CN1220405A - 液晶显示元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有广阔视角特性、可获得更高透射率、可实施低电压驱动的液晶显示元件,其具有使定向膜相对配置的一对基板、液晶层、以及按5－20μm的间隔彼此平行设置在一个基板上的若干线形电极,相对于线形电极的长度方向,线形电极侧的基板上的定向膜的定向方向呈5－25°倾斜;另一基板上的定向膜的定向方向则呈15°以下交叉方向,当液晶层的厚度为d,液晶层的各向异性折射率为△n时,△nd的值为0.28－0.45。

Description

液晶显示元件

本发明涉及显示各种图象用的液晶显示装置中的液晶显示元件，特别涉及可提高透射率、实施低电压驱动、增大单元间隙的许可范围的液晶显示元件。

液晶显示装置作为一种可轻型化、小型化和薄形化的显示装置而被广泛的使用着，其中的扭绞向列模式(TN模式)的有源矩阵状液晶显示装置，更是一种公知的可降低驱动电压、减少电力消耗、提高对比度、实现高画面质量的显示装置。

这种常规的TN模式的液晶显示元件的构成方式为，将配置有偏振光板、透明电极和定向膜的两枚玻璃基板，以使其上的定向膜的定向方向相差90°的方式相对并相距一定间隔配置，并在其间以90°旋转的方式配置有向列液晶。

然而近年来发现，这种TN模式液晶显示元件存在有视角依赖性方面的问题。图14示出了表示TN模式的液晶显示元件的一般性的视角依赖关系的示意图，其中图14中的斜线部分表示对比度(CR)为10以上的范围。正如图14所示，TN模式液晶显示元件沿左右方向的可确认性比较好，沿上下方向，特别是沿上方向的可确认性板差。

本申请人曾经在日本专利公开1995-306276号公报的说明书中，申请公开了一种用于解决这些问题的液晶显示元件。

如果采用这一专利申请所公开的技术，则不在夹持着液晶的上下两侧的基板处分别设置驱动液晶用的电板，而是在如图15所示的下侧基板11处以彼此分离的方式设置有极性不同的两种线形电极12...、13...，在如图16所示的上侧基板10处不设置电极，并利用所施加的电压，使液晶分子36...沿着在两线形电极12、13之间产生的电场方向定向。

更具体地说就是，用基线部14连接各线形电极12...以形成梳刃形电极16，用基线部15连接各线形电极13...以形成梳刃形电极17，两梳刃形电极16、17的线形电极12、13呈彼此相邻但不接触的啮合方式配置，且在基线部14、15处还连接有电源18和开关元件19。

而且，在如图17(a)所示的上侧基板10的液晶层面处还形成有定向膜，从而可沿方向β对液晶分子36一并进行定向处理，在下侧基板11的液晶层面处亦形成有定向膜，从而可沿与前述方向β相平行的方向γ对液晶分子36一并进行定向处理，在基板10处还叠层配置有其偏振光方向为如图17(a)所示的方向β的偏振光板，在基板11处还叠层配置有其偏振光方向为方向α的偏振光板。

如果采用如上所述的结构构成，当在线形电极12、13之间未施加有电压时，液晶分子36...将如图17(a)、(b)所示，均具有同一方向的同性定向。而且在这种状态下，透射过基板11的光、线在偏振光板的作用下将成为方向为α的偏振光，进而透射过液晶分子层36，达到其偏振光方向为与上侧基板10不同的偏振光方向β的偏振光板，所以该偏振光板将阻断光线，使其不能透射过液晶显示元件，从而使液晶显示元件处于暗状态。

当在线形电极12、13施加有电压时，液晶分子中的靠近下侧基板11处的液晶分子36，会将其定向方向变换为与线形电极12的纵向方向相垂直的方向。这也就是说，由于产生有相对于线形电极12、13的纵向方向为垂直方向的电力线，故原在形成在下侧基板11处的定向膜的作用下而使其纵向方向朝方向γ定向的液晶分子36，将由于电场的限制力大于定向膜的限制力，其定向方向会变换为与方向γ相垂直的方向α。

这样，当在线形电极12、13之间施加有电压时，将呈如图18(a)、(b)所示的90°偏转定向。对于这种状态，透射过下侧基板11的、形成为方向α的偏振光的偏振光线，将由偏转着的液晶分子36...改变其偏振光方向，从而可以透射过设置有偏振方向为不同于方向α的方向β的偏振光板的上侧基板10，并使液晶显示元件处于亮状态。

