JPH08179357A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH08179357A JPH08179357A JP33670294A JP33670294A JPH08179357A JP H08179357 A JPH08179357 A JP H08179357A JP 33670294 A JP33670294 A JP 33670294A JP 33670294 A JP33670294 A JP 33670294A JP H08179357 A JPH08179357 A JP H08179357A
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- pixel
- crystal display
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広視野角の液晶表示素子を提供することであ
る。 【構成】 対向電極31上に、比誘電率εiが3.0〜
4.0程度の絶縁膜32を各画素の約30〜50%の面
積に、厚さ0.75〜1.25nmの厚さに形成する。各
画素の絶縁膜32が形成されている部分の液晶13に
は、絶縁膜32により降圧された電圧が印加され、各画
素の絶縁膜32が形成されていない部分の液晶13に
は、降圧されていない電圧が印加され、1つの画素内に
異なった配向状態の領域が形成され、視野角が広くな
る。
る。 【構成】 対向電極31上に、比誘電率εiが3.0〜
4.0程度の絶縁膜32を各画素の約30〜50%の面
積に、厚さ0.75〜1.25nmの厚さに形成する。各
画素の絶縁膜32が形成されている部分の液晶13に
は、絶縁膜32により降圧された電圧が印加され、各画
素の絶縁膜32が形成されていない部分の液晶13に
は、降圧されていない電圧が印加され、1つの画素内に
異なった配向状態の領域が形成され、視野角が広くな
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は広視野角の液晶表示素
子に関する。
子に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】液晶表示
素子は、薄型軽量化が可能であり、種々の電子機器の表
示装置として使用されている。しかし、液晶表示素子は
CRT等に比べて視野角が狭く、中間調表示時の視野角
依存性が顕著であるという欠点を有する。例えば、TN
(ツイストネマティック)液晶セルを一対の偏光板で挟
んで構成するTN液晶表示素子においては、白黒2値表
示時には実用上十分な視野角特性を持つものの、8階調
以上の中間調表示時には視野角依存性が大きいという欠
点を持つ。
素子は、薄型軽量化が可能であり、種々の電子機器の表
示装置として使用されている。しかし、液晶表示素子は
CRT等に比べて視野角が狭く、中間調表示時の視野角
依存性が顕著であるという欠点を有する。例えば、TN
(ツイストネマティック)液晶セルを一対の偏光板で挟
んで構成するTN液晶表示素子においては、白黒2値表
示時には実用上十分な視野角特性を持つものの、8階調
以上の中間調表示時には視野角依存性が大きいという欠
点を持つ。
【0003】この点を図面を参照して具体的に説明す
る。まず、説明で使用する角度の定義(上下左右方向の
定義)と観察方向から見たTN液晶表示素子の配置を図
4に示す。
る。まず、説明で使用する角度の定義(上下左右方向の
定義)と観察方向から見たTN液晶表示素子の配置を図
4に示す。
【0004】TN液晶表示素子を構成する一対の基板の
対向面には、直交する方向にラビング等の配向処理が施
されている。この配向処理に対応して、TN液晶は下側
の基板から上側の基板に向かって時計回りに90°ツイ
ストしている。TN液晶セルを挟んで配置された、一対
の偏光板の一方はその光学軸(透過軸又は吸収軸)が、
配向処理の方向の一方に平行又は直交するように配置さ
れ、他方の偏光板は、その光学軸が一方の偏光板の光学
軸に直交又は平行となるように配置されている。
対向面には、直交する方向にラビング等の配向処理が施
されている。この配向処理に対応して、TN液晶は下側
の基板から上側の基板に向かって時計回りに90°ツイ
ストしている。TN液晶セルを挟んで配置された、一対
の偏光板の一方はその光学軸(透過軸又は吸収軸)が、
配向処理の方向の一方に平行又は直交するように配置さ
れ、他方の偏光板は、その光学軸が一方の偏光板の光学
軸に直交又は平行となるように配置されている。
【0005】このような構成のTN液晶表示素子の8階
調表示時の典型的なlogY−V曲線(Y:輝度、V:
液晶への印加電圧)の視野角依存性を図19と図20
に、logY−θ(視角)曲線を図21に示す。即ち、
図19(A)〜図20(B)は、図4に定義する上、
下、右、左の各方向からTN液晶表示素子を観察したと
きの典型的なlogY−V曲線を視角別に示し、図21
(A)、(B)は、上下、左右の各方向からTN液晶表
示素子を観察したときの典型的なlogY−θ曲線を印
加電圧別に示す。なお、これらの特性は、液晶表示素子
がポジタイプ(ノーマリーホワイト)で、入射側偏光板
の透過軸と入射側基板の配向処理の方向とをほぼ90°
で交差するように配置し、セルギャップが5μm、Δn
dが380nm(λ=580nm)の際に得られたもので
ある。
調表示時の典型的なlogY−V曲線(Y:輝度、V:
液晶への印加電圧)の視野角依存性を図19と図20
に、logY−θ(視角)曲線を図21に示す。即ち、
図19(A)〜図20(B)は、図4に定義する上、
下、右、左の各方向からTN液晶表示素子を観察したと
きの典型的なlogY−V曲線を視角別に示し、図21
(A)、(B)は、上下、左右の各方向からTN液晶表
示素子を観察したときの典型的なlogY−θ曲線を印
加電圧別に示す。なお、これらの特性は、液晶表示素子
がポジタイプ(ノーマリーホワイト)で、入射側偏光板
の透過軸と入射側基板の配向処理の方向とをほぼ90°
で交差するように配置し、セルギャップが5μm、Δn
dが380nm(λ=580nm)の際に得られたもので
ある。
【0006】図19(A)に示すように、上方向では、
視角θの増加と共に輝度Yが増加して黒レベルが白くな
ってしまうものの、階調の逆転現象は目立たない(lo
gY−V曲線が単調減少関数である限り階調の逆転現象
は起こらない)。しかし、図19(B)に示すように、
下方向では、例えば、視角θ=50゜の場合、印加電圧
が2V程度の時、輝度Yが極小となり、3V程度の印加
電圧で極大となって階調の逆転現象が起こる。図20
(A)、(B)に示すように、左右の特性は対象であ
り、視角θ=50゜の場合、輝度Yは3V程度の時、極
小となり、6V程度の電圧で極大となって、階調の逆転
現象が起こってしまう。
視角θの増加と共に輝度Yが増加して黒レベルが白くな
ってしまうものの、階調の逆転現象は目立たない(lo
gY−V曲線が単調減少関数である限り階調の逆転現象
は起こらない)。しかし、図19(B)に示すように、
下方向では、例えば、視角θ=50゜の場合、印加電圧
が2V程度の時、輝度Yが極小となり、3V程度の印加
電圧で極大となって階調の逆転現象が起こる。図20
(A)、(B)に示すように、左右の特性は対象であ
り、視角θ=50゜の場合、輝度Yは3V程度の時、極
小となり、6V程度の電圧で極大となって、階調の逆転
現象が起こってしまう。
【0007】次に、8階調の各階調の表示電圧を以下の
ように定義する。(1)明状態電圧を1.5Vに固定す
る、(2)暗状態電圧を6.0Vに固定する。(3)6
つの中間調電圧を1.5Vでの輝度Yを7等分割した値
をとる電圧とする。そして、8つの電圧を低い方からV
1、……、V8と呼ぶことにする。
ように定義する。(1)明状態電圧を1.5Vに固定す
る、(2)暗状態電圧を6.0Vに固定する。(3)6
つの中間調電圧を1.5Vでの輝度Yを7等分割した値
をとる電圧とする。そして、8つの電圧を低い方からV
1、……、V8と呼ぶことにする。
【0008】図21(A)、(B)に電圧をV1、…
…、V8に固定した時の輝度Y1、……、Y8の視角θに
対する変化を示す。図21(A)、(B)から、正面で
8階調の順序が正しく取れていても、上下左右各方向に
視角θを変化させると、階調の順序が乱れることが理解
できる。8階調の輝度順序が正しく取れる視角θの範囲
(即ち、視野角)は、上下方向で−23°〜+23゜
(−:下方向、+:上方向)、左右方向で−34〜+3
4゜(−:左方向、+:右方向)である。このように、
従来のTN液晶表示素子では、中間調が正常に表示でき
