JPH06148642A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示素子のもつ狭い視角特性と、方向に
よって異なる限定されたコントラスト比による低視認性
を改善する。 【構成】 それぞれ電極を有する２枚の基板１３ａ、１
３ｂ間に液晶層１３ｅを挟持した駆動用液晶セル１３と
この液晶セルを透過する光路ｚ上に配置された光学異方
素子１２と前記液晶セルおよび光学異方素子を挟む２枚
の偏光板１１、１４とからなる液晶表示素子において、
前記駆動用液晶セル１３はセル中に２種以上の配向領域
１３Ａ、１３Ｂを有し、この配向に対応して前記光学異
方素子が素子面内において２種以上の光学特性をもつ部
分１２Ｌ、１２Ｒを有してなることを特徴とする液晶表
示素子。光学異方素子は液晶または高分子液晶で構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子に係わ
り、特にコントラスト比や階調表示時の視角依存牲を制
御した液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型軽量、低消費電力という大き
な利点をもつ液晶表示素子は、日本語ワードプロセッサ
やデスクトップパーソナルコンピュータ等のパーソナル
ＯＡ機器の表示装置として積極的に用いられている。液
晶表示素子のほとんどは、ねじれネマティック液晶を用
いており、表示方式としては、このなかでもＴＮ形とＳ
ＴＮ形の２つに大別できる。

【０００３】ＴＮ形の液晶表示素子は、９０°ねじれた
分子配列をもち、低電圧で高いコントラスト比を示すこ
とから時計や電卓のディスプレイのみならず、液晶テレ
ビやＯＡ機器のディスプレイなどに幅広く用いられてい
る。特に、液晶テレビやＯＡ機器のディスプレイには、
大表示容量と高速動作が求められるため、各表示画素に
対応する部分に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）やダイオー
ドなどのスイッチング素子を形成したアクティブマトリ
クス方式が適用される。

【０００４】一方、ＳＴＮ形の液晶表示素子は、例えば
２４０°の大きくねじれた分子配列をもち、急峻な電気
光学特性をもつ為、各画素ごとにスイッチング素子が無
くても単純なマトリクス状の電極構造で大容量の表示が
得られる。しかし、複屈折効果を利用しているため、黄
色と濃紺色のいわゆるイエローモード表示や、白色と青
色のいわゆるブルーモード表示（液晶セルの上下の偏光
板の吸収軸の向きにより表示色が異なる）となり、白黒
表示が不可能であった。このような表示の色づきを解消
する手段として、逆にねじれた第２の液晶セルを偏光板
と液晶セルの間に配置することによって白黒表示を実現
できることが特公昭６３−５３５２８に開示されてい
る。この白黒化の原理は、液晶分子がねじれ配列とされ
る表示用液晶セルで楕円偏光となった常光成分と異常光
成分の光を、光学補償板である第２の液晶セルによって
相互に入れ替われせ、楕円偏光を直線偏光へと変換され
る。その結果、光の波長ごとに偏光方向が異なることな
く同一の偏光が得られ、白黒表示を実現することができ
る。ここで上述したように楕円偏光の直線偏光への変換
を行うには第２の液晶セルが、電圧を印加する第１の液
晶セルとリタデーション値が、ほぼ同一でかつ、ねじれ
方向が相互間で逆であり、それらの配置は、相互に最近
接する液晶分子の配向方位が直交するように構成する。

【０００５】しかし、これらＳＴＮ形やＴＮ形の液晶表
示素子は、見る角度や方位によって表示色やコントラス
ト比が変化するといった視角依存性をもち、カラー受像
管ＣＲＴの表示性能を完全に越えるまでにはいたらな
い。例えばＴＮ形の液晶表示素子の視角特性は、図２に
示す様な特性をもつ。図２は、等コントラスト特性と呼
ばれ、液晶表示素子の視角特性を示す際に良く用いられ
る。液晶表示素子を観察する点を図３に示す様に方位角
Φ、視角θと定義し、観測する方位Φを変化したとき、
等しいコントラスト比を示す視角θを図２の様に極座標
系で示す。理想的な液晶表示素子としては、どの方位角
においても視角が大きいことが望まれる。図２の測定結
果にも見られるように、９０°、２１０°、３３０°方
位で視角が大きく、４５°、１３５°、２７０°方位で
視角が小さい。この例のように液晶表示素子は、見る角
度を変化すると同一なコントラスト比が得られず、視角
・方位によってコントラスト比が大きく変化する。

