CN101263416B - 液晶显示元件 - Google Patents

Abstract

在本发明的液晶显示元件的一对基板中，仅有其中一个基板的取向膜的表面被实施取向处理，该取向处理用于使液晶物质具有预倾角；介电各向异性物质层包括向列相液晶物质和手性剂；当上述介电各向异性物质层的厚度为d、液晶物质的螺距长度为p时，满足0.25≤d/p≤0.50；而且，当上述液晶物质的折射率各向异性为Δn时，满足1000×d/p≤Δn×d。

Description

液晶显示元件

技术领域

本发明涉及一种以垂直取向模式实施驱动的液晶显示元件。

背景技术

近年来，液晶显示器(LCD)技术发展迅猛。从移动设备用的小型显示器到个人电脑用的监视器以及液晶电视机等领域，液晶显示器技术都已得到广泛普及。随着上述液晶显示器技术的迅猛发展，也同时要求实现高响应速度和高对比度。

在各种液晶显示模式中，在原理上可实现高对比度的模式为垂直取向模式，这种垂直取向模式采用了负介电各向异性的液晶。通过正交尼科耳棱镜(cross Nicols)观察可知：在垂直取向模式的液晶显示器件中，在未施加电场的状态下，被夹持在一对基板之间的液晶分子的长轴方向垂直于基板，从而使液晶显示器件处于暗态；另一方面，在施加垂直于基板的电场时，液晶分子的长轴方向由垂直于基板的方向转变为平行于基板的方向，从而使液晶显示器件处于亮态。

另外，垂直取向模式中的取向膜采用垂直取向膜，该垂直取向膜用于使液晶分子的长轴方向在未施加电场时近似地垂直于基板。但是，垂直取向膜在电场施加状态下一般不具备控制液晶分子倾斜方向的能力。因此，如果使用垂直取向膜，那么，在施加电场后，液晶分子就会在任意的方向上扭曲，产生向错(disclination)从而损害液晶显示器的显示亮度。以往，人们为解决这个问题曾经提出了各种方法，例如：在一对基板之间配置构造物以规制液晶分子在施加电压时的扭曲方向的方法；通过添加手性剂(chiral material)来规制液晶分子以使其在施加电压时沿一定方向转动并扭曲的方法；摩擦垂直取向膜以规制液晶分子在施加电场时的扭曲方向的方法，等等。

另外，在垂直取向模式中有一种所谓的“扭曲垂直取向模式”，即：在施加电压时，液晶分子出现扭曲取向(一个基板附近的液晶分子的取向矢量不同于另一个基板附近的液晶分子的取向矢量的取向状态)。作为这种扭曲取向，例如，液晶分子在基板之间取向方向可以扭曲90°。这种扭曲垂直取向模式是可得到更高对比度的显示模式。

非专利文献1涉及垂直取向扭曲向列相液晶(nematic liquid crystal)显示元件，并揭示了一种仅对一侧的取向膜实施摩擦取向处理的液晶显示元件。在上述垂直取向扭曲向列相液晶显示元件中，负介电各向异性液晶以垂直取向模式进行动作，在对液晶层施加电压后，液晶分子发生扭曲。所谓垂直取向模式是指，液晶分子在近似地垂直于液晶显示元件的显示屏面的方向上取向的模式。

非专利文献1：T.Takahashi et al.“Electrooptical Properties ofVertically Aligned Twisted Nematic Cells with Negative DielectricAnisotropy(具有负介电各向异性的垂直取向扭曲向列相液晶盒的光电特性)”，Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36(1997)Part 1，No.6A，June 1997，p.3531-3536。

发明内容

但是，在诸如上述扭曲垂直取向模式等的垂直取向模式下，在对取向膜实施单轴取向处理(例如，摩擦取向处理)时，基板附近的液晶分子在相对于和基板垂直的方向稍微倾斜的状态下进行取向。另外，在整个基板面上，上述液晶分子对基板平面的倾斜角(预倾角)存在某种程度的差异。

即，在对取向膜实施单轴取向处理时，取向膜表面在整体上存在某种程度的不均匀，并非被完全均匀地实施单轴取向处理而形成均匀规整的表面。所以，在表面形成有上述取向膜的一对基板之间夹持液晶分子时，在整个基板平面上，液晶分子对基板平面的预倾角存在某种程度的差异。

当预倾角不同时，液晶分子在施加电压时的扭曲方式会出现差异。当液晶分子在施加电压时的扭曲方式出现差异时，液晶层的延迟量(retardation)会出现差异。液晶层的延迟量出现差异时，液晶显示元件的透光量就会发生变化。结果，当预倾角不同时，液晶显示元件的透光量就会发生变化。

即，在一对基板之间夹持液晶分子时存在的预倾角差异(取向膜附近部分的预倾角大小不均匀)将导致液晶显示元件的透光量差异，其中，在一对基板的表面分别形成有已被实施单轴取向处理的取向膜并且该取向膜彼此对置。当存在透光量差异时，基板表面的透光量就会发生变化，从而导致出现显示光斑。

例如，如果预倾角存在3°左右的差异，液晶显示元件的透光量就会变化60％左右。如果透光量变化60％左右，这种透光量变化就会导致显示光斑的发生。

以下，说明预倾角差异与透光量的关系。图6表示在现有技术的液晶显示元件中电压(横轴)与透光率(纵轴)的关系的图表，表示在六种不同的预倾角(87°、87.5°、88°、88.5°、89°、89.5°)下透光率随施加电压变化的情况。如图6所示，透光率的值(特别是电压在3～4(V)附近时的值)因预倾角不同而发生变化，其差最大约为60％左右。即，在上述情况下，预倾角差异将导致透光量发生60％左右的变化，从而导致出现显示光斑。