る視角θの範囲が狭い、即ち、視野角が狭い。
…、V8に固定した時の輝度Y1、……、Y8の視角θに
対する変化を示す。図21(A)、(B)から、正面で
8階調の順序が正しく取れていても、上下左右各方向に
視角θを変化させると、階調の順序が乱れることが理解
できる。8階調の輝度順序が正しく取れる視角θの範囲
(即ち、視野角)は、上下方向で−23°〜+23゜
(−:下方向、+:上方向)、左右方向で−34〜+3
4゜(−:左方向、+:右方向)である。このように、
従来のTN液晶表示素子では、中間調が正常に表示でき
る視角θの範囲が狭い、即ち、視野角が狭い。
【0009】視野角を広くする手法として各画素を複数
に分割し、分割画素の一方に制御容量を液晶容量と直列
に接続する方法が提案されている。この方法では、制御
容量を接続された分割画素では液晶に印加される電圧が
降下するため、各画素に異なった配向状態の領域ができ
ることになり、視野角が広くなる。
に分割し、分割画素の一方に制御容量を液晶容量と直列
に接続する方法が提案されている。この方法では、制御
容量を接続された分割画素では液晶に印加される電圧が
降下するため、各画素に異なった配向状態の領域ができ
ることになり、視野角が広くなる。
【0010】しかし、この手法では、制御容量をTFT
が形成された基板に形成するため、TFT基板の歩留ま
りを低下させる。さらに制御容量は金属で画素内部に形
成されるため、開口率が減少し、表示画像が暗くなると
いう欠点を有する。
が形成された基板に形成するため、TFT基板の歩留ま
りを低下させる。さらに制御容量は金属で画素内部に形
成されるため、開口率が減少し、表示画像が暗くなると
いう欠点を有する。
【0011】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、歩留まり率が高く、開口率が高く、広視野角の液晶
表示素子を提供することを目的とする。
で、歩留まり率が高く、開口率が高く、広視野角の液晶
表示素子を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる液晶表示素子は、第1の基板と、
前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、前
記第1の基板の前記第2の基板に対向する面に形成され
た第1の電極と、前記第2の基板に配置され、前記第1
の電極と対向する領域で画素領域を形成する第2の電極
と、前記各画素領域内における第1の電極上の所定の領
域に配置された絶縁膜と、前記第1と第2の基板間に封
止された液晶と、前記第1と第2の基板の少なくとも一
方に配置された偏光板と、より構成され、同一画素内の
前記所定領域とその他の領域で異なった電圧を前記液晶
に印加することを特徴とする。
め、この発明にかかる液晶表示素子は、第1の基板と、
前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、前
記第1の基板の前記第2の基板に対向する面に形成され
た第1の電極と、前記第2の基板に配置され、前記第1
の電極と対向する領域で画素領域を形成する第2の電極
と、前記各画素領域内における第1の電極上の所定の領
域に配置された絶縁膜と、前記第1と第2の基板間に封
止された液晶と、前記第1と第2の基板の少なくとも一
方に配置された偏光板と、より構成され、同一画素内の
前記所定領域とその他の領域で異なった電圧を前記液晶
に印加することを特徴とする。
【0013】前記絶縁膜の厚さを0.75乃至1.25
μmで、比誘電率を3.0乃至4.0、1画素の面積に
対する各画素内の所定の領域の面積の割合を30乃至4
0%とし、液晶のリタデーション値Δn・dを300乃
至600nmとするとき、最適な視野角が得られる。
μmで、比誘電率を3.0乃至4.0、1画素の面積に
対する各画素内の所定の領域の面積の割合を30乃至4
0%とし、液晶のリタデーション値Δn・dを300乃
至600nmとするとき、最適な視野角が得られる。
【0014】
【作用】上記構成によれば、対向する電極間に印加され
た電圧が、所定領域では絶縁膜により減圧されて液晶に
印加され、他の領域ではそのまま(ここでは、配向膜等
による減圧は無視する)液晶に印加される。このため、
各画素の所定領域と他の領域では、異なった電圧−輝度
特性を示す。即ち、各画素が複数の部分画素に分割され
ている。従って、例えば、所定の領域の印加電圧−輝度
特性における極大と他の領域における印加電圧−輝度特
性における極小とが同一電圧で発生するようにすれば、
平均的な電圧−輝度特性が単調上昇カーブ又は単調下降
カーブを描き、これにより、隣接する階調間での階調の
反転を抑え、視野角を広くすることができる。
た電圧が、所定領域では絶縁膜により減圧されて液晶に
印加され、他の領域ではそのまま(ここでは、配向膜等
による減圧は無視する)液晶に印加される。このため、
各画素の所定領域と他の領域では、異なった電圧−輝度
特性を示す。即ち、各画素が複数の部分画素に分割され
ている。従って、例えば、所定の領域の印加電圧−輝度
特性における極大と他の領域における印加電圧−輝度特
性における極小とが同一電圧で発生するようにすれば、
平均的な電圧−輝度特性が単調上昇カーブ又は単調下降
カーブを描き、これにより、隣接する階調間での階調の
反転を抑え、視野角を広くすることができる。
【0015】
【実施例】以下、この発明の実施例を、TFT液晶表示
素子を例に図面を参照して説明する。図1はこの発明の
一実施例にかかるTN液晶表示素子の断面構造を示し、
図2はTFT基板の平面構造を示し、図3は対向基板の
平面構造を示す。
素子を例に図面を参照して説明する。図1はこの発明の
一実施例にかかるTN液晶表示素子の断面構造を示し、
図2はTFT基板の平面構造を示し、図3は対向基板の
平面構造を示す。
【0016】図1に示すように、この液晶表示素子は、
シール材SCにより接合された一対の透明基板11、1
2と、一対の透明基板11、12間に封止されたTN
(ツイストネマティック)液晶13とより構成される液
晶セル16と、液晶セル16を挟んで配置された偏光板
14、15と、より構成される。
シール材SCにより接合された一対の透明基板11、1
2と、一対の透明基板11、12間に封止されたTN
(ツイストネマティック)液晶13とより構成される液
晶セル16と、液晶セル16を挟んで配置された偏光板
14、15と、より構成される。
【0017】透明基板11、12はガラス等から構成さ
れる。下側の透明基板(以下、TFT基板)11には、
図1及び図2に示すように、アクティブ素子としてのT
FT(薄膜トランジスタ)21と画素電極22がマトリ
クス状に配置され、これらの上に配向膜23が配置され
ている。TFT21はTFT基板11上に形成されたゲ
ート電極と、ゲート電極を覆って形成されたゲート絶縁
膜と、ゲート電極に対向してゲート絶縁膜上に形成され
た半導体層と、半導体層に接続されたソース電極とドレ
イン電極と、より構成される。
れる。下側の透明基板(以下、TFT基板)11には、
図1及び図2に示すように、アクティブ素子としてのT
FT(薄膜トランジスタ)21と画素電極22がマトリ
クス状に配置され、これらの上に配向膜23が配置され
ている。TFT21はTFT基板11上に形成されたゲ
ート電極と、ゲート電極を覆って形成されたゲート絶縁
膜と、ゲート電極に対向してゲート絶縁膜上に形成され
た半導体層と、半導体層に接続されたソース電極とドレ
イン電極と、より構成される。
【0018】各TFT21のソース電極は対応する画素
電極22に接続され、各行のTFT21のゲート電極は
対応するゲートラインGLに接続され、各列のTFT2
1のドレイン電極は対応するデータラインDLに接続さ
れている。画素電極22は、ITO(インジウムとスズ
の酸化物)等からなる透明導電膜から形成される。
電極22に接続され、各行のTFT21のゲート電極は
対応するゲートラインGLに接続され、各列のTFT2
1のドレイン電極は対応するデータラインDLに接続さ
れている。画素電極22は、ITO(インジウムとスズ
の酸化物)等からなる透明導電膜から形成される。
【0019】他方の透明基板(以下、対向基板)12に
は対向電極31が形成されている。対向電極31は厚さ
0.08μm程度のITOから形成され、所定の電圧、
例えば、接地電圧が印加されている。
は対向電極31が形成されている。対向電極31は厚さ
0.08μm程度のITOから形成され、所定の電圧、
例えば、接地電圧が印加されている。
【0020】対向電極31の各画素領域には、厚さ0.