然而对于各线形电极12和各线形电极13的间隔设定的比较大的场合，如果不增大驱动电压便不能获得比较高的透射率。为了能够使用低的驱动电压，并能够获得高的透射率，就应该减小线形电极之间的间隔并尽可能的减小电板的宽度，当线形电极间的间隔为2.6μm时，电极宽度最小可为1.4μm，而当线形电极间的间隔为5μm时，电极宽度最小可为2μm，从而形成为细长的线形电极，这种小间隔对目前使用的薄膜成型工序中配线技术的精细性提出了高水平的技术要求，这使得制造时的有效利用率显著的下降。

本发明就是针对这些问题，其目的是要提供一种具有广阔视角特性的、可以获得更高的透射率的、而且即使线形电板间的间隔比较窄时也可以用低电压实施驱动的液晶显示元件。

为了能解决前述的问题，本发明具有分别设置有定向膜的、使定向膜彼此相对配置的一对基板；配置在这两个基板之间的、由向列液晶构成的液晶层；以及设置在前述一个基板上的前述定向膜之下的、按5μm以上至20μm以下的间隔彼此平行设置在前述一个基板上的若干个线形电极；而且前述的若干个线形电极，以可使沿前述液晶层的厚度方向设置的若干个液晶分子中的靠近配置有前述线形电极的基板一侧的液晶分子的长轴，当施加有电压时朝向产生在前述若干个邻接线形电极之间的电场方向的方式形成；在设置有前述的若干个线形电极的一个基板上的定向膜，按使构成前述的液晶层的若干个液晶分子中的靠近设置有前述线形电极的基板一侧的液晶分子的长轴，相对于与基板相平行的平面内的前述若干个线形电极，在未施加有电压时与这些线形电极的长度方向呈5°以下至25°以上的角度范围的相交叉的方式定向形成；在前述的另一个基板上的定向膜，以在未施加有电压时由线形电极侧的前述的液晶分子的长轴方向，向前述的线形电极伸延方向呈15°以内的角度的方式，向靠近该另一个基板侧的液晶分子的长轴倾斜而使该液晶分子定向的方式形成；而且当前述的液晶层的厚度为d，该液晶层的各向异性折射率为Δn时，Δnd的值取在0.28以上至0.45以下的范围内。

如果采用这种构成形式，靠近设置有线形电极的基板侧的液晶分子在向线形电极施加有电压时，其方向将变为电场的方向，所以液晶分子自身也受到前述电场的影响，预定的TN模式向列液晶层所要求的旋转角度将不会达到，比如说90°，从而可以保持为液晶层所要求的旋转角度，而且为了提高透射率，还使Δnd位于0.28以上至0.45以下的范围内。

而且，靠近设置有前述线形电极的基板侧的液晶分子的长轴，相对于线形电极的长度方向呈5°～25°的倾斜角，如果这一角度小于5°，将使驱动电压上升，并且在施加有电场而使液晶分子旋转时，其方向呈可能向左也可能向右的不定状态，从而会产生磁畴。如果前述的角度大于25°，在施加有电场时，一个基板侧的液晶和另一基板侧的液晶之间的旋转将不容易达到向列液晶所要求的角度，从而容易使对比度下降，如果要获得良好的对比度，则必须提高其驱动电压。

而且，位于前述另一基板上的定向膜在未施加有电压时，将按由线形电极侧的前述液晶分子的长轴方向，向前述线形电极的伸延方向倾斜有15°以内的角度范围内的方式，倾斜靠近另一基板侧的液晶分子的长轴而使该液晶分子定向，所以在这一范围内，可以获得良好的对比度。

为了能解决前述的问题，本发明还使靠近前述的另一个基板侧的液晶分子的长轴，按由线形电极侧的液晶分子的长轴方向向前述的线形电极伸延方向呈为5°以上至10°以下的角度范围的方式，以倾斜靠近该另一个基板侧的液晶分子的长轴而使该液晶分子定向的方式形成。

在这儿，由于前述的角度位于5°以上至10°以下，所以可以保持良好对比度，并且在施加有电场时，可使液晶分子具有良好的应答性。当靠近前述另一个基板侧的液晶分子的长轴，按在5°以上至10°以下的角度范围内倾斜的方式对该液晶分子实施定向时，由于液晶分子沿电场偏转时可具有预置的少量偏转，所以容易形成偏转，并可以提高其应答速度。