因此，在现有的垂直取向模式的液晶显示器中，虽然也有试图通过消除上述预倾角差异(即，使液晶分子对基板平面的倾角角度相等)来改善显示光斑的技术方案，但是，就现实情况而言，要消除上述预倾角差异极其困难，这种技术设想还不能满足实用化的要求。

另外，一般而言，在垂直取向模式下，在一对对置的基板上设置的各取向膜被实施取向处理。但是，在形成有衬垫微粒(spacer)或配置有其他构造物的情况下，这些都会成为取向处理的障碍物，从而导致摩擦条斑的进一步增大。

对此，象非专利文献1所述那样，已经有人提出仅对其中一侧的取向膜实施摩擦取向处理的技术方案。就制造工艺而言，通过这种技术方案制备的液晶显示元件将摩擦取向处理工序简化了二分之一。所以，有利于缩短生产间隔时间(takt time)和降低制造成本。

此外，非专利文献1提及了其所揭示的液晶显示元件的诸如透射光色彩、阈值等的光学特性，还提及了上述技术方案在工艺上的优势，即：由于仅对其中一个基板实施摩擦取向处理，基板的静电应力得以减轻。但是，非专利文献1并未提及因预倾角差异而导致的显示光斑，也未揭示用于消除这种显示光斑的技术。

另外，如非专利文献1所述，较之于两个基板均被实施摩擦取向处理的液晶显示元件，仅有一个基板被实施摩擦取向处理的液晶显示元件的透光率更容易因d/p的变化而发生较大变化，其中，d为介电各向异性物质层(液晶层)的厚度，p为液晶层中包含的液晶物质的螺距(chiralpitch)长度。例如，当d/p减小时，透光率大幅度降低。

本发明是鉴于上述问题进行开发的，其目的在于提供一种扭曲垂直取向模式的液晶显示元件，这种液晶显示元件具有良好的显示特性，即使在上述取向膜的预倾角存在差异的状态下，也能够抑制因上述取向膜的预倾角差异而导致的透光量变化从而防止发生显示光斑，并且，这种液晶显示元件还具有较高的透光率。

为了实现上述目的，本发明的液晶显示元件具有一对基板以及被夹持在上述一对基板之间的介电各向异性物质层，在上述一对基板的彼此对置的面上形成有取向膜，其特征在于：在上述一对基板中，仅有其中一个基板的取向膜的表面被实施取向处理，该取向处理用于使液晶物质具有预倾角；上述介电各向异性物质层包括向列相液晶物质和手性剂；当上述介电各向异性物质层的厚度为d、液晶物质的螺距长度为p时，满足0.25≤d/p≤0.50；当上述液晶物质的折射率各向异性为Δn时，满足1000×d/p≤Δn×d。

根据上述结构，在一对基板的彼此对置的面上形成有取向膜。仅有其中一个基板的取向膜的表面被实施取向处理。在上述一对基板之间夹持有介电各向异性物质层。上述介电各向异性物质层包括向列相液晶物质和手性剂。由于含有手性剂，所以，在近似垂直的方向上对介电各向异性物质层施加电压时，介电各向异性物质层中的液晶物质发生扭曲。

在现有技术中，添加手性剂的效果在于控制液晶的倒向。而本发明添加手性剂的效果在于，在液晶层的厚度方向(z轴方向)上对延迟量(Δn×d)进行微控。因此，例如，能够在上述介电各向异性物质层被施加电压而液晶物质的取向状态发生变化时补偿延迟量紊乱，从而可改善预倾角差异带来的显示缺陷，其中，由于取向膜界面的预倾角差异而导致液晶分子的起立方式各异，并由此导致上述延迟量紊乱。以下，对仅有一个基板被实施取向处理的液晶显示元件的显示缺陷改善情况进行说明。

即，在现有技术中，夹持液晶物质的两个基板分别具有用于规定液晶物质的液晶分子的取向方向的取向膜，并且，对各取向膜实施摩擦取向处理以规定液晶分子的倒向。

上述各取向膜均被实施摩擦取向处理并随之发生预倾角差异，所以，在介电各向异性物质层被施加电压时，介电各向异性物质层的倒向角度会出现差异，并且，这种角度差异将导致液晶层的延迟量出现差异。结果，液晶显示元件的透光量就会出现差异，从而发生因预倾角差异所导致的显示光斑，其中，上述摩擦取向处理造成上述预倾角差异。

但是，根据本发明，在夹持液晶物质的两个基板上分别形成有用于规定被夹持在上述两个基板之间的液晶物质层的液晶分子的取向方向的取向膜，仅对其中一个基板的取向膜实施摩擦取向处理，由此，可抑制因预倾角差异而导致的液晶显示元件的透光量变化，其中，上述摩擦取向处理造成上述预倾角差异。由此，能够得到可显示没有光斑的优质图像的液晶显示元件。

其理由为下述。

在具有已实施单轴取向处理(例如，摩擦取向处理)的取向膜的基板和未实施单轴取向处理的取向膜的基板之间夹持液晶物质，对液晶层施加电压。此时，已实施单轴取向处理的基板界面区域的液晶分子的指向矢倒向上述单轴取向处理的实施方向，但是，在未实施单轴取向处理的基板界面区域中，由于液晶分子的指向矢所接触的取向膜未被实施单轴取向处理，因此，上述液晶分子没有被上述取向膜规定指向矢的倒向。