75乃至1.25μm程度のアクリル系樹脂等から構成
される絶縁膜32が形成されている。絶縁膜32は各画
素領域の全体ではなく、約30〜50%の面積に配置さ
れる。絶縁膜32は、例えば、図3に示すように、複数
の画素にまたがってストライプ状に形成されている。対
向電極31及び絶縁膜32を覆って配向膜33が配置さ
れている。
75乃至1.25μm程度のアクリル系樹脂等から構成
される絶縁膜32が形成されている。絶縁膜32は各画
素領域の全体ではなく、約30〜50%の面積に配置さ
れる。絶縁膜32は、例えば、図3に示すように、複数
の画素にまたがってストライプ状に形成されている。対
向電極31及び絶縁膜32を覆って配向膜33が配置さ
れている。
【0021】図1で下側の配向膜23には、図4の破線
で示す方向(0°の方向)にラビング等の配向処理が施
され、上側の配向膜33には、図4の実線で示す方向
(90°の方向)に配向処理が施されている。
で示す方向(0°の方向)にラビング等の配向処理が施
され、上側の配向膜33には、図4の実線で示す方向
(90°の方向)に配向処理が施されている。
【0022】液晶13はカイラル剤が添加されたネマテ
ィック液晶から構成され、配向処理に従って下基板11
から上基板12に向けて時計回り方向に90°(0°〜
−90°)ツイストして配向している。
ィック液晶から構成され、配向処理に従って下基板11
から上基板12に向けて時計回り方向に90°(0°〜
−90°)ツイストして配向している。
【0023】下側(光入射側)の偏光板14は、その透
過軸が下側の配向膜23に施された配向処理の方向に垂
直に設定され、上側(光出射側)の偏光板15は、その
透過軸が下側の偏光板14の透過軸に直交するように配
置されている。
過軸が下側の配向膜23に施された配向処理の方向に垂
直に設定され、上側(光出射側)の偏光板15は、その
透過軸が下側の偏光板14の透過軸に直交するように配
置されている。
【0024】この様な構成の液晶表示素子においては、
画素電極22と対向電極31との間に電圧を印加するこ
とにより、液晶13の配向状態が連続的に変化し、偏光
板14、15間を通過する光の光量が変化する。従っ
て、ゲートラインGLに印加するゲートパルスを制御す
ることによりTFT21のオンオフを制御し、所定の階
調電圧をデータラインDLを介して画素電極22に書き
込むことにより、階調表示が可能となる。
画素電極22と対向電極31との間に電圧を印加するこ
とにより、液晶13の配向状態が連続的に変化し、偏光
板14、15間を通過する光の光量が変化する。従っ
て、ゲートラインGLに印加するゲートパルスを制御す
ることによりTFT21のオンオフを制御し、所定の階
調電圧をデータラインDLを介して画素電極22に書き
込むことにより、階調表示が可能となる。
【0025】各画素領域(画素電極22と対向電極31
が対向している領域)内の絶縁膜32が配置されていな
い領域では、画素電極22と対向電極31との間の電圧
が液晶13に印加される。これに対し、絶縁膜32が配
置されている領域では、絶縁膜32により降圧された電
圧が液晶13に印加される。このため、各画素に異なっ
た配向状態の領域が形成され、これらの光学特性が平均
化されるため、視野角が広くなる。この方法によれば、
制御容量を配置する構成と異なり、開口率が小さくなる
ことはない。また、製造が困難なTFT基板11側の製
造工程が増加せず、対向基板12側の製造工程の増加も
わずかであり、素子の製造が容易である。
が対向している領域)内の絶縁膜32が配置されていな
い領域では、画素電極22と対向電極31との間の電圧
が液晶13に印加される。これに対し、絶縁膜32が配
置されている領域では、絶縁膜32により降圧された電
圧が液晶13に印加される。このため、各画素に異なっ
た配向状態の領域が形成され、これらの光学特性が平均
化されるため、視野角が広くなる。この方法によれば、
制御容量を配置する構成と異なり、開口率が小さくなる
ことはない。また、製造が困難なTFT基板11側の製
造工程が増加せず、対向基板12側の製造工程の増加も
わずかであり、素子の製造が容易である。
【0026】次に、この実施例の液晶表示素子の視野角
特性をより詳細に説明する。図6に各画素の断面を拡大
して示す。このような構成では、各画素が、面積がS1
の領域(分割画素)A1と面積がS2の領域(分割画素)
A2とに分割されており、一方の領域A1では、対向電極
31が配向膜33を介して液晶13に電圧を印加する。
他方の領域A2では、対向電極31が絶縁膜32と配向
膜33を介して液晶13に電圧を印加する。
特性をより詳細に説明する。図6に各画素の断面を拡大
して示す。このような構成では、各画素が、面積がS1
の領域(分割画素)A1と面積がS2の領域(分割画素)
A2とに分割されており、一方の領域A1では、対向電極
31が配向膜33を介して液晶13に電圧を印加する。
他方の領域A2では、対向電極31が絶縁膜32と配向
膜33を介して液晶13に電圧を印加する。
【0027】領域A1では、画素電極22と対向電極3
1との間に印加された電圧V1がほぼそのまま液晶13
に印加される(ここでは、配向膜23、33における電
圧降下は無視する。配向膜23、33による電圧降下は
領域A1とA2で実質的に同一のため、無視しても実際上
問題は発生しない)。領域A2では、絶縁膜32でViだ
け電圧降下を起こした電圧V2(V1=Vi+V2)が液晶
13に印加される。
1との間に印加された電圧V1がほぼそのまま液晶13
に印加される(ここでは、配向膜23、33における電
圧降下は無視する。配向膜23、33による電圧降下は
領域A1とA2で実質的に同一のため、無視しても実際上
問題は発生しない)。領域A2では、絶縁膜32でViだ
け電圧降下を起こした電圧V2(V1=Vi+V2)が液晶
13に印加される。
【0028】分割画素A1でのセルギャップ(より正確