而且，为了能解决前述的问题，本发明还使前述的Δnd的值位于0.34以上至0.38以下的范围内，以便能获得最大的透射率。

而且，为了能解决前述的问题，本发明还在前述的构成中进一步采用了下述的最佳构成方式，即使前述的线形电极由平行设置的第一线形电极，和与第一线形电极彼此交叉设置的若干个第二线形电极构成，且第二线形电极用于与这些第一线形电极相平行的、与各第一线形电极相对应的各对应电极一并产生电位。

图1为表示根据本发明构造的液晶显示元件的第一实例的概略性构造和液晶分子的定向状态的示意图，其中图1(a)为表示未施加有电场时的液晶分子的定向状态的示意图，图1(b)为表示由图1(a)中的方向B观察时的液晶分子的定向状态的示意图。

图2为表示根据本发明构造的第一实例的概略性构造和液晶分子的定向状态的示意图，其中图2(a)为表示施加有电场时的液晶分子的定向状态的示意图，图2(b)为表示由图2(a)中的方向B观察时的液晶分子的定向状态的示意图。

图3(a)为表示根据本发明构造的第一实例中的线形电极的配置方向和上下液晶分子的配置方向之间关系的示意图，图3(b)表示的是一个变形实施例的示意图。

图4为表示作为根据本发明构造的一个变形实施例的液晶显示装置中的定向膜的定向方向和偏振光板的偏振光轴方向及定向偏转角和预偏转角之间的关系的示意图。

图5为表示使用在根据本发明构造的液晶显示装置中的液晶驱动回路电路板的一个实例的平面图。

图6为表示将图5所示的液晶驱动回路形成在基板时的构造的剖面图。

图7为表示由作为一个实施例的液晶显示元件获得的对视角的依赖关系的示意图。

图8为表示由作为一个实施例的液晶显示元件获得的透射率与Δnd间的依赖关系的示意图。

图9为表示由作为一个实施例的液晶显示元件获得的透射率与驱动电压间的依赖关系的示意图。

图10为表示在改变作为一个实施例的液晶显示元件中的预偏转角的角度与角度P时，透射率与驱动电压的依赖关系的示意图。

图11为表示作为一个实施例的液晶显示装置中的定向偏转角与预定电压之间关系的示意图。

图12为表示由作为一个实施例的液晶显示装置获得的透射率与驱动电压间的依赖关系的示意图。

图13为表示由作为另一个实施例的液晶显示装置获得的透射率与驱动电压间的依赖关系的示意图。

图14为表示原有的液晶显示元件对视角的依赖关系的示意图。

图15为表示配置有组成为梳刃形的线形电极的基板的平面图。

图16为表示向线形电极施加有电压时的液晶分子的定向状态的剖面图。

图17(a)为表示由前一专利申请的说明书所公开的、处于暗状态时的液晶配置的示意图，图17(b)为表示由图17(a)中的方向B观察时的侧面图。

图18(a)为表示由前一专利申请的说明书所公开的、处于亮状态时的液晶配置的示意图，图18(b)为表示由图18(a)中的方向B观察时的侧面图。

下面参考附图说明本发明的一个实例。

图1和图2示出了根据本发明构成的液晶显示元件的主要部分，如图所示，上侧基板40和下侧基板41相距预定的间隔(单元间隙)彼此平行的相对配置，在基板40、41之间还设置有液晶层42，在基板40、41的外面侧配置有偏振光板43、44。

这些基板40、41是由玻璃等等的透明基板构成的。在实际构成中，还用图中未示出的密封材料包绕在基板40、41的周边部，在基板40、41和由密封材料包围着的空间中收装的液晶构成为液晶层42。将基板40、41和液晶层42、偏振光板43、44按上述方式组合起来，便构成了液晶单元45。

在图1和图2所示的结构构成中，仅简略的示出了实际液晶单元45的一部分，在实际的液晶层42中存在有许多个液晶分子46...，而在图1和图2中仅示意性的示出了沿液晶层42的厚度方向配置的一列液晶分子46。在下侧基板41的液晶层42侧，还形成有与如图15所示的线形电极12、13的结构构成相类似的线形电极。而且在这一实例中，所用的线形电极12、13可以为具有遮光性的金属电极或透明电极，但是当采用下述的常黑型显示方式时，最好采用由ITO(铟锡氧化物)构成的透明电极。