因此，首先，在具有已实施单轴取向处理的取向膜的基板的界面区域确定液晶分子的指向矢的方向。然后，在上述具有已实施单轴取向处理的取向膜的基板的界面区域和具有未实施单轴取向处理的取向膜的、与上述基板对置的另一基板的界面区域之间，借助于液晶分子之间的相互作用来确定液晶分子的指向矢的方向。最后，在上述具有未实施单轴取向处理的取向膜的另一基板的界面区域确定液晶分子的指向矢的方向。

在上述过程中，由于具有未实施单轴取向处理的取向膜的基板的界面区域的液晶分子没有被取向膜规定指向矢的倒向，所以，较之于具有已实施单轴取向处理的取向膜的基板的界面区域，液晶分子的指向矢的倒向存在自由度。

因此，即使在具有已实施单轴取向处理的取向膜的基板的界面区域中液晶分子的预倾角存在差异，通过改变与上述基板对置的具有未实施单轴取向处理的取向膜的另一基板的界面区域中的液晶分子的指向矢的方位角(azimuth)方向，也能够使得液晶分子的指向矢的方位角分布变化变小。如果液晶分子的指向矢的方位角分布变化变小，那么，由液晶分子的指向矢的方位角分布所规定的液晶显示元件的透光率变化也会变小。

以下，根据图4、图5、图7和图8说明上述理由。

图4和图5表示液晶分子的指向矢的方位角分布，其中，在两个基板之间夹持有液晶层，在两个基板上分别形成有取向膜，两个基板的取向膜均已实施单轴取向处理。

图7和图8表示液晶分子的指向矢的方位角分布，其中，在两个基板之间夹持有液晶层，在两个基板上分别形成有取向膜，在两个基板的取向膜中，仅有其中一个取向膜已实施单轴取向处理。

另外，在图4、图5、图7和图8中，横轴表示值(/d)，纵轴表示液晶指向矢的方位角，其中，上述值(/d)是利用厚度(d)将液晶显示元件的厚度方向(z方向)位置标准化后所得到的值。

在图4和图7中，d＝3.5μm、p＝60μm。如图4所示，当已实施单轴取向处理的取向膜的预倾角存在差异时，液晶分子的指向矢的方位角分布发生变化。而如图7所示，即使已实施单轴取向处理的取向膜的预倾角存在差异，液晶分子的指向矢的方位角分布也几乎不会发生变化。

另外，在图5和图8中，d＝4.5μm、p＝15μm。如图5所示，当已实施单轴取向处理的取向膜的预倾角存在差异时，液晶分子的指向矢的方位角分布发生若干变化。而如图8所示，即使已实施单轴取向处理的取向膜的预倾角存在差异，液晶分子的指向矢的方位角分布也几乎不会发生变化。

如上所述，仅仅对夹持有液晶层的两个基板所具备的取向膜中的一个取向膜实施单轴取向处理，由此，上述未实施单轴取向处理的取向膜的界面区域的液晶分子的倒向可有某种程度的自由度。这样，液晶层的液晶指向矢的扭曲变得连续而且平缓，在液晶层的电场发生变化时，液晶分子的取向变化能够平稳地进行。因此，能够吸收因预倾角差异所导致的透光率变化。由于透光率变化被抑制，因此，能够实现显示光斑被抑制的显示特性。

另外，如图7所示，在z方向位置(/d)＝1的附近，变化非常陡峭。但是，在该区域中，液晶分子的预倾角大致为90°，因此，即使方位角的值存在差异，液晶分子的取向方向也是连续且平稳的。

此外，由于仅仅对其中一个取向膜实施取向处理，因此，较之于对两个取向膜均实施取向处理，在工艺上较有优势，例如，容易制造，成本降低等。

另外，其优势还在于，即使在一个基板上形成有构造物或者在结构上存在凹凸，只要对另外一个基板的取向膜实施取向处理即可，设计的自由度比较高。

根据上述结构，当上述介电各向异性物质层的厚度为d、液晶物质的螺距长度为p时，d/p满足0.25≤d/p≤0.50，而且，当折射率各向异性为Δn时，满足1000×d/p≤Δn×d，由此，可得到0.6以上(60％以上)的透光率，所以，可使液晶显示元件保持良好的显示品质。

根据上述结构，能够实现一种扭曲垂直取向模式的液晶显示元件，这种液晶显示元件具有良好的显示特性，即使在上述取向膜的预倾角存在差异的状态下，也能够抑制因上述取向膜的预倾角差异而导致的透光量变化，从而防止显示光斑的发生，并且，这种液晶显示元件还具有较高的透光率。

本发明的其他目的、特征和优点在以下的描述中会变得十分明了。此外，以下参照附图来明确本发明的优点。

附图说明

图1表示本发明的一个实施方式，是表示液晶显示元件的概略结构的剖面图。

图2表示本发明的一个实施方式，是表示通过检偏镜旋转测定法实施检测的图。

图3表示本发明的一个实施方式，是表示在液晶显示元件中d/p和透光率的关系以及Δn×d和透光率的关系的图表，在该液晶显示元件中仅有一个取向膜实施了摩擦取向处理。

图4表示现有的液晶显示元件中液晶分子的/d与指向矢的方位角之间的关系的图表。

图5表示现有的液晶显示元件中液晶分子的/d与指向矢的方位角之间的关系的图表。

图6是表示现有的液晶显示元件的电压与透光率之间的关系的图表。

图7表示本发明的液晶显示元件中液晶分子的/d与指向矢的方位角之间的关系的图表。

图8表示本发明的液晶显示元件中液晶分子的/d与指向矢的方位角之间的关系的图表。

图9是表示摩擦取向处理的方向的有源矩阵基板的平面图。

图10(a)是表示因摩擦取向处理的方向差异所导致的像素的透光率差异的图。

图10(b)是表示因摩擦取向处理的方向差异所导致的像素的透光率差异的图。

图10(c)是表示因摩擦取向处理的方向差异所导致的像素的透光率差异的图。

(附图标号说明)