【０００６】一方、誘電異方性が負のネマティック液晶
を垂直配向させた液晶セルを偏光板で挟んだ構造の液晶
表示素子について、液晶セルと偏光板の間にコレステリ
ック液晶を挟み視野角を改善する試みが特開平３−６７
２１９号公報に記されている。しかし、この場合、誘電
異方性が負のネマティック液晶を垂直配向させた液晶セ
ルは、配向技術の問題や液晶材料の応答速度の問題、あ
るいは液晶の比対抗が余り高くならないためアクティブ
マトリクス駆動液晶表示に用いるのは適さなく、ネマテ
ィク液晶としては前述のＴＮ形やＳＴＮ形が望ましい。
本技術は、実用的に問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】現在、液晶表示素子は
ＣＲＴのようにどこからみてもほぼ均一なコントラスト
比を示すといった特性ではなく、見る角度・方位によっ
てコントラスト比が大きく変化する。すなわち、液晶表
示素子には視角特性が存在し、それゆえ液晶表示素子
は、視角特性が狭くてコントラスト比は限定された方向
のみが良く、それ以外は表示の視認性が著しく劣ってい
た。本発明は上記不都合を解決するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、課題を解決す
る手段として、それぞれ電極を有する２枚の基板間に液
晶層を挟持した液晶セルと液晶セルとこの液晶セルを透
過する光路上に配置された光学異方素子と前記液晶セル
および光学異方素子を挟む２枚の偏光板とからなる液晶
表示素子において、前記液晶セルはセル中に２種以上の
配向領域を有し、この配向に対応して前記光学異方素子
が素子面内において２種以上の光学特性をもつ部分を有
してなることを特徴とする液晶表示素子を得るものであ
る。

【０００９】また、光学異方素子は、高分子液晶および
液晶からなっても良い。

【００１０】

【作用】本発明は、上記目的を達成するものであり、以
下その達成原理および手法について説明する。図４は、
従来例のノーマリーオープン形のＴＮ形の液晶表示素子
（以下ＴＮ形液晶表示素子）の階調表示時の視角特性を
示したものである。表示面法線から左右の方向に０°か
ら６０°まで傾いた時（表示面法線からの傾き角を以下
視角と称する）の透過率が示されている。図中の１から
８までの数字は、階調表示時の各階調レベルを示し、正
面（視角０°）において透過率が高い順に番号づけされ
ている。この場合、８レベルの階調表示時の視角特性が
示されている。最低限、１から８レベルまで透過率の順
位が正面の時と同一であることが望まれる。この図を見
ると、左右の方位共に視角約３０°以上で階調順位が変
化してしまっている。

【００１１】一方、上下方位の階調表示時の視角特性を
示したものが図５である。上方位の特性が極端に悪く、
視角１０°以上で階調順位が変化し、２から８レベルま
での階調レベルの透過率が著しく低下している。逆に下
方位の特性は、透過率の上昇は見られるが、上方位の場
合の様に階調順位が著しく変化することなく、階調順位
の変化は少ない。これらの原因は、液晶セル内の分子配
列にある。液晶セル内に電圧が印加されると、液晶セル
内の液晶分子は基板に対し傾く。

【００１２】図６は液晶セルに電源１５から電圧を印加
したときの液晶セルの断面を模式的に示した図である。
１６は液晶分子を表し、印加された電圧により液晶分子
１６は基板１３ａまたは１３ｂに対して傾き、液晶セル
の厚さ方向に連続的に広がった配列となる。ＴＮ型液晶
表示素子では旋光性の大小を制御して光の透過／遮断を
行うが、光が液晶セルを透過する際に、液晶分子長軸と
光線とが平行になるほど旋光性が消失し透過光が減少す
る。図のＡ点の観測点でも、Ａ´点の観測点でも光線と
液晶分子とが平行になり透過光が得られない。一方、逆
の方位であるＢ点の方位では多少視角を変化しても光線
は液晶分子と平行とはならずある程度透過光が得られ
る。このように、液晶表示素子には旋光性が消失しやす
い方位が存在し、先ほど示した図５の上方位が、これに
相当する。