而且在构成该实例的液晶显示装置中，还在下侧基板41的液晶层42侧设置有定向膜，该定向膜以相对于线形电极12、13的长度方向，具有+5°以上至+25°以下或-5°以下至-25°以上的角度P(参见图3)的方式，沿如图1所示的方向E进行了定向处理。而且对于上侧基板40的定向膜，也沿与线形电极12、13的长度方向大体平行的方向A进行了定向处理。

换句话说就是，通过前述的定向处理，可使存在于基板40、41之间的液晶分子46...在没有电场作用时，其长轴位于与基板40、41相平行的面内，而且以位于上侧基板40附近的液晶分子46的长轴朝向方向A，位于下侧基板41附近的液晶分子46的长轴朝向方向E的方式，形成为同性配置。这种配置状态如图1和图3(a)所示，由图3(a)中上侧示出的液晶分子46示出了最靠近上侧基板40处的液晶分子的方向，而下侧示出的液晶分子46示出了最靠近下侧基板41处的液晶分子的方向。

而且在这一实例中，上侧偏振光板43的偏振光轴的方向和上侧基板40的定向处理方向均为方向A，即朝向与线形电极12、13的长度方向相平行的方向，而下侧偏振光板44的偏振光轴的方向与线形电极12、13的长度方向的直角方向，具有角度为P的倾斜角度(换句话说就是，相对于电场e的方向有角度为P的倾斜角度)。

因此在作为该实例的液晶显示装置中，当没有电场作用时，位于如图1所示的下侧基板41附近的液晶分子46，按具有角度P的方式相对于线形电极12、13定向配置，而在上侧基板40附近的液晶分子46按与线形电极12、13相平行的方式定向配置，所以沿液晶层的厚度方向并列的若干个液晶分子46...具有预偏转角(F：在这种场合与角度P相等)。

图2示出了向线形电极12、13通电以在电极12、13之间产生电场，由电场定向控制液晶分子46...时的状态的示意图。在这种状态下，电场在线形电极12、13之间，沿与线形电极12、13的长度方向A相正交的方向，即沿如图2(a)所示的方向D(e)产生，所以在定向膜的定向方向限制力小于电场的定向限制力的区域中，液晶分子46的长轴将朝向电场方向e，即沿方向D定向。而且由靠近上侧基板40的线形电极12、13处起，其电场的定向限制力向下侧基板41方向呈逐步的减弱，从而使位于液晶层42的厚度方向上的若干个液晶分子46，呈如图2所示的在基板40、41之间偏转的状态。

利用上述的液晶分子46的定向控制关系，可以在如图1所示的无电场施加时遮挡住透射过液晶单元45的光，并在如图2所示的电场施加状态下使光透射过液晶单元45，所以可以相应于电场的通断而控制其透射光，从而获得可实施暗状态和亮状态间切换的、所谓的常黑的显示形式。

在这儿，对于使液晶分子46...立起而进行控制的原有的技术，产生有相对于液晶分子的视角依赖性，故存在有当沿斜向方向观察时对比度会下降的问题，而当采用前述的结构构成时，由于液晶分子46...的长轴与基板40、41相平行，可在透射状态和遮光状态间切换，故一般不会产生对视角的依赖性。

而且前述的线形电极12、13之间的间隔最好在5μm以上至20μm以下的范围内，对于液晶层的厚度为d，液晶层的各向异性折射率为Δn的场合，Δnd的值在0.28以上至0.45以下较好些，在0.34以上至0.38以下则更好些。

当线形电极间的间隔小于5μm时，需要采用目前的薄膜制造过程中对配线技术的精细度要求比较高的技术，这将使制造时的有效利用率下降，当间隔超过了20μm时，由于会使驱动电压上升，故也是不好的。而且，当Δnd的值位于0.28以上至0.45以下的范围内时，可以获得高透射率，而在0.34以上至0.38以下的范围内时，可以获得更高的透射率。

前述的定向偏转角c如图3所示，可分为相对于线形电极的长度方向为向右偏转的角度，和与此相反的、为向左偏转的角度的两种场合。对于这两种场合，在本说明书中将向右偏转时的角度定义为+，将向左偏转时的角度定义为-。因此，对于向右偏转的场合，定向偏转角c的范围在+5°以上至+25°以下，对于向左偏转的场合，定向偏转角c的范围在-5°以上至-25°以下。