31    液晶显示元件

32    第1基板(基板)

33    第2基板(基板)

4     液晶层(介电各向异性物质层)

34    取向膜(垂直取向膜)

35    取向膜(垂直取向膜)

36    衬垫微粒(层厚控制构件)

50    源极线

51    栅极线

具体实施方式

(实施方式1)

下面，参照图1、图2、图3，说明本发明的一个实施方式。

[液晶显示元件的结构]

图1是表示本实施方式的液晶显示元件31的概略结构的剖面图。如图1所示，本实施方式的液晶显示元件(液晶盒)31形成盒结构，具体为：具有一对彼此对置的透光性基板(第1基板32和第2基板33)，在该对基板(第1基板32和第2基板33)之间夹持有液晶层(介电各向异性物质层)4。

第1基板32包括由玻璃等透光性材料构成的平板的透光性基板5、透明电极6和取向膜34。同样地，第2基板33也包括由玻璃等透光性材料构成的平板的透光性基板8、透明电极9和取向膜35。贴合上述第1基板32和第2基板33从而形成一个液晶盒，其中，在上述第1基板32和第2基板33之间存在衬垫微粒(层厚控制构件)36。

上述透明电极6设置在透光性基板5的与透光性基板8对置的面上，上述透明电极9设置在透光性基板8的与透光性基板5对置的面上。即，上述透明电极6和上述透明电极9彼此对置。

上述透明电极6的形成方式为：通过溅射法等在透光性基板5上形成诸如ITO(氧化铟锡)等的导电膜，再利用光刻法使该导电膜形成适当形状的图案从而形成上述透明电极6。上述透明电极9通过与上述透明电极6同样的方式在透光性基板8上形成适当的形状的图案。

在上述透明电极6和上述透明电极9的图案相互叠合的部分形成像素，由外部施加电位从而在像素部分形成电场，由此开关像素部分的液晶分子。多个上述像素集中在一起，从而形成上述液晶显示元件31的显示区域。

上述取向膜34用于控制液晶分子(液晶物质)的取向，以使得在第1基板32和第2基板33之间未施加电压的状态下液晶分子的长轴方向近似垂直于第1基板32的面(较之于平行的方向，更接近垂直的方向)。

上述取向膜35用于控制液晶分子的取向，以使得在第1基板32和第2基板33之间未施加电压的状态下液晶分子的长轴方向近似垂直于第2基板33的面。

取向膜34完全覆盖第1基板32的形成有透明电极6的一侧表面(形成有透明电极6的整个表面)，取向膜35完全覆盖第2基板33的形成有透明电极9的一侧表面(形成有透明电极9的整个表面)。即，上述取向膜34和取向膜35也彼此对置。

另外，预先对取向膜34实施单轴取向处理(例如，摩擦取向处理)，该单轴取向处理用于确定液晶分子在施加电场时的倒向。

上述取向膜34和取向膜35可以是有机膜也可以是无机膜，只要能够提高液晶分子的取向有序性并使液晶分子沿所期望的方向进行取向，并不对其进行特别的限定。不过，在由有机膜形成取向膜34和取向膜35的情况下，能够取得良好的取向效果，因此，取向膜34和取向膜35优选采用有机膜。并且，在有机膜中，聚酰亚胺薄膜具有较高的稳定性和可靠性，具有极其良好的取向效果，因此，进一步优选聚酰亚胺薄膜。另外，上述取向膜34和取向膜35可以采用在市面上销售的垂直取向膜，例如，日产化学工业会社生产的“RN-783(商品名称)”或JSR株式会社生产的“JALS-203(商品名称)”。

衬垫微粒36例如可采用被形成在滤色器(colour filter)上的树脂制柱状衬垫微粒。通过光刻法预先在滤色器上用感光性树脂形成上述衬垫微粒36。在该衬垫微粒36(树脂制的柱状衬垫微粒)上涂布有取向膜35。由于取向膜35完全覆盖透明电极9和衬垫微粒36的表面，所以，取向膜35具有凹凸形状而并不平坦。因此，当取向膜35被实施摩擦取向处理时，擦痕更明显，显示光斑更为显著。所以，在本实施方式中，只对取向膜34实施摩擦取向处理。

即，在本发明中，仅对第1基板32上设置的取向膜34实施摩擦取向处理，第1基板32未设置诸如衬垫微粒36的用于控制液晶层4的厚度的盒厚控制构件。如上所述，实施摩擦取向处理的取向膜是未设置衬垫微粒的基板上的取向膜即可，例如，可以是设置有TFT的基板上的取向膜，也可以是设置有滤色器的基板上的取向膜。

另外，在上述第1基板32的外侧、即第1基板32的与第2基板33对置的面相反一侧的面上形成有偏光片12，在第2基板33的外侧、即第2基板33的与第1基板32对置的面相反一侧的面上形成有偏光片13。对偏光片12和偏光片13进行配置，使得偏光片12的偏光轴与取向膜34的摩擦取向处理的方向(摩擦方向)一致，偏光片13的偏光轴与取向膜34的摩擦取向处理的方向近似正交。即，对偏光片12和偏光片13进行配置使得各偏光轴为近似正交方向。

