JPH07270822A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表示の明るさを十分に確保しながら視野角を広
くすることができる液晶表示素子を提供する。 【構成】液晶１５の分子をツイスト配向させたアクティ
ブマトリックス液晶表示素子において、各画素部を複数
の領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 に分けてその各領域の液晶層厚
ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 を互いに異ならせ、液晶のΔｎｄの値
と、しきい値電圧Ｖthとを、前記各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ
3 ごとに異ならせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドットマトリックス液
晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ドットマトリックス液晶表示素子には、
アクティブマトリックス液晶表示素子と、単純マトリッ
クス液晶表示素子とがあり、これらの液晶表示素子とし
ては、一般に、ＴＮ（ツイステッド・ネマティック）
型、またはＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマティ
ック）型のものが利用されている。

【０００３】上記ＴＮ型およびＳＴＮ型の液晶表示素子
は、透明電極を形成しその上に配向膜を設けた一対の透
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においてツイスト配向さ
せたものであり、両基板間における液晶分子のツイスト
角は、ＴＮ型ではほぼ９０°、ＳＴＮ型では１８０〜２
７０°とされている。

【０００４】ところで、上記ＴＮ型やＳＴＮ型のような
液晶分子をツイスト配向させている液晶表示素子は、そ
の表示特性に視角依存性があり、視角（表示の観察角
度）によって表示のコントラストが異なって見える。

【０００５】この視角依存性は、液晶表示素子のΔｎｄ
（液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値に
よって決まり、一般的なΔｎｄ値の範囲では、Δｎｄを
小さくするほど、良好な表示を見ることができる角度範
囲（以下、視野角という）が広くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の液晶表
示素子は、Δｎｄを小さくして視野角を広くすると表示
が暗くなってしまうという問題をもっていた。これは、
液晶分子をツイスト配向させている液晶表示素子におけ
るオン（明表示）状態での光の透過率が、上記Δｎｄの
値によって異なるためであり、一般的なΔｎｄ値の範囲
では、Δｎｄが大きいほど透過率が高くなり、Δｎｄが
小さいと透過率が低くなる。

【０００７】このため、従来の液晶表示素子は、視野角
を重視してΔｎｄを小さく設定すると、透過率が低下し
て表示が暗くなってしまい、逆に、表示の明るさを重視
してΔｎｄの値を大きく設定すると、視野角が狭くなっ
てしまう。本発明は、表示の明るさを十分に確保しなが
ら視野角を広くすることができる液晶表示素子を提供す
ることを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、対向面にそれ
ぞれ電極を設けた一対の基板間に液晶を設け、かつ前記
液晶の分子をツイスト配向させたドットマトリックス液
晶表示素子において、各画素部を複数の領域に分けてそ
の各領域の液晶層厚を互いに異ならせ、液晶の屈折率異
方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄの値と、しきい値電
圧Ｖthとを、前記画素部の各領域ごとに異ならせたこと
を特徴とするものである。

【０００９】なお、前記画素部の各領域の液晶層厚を互
いに異ならせるには、前記一対の基板のうちの少なくと
も一方の基板上の電極を、前記画素部の各領域に対応す
る部分の表面高さを互いに異ならせた段差のある電極と
すればよく、その手段としては、例えば、前記一対の基
板のうちの少なくとも一方の基板上に画素部の各領域に
対応する部分の膜厚が互いに異なる下地膜を設け、その
上に電極を形成すればよい。

【００１０】

【作用】本発明の液晶表示素子においては、画素部の各
領域のΔｎｄの値が異なっているため、これら各領域の
透過率が互いに異なる。そして、この液晶表示素子で
は、１つの画素部を、透過率が異なる複数の領域に分け
ているため、その各領域の少なくとも１つの領域のΔｎ
ｄを高い透過率が得られる値にして、画素部全体での平
均的な透過率を高くすることができる。