には、画素電極22と対向電極31との間隔)はd1で
あり、分割画素A2でのセルギャップ(より正確には、
画素電極22と絶縁膜32の間隔)はd2であり、電圧
を降下させる絶縁膜32の厚さをdi(d1=di+d2)
とする。印加電圧によって変化する液晶13の比誘電率
をεLC、液晶13の平行方向比誘電率をε‖、液晶13
の垂直方向比誘電率をε⊥、数1で定義される空間比誘
電率をεAVと表す。
には、画素電極22と対向電極31との間隔)はd1で
あり、分割画素A2でのセルギャップ(より正確には、
画素電極22と絶縁膜32の間隔)はd2であり、電圧
を降下させる絶縁膜32の厚さをdi(d1=di+d2)
とする。印加電圧によって変化する液晶13の比誘電率
をεLC、液晶13の平行方向比誘電率をε‖、液晶13
の垂直方向比誘電率をε⊥、数1で定義される空間比誘
電率をεAVと表す。
【数1】εAV≡(ε‖+2・ε⊥)/3 以後、分割画素A1を通常画素、分割画素A2を電圧降下
画素と呼ぶこととする。さらに、分割画素A2の液晶層
に印加電圧V1がそのまま印加される仮想的な場合を仮
想画素と呼ぶ。
画素と呼ぶこととする。さらに、分割画素A2の液晶層
に印加電圧V1がそのまま印加される仮想的な場合を仮
想画素と呼ぶ。
【0029】電圧降下画素を等価回路の観点からみる
と、液晶容量CLC2に、絶縁膜容量Ciが直列に接続され
ている構造になる。従って、電圧降下画素A2は数2に
示す2つのパラメータで特徴付けることができる。
と、液晶容量CLC2に、絶縁膜容量Ciが直列に接続され
ている構造になる。従って、電圧降下画素A2は数2に
示す2つのパラメータで特徴付けることができる。
【数2】 電圧降下率 : α≡Vi/V1=1/(R+1) 電圧ストレッチ率 : β≡V1/V2−1=1/R ここで、R≡Ci/CLC2 Ci ≡ εi・S2/di CLC2= εLC・S2/di
【0030】電圧降下率αは電圧V1を画素電極22と
対向電極31との間に印加したときに、絶縁膜32によ
り起こる電圧降下の割合を示す。電圧降下画素A2が仮
想画素と同一輝度になるためには、電圧降下画素A2に
より高い電圧を印加しなければならない。電圧ストレッ
チ率βは絶縁膜32によって高くしなければならない電
圧の割合を示す。液晶容量CLC2はその値の上限値と下
限値をそれぞれ数3で与えられるC‖2、C⊥2とする印
加電圧に対する単調増加関数である。
対向電極31との間に印加したときに、絶縁膜32によ
り起こる電圧降下の割合を示す。電圧降下画素A2が仮
想画素と同一輝度になるためには、電圧降下画素A2に
より高い電圧を印加しなければならない。電圧ストレッ
チ率βは絶縁膜32によって高くしなければならない電
圧の割合を示す。液晶容量CLC2はその値の上限値と下
限値をそれぞれ数3で与えられるC‖2、C⊥2とする印
加電圧に対する単調増加関数である。
【数3】C‖2≡ε‖・S2/d2 C⊥2≡ε⊥・S2/d2
【0031】電圧降下率α及び電圧ストレッチ率βは印
加電圧の増加と共に増大する。図6に液晶への印加電圧
と容量CLCとの関係と印加電圧と液晶セル厚中間点との
関係を示す。液晶の空間平均比誘電率εAVを用いて、平
均的な電圧降下率αAVと平均的な電圧ストレッチ率βAV
を数4のように定義する。
加電圧の増加と共に増大する。図6に液晶への印加電圧
と容量CLCとの関係と印加電圧と液晶セル厚中間点との
関係を示す。液晶の空間平均比誘電率εAVを用いて、平
均的な電圧降下率αAVと平均的な電圧ストレッチ率βAV
を数4のように定義する。
【数4】
【0032】画素全体の表示特性は、通常画素A1と電
圧降下画素A2の表示特性の面積平均で定まる。1画素
の全面積S1+S2に対する電圧降下画素A2の面積S2の
比をSとすれば、面積比Sは数5で与えられる。
圧降下画素A2の表示特性の面積平均で定まる。1画素
の全面積S1+S2に対する電圧降下画素A2の面積S2の
比をSとすれば、面積比Sは数5で与えられる。
【数5】S≡S2/(S1+S2)
【0033】絶縁膜32の厚さdiを1.0μmに固定
し、絶縁膜32の比誘電率εiと面積比Sを表1の○で
示すように変化させて8階調視野角の傾向を分析した。
し、絶縁膜32の比誘電率εiと面積比Sを表1の○で
示すように変化させて8階調視野角の傾向を分析した。
【0034】
【表1】 ここで、εi=3.5はシリコン酸化膜(SiO2)の比
誘電率であり、εi=7.0はシリコン窒化膜(SiN)
の比誘電率である。
誘電率であり、εi=7.0はシリコン窒化膜(SiN)
の比誘電率である。
【0035】液晶13としては、以下の物性を有するT
N(ネマティック)液晶を使用した。 弾性定数比 K3/K1=1.57 K3/K2=1.89 K1=10.6×10-12N 誘電率異方性比:Δε/ε⊥=1.29 ε⊥=3.48
N(ネマティック)液晶を使用した。 弾性定数比 K3/K1=1.57 K3/K2=1.89 K1=10.6×10-12N 誘電率異方性比:Δε/ε⊥=1.29 ε⊥=3.48
【0036】屈折率波長依存性
【表2】 プレチルト角θ0=3° ツイスト角φ0=−90° セルギャップd1=5μm、d2=4μm Δn・d=380nm(λ=589nm) アンカリング強度de/d=0(ストロングアンカリン
グ)
グ)
【0037】上記物性を有するネマティック液晶に次の
物性を有するカイラル剤を1%添加する。 d/p比 d/p=0.052 p=97μm
物性を有するカイラル剤を1%添加する。 d/p比 d/p=0.052 p=97μm
【0038】また、偏光板14、15としては以下に示
す特性のものを使用する。 屈折率波長依存性
す特性のものを使用する。 屈折率波長依存性
【表3】 偏光子の厚さdpol=35μm 平行透過率 T‖=34.12 直交透過率 T⊥=0.019
【0039】通常画素A1と電圧降下画素A2とのリタデ