液晶层4包括液晶材料(液晶物质)和手性剂。该液晶材料含有大量的液晶分子，具有负介电各向异性Δε，而且，具有预定的螺距(chiralpitch)长度。本发明使用的液晶材料可以是一般的液晶材料，并没有特别的限定。如本实施方式所述，在采用具有负介电各向异性Δε的液晶材料时，例如，可以使用默克公司生产的“MJ941296(商品名称)”或默克公司生产的“MLC6690(商品名称)”。

另外，手性剂用于使液晶材料具有预定的螺距长度。本发明可采用的手性剂并没有特别的限定，根据液晶材料、赋予的螺距长度进行适当的变化即可。例如，手性剂可采用默克公司生产的手性剂“S-811(商品名称)”。关于手性剂的添加量，根据液晶材料、赋予的螺距长度来添加预定的量即可。具体情况见后述。

本实施方式的液晶显示元件31由于具备上述结构，实现了所谓的“扭曲垂直取向(TVA：Twisted Vertical Alignment)模式”，即：通过透明电极6和透明电极9向液晶层4施加电场时液晶分子发生扭曲。

[预倾角]

在本实施方式的液晶显示元件31中，由于具备上述摩擦取向处理后的取向膜34，因此，在未施加电场时，液晶分子相对于基板面保持某种角度的倾斜。在本实施方式中，由于仅对取向膜34实施摩擦取向处理，因此，液晶分子仅仅相对于第1基板32的基板面保持倾斜。在这种情况下，液晶分子的长轴相对于第1基板32的基板面的倾斜角被称为“预倾角”。具体而言，在未施加电压的状态下，相对于第1基板32，液晶分子的指向矢的初始倾斜角被称为“预倾角”。

较为理想的状态是：在第1基板32的整个基板面范围内预倾角相同。但是，实际上，预倾角稍有差异的液晶分子分布在整个基板面范围内。即，在整个基板面范围内存在着预倾角差异。所谓“预倾角差异”是指，在液晶分子之间，指向矢的初始倾斜角度(预倾角)存在差异；或者，在与其相近的区域内(例如，半径10μm左右的区域内)存在差异。

在本实施方式中，假设在显示区域内液晶材料的预倾角的中间值为α，则上述预倾角的范围为α±3°左右。例如，当取向膜34为垂直取向膜时，上述预倾角的范围为87°±3°左右。即，在这种情况下，分布有未施加电压时其预倾角为84°至90°的液晶分子。另外，当取向膜35也为垂直取向膜时，液晶分子垂直(90°)于第2基板33的基板面地进行取向。

预倾角的测定方法可以采用公知技术，例如，应用了晶体旋转法的测定方法。以下，概略地介绍具体的测定原理。首先，在两个偏光片之间配置测试面板，一边旋转测试面板一边照射激光光束。这样，可一边变动光入射角一边测定从检偏镜透过的光量。利用2×2矩阵法拟合所得到的测试面板的旋转角与透光率的曲线，由此测定预倾角。预倾角的测定方法并不限于此，也可以采用其他方法进行测定。

[手性剂的添加量]

在液晶材料中，手性剂的相邻分子之间互为扭曲结构。这样，液晶材料成为自主扭曲结构，液晶材料中的分子之间相互作用的能量变小，结构上较为稳定。因此，通过调整手性剂的添加量，可改变液晶材料的螺距长度。

在本实施方式中，调整手性剂的添加量以使上述螺距长度在预定的范围内。关于具体的螺距长度范围，设液晶层4的厚度(介电各向异性物质层的厚度、盒厚)为d、构成液晶层4的液晶材料的螺距长度为p，则d/p满足0.25≤d/p≤0.50，另外，优选满足0.25≤d/p≤0.48，进一步优选满足0.25≤d/p≤0.45。即，在本实施方式的液晶显示元件31中，调整手性剂的添加量以使上述螺距长度在预定的范围内。

上述d/p进一步优选满足0.28≤d/p≤0.45，进一步优选满足0.28≤d/p≤0.40，进一步优选满足0.30≤d/p≤0.40，尤其进一步优选满足0.30≤d/p≤0.35。其依据将后述。

可以利用公知技术测定液晶材料的螺距长度，例如，可通过下述方式进行测定，即，在螺距长度为p、手性剂的添加量为c的情况下，利用由HTp＝1/pc表示的螺旋扭曲能(Helical Twisting Power：HTp)来测定螺距长度。但不限于此，如果能够测定螺距长度，可以采用任何方法。

[延迟量]

在上述d/p为上述范围的情况下，可抑制透光率随d/p变化而发生变化，另一方面，透光量有时也会因延迟量而减少。在延迟量较小时，透光量减少。在这种情况下，例如，通过改变液晶层4的厚度，增加延迟量，提高透光量即可。

当液晶层4的厚度为d、折射率各向异性为Δn时，延迟量表示为Δn×d。另外，关于延迟量的优选范围，如本实施方式的液晶显示元件31那样，当0.25≤d/p≤0.50时，延迟量Δn×d的范围优选为1000×d/p≤Δn×d。

这样，能够抑制在液晶材料的螺距长度调整为上述螺距长度时发生的透光量减少。

为了进一步增加透光量，上述Δn×d的范围更优选1000×d/p+100≤Δn×d。

可以利用公知技术测定延迟量，例如，可以利用图2所示的检偏镜旋转测定法进行测定。图2表示检偏镜旋转测定法。如图2所示，在起偏镜20和检偏镜21之间配置测定物22，由光源23照射光束。沿着图2中点划线所示的方向旋转检偏镜21，根据受光部24所接受的光强度来测定延迟量。在这种情况下，当延迟量为Re、光的波长为λ、平行透光率为Tp、垂直透光率为Tc时，可通过Re＝(λ/π)tan^-1(Tc/Tp)^1/2求出延迟量。