【００１１】しかも、この液晶表示素子では、前記各領
域の液晶層厚を互いに異ならせることによって、これら
各領域のしきい値電圧Ｖthを互いに異ならせているた
め、画素部の電極間に電圧を印加したときの液晶分子の
立上がり配向状態を前記各領域ごとに異ならせて、電圧
印加時における画素部全体での見掛け上の視野角を広く
することができる。したがって、本発明の液晶表示素子
によれば、表示の明るさを十分に確保しながら視野角を
広くすることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の第１の実施例を示す液晶表示素子
の一部分の断面図である。この実施例の液晶表示素子
は、ＴＮ型のアクティブマトリックス液晶表示素子であ
り、液晶１５の層をはさんで対向する一対の透明基板
（例えばガラス基板）１，２のうち、図において下側の
基板（以下、下基板という）１には、行方向および列方
向にマトリックス状に配設された複数の透明な画素電極
３と、これら各画素電極３にそれぞれ対応する複数のス
イッチング素子４とが設けられており、その上に配向膜
１１が設けられている。

【００１３】上記スイッチング素子４は例えばＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）であり、このＴＦＴ４は、基板１
上に形成されたゲート電極５と、このゲート電極５を覆
うゲート絶縁膜６と、前記ゲート絶縁膜６の上に前記ゲ
ート電極５と対向させて形成されたａ−Ｓi （アモルフ
ァスシリコン）等からなる半導体膜７と、この半導体膜
７の両側部の上に形成されたソース電極８およびドレイ
ン電極９とからなっている。なお、前記ゲート絶縁膜６
は、Ｓi Ｎ（窒化シリコン）等からなる透明膜であり、
このゲート絶縁膜６は基板１のほぼ全面にわたって形成
されている。

【００１４】また、図示しないが、上記下基板１には、
上記ＴＦＴ４のゲート電極５にゲート信号を供給するゲ
ートライン（アドレスライン）と、前記ＴＦＴ４のドレ
イン電極９に画像データに応じたデータ信号を供給する
データラインとが配線されている。

【００１５】上記ゲートラインは、基板１上に、上記Ｔ
ＦＴ４のゲート電極５と一体に形成されており、このゲ
ートラインは、その端子部を除いて前記ゲート絶縁膜６
で覆われている。また、上記データラインは、前記ゲー
ト絶縁膜６の上に形成されており、このデータラインは
上記ＴＦＴ４のドレイン電極９につながっている。

【００１６】また、上記ゲート絶縁膜６の上には、各画
素電極３の形成領域に、Ｓi Ｎ等の透明絶縁膜からなる
下地膜１０が設けられており、画素電極３は、前記下地
膜１０の上からゲート絶縁膜６の上にわたって形成さ
れ、その一端部において対応するＴＦＴ４のソース電極
８に接続されている。

【００１７】上記下地膜１０は、画素電極３の一端（こ
の実施例ではＴＦＴ４側の端部）から画素電極幅Ｗのほ
ぼ２／３の幅にわたって設けられており、さらに、この
下地膜１０のほぼ半分の幅の部分、つまり、画素電極３
の一端から画素電極幅Ｗのほぼ１／３の幅にわたる部分
は、画素電極３の中央部に対応する部分の膜厚より厚く
形成されている。

【００１８】なお、図では上記下地膜１０を一体膜とし
て示したが、この下地膜１０は、上記ゲート絶縁膜６の
上に画素電極３の一端から画素電極幅Ｗのほぼ２／３の
幅にわたって形成された第１の絶縁膜と、この第１の絶
縁膜の上に前記画素電極３の一端から画素電極幅Ｗのほ
ぼ１／３の幅にわたって形成された第２の絶縁膜とから
なっている。

【００１９】そして、画素電極３は、上記下地膜１０の
上からゲート絶縁膜６の上にわたって均一な膜厚に形成
されており、したがって、この画素電極３は、そのほぼ
１／３ずつの幅の領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の表面高さが互
いに異なる階段状の段差をもった電極となっている。

【００２０】また、上記画素電極３の上に設けられた配
向膜１１も、その全域にわたって均一な膜厚に形成され
ており、したがって、この配向膜１１の膜面も、前記画
素電極３の段差に応じた階段状の段差をもっている。

