面上に
おいて垂直配向されている。
透明基板（ガラス基板）１，２に設ける水平配向膜５，
６のうち、図において下側の基板（以下、下基板とい
う）２側の配向膜６は表示領域（液晶封入領域）全体に
わたって形成し、図において上側の基板（以下、上基板
という）１側の配向膜５は、この上基板１上の電極（信
号電極）３の上だけに形成したものであり、液晶９の分
子９ａは、下基板２側では表示領域全体にわたってある
プレチルト角をもって水平配向され、上基板１側では、
電極３上においてあるプレチルト角をもって水平配向さ
れるとともに、電極３，３間に露出している基板面上に
おいて垂直配向されている。
【００２８】なお、ガラス基板は、液晶分子を基板面に
対して垂直に配向させる配向性をもっており、したがっ
て上基板１面に垂直配向処理を施しておかなくても、電
極３，３間に露出している基板面上において液晶分子９
ａを垂直配向させることができる。
対して垂直に配向させる配向性をもっており、したがっ
て上基板１面に垂直配向処理を施しておかなくても、電
極３，３間に露出している基板面上において液晶分子９
ａを垂直配向させることができる。
【００２９】そして、液晶分子９ａは、上基板１側と下
基板２側において上記のように配向されることにより、
図１に示すように、両基板１，２の電極３，４が互いに
対向する画素領域の中央部では、従来の液晶表示素子と
同様なプレチルト角で配列し、画素領域の両側部では、
その側縁に向かって徐々にプレチルト角が大きくなる配
列状態で配列している。すなわち、液晶分子９ａは、上
基板１側の電極３を取囲むように配列しており、画素領
域の両側部のプレチルト方向は互いに逆向きとなってい
る。
基板２側において上記のように配向されることにより、
図１に示すように、両基板１，２の電極３，４が互いに
対向する画素領域の中央部では、従来の液晶表示素子と
同様なプレチルト角で配列し、画素領域の両側部では、
その側縁に向かって徐々にプレチルト角が大きくなる配
列状態で配列している。すなわち、液晶分子９ａは、上
基板１側の電極３を取囲むように配列しており、画素領
域の両側部のプレチルト方向は互いに逆向きとなってい
る。
【００３０】なお、図では、両基板１，２側での液晶分
子９ａのプレチルト状態を分かりやすくするために、全
ての液晶分子９ａを紙面に沿う方向に分子長軸が向いて
いる状態で示したが、液晶分子９ａは、各液晶分子が基
板１，２面に対して図示のようなプレチルト角でツイス
ト配列している。
子９ａのプレチルト状態を分かりやすくするために、全
ての液晶分子９ａを紙面に沿う方向に分子長軸が向いて
いる状態で示したが、液晶分子９ａは、各液晶分子が基
板１，２面に対して図示のようなプレチルト角でツイス
ト配列している。
【００３１】すなわち、この液晶表示素子は、画素領域
内での液晶分子９ａのプレチルト角を不均一にしたもの
であり、液晶分子９ａは、無電界状態では図１に示した
状態（不均一プレチルト角でのツイスト配列状態）に配
列し、両基板１，２の電極３，４間に電界を印加すると
図２に示した状態（立上り配列状態）に配列する。
内での液晶分子９ａのプレチルト角を不均一にしたもの
であり、液晶分子９ａは、無電界状態では図１に示した
状態（不均一プレチルト角でのツイスト配列状態）に配
列し、両基板１，２の電極３，４間に電界を印加すると
図２に示した状態（立上り配列状態）に配列する。
【００３２】上記液晶表示素子においては、画素領域内
において液晶分子９ａを不均一なプレチルト角で配列さ
せているため、液晶表示素子に所定の入射角で入射する
光に対して画素領域の各部のΔｎ・ｄの値が異なり、し
たがって画素領域の各部を通った出射光の強度に差が生
じる。
において液晶分子９ａを不均一なプレチルト角で配列さ
せているため、液晶表示素子に所定の入射角で入射する
光に対して画素領域の各部のΔｎ・ｄの値が異なり、し
たがって画素領域の各部を通った出射光の強度に差が生
じる。
【００３３】しかし、液晶表示素子の画素の大きさ（面
積）は、通常の観察距離からは人間の目では１つ１つの
画素を認識することができないような極く小さい大きさ
であり、特に、赤，緑，青の３色の画素により多色カラ
ー画像を表示するカラー液晶表示素子の画素は、パーソ
ナルコンピュータ等のＯＡ機器用のものでも 200×70μ
ｍ程度であるため、画素内での光強度の差は人間の目の
分解能では認識できず、したがって、画素の明るさは、
その各部の光強度を平均した明るさとして認識される。
積）は、通常の観察距離からは人間の目では１つ１つの
画素を認識することができないような極く小さい大きさ
であり、特に、赤，緑，青の３色の画素により多色カラ
ー画像を表示するカラー液晶表示素子の画素は、パーソ
ナルコンピュータ等のＯＡ機器用のものでも 200×70μ
ｍ程度であるため、画素内での光強度の差は人間の目の