下面说明作为该实例的变形实施例的、如图3(b)所示的结构构成方式。如图3(b)所示的结构构成的特征在于，首先，在如图3(a)所示的结构构成中，当无电场施加时，按使靠近上侧基板40的液晶分子46沿平行于方向A(线形电极12、13的长度方向)定向的方式，对上侧基板40的定向膜实施定向处理，但是在如图3(b)所示的结构构成中，按使靠近上侧基板处的液晶分子46不沿方向A，而是沿相对于方向A具有预定倾斜角度的方向A’定向的方式，对上侧基板处的定向膜实施定向处理。

其次，在如图3(b)所示的结构构成中，靠近下侧基板的液晶分子46与如图3(a)所示的场合相类似，故按沿线形电极12、13的长度方向A具有角度P的定向方式，对下侧基板处的定向膜实施定向处理。

因此在如图3(b)所示的结构构成中，当无电场施加时，靠近下侧基板的液晶分子46具有为角度P的定向方向，而靠近上侧基板的液晶分子46按与方向A’平行的方式定向，所以在这一实例中，如果引入有预偏转角，并列配置在上下基板之间的液晶将以具有预定的预偏转角(F)的方式配置。

而且如图3(a)所示的结构构成，是一个表示预偏转的角度(F)与角度P相等(P=F)的实例，而如图3(b)所示的结构构成，是一个表示预偏转的角度(F)与角度P不相等(P≠F)的实例。

在这儿，对于具有图3(b)所示的结构构成的场合，为了便于理解，还用图4示出了上下基板的偏振光轴方向和定向膜的定向方向及定向偏转角和预偏转角之间的关系。

正如图4所示，下侧基板41的定向膜的定向方向，为相对于线形电极12、13的长度方向A具有为角度P的交叉方向，叠层设置在下侧基板41处的偏振光板的偏振光轴方向，为与相对于线形电极12、13的长度方向A的法线方向(由线形电极产生的电场的方向)具有角度P的、向图4中的左侧方向倾斜的角度。上侧基板40的定向膜的定向方向，为相对于与前述的下侧基板的定向方向相平行的方向具有预偏转角F的交叉方向，而且上基板侧的偏振光板的偏振光轴方向与该定向方向为相同的方向。

这些实例与前述的实例相类似，即靠近下侧基板41的液晶分子46的角度P分为+的场合和-的场合，对于这些场合，其范围与前述的实例相类似，亦为+5°以上至+25°以下的范围或为-5°以下至-25°以上的范围。而且预偏转角在为图3所示的向右偏转的场合，位于由0°以上至15°以下的范围时更好些，而对于向左偏转的场合，位于由-15°以上至0°以下的范围时更好些。

不言而喻，如果将具有前述结构构成的液晶显示元件的上下基板40、41的上下关系逆转，也是可以的。

图5和图6示出了适用于根据本发明构造的液晶显示元件的液晶驱动电路板的一个实例，其中图5为表示配线电路的主要部分的平面图，图6为表示其剖面构造的示意图。

对于这一实例中的结构构成，是在由玻璃等等构成的透明基板140上，形成有呈矩阵状的若干个门板配线141和信号配线142，在由门极配线141和信号配线142围起来的区域中，配置有梳刃形的电极143和电极144。在这一实例中，前述的电极143形成为梳刃形，并与和门极配线141相邻接的、平行配置的基线部146相连接，而门极配线141位于与信号配线142邻接、且平行配置的两根线形电极145的基端部侧。线性电极144由位于前述的两根线形电极145的中间部的、与其平行设置的线形电极147，与连接着线形电极147的基端部侧的门极配线141平行配置的基线部148，以及与连接着线形电板147前端部的门板配线141相邻接的线性电容生成部149构成，而且电容生成部149通过下述的绝缘膜153，利用重叠方式形成在前述的基线部146的上方。在前述门板配线141中的靠近信号配线142的部分处，还设置有开关元件150。