【００２１】一方、図１において上側の基板（以下、上
基板という）２には、上記下基板１上の各画素電極３に
それぞれ対応させて、複数の色のカラーフィルタ、例え
ば赤色フィルタ１２Ｒと、緑色フィルタ１２Ｇと、青色
フィルタ１２Ｂとが交互に並べて形成されるとともに、
これらカラーフィルタ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの上に、
上記下基板１の全ての画素電極３に対向する透明な対向
電極１３が設けられており、その上に配向膜１４が設け
られている。

【００２２】なお、この実施例では、各色のカラーフィ
ルタ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂをほぼ同じ厚さに形成する
とともに、その上の対向電極１３および配向膜１４をそ
れぞれ均一な膜厚に形成しており、したがって、この上
基板２側の配向膜１４の膜面はほぼ平坦面となってい
る。

【００２３】そして、上記下基板１と上基板２とは、図
示しないが、その外周縁部において枠状のシール材を介
して接合されており、液晶１５は両基板１，２間の前記
シール材で囲まれた領域に充填されている。

【００２４】この液晶１５は、誘電異方性が正のネマテ
ィック液晶であり、この液晶１５の分子は、両基板１，
２に設けた配向膜１１，１４によってそれぞれの基板
１，２上での配向方向を規制され、両基板１，２間にお
いてほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向されてい
る。なお、上記配向膜１１，１４は、ポリイミド等から
なる水平配向膜であり、その膜面にはラビングによる配
向処理が施されている。

【００２５】また、上記下基板１の外面と上基板２の外
面には、それぞれ偏光板１６，１７が配置されている。
なお、この実施例の液晶表示素子は、電圧無印加時、つ
まり液晶分子がツイスト配向状態にあるときの表示が
明、電圧の印加により液晶分子が立上がり配向したとき
の表示が暗であるポジ表示タイプのものであり、前記偏
光板１６，１７は、その偏光軸（透過軸または吸収軸）
を互いにほぼ直交させて配置されている。

【００２６】この実施例の液晶表示素子においては、そ
の下基板１の各画素電極３を、上述したように、画素電
極幅Ｗのほぼ１／３ずつの幅の領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の
表面高さが互いに異なる階段状の段差をもった電極とし
ているため、この液晶表示素子の各画素部（各画素電極
３が対応している部分）の液晶層厚（両基板１，２の配
向膜１１，１４面間の間隔）ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 が、前記
３つの領域ｗ1 ，ｗ2,w3 ごとに異なっており、したが
って、この液晶表示素子は、そのΔｎｄの値と、しきい
値電圧Ｖthとが、前記画素部の各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3
ごとに異なっている。

【００２７】ここで、液晶表示素子のΔｎｄは、液晶の
屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積であり、上記液晶
表示素子では、画素部の各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の液晶
層厚ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 が、ｄ1 ＜ｄ2 ＜ｄ3 となってい
るため、これらの領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 のΔｎｄの値、
Δｎｄ1 ，Δｎｄ2 ，Δｎｄ3 は、Δｎｄ1 ＜Δｎｄ2
＜Δｎｄ3 となっている。

【００２８】また、図２は、ＴＮ型液晶表示素子の電圧
−透過率特性を示しており、この特性は、液晶層厚ｄを
小さくするのにともなって図上左方向にシフトし、液晶
層厚ｄを大きくするのにともなって図上右方向にシフト
するため、上記画素部の領域ｗ1 のしきい値電圧Ｖth1
と、領域ｗ2 のしきい値電圧Ｖth2 と、領域ｗ3 のしき
い値電圧Ｖth3 とは、Ｖth1 ＜Ｖth2 ＜Ｖth3 である。
なお、図２において、Ｖ50% は、最大透過率を１００％
としたときの透過率が５０％となる印加電圧値である。

【００２９】上記液晶表示素子においては、その画素部
の各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 のΔｎｄの値が異なっている
ため、これら各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の透過率および視
野角が互いに異なる。