另外，可根据由上述方法测得的延迟量求出上述液晶层4的厚度d。延迟量及液晶层4的厚度的测定方法并不限于此，也可以通过其他方法进行测定。

[手性剂的添加量(螺距长度)范围以及延迟量范围的规定依据]

接着，根据图3，说明在实施方式1中，d/p和Δn×d优选上述范围的依据。图3是表示在液晶显示元件31的透光率的图表，以等高线表示透光率，在该液晶显示元件31中仅有一个取向膜、即取向膜34实施了摩擦取向处理。横轴表示d/p，纵轴表示Δn×d(nm)。透光率最大为1(100％)，透光率最小为0(0％)。

一般而言，液晶显示元件要保持良好的显示品质，其透光率优选在0.6以上(60％以上)。在d/p处于上述范围内(0.25≤d/p≤0.50)的情况下，与d/p值较小时相比较而言，在d/p值较大时，各等高线的切线的倾斜度变得较大，由此，随着Δn×d的变化，透光率的变化幅度较大。这样，可确保0.6以上、进而0.7以上、进而0.8以上的透光率的Δn×d的范围就变小。

因此，如上所述，根据图3，上述d/p的范围优选0.25≤d/p≤0.48，进一步优选0.28≤d/p≤0.45，更进一步优选0.28≤d/p≤0.40。

进而，如图3所示，通过比较0.30≤d/p≤0.40时的情况和0.25≤d/p≤0.30或0.40≤d/p≤0.50时的情况，可知：当0.30≤d/p≤0.40时，表示透光率在0.9以上的Δn×d的范围较大。

所以，在0.30≤d/p≤0.40时，能更可靠地抑制透光率随Δn×d的变动而发生变化。

另外，通过使上述d/p满足0.30≤d/p≤0.35，能够将液晶显示元件31的透光率变化保持在更小的状态，而且，在使用了相同的液晶材料的情况下，为了实现相同的透光率，液晶层4可实现更小的厚度d。因此，上述d/p的范围更为优选0.30≤d/p≤0.35。

即，添加手性剂材料使得d/p处于上述范围内，由此，在施加电场时，液晶分子的指向矢扭曲可连续而平缓地变化90°。这样，随着电场变化，液晶分子的取向变化可得以平稳地进行。所以，可借助于上述液晶分子平稳的取向变化来弥补因预倾角差异所导致的延迟量差异。从而，可在液晶分子之间自主校正延迟量差异。

接着，说明Δn×d的范围。如上所述，一般而言，液晶显示元件要保持良好的显示品质，其透光率优选在0.6以上(60％以上)。因此，对延迟量的范围进行设定使得透光率成为上述值即可。

如图3所示，在0.25≤d/p≤0.50的情况下，要使液晶显示元件31的透光率的值保持在0.6以上，将延迟量设定为1000×d≤Δn×d(在图3中，由式子1000×d＝Δn×d表示的线S的上侧)即可。通过将延迟量设定为上述范围，能够保持适当的亮度。因此，根据液晶显示元件31，可防止因预倾角差异所导致的显示光斑(摩擦条斑)，而且，能够保持适当的亮度，获得良好的显示品质。

另外，透光率更优选0.7以上(70％以上)、更进一步优选0.8以上(80％以上)、尤其优选0.9以上(90％以上)时，能够进行亮度更高的显示，进一步提高显示品质。

如图3所示，在0.25≤d/p≤0.50的情况下，液晶显示元件31的透光率的值要保持在0.7以上，所需的延迟量为1000×d/p+50≤Δn×d(在图3中，由式子1000×d/p+50＝Δn×d表示的线U的上侧)，液晶显示元件31的透光率的值要保持在0.8以上，所需的延迟量为1000×d/p+100≤Δn×d(在图3中，由式子1000×d/p+100＝Δn×d表示的线V的上侧)，液晶显示元件31的透光率的值要保持在0.9以上，所需的延迟量为1000×d/p+150≤Δn×d(在图3中，由式子1000×d/p+150＝Δn×d表示的线W的上侧)。在这种情况下，能够更好地保持适当的亮度，获得良好的显示品质。

另外，如图3所示，在0.25≤d/p≤0.50的情况下(在该范围内，关于d/p的下限，理想的是0.28，更理想的是0.30；关于d/p的上限，理想的是0.45)，将上述液晶显示元件31的延迟量设定为1500×d/p≤Δn×d(在图3中，由式子1500×d/p＝Δn×d表示的线K的上侧)且Δn×d≤2500×d/p(在图3中，由式子Δn×d＝2500×d/p表示的线R的下侧)且Δn×d≤-1750×d/p+1600(在图3，由式子Δn×d＝-1750×d/p+1600表示的线N的下侧)，更优选的是，在上述基础上，进一步设定为Δn×d≤900nm，由此，能够更可靠地确保0.9以上的透光率。

在上述液晶显示元件31中，波长较短的光的透光率较高。在0.25≤d/p≤0.50的情况下，如图3所示，上述液晶显示元件31在延迟量较高时，其透光率的值较大，足以确保实现良好的显示品质。因此，无需特别限定上述液晶显示元件31的延迟量的上限值。如图3所示，为了抑制因延迟量增加所导致的透光量减少，优选为，不仅规定延迟量的最小值(1000×d/p≤Δn×d)，还规定其最大值。

具体而言，例如，如图3所示，在0.25≤d/p≤0.50的情况下，将上述液晶显示元件31的延迟量设定为Δn×d≤2500×d/p+150(在图3中，由式子Δn×d＝2500×d/p+150表示的线P的下侧)且Δn×d≤-1750×d/p+1750(在图3中，由式子Δn×d＝-1750×d/p+1750表示的线L的下侧)，由此能够可靠地确保0.7以上的透光率。