【００１３】階調表示時の視角特性を改善するには、視
角を変化しても旋光性が消失しにくい液晶分子配列部
分、例えば図７に示すような配列領域１３Ａと対象な配
列領域１３Ｂを表示画素中に付加すれば、表示性能の向
上が期待できる。

【００１４】図８は、電圧印加時に液晶分子が傾く方向
が互いに逆になるような２種類の配向領域が１：１の割
合で画素内にもつ液晶表示素子の上下方位の８レベルの
階調表示時の視角特性である。視角が大きくなっても階
調順位はあまり変化しない。しかし３レベル以上の輝度
は視角の増大に伴い増加してしまい、例えば、３レベル
以上の階調を用いたカラー表示をした場合、視角を変化
すると色調が大きく変化してしまう。このように、表示
画素中の配向を複数の配向部分で構成すると、階調表示
の順位の視角依存性は改善されるけれども、正面方向で
観測されるような本来の設定値が得られず、表示色の変
化をもたらす。

【００１５】このような液晶セルの表示画素中の配向の
多種化は、図７の例に示した様に一画素中に液晶分子の
傾き方向が異なる配向を多数作製する方法の他に、一画
素中に基板と液晶分子との境界付近での液晶分子の傾き
角（プレチルト角）が異なる配向膜を設けこれにより１
種以上の配向部を作製する方法、配向の種類は同一であ
るが電極にコンデンサを設け一画素中に印加される電圧
が画素内で異なるようにして異種の配列をもたせる方法
などがあるが、何れの方法も視角の変化による液晶層の
リタデーション値の変化は避けられない。本発明は、何
れの方法による一画素内多配向液晶セルに適用できるも
のである。

【００１６】視角の変化による透過率の変化を抑えるに
は、以下の方法により可能となる。以下この原理につい
て説明する。

【００１７】図９に例として、垂直配列状態の液晶セル
を３次元の屈折率楕円体９で表す。ｚ軸は液晶セルの厚
み方向で、ｘｙ面は液晶セルの基板面に相当する。複屈
折現象は、この屈折率楕円体９の中心点をある方向から
みた時の観測点と、屈折率楕円体９の中心点とを結ぶ線
の屈折率楕円体９の中心点上の法線面が、屈折率楕円体
９を切断した時に形成される楕円状の切断面の形状（こ
こでは、２次元面内の屈折率体と呼ぶ）により示され
る。この２次元面内の屈折率体の長軸と短軸の長さの差
が、常光と異常光の位相差に相当し、液晶セルを挟む偏
光板の透過軸が互いに直交していれば、その位相差が零
のとき液晶セルの透過光は遮断され、位相差が零ではな
いときにはその位相差と入射角の波長に応じた透過光が
生じる。液晶セルの基板面に垂直に光が入射した場合
（すなわち液晶セルを真正面から見たとき）には、２次
元面内の屈折率体(9.4) は円となり、常光と異常光の位
相差は零となるが、液晶セルの基板面から傾いた方向
(9.1) より光が入射した場合、屈折率体(9.5) は楕円と
なり、常光と異常光の位相差が生じ、真正面方向と斜め
方向では液晶セルを透過する光の偏光状態は異なる。

【００１８】図９の屈折率楕円体９を見る角度、すなわ
ち視角(9.3) を大きくしていくと視軸(9.1) の２次元面
内の屈折率体(9.5) はｎ91の長さ方向に大きくなり、視
軸(9.1) の方向から見た時より大きい透過光が観測され
る。理想的には、どの方位でも視角を変化したとき、２
次元面内の屈折率体の形状が変化しないことが望まし
い。