【００３０】図３および図４は、ＴＮ型液晶表示素子の
Δｎｄと透過率との関係およびΔｎｄと視野角との関係
を示しており、ここでは、Δｎｄの値を０．２６μｍ〜
０．４８μｍの範囲で変え、最大透過率が得られる電圧
を印加して、透過率と視野角を調べた結果を示してい
る。

【００３１】なお、図３に示した透過率は、液晶表示素
子の法線方向における透過率であり、図４に示した視野
角（θ）は、液晶表示素子の法線ｈに対する視角範囲が
最も小さい方向の視野角θ1 と、前記視角範囲が最も大
きい方向の視野角θ2 との和（θ＝θ1 ＋θ2 ）であ
る。

【００３２】この図３および図４に示したように、ＴＮ
型液晶表示素子の透過率と視野角は、Δｎｄの値に応じ
て変化し、Δｎｄの値が０．２６μｍ〜０．４８μｍの
範囲では、Δｎｄが大きいほど透過率が高くなり、逆
に、Δｎｄが大きいほど視野角が狭くなる。

【００３３】そして、上記液晶表示素子では、１つの画
素部を、透過率が異なる３つの領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 に
分けているため、その各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の少なく
とも１つの領域のΔｎｄを高い透過率が得られる値にし
て、画素部全体での平均的な透過率を高くすることがで
きる。

【００３４】この各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の透過率の具
体例をあげると、例えば、液晶１５の屈折率異方性Δｎ
と、画素部の各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の液晶層厚ｄ1 ，
ｄ2，ｄ3 が、 Δｎ＝０．０９ ｄ1 ＝４．３８μｍ ｄ2 ＝４．７５μｍ ｄ3 ＝５．１５μｍ である場合、前記各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 のΔｎｄの値
Δｎｄ1 ，Δｎｄ2 ，Δｎｄ3 は、 Δｎｄ1 ＝０．３９４２μｍ Δｎｄ2 ＝０．４２７５μｍ Δｎｄ3 ＝０．４６３５μｍ である。なお、液晶１５のｍ．ｐ（固体−液晶相転移
点）は−２５℃以下、ｃ．ｐ（液晶相−等方性相転移
点）は８５℃である。

【００３５】このように各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 のΔｎ
ｄの値Δｎｄ1 ，Δｎｄ2 ，Δｎｄ3 を選んだときの各
領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の透過率は、図３のように、領域
ｗ1で約２９％、領域ｗ2 で約３１％、領域ｗ3 で約３
２％である。

【００３６】この例では、画素部の各領域ｗ1 ，ｗ2 ，
ｗ3 のうち、領域ｗ3 の透過率が約３２％と最も高い
が、他の２つの領域ｗ1 ，ｗ2 の透過率も、領域ｗ1 で
約２９％、領域ｗ2 で約３１％とかなり高く、したがっ
て、画素部全体での平均的な透過率が十分高いから、非
常に明るい表示を得ることができる。

【００３７】一方、上記各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 のΔｎ
ｄの値Δｎｄ1 ，Δｎｄ2 ，Δｎｄ3 を上記のような高
い透過率が得られる値にしたときの各領域ｗ1 ，ｗ2 ，
ｗ3の視野角（θ）は、図４のように、領域ｗ1 で約６
７．５°、領域ｗ2 で約６４．５°、領域ｗ3 で約６２
°であり、したがって、各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 のΔｎ
ｄの値による視野角は比較的狭い。

【００３８】しかし、上記液晶表示素子においては、前
記各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の液晶層厚ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3
を互いに異ならせることによって、各領域ｗ1 ，ｗ2 ，
ｗ3のしきい値電圧Ｖthが互いに異ならせているため、
画素部の電極間（画素電極３と対向電極１３との間）に
電圧を印加したときの液晶分子の立上がり配向状態を各
領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 ごとに異ならせて、電圧印加時に
おける画素部全体での見掛け上の視野角を広くすること
ができる。