另外，在0.25≤d/p≤0.50的情况下，将上述延迟量设定为Δn×d≤2500×d/p+100(在图3中，由式子Δn×d＝2500×d/p+100表示的线Q的下侧)且Δn×d≤-1750×d/p+1700(在图3中，由式子Δn×d＝-1750×d/p+1700表示的线M的下侧)，由此能够可靠地确保0.8以上的透光率。

另外，在0.25≤d/p≤0.50的情况下，将上述延迟量设定为Δn×d≤2500×d/p(在图3中，由式子Δn×d＝2500×d/p表示的线R的下侧)且Δn×d≤-1750×d/p+1600(在图3中，由式子Δn×d＝-1750×d/p+1600表示的线N的下侧)，由此能够可靠地确保0.9以上的透光率。

如上所述，通过进一步规定上述液晶显示元件31的延迟量的上限，能够可靠地防止因过大的延迟量导致的透光率变小，从而可确保适当的亮度。因此，根据上述结构，能够进一步抑制显示品质的劣化，取得良好的显示品质。

另外，在0.25≤d/p≤0.50时，如上所述，上述液晶显示元件31在延迟量较高时，其透光率的值较大，足以确保实现良好的显示品质。但是，当上述液晶显示元件31的延迟量超过900nm时，其色调和对比度可能会出现问题。

对此，上述液晶显示元件31的延迟量进一步优选900nm以下。在上述规定的基础上，进一步将上述液晶显示元件31的延迟量设定为900nm以下，由此，可确保上述透光率，并且，确保色调和对比度不会出现问题，从而可获得显示品质更优良的液晶显示元件31。

另外，更为简便的是，如图3所示，在0.25≤d/p≤0.50的情况下，单纯地将上述延迟量的上限设定为900nm，也能够可靠地确保0.6以上的透光率，并且，可获得色调和对比度不会出现问题的液晶显示元件31。即，在0.25≤d/p≤0.50的情况下，例如，将上述延迟量的范围设定为1000×d/p≤Δn×d≤900(在图3中，在可获得0.6以上的透光率的线S的上侧且在900nm以下)，由此能够获得具有上述效果的液晶显示元件31。

另外，在上述延迟量的上限为900nm以下时，在0.25≤d/p≤0.50的范围内，将d/p的下限设定为0.28，由此可确保0.7以上的透光率；将d/p的下限设定为0.30，由此可确保0.8以上的透光率。

此外，在上述延迟量的上限为900nm以下时，在0.25≤d/p≤0.50的范围内，将d/p的上限设定为0.45，由此可确保0.8以上的透光率；将d/p的上限设定为0.40，由此可确保0.9以上的透光率。

这样，如图3所示，以d/p＝0.40为界，更进一步以d/p＝0.35为界，表示透光率的等高线的倾斜度发生变化。

由上述可知，在0.25≤d/p≤0.50的范围内，d/p为0.40以下，更进一步，d/p为0.35以下时，如图3所示，将上述液晶显示元件31的延迟量设定为Δn×d≤2500×d/p+150(在图3中，线P的下侧)且Δn×d≤900(nm)，由此可得到0.7以上的透光率；将上述液晶显示元件31的延迟量设定为Δn×d≤2500×d/p+100(在图3中，线Q的下侧)且Δn×d≤900(nm)，由此可得到0.8以上的透光率；将上述液晶显示元件31的延迟量设定为Δn×d≤2500×d/p(在图3中，线R的下侧)且Δn×d≤900(nm)，由此可得到0.9以上的透光率。

另一方面，在0.25≤d/p≤0.50的范围内，d/p为0.40以上时，如图3所示，将上述液晶显示元件31的延迟量设定为Δn×d≤-1750×d/p+1700(在图3中，线M的下侧)且Δn×d≤900(nm)，由此可得到0.8以上的透光率；将上述液晶显示元件31的延迟量设定为Δn×d≤-1750×d/p+1600(在图3中，线N的下侧)且Δn×d≤900(nm)，由此可得到0.9以上的透光率。

另外，在设计上述液晶显示元件31时，为了更简便地计算出可确保0.6以上的透光率的延迟量，例如，可以利用在限定上述延迟量的下限的式子(Δn×d＝1000×d/p+α)。由此，在计算出上述延迟量的下限值后，只要对该下限值加上既定的常数α，就能求出上述延迟量的上限值。

在这种情况下，例如，如图3所示，在0.25≤d/p≤0.50时，要使液晶显示元件31获得0.6以上的透光率，将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+600(在图3中，由式子Δn×d＝1000×d/p+600表示的线X的下侧)即可。

另外，如图3所示，在0.25≤d/p≤0.50的情况下，将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+500(在图3中，由式子Δn×d＝1000×d/p+500表示的线Y的下侧)，由此可得到0.7以上的透光率；将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+450(在图3中，由式子Δn×d＝1000×d/p+450表示的线Z的下侧)，由此可得到0.8以上的透光率。

因此，在0.25≤d/p≤0.50的情况下，将延迟量设定为1000×d/p≤Δn×d≤1000×d/p+600(即，在图3中，在线S的上侧且在线X的下侧)，由此可得到0.6以上的透光率；将延迟量设定为1000×d/p+50≤Δn×d≤1000×d/p+500(即，在图3中，在线U的上侧且在线Y的下侧)，由此可得到0.7以上的透光率；将延迟量设定为1000×d/p+100≤Δn×d≤1000×d/p+450(即，在图3中，在线V的上侧且在线Z的下侧)，由此可得到0.8以上的透光率。