【００１９】このような光学的な補償は、図１０に示す
ような円盤上の屈折率楕円体９ｃを図９の屈折率楕円体
９を通過する光路上に配置する（例えば液晶セルの上あ
るいは下に隣接して配置する）ことにより実現できる。
こうすると、視角(9.3) を大きくしていったとき、屈折
率楕円体９の２次元面内の屈折率体(9.5) がｎ91の長さ
方向に大きくなるのに対して、ｎ92の長さ方向の屈折率
が大きくなり、その結果、合成された２次元面内の屈折
率体は円になり、屈折率楕円体９を光学的に補償するこ
とができ、視角特性が向上する。

【００２０】実際には図１０に示すような屈折率楕円体
９ｃは、厚み方向に負の光学異方性を示す（厚み方向の
屈折率が面方向の屈折率より小さい）材質のフィルム
や、この性質の材質のフィルムの光軸を、厚み方向から
ずらした２軸性の光学異方性を示すフィルムや、光軸が
連続的にねじれた配列をした光学異方性物質層からなる
光学異方素子で実現できる。液晶表示素子の階調表示時
の視角特性をより望ましい特性にするには、これら光学
異方素子を組み合わせて用い、一画素内多配向液晶セル
中の異なる視角特性を持つ１つ１つの配向部を、それぞ
れに適した光学特性を持つ光学異方素子で正確に光学補
償することで実現できる。

【００２１】一般に、液晶セルは、液晶セルに印加する
電圧によって可視の波長領域の光（一般には３８０ｎｍ
から７５０ｎｍまでの領域）の偏光方向を積極的に変化
させて表示している。一方、光学補償用の光学異方素子
の場合、光学異方性物質層の光軸が連続的にねじれてい
る為、光学異方素子の光学条件によっては旋光性が生じ
ることがある。ここで旋光性とは、光が媒質中を進行す
るに従ってその光の振動方向が、進行方向を軸として左
または右に旋回する性質のことを示す。光軸が連続的に
ねじれた光学異方素子のリタデーション値を一定とした
時、光軸のねじれピッチが長い場合、光はその光軸のね
じれに従ってその偏光面を回転させるが、光軸のねじれ
ピッチが短い場合、光はその光軸のねじれに追従できな
くなり、旋光現象は起きない。光学異方素子の旋光性が
大きいと、素子を透過する光の偏光面を変化させてしま
いその結果、コントラスト比を減少させてしまったり、
場合によっては光の波長により偏光面が種々変化し、光
学異方素子を透過した光が着色するなどの問題が生じ
る。従って、少なくとも光学異方素子の可視光に対する
旋光性は、駆動用液晶セルの可視光に対する旋光性に比
べて小さくなるようにすることが必要である。

【００２２】ところで、ねじれのピッチの長さｐと屈折
率ｎとの積ｎ×ｐの値が、可視の波長範囲（条件によっ
て異なり、短波長端は３６０ｎｍから４００ｎｍ、長波
長端は７６０ｎｍから８３０ｎｍの範囲）にあると、選
択散乱を生じる（J.L.Fergason ; Molecular Crystals.
1. 293(1966) 参照）。選択散乱が生じると光学異方素
子の着色現象が生じ表示色が変化する。従って、光学異
方素子を形成する光学異方性物質層の平均屈折率ｎと、
光軸のねじれピッチｐとの積ｎ×ｐが可視の波長範囲か
ら除くようにすると着色現象が防止できる。但し、光学
異方素子の選択反射を利用してカラー表示を行う場合に
おいては、この限りではない。

【００２３】以上、本発明における視角拡大、あるいは
視角制御の原理を概念的に説明したが、その際説明した
しきい値電圧以上の電圧が印加された駆動用液晶セルの
屈折率楕円体は、図９に示したような簡単な楕円体形で
はない。実際に、ＴＮ方式の駆動用液晶セルに暗状態が
得られる値の電圧を印加した時の液晶セル中の分子配列
状態を計算してみると、図１１に示す様になる。図１１
中のＴI 及びＴW はそれぞれチルト（傾き）角及びツイ
スト（ねじれ）角で、チルト角とは、図１２に示すよう
に、液晶セルの表示面をｘｙ面としたとき、ｘｙ面に対
する液晶分子ＬC の長軸ＬCAの傾き角を示し、ツイスト
角とは、液晶分子ＬCAをｚ軸からｘｙ面へ投射した軸と
ｘ軸とのなす角度を示す。