ーションは次のようになる。 通常画素A1: Δn・d1=380nm(λ=589n
m) 電圧降下画素A2: Δn・d2=304nm(λ=58
9nm)
ーションは次のようになる。 通常画素A1: Δn・d1=380nm(λ=589n
m) 電圧降下画素A2: Δn・d2=304nm(λ=58
9nm)
【0040】初めに、面積比Sを50%に固定して、絶
縁膜32の比誘電率εiを2.0、3.5、4.0、7.0と変化さ
せた。このときの平均電圧降下率αAV、平均電圧ストレ
ッチ率βAVは表4に示すようになる。
縁膜32の比誘電率εiを2.0、3.5、4.0、7.0と変化さ
せた。このときの平均電圧降下率αAV、平均電圧ストレ
ッチ率βAVは表4に示すようになる。
【0041】
【表4】 di=1μm
【0042】図7は表示コントラストと比誘電率εiの
関係を示す。また、図8(A)〜(C)は、8段階に階
調が異なる画像を表示した時に、隣接する階調が反転す
る現象が起こる角度と比誘電率εiの関係を図4に定義
する下、上、右方向について示す。なお、左方向は右方
向と同一特性である。
関係を示す。また、図8(A)〜(C)は、8段階に階
調が異なる画像を表示した時に、隣接する階調が反転す
る現象が起こる角度と比誘電率εiの関係を図4に定義
する下、上、右方向について示す。なお、左方向は右方
向と同一特性である。
【0043】第n階調の輝度をYn、その時の電圧をVn
(n=1、2、・・・、8)とすれば、次のように定義す
る。 V1=1.5V、V8=6.0V、コントラスト=Y1/
Y8 下、上、右方向から観察した際に、隣接階調間で輝度Y
の反転がおこる最小角度、即ち、視野角をそれぞれ、θ
down、θup、θrightとする。なお、θは液晶表示素子
の表示面の法線と視線が成す角度である。
(n=1、2、・・・、8)とすれば、次のように定義す
る。 V1=1.5V、V8=6.0V、コントラスト=Y1/
Y8 下、上、右方向から観察した際に、隣接階調間で輝度Y
の反転がおこる最小角度、即ち、視野角をそれぞれ、θ
down、θup、θrightとする。なお、θは液晶表示素子
の表示面の法線と視線が成す角度である。
【0044】図7に示すように、比誘電率εiの減少と
共にコントラストは急激に減少する。これは、電圧降下
画素A2のY−V曲線がストレッチされるために黒レベ
ルが低下して白っぽくなるためである。白レベルは、今
回のパラメータ(Δn・d1、Δn・d2)においては、
通常画素よりも5%程度暗くなる。図8(A)に示すよ
うに、下方向の視野角θdownは、比誘電率εi=3.0
〜3.5のとき、通常画素の2倍以上になる(23°が
50°に広がる)。図8(B)に示すように、上方向の
視野角θupはほとんど変化がない。図9(C)に示すよ
うに、右方向の視野角θrightは比誘電率εiの減少と共
に単調に広がる。
共にコントラストは急激に減少する。これは、電圧降下
画素A2のY−V曲線がストレッチされるために黒レベ
ルが低下して白っぽくなるためである。白レベルは、今
回のパラメータ(Δn・d1、Δn・d2)においては、
通常画素よりも5%程度暗くなる。図8(A)に示すよ
うに、下方向の視野角θdownは、比誘電率εi=3.0
〜3.5のとき、通常画素の2倍以上になる(23°が
50°に広がる)。図8(B)に示すように、上方向の
視野角θupはほとんど変化がない。図9(C)に示すよ
うに、右方向の視野角θrightは比誘電率εiの減少と共
に単調に広がる。
【0045】次に、比誘電率εiを3.0に固定して、
面積比Sを30、40、50、60、70%と変化させ
た時のコントラストと視野角を測定した。図9はコント
ラストと面積比Sの関係を示す。図10(A)〜(C)
は隣接する階調が反転する現象が起こる角度(視野角)
とSの関係を下、上、右方向について示す。なお、左方
向は右方向と同一特性である。
面積比Sを30、40、50、60、70%と変化させ
た時のコントラストと視野角を測定した。図9はコント
ラストと面積比Sの関係を示す。図10(A)〜(C)
は隣接する階調が反転する現象が起こる角度(視野角)
とSの関係を下、上、右方向について示す。なお、左方
向は右方向と同一特性である。
【0046】図9に示すように、面積比Sの増加と共に
コントラストは低下する。これは、面積比Sの増加と共
に、各画素に占める電圧降下画素A2の比率が増加する
ためである。図10(A)に示すように、下方向の視野
角θdownはS=40〜50%の時、最大となり、視野角
θdownは51°まで広くなる。図11(B)、(C)に
示すように、上方向と右方向の視野角θupとθrightは
面積比Sが変化しても、ほとんど変化しない。S=0%
の場合の視野角は通常画素A1の視野角に一致する。S
=100%の場合の視野角は仮想画素の視野角に一致す
る。
コントラストは低下する。これは、面積比Sの増加と共
に、各画素に占める電圧降下画素A2の比率が増加する
ためである。図10(A)に示すように、下方向の視野
角θdownはS=40〜50%の時、最大となり、視野角
θdownは51°まで広くなる。図11(B)、(C)に
示すように、上方向と右方向の視野角θupとθrightは
面積比Sが変化しても、ほとんど変化しない。S=0%
の場合の視野角は通常画素A1の視野角に一致する。S
=100%の場合の視野角は仮想画素の視野角に一致す
る。
【0047】以上の傾向分析から、下方向の視野角θdo
wnの最適値(最大値)を得るための絶縁膜32の比誘電
率εiの最適値は、2.5〜4.0、望ましくは、3.
0〜3.5であり、面積比Sの最適値は30〜55%、
望ましくは、40〜50%であると結論できる。このと
きのコントラストは通常画素の40%となる(1190
が487に減少する)。
wnの最適値(最大値)を得るための絶縁膜32の比誘電
率εiの最適値は、2.5〜4.0、望ましくは、3.