【００３９】上記各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 のしきい値電
圧Ｖth1 ，Ｖth2 ，Ｖth3 の差について説明すると、例
えば液晶１５が上述した液晶（ｍ．ｐ＝−２５℃以下、
ｃ．ｐ＝８５℃、Δｎ＝０．０９の液晶）であり、各領
域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の液晶層厚ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 が上述
したように、ｄ1 ＝４．３８μｍ、ｄ2 ＝４．７５μ
ｍ、ｄ3 ＝５．１５μｍである場合、図２に示したＶ50
% の値（２５℃のときの値）は、 領域ｗ1 （ｄ1 ＝４．３８μｍ）ではＶ50% ＝２．０７
Ｖ 領域ｗ2 （ｄ2 ＝４．７５μｍ）ではＶ50% ＝２．１２
Ｖ 領域ｗ3 （ｄ3 ＝５．１５μｍ）ではＶ50% ＝２．１６
Ｖ であり、各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 は、前記Ｖ50% の値の
差に応じたしきい値電圧差をもっている。

【００４０】そして、画素部の電極間に印加される電圧
は、前記各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の全てに均一に印加さ
れるが、これら各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 のしきい値電圧
Ｖth1 ，Ｖth2 ，Ｖth3 が互いに異なるため、電圧印加
時における液晶分子の立上がり配向状態は各領域ｗ1 ，
ｗ2 ，ｗ3 ごとに異なり、したがって、液晶分子の立上
がり配向によって表示される明表示の視野角が各領域ｗ
1 ，ｗ2 ，ｗ3 ごとに異なる。

【００４１】このため、上記液晶表示素子の電圧印加時
における画素部全体での見掛け上の視野角は、上記各領
域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の明表示の視野角を全て含んだ範囲
であり、例えば、３つの領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の明表示
のうちの１つまたは２つの明表示の視野角外の方向から
表示を見た場合でも、その観察方向が他の明表示の視野
角内であれば、その明表示が明画素として観察される。

【００４２】したがって、上記液晶表示素子によれば、
表示の明るさを十分に確保しながら視野角を広くするこ
とができる。なお、上記実施例では、画素部の各領域ｗ
1 ，ｗ2 ，ｗ3 のΔｎｄの値Δｎｄ1 ，Δｎｄ2 ，Δｎ
ｄ3 を、いずれも高い透過率が得られる値にし、視野角
は各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 のしきい値電圧Ｖthの違いに
よって確保しているが、前記各領域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 の
うちのいずれかは、そのΔｎｄの値を広い視野角が得ら
れる値（Δｎｄ＝０．２６〜０．３６μｍ程度）にして
もよく、このようにすれば、表示の明るさは上記実施例
より若干低下するが、上述したしきい値電圧Ｖthの差に
よる電圧印加時の視野角の広さに加えて、Δｎｄの値に
よって決まる視野角も広くすることができる。

【００４３】また、上記実施例では、画素部を３つの領
域ｗ1 ，ｗ2 ，ｗ3 に分けているが、この領域数は２以
上であれば任意でよく、例えば画素部を行方向および列
方向にそれぞれ分割した４以上の領域としてもよいし、
また各領域の面積比も任意でよい。

【００４４】さらに画素部の各領域の液晶層厚ｄ1 ，ｄ
2 ，ｄ3 は、上記実施例のようにｄ1 ＜ｄ2 ＜ｄ3 と順
次大きくしなくても、各領域の液晶層厚が互いに異なっ
ていればよく、また、１つおきの領域の液晶層厚を同じ
層厚にしてもよい。

【００４５】図５は本発明の第２の実施例を示す液晶表
示素子の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表示
素子は、各画素部を２つの領域ｗ11，ｗ12に分けてその
各領域ｗ11，ｗ12の液晶層厚ｄ11，ｄ12を互いに異なら
せ、液晶１５Δｎｄの値と、しきい値電圧Ｖthとを、前
記画素部の各領域ｗ11，ｗ12ごとに異ならせたものであ
る。なお、この実施例は、画素部を２つの領域ｗ11，ｗ
12に分けた点を除けば、他の構成は上述した第１の実施
例と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付し
て省略する。