这一电路部分的实际叠层构造方式如图6所示，即在透明的基板140上设置呈岛形的遮光膜152，其上再通过绝缘膜153形成半导体膜154，在半导体膜154的中央部分上再通过绝缘部155形成门极电极156，在绝缘部155的两侧形成硅化物层157、157，并在这些硅化物层157、157上设置分别与其接触的源极电极158和漏极电极159，最后形成盖覆着它们的绝缘膜160，以形成顶栅结构。在这儿，前述的门板电极156可利用门极配线141的一部分形成。而且前述的线形电极145...可与遮光膜152形成在基板140上的同一面上，并设置盖覆着它们的绝缘膜153，同时在该绝缘膜153上形成线形电极147，并使线形电极147的基线部148与漏极电极159相连接。前述的线形电极145、147可由ITO(铟锡氧化物)型透明导电层，或由金属导电层构成，而遮光膜152由遮光导电性的金属膜构成。

下面对将图5和图6所示的结构应用于根据图1和图2构成的、前面说明过的液晶显示元件而构成的液晶显示装置进行说明。将如图1所示的下侧基板41作为如图11所示的基板140所构成的前述回路，组装在液晶显示元件处，同时在该基板140的上方通过液晶层，设置其结构构成与具有如图1和图2所示的结构构成的、相对侧的基板40相同的基板139，从而构成液晶显示装置。

而且在实际上，在基板140的绝缘膜160上还形成有定向膜，并对该定向膜实施如图1所示的方向E的定向处理，在基板139的液晶层侧的面上亦形成有定向膜，并对该定向膜实施为方向A的定向处理。

在具有前述结构构成的回路中，可以通过开关元件150的动作对是否向线形电极145、147之间施加电压实施切换。

因此，当使开关元件150动作而在线形电极145、147之间施加有电压时，将沿如图2所示的方向D施加有电场，从而与如图2所示的场合相类似，液晶分子46在上下基板之间呈偏转状态(亮状态)。通过在线形电极145、147之间不施加有电压的方式，可使液晶分子46...与如图1所示的场合相类似，处于与基板相平行的、角度为P的旋转状态(暗状态)。

因此，可以用如图5和图6所示的回路，对如图1和图2所示的液晶分子46...实施定向控制，通过由图6所示的基板140的下侧引导入背景光线的方式，便可以用该背景光线将液晶分子的定向控制状态由暗状态切换至亮状态。而且当开关元件150导通时，利用由门极电极156产生的电场，还可以在绝缘部155的下方侧的半导体膜154的一部分上产生电子和空穴，从而使该部分形成为通道部，所生成的电子将移动到该通道部而形成导通。

而且无论是施加电场还是不施加电场，一般说来液晶分子46均是与基板平行配置的，由于它仅仅产生旋转状态的变化，故可以实施高速应答，并可以减小对视角的依赖性。

而且由于线形电板145、147由透明电极构成，所以对于常黑型的显示形式，当对线形电极145、147施加有电压时，线形电极145、147上的液晶分子46...将如图16所示的场合那样，呈立起状态。由于这一部分多少会使背景光的光线通过，而处于亮状态，所以在线形电板145、147的上方部分也可用于显示，这样便可以提高液晶显示元件的数值孔径。

对于在线形电极145、147上未施加有电压的状态，显示处于暗状态，所以线形电极145、147上的液晶状态对于暗状态形式的显示，并不会产生不利影响。【实施例】

取两枚厚度为1.1mm的、表面研磨过的透明玻璃基板作为基板，在这两个基板中的一个基板上形成具有如图5和图6所示的梳刃形的线形电极的薄膜晶体管回路，再在其上形成聚亚胺定向膜，在另一个基板上也形成有聚亚胺型的定向膜，通过分别对定向膜进行摩擦处理的方式，实施液晶定向用的定向处理。通过形成间隔用的部件，使两枚透明基板呈彼此相距预定间隙且相对配置的状态，并向基板之间注入液晶，用密封材料进行粘合，进而组装成液晶单元。

对各基板进行定向处理的方向与如图1所示的构成实例相类似，即取形成有梳刃形电极的一侧基板为下侧基板，以相对于该下侧基板的线形电极的长度方向为+10°的方式，使下侧基板上的定向膜定向，同时将上侧基板上的定向膜类似的取为+10°的方向(同性方向)，并将两个基板结合起来。封入至基板之间的液晶为介电常数Δε为7.3的向列液晶，这种场合的Δnd值为0.4μm。