0〜3.5であり、面積比Sの最適値は30〜55%、
望ましくは、40〜50%であると結論できる。このと
きのコントラストは通常画素の40%となる(1190
が487に減少する)。
【0048】以上のように最適化した液晶表示素子の輝
度Yと印加電圧の特性を、上、下、右、左方向につい
て、図11(A)、(B)、図12(A)、(B)に視
角別に示す。同様に、図13(A)、(B)、図14
(A)、(B)は、logY−印加電圧特性を、上、
下、右、左方向について視角別に示す。
度Yと印加電圧の特性を、上、下、右、左方向につい
て、図11(A)、(B)、図12(A)、(B)に視
角別に示す。同様に、図13(A)、(B)、図14
(A)、(B)は、logY−印加電圧特性を、上、
下、右、左方向について視角別に示す。
【0049】また、最適化した液晶表示素子の輝度Yと
視角の特性を、上下方向、左右方向について、図15
(A)、(B)に印加電圧別に示す。同様に、図16
(A)、(B)は、logY−視角特性を、上下方向、
左右方向について印加電圧別に示す。
視角の特性を、上下方向、左右方向について、図15
(A)、(B)に印加電圧別に示す。同様に、図16
(A)、(B)は、logY−視角特性を、上下方向、
左右方向について印加電圧別に示す。
【0050】図11(A)に示すように、上方向は、図
19(A)に示す従来の特性と同様に、視角の増加と共
に輝度Yが増加して、黒レベルが白くなってしまう。し
かし、階調の逆点現象は目立たない(Y−V曲線が単調
減少関数である限り階調の逆転現象は起こらない)。図
11(B)に示すように、下方向では、視角の増加と共
に輝度Yが減少する。しかし、図19(B)に示す従来
の特性と異なり、視角50°のY−V曲線は、中間調で
バンプを持たないため階調の逆転現象は起こらない。
19(A)に示す従来の特性と同様に、視角の増加と共
に輝度Yが増加して、黒レベルが白くなってしまう。し
かし、階調の逆点現象は目立たない(Y−V曲線が単調
減少関数である限り階調の逆転現象は起こらない)。図
11(B)に示すように、下方向では、視角の増加と共
に輝度Yが減少する。しかし、図19(B)に示す従来
の特性と異なり、視角50°のY−V曲線は、中間調で
バンプを持たないため階調の逆転現象は起こらない。
【0051】図12(A)、(B)に示すように、左右
方向も視角の増加と共に輝度Yが減少する。しかし、図
22(A)、(B)に示す従来の特性と異なり、視角5
0°のY−V曲線は中間調電圧での谷が浅くなり、6V
程度の電圧でのバンプが緩和されている(図14
(A)、(B)に示すlogY−電圧曲線参照)。
方向も視角の増加と共に輝度Yが減少する。しかし、図
22(A)、(B)に示す従来の特性と異なり、視角5
0°のY−V曲線は中間調電圧での谷が浅くなり、6V
程度の電圧でのバンプが緩和されている(図14
(A)、(B)に示すlogY−電圧曲線参照)。
【0052】図11、図12において、8階調の電圧を
次のように定義する。明状態電圧を1.5V、暗状態電
圧を6.0Vに固定する。6つの中間調電圧は、1.5
Vでの輝度Yを7等分した値を取る電圧とする。8つの
電圧を低い方からV1、V2、・・・・・・、V8と呼ぶことと
する。従って、6つの中間電圧V2〜V7は図21
(A)、(B)の場合とは異なる。
次のように定義する。明状態電圧を1.5V、暗状態電
圧を6.0Vに固定する。6つの中間調電圧は、1.5
Vでの輝度Yを7等分した値を取る電圧とする。8つの
電圧を低い方からV1、V2、・・・・・・、V8と呼ぶことと
する。従って、6つの中間電圧V2〜V7は図21
(A)、(B)の場合とは異なる。
【0053】図15、図16に画素電極22と対向電極
31との間に印加する電圧をV1〜V8に固定した時の輝
度Y1、・・・、Y8及びその対数値の視野角特性を示す。
図15、図16より、8階調の輝度順序が正しく取れる
視角領域、即ち、視野角が以下の領域に広がったことが
理解できる。 上下方向:−51°〜+23°(−下方向、+上方向) 左右方向:−39°〜+39°(−左方向、+右方向)
31との間に印加する電圧をV1〜V8に固定した時の輝
度Y1、・・・、Y8及びその対数値の視野角特性を示す。
図15、図16より、8階調の輝度順序が正しく取れる
視角領域、即ち、視野角が以下の領域に広がったことが
理解できる。 上下方向:−51°〜+23°(−下方向、+上方向) 左右方向:−39°〜+39°(−左方向、+右方向)
【0054】このように、下方向の視野角が特に改善さ
れる理由を図17を参照して説明する。S=50%、下
方向視角θ=50°の時の通常画素A1と電圧降下画素
A2のY−V曲線を考える。先にも述べたように、通常
画素A1のY−V曲線は、ある中間調電圧VMAXで極大値
を取る。
れる理由を図17を参照して説明する。S=50%、下
方向視角θ=50°の時の通常画素A1と電圧降下画素
A2のY−V曲線を考える。先にも述べたように、通常
画素A1のY−V曲線は、ある中間調電圧VMAXで極大値
を取る。
【0055】ここで、電圧降下画素のY−V曲線に極小
値を与える電圧VMINをVMAXに一致させるように、絶縁
膜32の厚さdiと比誘電率εiを選んで、両分割画素の
Y−V曲線を平均すると、極大と極小が干渉してバンプ
が消滅する。このようにして、この実施例の各画素のY
−V曲線は単調減少関数になり、階調の逆転現象は解消
される。
値を与える電圧VMINをVMAXに一致させるように、絶縁
膜32の厚さdiと比誘電率εiを選んで、両分割画素の
Y−V曲線を平均すると、極大と極小が干渉してバンプ
が消滅する。このようにして、この実施例の各画素のY
−V曲線は単調減少関数になり、階調の逆転現象は解消
される。
【0056】次に、上記構成の液晶表示素子の製造方法
を説明する。まず、TFT基板11上にTFT21と画
素電極22と配向膜23を形成し、所定方向にラビング
処理等の配向処理を行う。
を説明する。まず、TFT基板11上にTFT21と画
素電極22と配向膜23を形成し、所定方向にラビング
処理等の配向処理を行う。
【0057】一方、対向基板12上にITO等からなる
透明導電材料をスパッタリング等により形成し、対向電
極31を形成する。さらに、対向電極31上に厚さ0.
75〜1.25μm程度のSiO2等のεiが3.0〜
4.0の絶縁膜32を堆積する。次に、所定のエッチン
グマスクを用いて、図3に示すように、絶縁膜32をパ
ターニングし、各画素上に40〜50%程度の面積を占
めるようにエッチングする。対向電極31と絶縁膜32
上にポリイミド等からなる配向膜33を形成し、所定方
向に配向処理を行う。
透明導電材料をスパッタリング等により形成し、対向電
極31を形成する。さらに、対向電極31上に厚さ0.