分解能では認識できず、したがって、画素の明るさは、
その各部の光強度を平均した明るさとして認識される。
【００３４】そして、上記液晶表示素子では、光の入射
角に対するΔｎ・ｄの変化が画素領域の各部において異
なるため、画素領域全体での平均的なΔｎ・ｄの値は光
の入射角が変化してもほぼ同じであり、したがって、画
素の明るさの観察方向依存性が軽減されて、視野角が広
くなる。
角に対するΔｎ・ｄの変化が画素領域の各部において異
なるため、画素領域全体での平均的なΔｎ・ｄの値は光
の入射角が変化してもほぼ同じであり、したがって、画
素の明るさの観察方向依存性が軽減されて、視野角が広
くなる。
【００３５】これを１つの画素の明るさについて説明す
ると、図３は画素領域の幅方向におけるΔｎ・ｄ値の分
布を示しており、（ａ）は上記液晶表示素子のΔｎ・ｄ
値分布、（ｂ）は図４に示した従来の液晶表示素子のΔ
ｎ・ｄ値分布である。
ると、図３は画素領域の幅方向におけるΔｎ・ｄ値の分
布を示しており、（ａ）は上記液晶表示素子のΔｎ・ｄ
値分布、（ｂ）は図４に示した従来の液晶表示素子のΔ
ｎ・ｄ値分布である。
【００３６】図３（ｂ）のように、従来の液晶表示素子
は、液晶分子のプレチルト角が画素領域全体にわたって
均一であるため、所定の入射角で入射する光に対してΔ
ｎ・ｄ値分布は均一であるが、光の入射角が異なると画
素領域全体においてΔｎ・ｄの値が一様に変化するた
め、入射光Ａに対するΔｎ・ｄの値Δｎ・ｄ(A) と、入
射光Ｂに対するΔｎ・ｄの値Δｎ・ｄ(B) と、入射光Ｃ
に対するΔｎ・ｄの値Δｎ・ｄ(C) とはそれぞれ異なっ
た値（ここでは、Δｎ・ｄ(A) ＞Δｎ・ｄ(B) ＞Δｎ・
ｄ(C) ）となる。
は、液晶分子のプレチルト角が画素領域全体にわたって
均一であるため、所定の入射角で入射する光に対してΔ
ｎ・ｄ値分布は均一であるが、光の入射角が異なると画
素領域全体においてΔｎ・ｄの値が一様に変化するた
め、入射光Ａに対するΔｎ・ｄの値Δｎ・ｄ(A) と、入
射光Ｂに対するΔｎ・ｄの値Δｎ・ｄ(B) と、入射光Ｃ
に対するΔｎ・ｄの値Δｎ・ｄ(C) とはそれぞれ異なっ
た値（ここでは、Δｎ・ｄ(A) ＞Δｎ・ｄ(B) ＞Δｎ・
ｄ(C) ）となる。
【００３７】そして、液晶表示素子を出射しさらに出射
側偏光板を透過して出射する光の強度は、液晶表示素子
のΔｎ・ｄの値に依存するため、従来の液晶表示素子で
は、画素の明るさが光入射角によって変化する。
側偏光板を透過して出射する光の強度は、液晶表示素子
のΔｎ・ｄの値に依存するため、従来の液晶表示素子で
は、画素の明るさが光入射角によって変化する。
【００３８】これに対して、液晶分子９ａのプレチルト
角を画素領域の中央部から両側部に向かって大きくし、
かつ前記両側部のプレチルト方向を互いに逆向きにして
いる上記実施例の液晶表示素子では、入射光Ａに対する
Δｎ・ｄの値Δｎ・ｄ(A) と、入射光Ｂに対するΔｎ・
ｄの値Δｎ・ｄ(B) と、入射光Ｃに対するΔｎ・ｄの値
Δｎ・ｄ(C) とがそれぞれ、画素領域の幅方向に連続的
に変化する図３（ａ）のような分布となる。
角を画素領域の中央部から両側部に向かって大きくし、
かつ前記両側部のプレチルト方向を互いに逆向きにして
いる上記実施例の液晶表示素子では、入射光Ａに対する
Δｎ・ｄの値Δｎ・ｄ(A) と、入射光Ｂに対するΔｎ・
ｄの値Δｎ・ｄ(B) と、入射光Ｃに対するΔｎ・ｄの値
Δｎ・ｄ(C) とがそれぞれ、画素領域の幅方向に連続的
に変化する図３（ａ）のような分布となる。
【００３９】そして、これらの分布曲線を画素領域の幅
方向で積分すると、Δｎ・ｄ(A) ，Δｎ・ｄ(B) ，Δｎ
・ｄ(C) の値はほぼ同じになるため、画素領域の各部の
出射光の強度を平均した明るさとして認識される画素の
明るさは、液晶表示素子への光の入射角が変化してもほ
とんど変化せず、したがって、画素の明るさの観察方向
依存性を軽減して、視野角を広くすることができる。
方向で積分すると、Δｎ・ｄ(A) ，Δｎ・ｄ(B) ，Δｎ
・ｄ(C) の値はほぼ同じになるため、画素領域の各部の
出射光の強度を平均した明るさとして認識される画素の
明るさは、液晶表示素子への光の入射角が変化してもほ
とんど変化せず、したがって、画素の明るさの観察方向
依存性を軽減して、視野角を広くすることができる。
【００４０】なお、上記実施例では、上基板１を電極
３，３間において露出させ、この基板面の配向性によっ
て電極３，３間の液晶分子９ａを垂直に配向させている
が、前記電極３，３間の液晶分子９ａは、上基板１上に
シラン系配向材等からなる垂直配向膜を設けて垂直配向
させてもよく、その場合は、電極３を形成した基板１上
に前記垂直配向膜を形成し、その上に前記電極３に対応
させて水平配向膜５を形成すればよい。
３，３間において露出させ、この基板面の配向性によっ
て電極３，３間の液晶分子９ａを垂直に配向させている