而且线形电极的宽度为5μm，线形电极之间的间隔为12μm，线形电极的构成材料为ITO。

在前述结构构成中，角度P为+10°，预偏转的角度为0°。在上下基板的外侧还分别配置有偏振光板。

对于具有前述结构构成的液晶显示装置，进行等对比度曲线测定的测定结果如图7所示。附在图中纵轴和横轴上的标志10、20、30、40和50分别代表着与显示面的法线方向间的倾斜角度，(0)、(90)、(-90)和(180)分别代表着显示面上的方位。

由图7所示的结果可知，根据本发明构造的液晶显示装置的对比度为40(CR40)以上或50(CR50)以上的区域，在上下左右方向均为50°以上。而且对这一实例测定与视角的依赖关系时可知，如果装置的上下左右方向上的50°为测定极限值，在测定时分别测定30、20、10的等对比度曲线，则可以在50°以内的范围中描绘出这些等对比度曲线。这样便可以由图中看出，如果采用前述的结构构成方式，对比度为30的等对比度曲线出现在超过视角为50°的区域中，因此若采用前述的结构构成，可以获得比过去大得多的视角。

图8示出了求解根据本发明构造的液晶显示装置中的透射率和Δnd之间关系的结果。

所采用的液晶显示装置的线形电极的电极宽度为5μm，电极间隔均为20μm，并使用相同的液晶。

由图中的关系曲线可知，如果采用本发明的结构构成方式，即使Δnd多少有些变化，也可以获得比较高的透射率，而且所获得的透射率自身亦非常良好。因此当采用根据本发明给出的结构构成时，还可以获得下述的特点，即可以扩大可使用的上下基板间隔(单元间隔)的范围，而且可以减少由基板间隔变化所产生的透射率的变化。

图9示出了透射率与驱动电压之间的依赖关系的一个测定结果，其测定条件为采用前述实例中的结构构成形式，对于用ITO形成线形电极和用Cr形成金属电极的场合，对电极间隔/电极宽度的关系分别为12(μm)/5(μm)、14/3、20/5时，分别测定其透射率和驱动电压间的依赖关系。

由这一结果可知，对于常黑型的显示形式，从透射率的角度看，采用ITO电极要比采用金属电板更有利一些。而且当电极宽度保持一定时，电极间隔比较窄时的驱动电压比较低。

图10示出了透射率与驱动电压之间关系的另一测定结果，其测定条件为电极间隔设定为20μm，电极宽度设定为5μm，预偏转角设定为0°，在定向偏转角分别设定为0°、5°、10°、15°、20°、25°时分别测定其透射率和驱动电压间的依赖关系。在这一实例中，在上侧基板和下侧基板上的各自的定向膜中的液晶分子，呈沿液晶层的厚度方向略微有些倾斜的直立方向，故定向膜处的具有倾斜面的、形成为凹凸的液晶分子的预倾斜角为1°。

由该图所示的结果可知，如果预偏转角为0°，角度P亦为0°，其驱动电压要比角度P在+5°以上至+25°以下的范围内时的场合高。由此可知，为了能减小驱动电压，最好使角度P位于由+5°以上至+25°以下的范围内。

作为一种显示装置，其具有最大透射率时的驱动电压越低越好，所以在角度P位于前述的5°以上至25°以下的范围内时，比较具有图10所示的最大透射率时的驱动电压可知，它位于10°以上至20°以下的范围内时则更好些。

而且在本发明中，角度P为如图3所示的液晶分子的长轴方向与线形电极的长度方向所成的角度，由于在图3中的向右偏转的、为+的场合与向左偏转的、为一的场合是等价的，所以如图10所示的关系曲线，对于定向偏转角为一的场合是完全相同的。

图11示出了如图10所示的透射率中的透射率为10％时的驱动电压(V_th)与角度P之间的关系曲线，以及所求出的透射率为90％和透射率为10％时的比率γ’(γ’=V₉₀/V₁₀)的值。由图中可知，角度P的值比较高时的驱动电压比较低，而且角度P的值比较高时γ的值也比较高，这对于灰度等级显示是比较有利的。由图11所示的结果还可知，定向偏转角的值位于由5°以上至25°以下的范围内，或位于由10°以上至20°以下的范围内时，驱动电压(V_th)与γ’间的平衡比较好，或为更好。

图12示出了对驱动电压相对于透射率的依赖关系的另一测定结果，其测定条件为，对于预偏转角为0°且定向偏转角为10°的场合，对电极间隔/电极宽度的值分别为10(μm)/3(μm)、15/4、20/5、25/5时分别测定其透射率和驱动电压间的依赖关系。