【００４６】この実施例の液晶表示素子においても、画
素部の各領域ｗ11，ｗ12のΔｎｄの値Δｎｄ11，Δｎｄ
12が異なっているため、これら各領域ｗ11，ｗ12の透過
率が互いに異なる。

【００４７】そして、この液晶表示素子では、１つの画
素部を、透過率が異なる２つの領域ｗ11，ｗ12に分けて
いるため、その各領域ｗ11，ｗ12の少なくとも一方の領
域のΔｎｄを高い透過率が得られる値にして、画素部全
体での平均的な透過率を高くすることができる。

【００４８】この各領域ｗ11，ｗ12の透過率の具体例を
あげると、例えば、液晶１５に上記第１の実施例と同じ
液晶（ｍ．ｐ＝−２５℃以下、ｃ．ｐ＝８５℃、Δｎ＝
０．０９の液晶）を用い、各領域ｗ11，ｗ12の液晶層厚
ｄ11，ｄ12を、上記第１の実施例における領域ｗ1 ，ｗ
3 の液晶層厚ｄ1 ，ｄ3 と同じにした場合（ｄ11＝４．
３８μｍ、ｄ12＝５．１５μｍ）場合、前記各領域ｗ1
1，ｗ12のΔｎｄの値Δｎｄ11，Δｎｄ12は、 Δｎｄ11＝０．３９４２μｍ Δｎｄ12＝０．４６３５μｍ であり、このように各領域ｗ11，ｗ12のΔｎｄの値Δｎ
ｄ11，Δｎｄ12を選んだときの各領域ｗ11，ｗ12の透過
率は、領域ｗ11で約２９％、領域ｗ12で約３２％であ
る。

【００４９】この例では、前記各領域ｗ11，ｗ12の透過
率が、領域ｗ12で約３２％、領域ｗ11で約２９％と高い
ため、画素部全体での平均的な透過率が十分高いから、
非常に明るい表示を得ることができる。

【００５０】また、この液晶表示素子でも、前記各領域
ｗ11，ｗ12の液晶層厚ｄ11，ｄ12を互いに異ならせるこ
とによって、これら各領域ｗ11，ｗ12のしきい値電圧Ｖ
thを互いに異ならせているため、画素部の電極３，１３
間に電圧を印加したときの液晶分子の立上がり配向状態
を前記各領域ｗ11，ｗ12ごとに異ならせて、電圧印加時
における画素部全体での見掛け上の視野角を広くするこ
とができる。

【００５１】上記各領域ｗ11，ｗ12のしきい値電圧Ｖth
11，Ｖth12の差について説明すると、例えば液晶１５が
上述したΔｎ＝０．０９の液晶であり、各領域ｗ11，ｗ
12の液晶層厚ｄ11，ｄ12が上述したように、ｄ11＝４．
３８μｍ、ｄ12＝５．１５μｍである場合、図２に示し
たＶ50% の値（２５℃のときの値）は、 領域ｗ11（ｄ11＝４．３８μｍ）ではＶ50% ＝２．０７
Ｖ 領域ｗ12（ｄ12＝５．１５μｍ）ではＶ50% ＝２．１６
Ｖ であり、各領域ｗ11，ｗ12は、前記Ｖ50% の値の差に応
じたしきい値電圧差をもっている。

【００５２】そして、画素部の電極間に印加される電圧
は、前記各領域ｗ11，ｗ12の全てに均一に印加される
が、これら各領域ｗ11，ｗ12のしきい値電圧Ｖth11，Ｖ
th12が互いに異なるため、電圧印加時における液晶分子
の立上がり配向状態は各領域ｗ11，ｗ12ごとに異なり、
したがって、液晶分子の立上がり配向によって表示され
る明表示の視野角が各領域ｗ11，ｗ12ごとに異なる。