75〜1.25μm程度のSiO2等のεiが3.0〜
4.0の絶縁膜32を堆積する。次に、所定のエッチン
グマスクを用いて、図3に示すように、絶縁膜32をパ
ターニングし、各画素上に40〜50%程度の面積を占
めるようにエッチングする。対向電極31と絶縁膜32
上にポリイミド等からなる配向膜33を形成し、所定方
向に配向処理を行う。
【0058】次に、TFT基板11と対向基板12を、
セルギャップが所定値となるように、スペーサ及びシー
ル材SCを介して接合し、液晶セル16を形成する。液
晶セル16に真空注入法等を用いて液晶13を充填す
る。その後、偏光板14、15を配置して液晶表示素子
を完成する。
セルギャップが所定値となるように、スペーサ及びシー
ル材SCを介して接合し、液晶セル16を形成する。液
晶セル16に真空注入法等を用いて液晶13を充填す
る。その後、偏光板14、15を配置して液晶表示素子
を完成する。
【0059】前述のように、上記構成では、各画素の白
レベルがは通常画素の白レベルよりも5%程度暗くなっ
てしまう。この点を解消するため、液晶のΔn・dを変
化させた時の、明状態輝度Y1(白レベル)を求めた。
この結果を図18に示す。図18に示すように、Δn・
dが455nm(λ=589nm)近傍の際に、明状態
輝度Y1は極大値を示す。従って、通常画素A1の白レベ
ルと電圧降下画素A2の白レベルとを同一輝度にするた
めには、Y1に極大値を与えるΔn・d=455nmを
挟むように、Δn・d1とΔn・d2とを調整すればよ
い。即ち、数6が成立するように、液晶13のΔnを調
整すればよい。
レベルがは通常画素の白レベルよりも5%程度暗くなっ
てしまう。この点を解消するため、液晶のΔn・dを変
化させた時の、明状態輝度Y1(白レベル)を求めた。
この結果を図18に示す。図18に示すように、Δn・
dが455nm(λ=589nm)近傍の際に、明状態
輝度Y1は極大値を示す。従って、通常画素A1の白レベ
ルと電圧降下画素A2の白レベルとを同一輝度にするた
めには、Y1に極大値を与えるΔn・d=455nmを
挟むように、Δn・d1とΔn・d2とを調整すればよ
い。即ち、数6が成立するように、液晶13のΔnを調
整すればよい。
【0060】
【数6】 Δn・d1<Δn・d=455nm<Δn・d2 このような構成とすれば、視野角が改善すると共に白レ
ベルが明るくなり、コントラストの高い画像が表示でき
る。
ベルが明るくなり、コントラストの高い画像が表示でき
る。
【0061】この発明は上記実施例に限定されず、種々
の変形及び応用が可能である。上記実施例においては、
対向電極31上に絶縁膜32を配置したが、画素電極2
2上に絶縁膜32を配置してもよい。上記実施例におい
ては、モノクローム液晶表示素子にこの発明を適用した
が、カラー液晶表示素子にも適用可能である。例えば、
対向基板12と対向電極31の間にカラーフィルタと平
坦化膜を配置し、各画素を通過する光を着色し、カラー
画像を表示するようにしてもよい。或いは、対向電極3
1上の各画素領域上にカラーフィルタを配置し、カラー
フィルタの上に、絶縁膜32を配置してもよい。この場
合、カラーフィルタでも電圧降下は発生する。しかし、
絶縁膜32が配置されている部分と、絶縁膜32が配置
されていない部分では、電圧降下率と電圧ストレッチ率
が異なるため、上述と同様の効果を得ることができる。
の変形及び応用が可能である。上記実施例においては、
対向電極31上に絶縁膜32を配置したが、画素電極2
2上に絶縁膜32を配置してもよい。上記実施例におい
ては、モノクローム液晶表示素子にこの発明を適用した
が、カラー液晶表示素子にも適用可能である。例えば、
対向基板12と対向電極31の間にカラーフィルタと平
坦化膜を配置し、各画素を通過する光を着色し、カラー
画像を表示するようにしてもよい。或いは、対向電極3
1上の各画素領域上にカラーフィルタを配置し、カラー
フィルタの上に、絶縁膜32を配置してもよい。この場
合、カラーフィルタでも電圧降下は発生する。しかし、
絶縁膜32が配置されている部分と、絶縁膜32が配置
されていない部分では、電圧降下率と電圧ストレッチ率
が異なるため、上述と同様の効果を得ることができる。
【0062】上下配向膜23、33に施す配向処理の方
向及び偏光板14、15の透過軸の配置は上記実施例に
限定されず、任意に変更可能である。例えば、下(光入
射側)偏光板14の透過軸を下配向膜23の配向処理と
平行としてもよい。また、上(光出射側)偏光板15の
透過軸を下偏光板14の透過軸と平行としてもよい。
向及び偏光板14、15の透過軸の配置は上記実施例に
限定されず、任意に変更可能である。例えば、下(光入
射側)偏光板14の透過軸を下配向膜23の配向処理と
平行としてもよい。また、上(光出射側)偏光板15の
透過軸を下偏光板14の透過軸と平行としてもよい。
【0063】上記実施例においては、TFT液晶表示素
子を例にこの発明を説明したが、この発明は、MIMを
アクティブ素子とする液晶表示素子にも適用可能であ
る。また、アクティブ素子を使用しないパッシブマトリ
クス方式の液晶表示素子にも適用可能である。
子を例にこの発明を説明したが、この発明は、MIMを
アクティブ素子とする液晶表示素子にも適用可能であ
る。また、アクティブ素子を使用しないパッシブマトリ
クス方式の液晶表示素子にも適用可能である。
【0064】この発明は、TN(ツイストネマティッ
ク)液晶表示素子に限らず、STN液晶表示などにも同
様に適用可能である。また、透過型液晶表示素子に限ら
ず、反射膜を備えた反射型液晶表示素子にも適用可能で
ある。この場合、反射膜側の偏光板を省略してもよい。
ク)液晶表示素子に限らず、STN液晶表示などにも同
様に適用可能である。また、透過型液晶表示素子に限ら
ず、反射膜を備えた反射型液晶表示素子にも適用可能で
ある。この場合、反射膜側の偏光板を省略してもよい。
【0065】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、視野角が広く、開口率が高い液晶表示素子を提供す
ることができる。
ば、視野角が広く、開口率が高い液晶表示素子を提供す
ることができる。
【図1】この発明の一実施例にかかるTN型液晶表示素
子の構成を示す断面図である。
子の構成を示す断面図である。
【図2】TFT基板の平面構成を示す図である。
【図3】対向基板の平面構成を示す図である。
【図4】配向処理の方向と液晶の配向方向と液晶表示素
子の上下左右方向の定義を示す図である。
子の上下左右方向の定義を示す図である。
【図5】液晶表示素子の1画素分の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図6】印加電圧と容量及び液晶分子のチルト角との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図7】面積比Sを50%に固定し、絶縁膜の比誘電率
εiを変化させた場合のコントラストの変化を示す図で
ある。
εiを変化させた場合のコントラストの変化を示す図で
ある。
【図8】面積比Sを50%に固定し、絶縁膜の比誘電率
εiを変化させた場合の視野角θの変化を示す図であ
り、(A)〜(C)はそれぞれ下方向、上方向、右方向
の視野角θdown、θup、θrightを示す図である。
εiを変化させた場合の視野角θの変化を示す図であ
り、(A)〜(C)はそれぞれ下方向、上方向、右方向
の視野角θdown、θup、θrightを示す図である。
【図9】絶縁膜の比誘電率εiを3.5に固定し、面積
比Sを変化させた場合のコントラストの変化を示す図で
ある。
比Sを変化させた場合のコントラストの変化を示す図で
ある。
【図10】絶縁膜の比誘電率εiを3.5に固定し、面
積比Sを変化させた場合の視野角θの変化を示す図であ
り、(A)〜(C)はそれぞれ、下方向、上方向、右方
向の視野角θdown、θup、θrightを示す図である。
積比Sを変化させた場合の視野角θの変化を示す図であ
り、(A)〜(C)はそれぞれ、下方向、上方向、右方
向の視野角θdown、θup、θrightを示す図である。
【図11】絶縁膜の比誘電率εiを3.5、面積比Sを
40%に固定した時の印加電圧Vと輝度Yとの関係を示
すグラフであり、(A)は上方向、(B)は下方向での
特性をそれぞれ示す。
40%に固定した時の印加電圧Vと輝度Yとの関係を示
すグラフであり、(A)は上方向、(B)は下方向での
特性をそれぞれ示す。
【図12】絶縁膜の比誘電率εiを3.5、面積比Sを
40%に固定した時の印加電圧Vと輝度Yとの関係を示
すグラフであり、(A)は右方向、(B)は左方向での
特性をそれぞれ示す。
40%に固定した時の印加電圧Vと輝度Yとの関係を示
すグラフであり、(A)は右方向、(B)は左方向での
特性をそれぞれ示す。
【図13】絶縁膜の比誘電率εiを3.5、面積比Sを
40%に固定した時の印加電圧Vと輝度Yの対数との関
係を示すグラフであり、(A)は上方向、(B)は下方
向での特性をそれぞれ示す。
40%に固定した時の印加電圧Vと輝度Yの対数との関
係を示すグラフであり、(A)は上方向、(B)は下方
向での特性をそれぞれ示す。
【図14】絶縁膜の比誘電率εiを3.5、面積比Sを
40%に固定した時の印加電圧Vと輝度Yの対数との関
係を示すグラフであり、(A)は右方向、(B)は左方
向での特性をそれぞれ示す。
40%に固定した時の印加電圧Vと輝度Yの対数との関
係を示すグラフであり、(A)は右方向、(B)は左方
向での特性をそれぞれ示す。
【図15】絶縁膜の比誘電率εiを3.5、面積比Sを
40%に固定した時の視角と輝度Yとの関係を示すグラ
フであり、(A)は上下方向、(B)は左右方向の特性
をそれぞれ示す図である。
40%に固定した時の視角と輝度Yとの関係を示すグラ
フであり、(A)は上下方向、(B)は左右方向の特性
をそれぞれ示す図である。
【図16】絶縁膜の比誘電率εiを3.5、面積比Sを
40%に固定した時の視角と輝度Yの対数との関係を示
すグラフであり、(A)は上下方向、(B)は左右方向
の特性をそれぞれ示す図である。