由图中所示的结果可知，随着电极间隔的变窄，驱动电压将下降，而且通过调节电极间隔/电极宽度的值的方式，可以在最大透射率的区域内，方便的在5～10V的范围中对驱动电压进行调节。

下面对本发明的其他实施例进行说明。

该实施例的定向处理方向与前述实施例不同。各基板的定向处理方向与图3(a)所示的构成实例相类似，即取形成有梳刃形电极的一侧基板为下侧基板，按相对于下侧基板上的线形电极的长度方向为+5°或+10°的方式，确定下侧基板的定向膜的定向方向，上侧基板的定向膜可以取+10°的方向(同性方向)、+5°的方向，或是为作为线形电极长度方向的0°方向，并结合两个基板。封入至基板之间的液晶和Δnd的值均与前述实施例相同。

而且线形电极的宽度为5μm，线形电极间的间隔为20μm，线形电极的构成材料为ITO。

然后将准备好的两枚偏振光板按如图4所示的关系，配置在上下基板的表面侧和里面侧。对于这种场合，角度P可以为+5°或+10°，预偏转角的角度可以为0°、+5°或+10°。

图13示出了对透射率与驱动电压之间的依赖关系的另一测定结果，其测定条件为，电极间隔设定为20μm，电板宽度设定为5μm，当预偏转角分别设定为0°、+5°或+10°，定向偏转角分别设定为+5°或+10°时测定其透射率与驱动电压之间的依赖关系。而且在这一实例中，在上侧基板和下侧基板上的定向膜中的液晶分子，呈沿液晶层的厚度方向略微有些倾斜的直立方向，故定向膜处的具有倾斜面的、大多形成有凹凸的液晶分子的预倾斜角为1°。

由图中所示的结果可知，即使具有预偏转角，也可以获得与前述实施例相同的结果。

如上所述，如果采用本发明所述的结构构成，在线形电板周围的广大范围内均可以获得均匀的高透射率，而且当采用ITO作为电极材料时，在电极部也会多少有些光通过，所以还可以增加光的利用效率。

如果采用如上所述的本发明，可以实现一种具有高视角特性的，可以获得更高的透射率的，而且即使当线形电极间的间隔比较窄时，也可以用低电压实施驱动的液晶显示元件。

Claims (4)

1．一种液晶显示元件，它包括有分别设置有定向膜的、使定向膜彼此相对配置的一对基板；配置在这两个基板之间的、由向列液晶构成的液晶层；以及设置在前述一个基板上的前述定向膜之下的、按由5μm以上至20μm以下的间隔彼此平行设置在前述一个基板上的若干个线形电极；其特征在于：

前述的若干个线形电极，以可使沿前述液晶层的厚度方向设置的若干个液晶分子中的靠近配置有前述线形电极的基板一侧的液晶分子的长轴，当施加有电压时朝向产生在前述若干个邻接线形电极之间的电场方向的方式形成；在设置有前述的若干个线形电极的一个基板上的定向膜，按使构成前述液晶层的若干个液晶分子中的靠近设置有前述线形电极的基板一侧的液晶分子的长轴，相对于与基板相平行的平面内的前述若干个线形电极，在未施加有电压时与这些线形电极的长度方向呈5°以上至25°以下的角度范围的相交叉的方式定向形成；在前述的另一个基板上的定向膜，以在未施加有电压时由线形电极侧的前述的液晶分子的长轴方向，向前述的线形电极伸延方向呈15°以内的角度的方式，向靠近该另一个基板侧的液晶分子的长轴倾斜而使该液晶分子定向的方式形成；而且当前述的液晶层的厚度为d，该液晶层的各向异性折射率为Δn时，Δnd的值取在0.28以上至0.45以下的范围内。

2．如权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于靠近前述的另一个基板侧的液晶分子的长轴，按由线形电极侧的液晶分子的长轴方向向前述的线形电极伸延方向位于5°以上至10°以下的角度范围的方式，以倾斜靠近该另一个基板侧的液晶分子的长轴而使该液晶分子定向的方式形成。

3．如权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于前述的Δnd值位于由0.34以上至0.38以下的范围内。

4．如权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于前述的线形电极由平行设置的第一线形电极，和与第一线形电极彼此交叉设置的若干个第二线形电极构成，且第二线形电极用于与这些第一线形电极相平行的、与各第一线形电极相对应的各对应电极一并产生电位。

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