【００５３】このため、上記液晶表示素子の電圧印加時
における画素部全体での見掛け上の視野角は、上記各領
域ｗ11，ｗ12の明表示の視野角を全て含んだ範囲であ
り、例えば、２つの領域ｗ11，ｗ12の明表示のうちの１
つの明表示の視野角外の方向から表示を見た場合でも、
その観察方向が他の明表示の視野角内であれば、その明
表示が明画素として観察される。

【００５４】したがって、上記第２の実施例の液晶表示
素子においても、表示の明るさを十分に確保しながら視
野角を広くすることができる。なお、上記第２の実施例
では、画素部の各領域ｗ11，ｗ12のΔｎｄの値Δｎｄ1
1，Δｎｄ12を、いずれも高い透過率が得られる値に
し、視野角は各領域ｗ11，ｗ12のしきい値電圧Ｖthの違
いによって確保しているが、前記領域ｗ11，ｗ12のうち
のいずれかは、そのΔｎｄの値を広い視野角が得られる
値（Δｎｄ＝０．２６〜０．３６μｍ程度）にしてもよ
く、このようにすれば、表示の明るさは上記実施例より
若干低下するが、上述したしきい値電圧Ｖthの差による
電圧印加時の視野角の広さに加えて、Δｎｄの値によっ
て決まる視野角も広くすることができる。

【００５５】さらに、上記第１および第２の実施例で
は、画素部の各領域の液晶層厚を互いに異ならせるため
に、下基板１上の画素電極３を段差のある電極としてい
るが、これと逆に、上基板２の対向電極１３の画素電極
対向部分をそれぞれ、画素部の各領域に対応する部分の
表面高さを互いに異ならせた段差のある電極としても、
前記画素部の各領域の液晶層厚を互いに異ならせること
ができる。

【００５６】また、上記第１および第２の実施例の液晶
表示素子は、ＴＦＴをスイッチング素子とするアクティ
ブマトリックス素子であるが、本発明は、例えばＭＩＭ
をスイッチング素子とするアクティブマトリックス液晶
表示素子にも、また単純マトリックス液晶表示素子にも
適用することができるし、さらに、ＴＮ型に限らず、Ｓ
ＴＮ型のドットマトリックス液晶表示素子にも適用する
ことができる。

【００５７】

【発明の効果】本発明は、液晶の分子をツイスト配向さ
せたドットマトリックス液晶表示素子において、各画素
部を複数の領域に分けてその各領域の液晶層厚を互いに
異ならせ、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
Δｎｄの値と、しきい値電圧Ｖthとを、前記画素部の各
領域ごとに異ならせたものであるから、表示の明るさを
十分に確保しながら視野角を広くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す液晶表示素子の一
部分の断面図。

【図２】ＴＮ型液晶表示素子の電圧−透過率特性

【図３】ＴＮ型液晶表示素子のΔｎｄと透過率との関係
を示す図。

【図４】ＴＮ型液晶表示素子のΔｎｄと視野角との関係
を示す図。

【図５】本発明の第２の実施例を示す液晶表示素子の一
部分の断面図。

【符号の説明】

１，２…基板 ３…画素電極 ４…スイッチング素子（ＴＦＴ） １０…下地膜 １１…配向膜 １２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｃ…カラーフィルタ １３…対向電極 １４…配向膜 １５…液晶 １７，１８…偏光板 ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 ，ｄ11，ｄ12…液晶層厚

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向面にそれぞれ電極を設けた一対の基板
   間に液晶を設け、かつ前記液晶の分子をツイスト配向さ
   せたドットマトリックス液晶表示素子であって、各画素
   部を複数の領域に分けてその各領域の液晶層厚を互いに
   異ならせ、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
   Δｎｄの値と、しきい値電圧Ｖthとを、前記画素部の各
   領域ごとに異ならせたことを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】一対の基板のうち、少なくとも一方の基板
   上の電極が、前記画素部の各領域に対応する部分の表面
   高さを互いに異ならせた段差のある電極であることを特
   徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 【請求項３】一対の基板のうち、少なくとも一方の基板
   上に画素部の各領域に対応する部分の膜厚が互いに異な
   る下地膜を設け、その上に電極を形成したことを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の液晶表示素子。