【００２４】電圧が印加された状態では、液晶セルの中
央付近では液晶分子が９０°近く傾くが、上下の基板表
面付近では、基板表面の配向規制力の影響を受けて液晶
分子はあまり傾かない。また、ツイスト角はＳの字型の
分布となる。この計算結果から明らかなように、電圧を
印加した時の液晶層の分子配列は、完全な垂直配列状態
とはならない。従って、ねじれ配列を持つ液晶セルに電
圧を印加した場合、液晶セルの屈折率楕円体は、図９に
示したような単純な形状ではなく、液晶セルの中央付近
の液晶分子の傾きや、基板表面付近のねじれ配列部の影
響を受け図９を変形させた形状となる。従って、ＴＮ方
式やＳＴ方式の駆動用液晶セルに用いる光学補償用の屈
折率楕円は、駆動用液晶セルの屈折率楕円に適合させ、
図１０の様な完全な円盤形ではなく多少変形させた複雑
な形状であることが望ましい。

【００２５】また、光学異方素子は、高分子フィルムを
延伸することにより光学異方性を生じさせた位相差（リ
タデーション）フィルムを積層したものや、ねじれ配列
させた液晶セル、ならびに高分子液晶をねじれ配列させ
た薄膜により実現できる。この場合、例えば駆動用液晶
セルの基板の少なくともどちらか一方にこの高分子層を
塗布することにより得られ、製造上容易となりより望ま
しい液晶表示素子が得られる。例えばポリシロキサン主
鎖とし、側鎖にビフェニルベンゾエートとコレステリル
基を適当な比で有した様な高分子共重合体などを用いる
ことなどができる。

【００２６】さらに、より良好な補償を行うには液晶セ
ルのそれぞれの配向部分の光路上に、それぞれの配向部
に適合した光学異方素子を配置することにより所望な特
性を得ることも可能である。

【００２７】

【実施例】以下本発明の液晶表示素子の実施例を詳細に
説明する。

【００２８】（実施例１）図１に本実施例における液晶
表示素子の断面図を示す。液晶表示素子１０は素子を透
過する光の光路ｚ上に２枚の偏光板１１、１４(LLc2-92
-18:SANRITZ 社製) と、これらの間に視角補償用の光学
異方素子としての液晶セル１２、と駆動用液晶セル１３
とを挟む構成を有している。偏光板１１は透明基板１１
ｂの内側に偏光膜１１ａを付けたものであり、偏光板１
４も同様に透明基板１４ｂに偏光膜１４ａをつけて形成
される。

【００２９】駆動用液晶セル１３は視角補償用高分子液
晶１２と偏光板１４間に配置される。上側基板１３ａと
下側基板１３ｂとはそれぞれ透明電極１３ｃ、１３ｄが
形成され、駆動電源１５に接続される。これらの間に傾
き方向が異なる２種の配向領域１３Ａ及び１３Ｂ（図１
３参照）が画素中に後に述べる構成で等比率で設けら
れ、ねじれネマティック液晶（ZLI-4827(E.Merck社製)
にカイラル剤S811(E.Merck社製) を混入した液晶組成
物）液晶層１３ｅがねじれ角が９０°で導入され、上側
基板１３ａから下側基板１３ｂへと反時計回り（左ねじ
れ）にねじれ、駆動電源１５から印加電圧に応じて状態
を変化する。

【００３０】図１３は、液晶層１３ｅの構成を示す図
で、ストライプ状に２種類の配向領域１３Ａと１３Ｂと
が形成される。各画素は方形でなり非画素領域１２Ｂで
囲まれている。配向領域１３Ａおよび１３Ｂは、透明電
極１３ｃ、１３ｄ上に形成された配向膜を配向処理（ラ
ビング）することで形成され、その領域の制御は、ラビ
ング方向を１３Ａと１３Ｂの領域とで互いに逆となるよ
うにすることにより実現された。液晶層の厚みは５．５
μｍである。