が、前記電極３，３間の液晶分子９ａは、上基板１上に
シラン系配向材等からなる垂直配向膜を設けて垂直配向
させてもよく、その場合は、電極３を形成した基板１上
に前記垂直配向膜を形成し、その上に前記電極３に対応
させて水平配向膜５を形成すればよい。
【００４１】さらに、上記実施例では、液晶分子９ａ
を、画素領域の中央部から両側部に向かってプレチルト
角が大きくなり、かつ前記両側部のプレチルト方向が互
いに逆向きになるように配列させているが、液晶分子
は、例えば画素領域の両側部から中央部に向かってプレ
チルト角が大きくなるように配列させてもよく（この場
合は、上基板１の電極３の中央部の上に垂直配向膜を形
成する）、要は、画素領域内での液晶分子のプレチルト
角を不均一にすれば、上記実施例と同様に視野角を広く
することができる。
を、画素領域の中央部から両側部に向かってプレチルト
角が大きくなり、かつ前記両側部のプレチルト方向が互
いに逆向きになるように配列させているが、液晶分子
は、例えば画素領域の両側部から中央部に向かってプレ
チルト角が大きくなるように配列させてもよく（この場
合は、上基板１の電極３の中央部の上に垂直配向膜を形
成する）、要は、画素領域内での液晶分子のプレチルト
角を不均一にすれば、上記実施例と同様に視野角を広く
することができる。
【００４２】また、上記実施例の液晶表示素子は、ＳＴ
Ｎモードの単純マトリックス液晶表示素子であるが、本
発明は、ＳＴＮモードのものに限らず、アクティブマト
リックス液晶表示素子のようなＴＮモードの液晶表示素
子にも適用できる。
Ｎモードの単純マトリックス液晶表示素子であるが、本
発明は、ＳＴＮモードのものに限らず、アクティブマト
リックス液晶表示素子のようなＴＮモードの液晶表示素
子にも適用できる。
【００４３】
【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、両基板の透明
電極が互いに対向する画素領域内での液晶分子のプレチ
ルト角を不均一にしたものであるから、画素の明るさの
観察方向依存性を軽減して、視野角を広くすることがで
きる。
電極が互いに対向する画素領域内での液晶分子のプレチ
ルト角を不均一にしたものであるから、画素の明るさの
観察方向依存性を軽減して、視野角を広くすることがで
きる。
【図１】本発明の一実施例を示す液晶表示素子の断面
図。
図。
【図２】同じく電界印加状態における液晶分子配列状態
を示す図。
を示す図。
【図３】実施例の液晶表示素子と従来の液晶表示素子と
の画素領域の幅方向におけるΔｎ・ｄ値の分布を示す
図。
の画素領域の幅方向におけるΔｎ・ｄ値の分布を示す
図。
【図４】従来の液晶表示素子の断面図。
【図５】従来の液晶表示素子の電界印加状態における液
晶分子配列状態を示す図。
晶分子配列状態を示す図。
１，２…基板 ３，４…電極 ５，６…配向膜 ７…ブラックマスク ８…絶縁膜 ９…液晶 ９ａ…液晶分子 Ａ，Ｂ，Ｃ…入射光 Ａ′，Ｂ′，Ｃ′…出射光
Claims (2)
- 【請求項１】透明電極と水平配向膜とを設けた一対の透
明基板間に液晶を封入し、この液晶の分子を両基板間で
ツイスト配列させた液晶表示素子において、両基板の透
明電極が互いに対向する画素領域内での液晶分子のプレ
チルト角を不均一にしたことを特徴とする液晶表示素
子。 - 【請求項２】液晶分子のプレチルト角は、画素領域の中
央部から両側部に向かって大きくなっており、かつ前記
両側部のプレチルト方向は互いに逆向きであることを特
徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4236984A JPH0682788A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4236984A JPH0682788A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682788A true JPH0682788A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=17008673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4236984A Pending JPH0682788A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682788A (ja) |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP4236984A patent/JPH0682788A/ja active Pending
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