40%に固定した時の視角と輝度Yの対数との関係を示
すグラフであり、(A)は上下方向、(B)は左右方向
の特性をそれぞれ示す図である。
【図17】この発明により視野角が広くなる理由を説明
するためのグラフである。
するためのグラフである。
【図18】Δn・dの変化と白レベル輝度Y1の関係を
示す図である。
示す図である。
【図19】従来の液晶表示素子の印加電圧Vと輝度Yの
対数との関係を示すグラフであり、(A)は上方向、
(B)は下方向での特性をそれぞれ示す。
対数との関係を示すグラフであり、(A)は上方向、
(B)は下方向での特性をそれぞれ示す。
【図20】従来の液晶表示素子の印加電圧Vと輝度Yの
対数との関係を示すグラフであり、(A)は右方向、
(B)は左方向での特性をそれぞれ示す。
対数との関係を示すグラフであり、(A)は右方向、
(B)は左方向での特性をそれぞれ示す。
【図21】従来の液晶表示素子の視角と輝度Yとの関係
を示すグラフであり、(A)は上下方向、(B)は左右
方向の特性をそれぞれ示す図である。
を示すグラフであり、(A)は上下方向、(B)は左右
方向の特性をそれぞれ示す図である。
11・・・TFT基板、12・・・対向基板、13・・・液晶、
14・・・偏光板、15・・・偏光板、16・・・液晶セル、2
1・・・TFT、22・・・画素電極、23・・・配向膜、31・
・・対向電極、32・・・絶縁膜、33・・・配向膜、SC・・・
シール材、GL・・・ゲートライン、DL・・・データライ
ン、A1・・・分割画素(通常画素)、A2・・・分割画素(電
圧降下画素)
14・・・偏光板、15・・・偏光板、16・・・液晶セル、2
1・・・TFT、22・・・画素電極、23・・・配向膜、31・
・・対向電極、32・・・絶縁膜、33・・・配向膜、SC・・・
シール材、GL・・・ゲートライン、DL・・・データライ
ン、A1・・・分割画素(通常画素)、A2・・・分割画素(電
圧降下画素)
Claims (7)
- 【請求項1】第1の基板と、 前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、 前記第1の基板の前記第2の基板に対向する面に形成さ
れた第1の電極と、 前記第2の基板に配置され、前記第1の電極と対向する
領域で画素領域を形成する第2の電極と、 前記各画素領域内における第1の電極上の所定の領域に
配置された絶縁膜と、 前記第1と第2の基板間に封止された液晶と、 前記第1と第2の基板の少なくとも一方に配置された偏
光板と、より構成され、 同一画素内の前記所定領域とその他の領域で異なった電
圧を前記液晶に印加することを特徴とする液晶表示素
子。 - 【請求項2】前記絶縁膜は厚さが、0.75乃至1.2
5μmで、比誘電率が3.0乃至4.0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。 - 【請求項3】前記絶縁膜は厚さが、0.75乃至1.2
5μmで、比誘電率が3.0乃至4.0であり、1画素
の面積に対する各画素内の所定の領域の面積の割合は3
0乃至40%、前記液晶のリタデーション値Δn・dは
300乃至600nm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。 - 【請求項4】前記所定の領域における液晶のリタデーシ
ョン値Δn・dは455nmよりも小さく、前記他の領
域における液晶のリタデーション値Δn・dは455n
mよりも大きいことを特徴とする請求項1、2又は3に
記載の液晶表示素子。 - 【請求項5】前記偏光板は前記第1と第2の基板の両側
に配置されており、 前記第1の基板の内面には、第1の方向に配向処理が施
されており、前記第2の基板の内面には前記第1の方向
に実質的に直交する第2の方向に配向処理が施されてお
り、 前記第1の基板側の偏光板の透過軸は前記第1の方向と
平行又は直交するように配置されており、 前記第2の基板側の偏光板の透過軸は前記第2の方向と
平行又は直交するように配置されている、 ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載
の液晶表示素子。 - 【請求項6】前記絶縁膜は複数の画素上にストライプ状
に形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれか1つに記載の液晶表示素子。 - 【請求項7】対向面に互いに対向する領域で画素領域を
形成する電極が配置され、対向して配置された一対の基
板と、前記一対の基板間に配置された液晶とから構成さ
れる液晶セルと、該液晶セルの少なくとも一方に配置さ
れた偏光板と、より構成される液晶表示素子において、 各画素領域を第1と第2の部分画素を含む複数の部分画
素に分割し、前記第1の領域には表示階調に応じた第1
の電圧を印加し、前記第2の領域には第1の電圧を絶縁
膜により降圧した第2の電圧を印加し、第1の部分画素
の印加電圧と輝度との特性カーブの極大と第2の部分画
素の印加電圧と輝度との特性カーブの極小とを実質的に
同一電圧で発生させる手段を備える、 ことを特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33670294A JPH08179357A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 液晶表示素子 |
US08/534,272 US5936693A (en) | 1994-09-27 | 1995-09-26 | Liquid crystal display device having a wide view angle |
TW084110118A TW463067B (en) | 1994-09-27 | 1995-09-27 | Liquid crystal display device having a wide view angle |
KR1019950032138A KR0158515B1 (ko) | 1994-09-27 | 1995-09-27 | 넓은 시야각을 갖는 액정표시소자 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33670294A JPH08179357A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08179357A true JPH08179357A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18301921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33670294A Pending JPH08179357A (ja) | 1994-09-27 | 1994-12-26 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08179357A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10186408A (ja) * | 1996-11-26 | 1998-07-14 | Samsung Electron Co Ltd | 液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板及びその製造方法並びに液晶表示装置 |
US6940566B1 (en) | 1996-11-26 | 2005-09-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal displays including organic passivation layer contacting a portion of the semiconductor layer between source and drain regions |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP33670294A patent/JPH08179357A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10186408A (ja) * | 1996-11-26 | 1998-07-14 | Samsung Electron Co Ltd | 液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板及びその製造方法並びに液晶表示装置 |
US6862050B2 (en) | 1996-11-26 | 2005-03-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal displays using organic insulating material for a gate insulating layer and/or having photolithographic formed spacers |
US6940566B1 (en) | 1996-11-26 | 2005-09-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal displays including organic passivation layer contacting a portion of the semiconductor layer between source and drain regions |
US7973905B2 (en) | 1996-11-26 | 2011-07-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal displays using organic insulating material and manufacturing methods thereof |
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