【００３１】１３Ａの配向領域は、電圧印加時に図中の
矢印Ａの方向に液晶分子が起き上がり、１３Ｂの配向領
域は、電圧印加時に図中の矢印Ｂの方向に液晶分子が起
き上がる配向である。なお、図中のＲＡおよびＲＢは、
基板上での１３Ａおよび１３Ｂの領域のラビング方向で
ある。この結果、図１５に示すように、駆動用液晶セル
１３の各画素ｐは非画素領域１２Ｂに囲まれた方形領域
に本実施例では８×８個の微細配向領域１３Ｌと１３Ｒ
とが交互に隣接して形成される。

【００３２】光学異方素子として視角補償用高分子液晶
１２は、駆動用液晶セル１３の基板１３ａの偏光板１１
側の面上に、ポリシロキサン主鎖とし、側鎖がビフェニ
ルベンゾエートとコレステリル基からなる複屈折率異方
性△ｎが０．２の高分子重合体液晶を厚み０．２５μｍ
で形成される。視角補償用高分子液晶１２は、１２Ｌ、
１２Ｒ、１２Ｂの３種類の配向領域すなわち異なる光学
特性をもつ部分からなり、図１３に対応された図１４に
示されるように縦８行、横８列に分割され互いにこれら
配向領域１２Ｌと１２Ｒとが隣接した構成で形成され
る。配向領域１２Ｌは、左回りの配列でねじれ角が５
２．５°、螺旋ピッチは１．７１μｍである。配向領域
１２Ｒは、右回りの配列でねじれ角が５２．５°、螺旋
ピッチは１．７１μｍである。ただし、図中の方形でな
る画素を囲む符号１２Ｂで示す領域は非画素領域であ
り、右回りでねじれ角が９０°でこの配列部分が暗状態
となり、ブラックマトリクスを形成する。

【００３３】以上の構成で上側基板１３ａが画素電極と
ＴＦＴ素子、下側基板１３ｂが共通透明電極と各画素ご
とに赤、緑、青の三原色からなるカラーフィルターから
なる基板を用いてＴＦＴ駆動液晶表示素子を作成した。
フルカラーを行うため表示色に応じた階調信号電圧を各
表示画素に印加し、表示色の視角変化を観測したところ
上下左右ともに視角３５°まで表示色が変化しない良好
な表示が得られた。

【００３４】（比較例）実施例１において、視角補償用
液晶セル１２を配置しない構成のＴＦＴ駆動液晶表示素
子を作成し、実施例１と同様な視感評価を行ったとこ
ろ、左右方位は視角約３０°まで良好な階調表示性が観
測されたが、上下の方位では視角を正面から少し変化さ
せただけで白っぽくなり、実用上問題となった。

【００３５】（実施例２）図１６に本実施例における液
晶表示素子の断面図を示す。液晶表示素子２０は２枚の
偏光板（LLC2-92-18、サンリッツ社製）２１、２４で駆
動用液晶セル２３を挟む構成を有する。駆動用液晶セル
２３は、カラーフィルターを有する上側基板２３ａと、
ＴＦＴ素子を有する下側基板２３ｂで液晶層２３ｅを挟
む構造である。

【００３６】上側基板２３ａは、ガラス板２３Ｆに設け
た赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色からなるカラーフィルター上
にＩＴＯからなる透明電極２３Ｃが設けられ、さらにそ
の上に配向膜２４Ａと配向膜２４Ｃが形成される。下側
基板２３ｂは、ガラス２３Ｆ上にＴＦＴ素子と電気的に
接続された透明電極２３ｄが形成され、その上に配向膜
２４Ｂが形成される。配向膜２４Ｂ上には、側鎖がビフ
ェニルベンゾエートとコレステリル基からなる複屈折異
方性Δｎが０．２の高分子重合体液晶２２が形成され
る。なお、上側基板２３ａにおける符号２２Ｂの部分は
ブラックマトリクスを示す。

【００３７】図１７は液晶表示素子の一部平面図であ
る。図中の点線の矢印３０は、下側基板２３ｂの配向膜
２４Ｂのラビング方向を示し、これにより高分子重合体
液晶２２が配向される。上側基板２３ａのラビングは、
これと平行で向きは逆である。高分子重合体液晶２２
は、露光により２２Ｒと２２Ｌの部分からなりそれらは
ねじれ方向が互いに逆で２２Ｒは右ねじれ、２２Ｌは左
ねじれである。これら高分子重合体液晶２２は、ねじれ
角が９０°で液晶２３ｅと接する側は図の実線の矢印３
１に沿って配列する。

【００３８】これら上下のガラス基板２３Ａ、２３Ｂ間
にねじれネマティック液晶（（ZLI-4287、イー、メルク
社製）に左ねじれのカイラル剤（S811、イー、メルク社
製）を混入したもの）がねじれ角９０°で導入され液晶
層２３ｅを形成する。本実施例の場合、用いた上下の基
板の配向膜２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃはそれぞれプレチル
ト角が異なり、順に１°、４°、６°である。このよう
な組合わせにすると、２３Ｌと２３Ｕの２種類の配向領
域ができ、これらは電圧印加により液晶分子が傾く方向
が正反対となる。液晶層の厚みは５．５μｍである。

【００３９】以上の構成からなるＴＦＴ駆動液晶表示素
子を作成し、カラー表示を行うため表示色に応じた信号
電圧を各画素電極に印加し、表示色に視角変化を観測し
たところ上下左右ともに視角３８°まで表示色が変化し
ない良好な表示が得られた。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示素子の視角特
性が改善され、視認性にすぐれる高品位表示の液晶表示
素子を提供することができる。

【００４１】また、本発明をＴＦＴやＭＩＭなどの３端
子、２端子素子を用いたアクティブマトリクス液晶表示
素子に応用しても優れた効果が得られることはいうまで
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の液晶表示素子の一部を示す
断面図。

【図２】従来のＴＮ形液晶表示素子の等コントラスト特
性を説明する図。

【図３】図２の観測点の座標系を説明する図。

【図４】従来のＴＮ形液晶表示素子の左右方位の階調表
示時の透過率の視角依存性を示す図。

【図５】従来のＴＮ形液晶表示素子の上下方位の階調表
示時の透過率の視角依存性を示す図。

【図６】液晶表示素子の視角依存性発生原理を説明する
図。

【図７】液晶表示素子の視角依存性改善原理を説明する
図。

【図８】一画素内に２種の配向領域をもつ液晶表示素子
の上下方位の階調表示時の透過率の視角依存性を示す
図。

【図９】垂直配列した液晶セルの三次元屈折率楕円体を
説明する図。

【図１０】視角補償を行う光学異方素子の屈折率楕円体
を説明する図。

【図１１】しきい値以上の電圧が印加された液晶セルの
分子配列を説明する図。

【図１２】液晶セルの分子配列の座標系を示す図。

【図１３】実施例１の光学異方素子の構成を説明する平
面図。

【図１４】実施例１の駆動用液晶セルの配向を説明する
平面図。

【図１５】実施例１の駆動用液晶セルの画素と液晶分子
配向領域の分布を示す平面図。

【図１６】実施例２の構成を説明する断面図。

【図１７】実施例２の配向を説明する平面図。

【符号の説明】

１１、１４ ・・・偏光板 １２・・・光学異方素子、 １２Ｌ、１２Ｒ・・・配向領域 １３・・・駆動用液晶セル、 １３Ａ、１３Ｂ・・・駆動用液晶セルの配向領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽藤 仁 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ電極を有する２枚の基板間に液
   晶層を挟持した駆動用液晶セルとこの駆動用液晶セルを
   透過する光路上に配置された光学異方素子と前記駆動用
   液晶セルおよび光学異方素子を挟む２枚の偏光板とから
   なる液晶表示素子において、前記駆動用液晶セルはセル
   中に２種以上の配向領域を有し、この配向に対応して前
   記光学異方素子が素子面内において２種以上の光学特性
   をもつ部分を有してなることを特徴とする液晶表示素
   子。
2. 【請求項２】 光学異方素子が高分子液晶または液晶か
   らなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。