另外，如图3所示，在0.28≤d/p≤0.45的情况下，将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+600(在图3中，在线X的下侧)，由此可得到0.7以上的透光率；将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+500(在图3中，在线Y的下侧)，由此可得到0.8以上的透光率；将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+450(在图3中，在线Z的下侧)，由此可得到0.9以上的透光率。

因此，在0.28≤d/p≤0.45的情况下，例如，将延迟量设定为1000×d/p+50≤Δn×d≤1000×d/p+600(即，在图3中，在线U的上侧且在线X的下侧)，由此可得到0.7以上的透光率；将延迟量设定为1000×d/p+100≤Δn×d≤1000×d/p+500(即，在图3中，在线V的上侧且在线Y的下侧)，由此可得到0.8以上的透光率；将延迟量设定为1000×d/p+150≤Δn×d≤1000×d/p+450(即，在图3中，在线W的上侧且在线Z的下侧)，由此可得到0.9以上的透光率。

另外，如图3所示，在0.28≤d/p≤0.40的情况下，将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+600(在图3中，在线X的下侧)，由此，能更可靠地得到0.7以上的透光率；将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+500(在图3中，在线Y的下侧)，由此，能更可靠地得到0.8以上的透光率；将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+450(在图3中，在线Z的下侧)，由此，能更可靠地得到0.9以上的透光率。

因此，在0.28≤d/p≤0.40的情况下，例如，将延迟量设定为1000×d/p+50≤Δn×d≤1000×d/p+600(即，在图3中，在线U的上侧且在线X的下侧)，由此，能更可靠地得到0.7以上的透光率；将延迟量设定为1000×d/p+100≤Δn×d≤1000×d/p+500(即，在图3中，在线V的上侧且在线Y的下侧)，由此，能更可靠地得到0.8以上的透光率；将延迟量设定为1000×d/p+150≤Δn×d≤1000×d/p+450(即，在图3中，在线W的上侧且在线Z的下侧)，由此，能更可靠地得到0.9以上的透光率。

另外，如图3所示，在0.30≤d/p≤0.40的情况下，进而，在0.30≤d/p≤0.35的情况下，将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+600(在图3中，在线X的下侧)，由此，能得到0.8以上的透光率；将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+500(在图3中，在线Y的下侧)，由此，能更可靠地得到0.8以上的透光率；将延迟量设定为Δn×d≤1000×d/p+450(在图3中，在线Z的下侧)，由此，能更可靠地得到0.9以上的透光率。

因此，在0.30≤d/p≤0.40的情况下，进而，在0.30≤d/p≤0.35的情况下，例如，将延迟量设定为1000×d/p+100≤Δn×d≤1000×d/p+600(即，在图3中，在线V的上侧且在线X的下侧)，更进一步，设定为1000×d/p+100≤Δn×d≤1000×d/p+500(即，在图3中，在线V的上侧且在线Y的下侧)由此，可得到0.8以上的透光率；将延迟量设定为1000×d/p+150≤Δn×d≤1000×d/p+500(即，在图3中，在线W的上侧且在线Y的下侧)，由此，能更可靠地得到0.8以上的透光率；将延迟量设定为1000×d/p+150≤Δn×d≤1000×d/p+450(即，在图3中，在线W的上侧且在线Z的下侧)，由此，能更可靠地得到0.9以上的透光率。

另外，上述d/p的范围和Δn×d的范围可分别进行组合以成为更理想的范围。

[验证例]

以下，说明第1实施方式的液晶显示元件31的验证例。

[验证例1]

在液晶显示元件31中，液晶层4的厚度(盒厚)d被设定为约5.5μm，液晶材料的螺距长度p被设定为p＝18μm。在表1中，表示在下述两种情况下对显示光斑状况的评价结果，即：对夹持液晶的两个取向膜34、35均实施了摩擦取向处理的情况(面板1-1)和仅仅对上述取向膜中的一个实施了摩擦取向处理的情况(面板1-2)。

利用手性剂在液晶材料中的添加量来调节液晶材料的螺距长度。在表1中表示了在室温下进行评价的结果，其中，取向膜34、35采用日产化学工业会社生产的“RN-783(商品名称)”，液晶层4的液晶材料采用默克公司生产的“MJ941296(商品名称)”(Δn＝0.0804，Δε＝-4)，在液晶层4中添加的手性剂采用默克公司生产的“S811(商品名称)”，偏光板12、13采用日东电工会社生产的“G1220DU(商品名称)”。

对显示光斑状况的评价是按照下述方式进行的，即：将各测试面板(面板1-1和面板1-2)置于背光灯上，在面板1-1和面板1-2的整个显示面上，对各自的电极(透明电极6和透明电极9)施加相等的电压，由此，驱动液晶层的液晶分子，调节面板1-1和面板1-2的透光量，目测面板1-1和面板1-2的显示面的透光量的浓淡分布。

这里，关于表1中的显示光斑的项目标号以及显示光斑状况，详见表2所述。显示光斑1表示在作为测试面板的液晶显示元件(面板1-1和面板1-2)的透光量相对较大时对显示面的透光量的浓淡分布的目测结果，显示光斑2表示在液晶显示元件(面板1-1和面板1-2)的透光量相对较小时对显示面的透光量的浓淡分布的目测结果。

<表1>

面板	1-1	1-2
			d(μm)	5.50	5.55
p(μm)	18	18
			d/p	0.306	0.308
显示光斑1的状况	◎	◎
			显示光斑2的状况	○	◎

<表2>

表1中的符号	○	◎
			显示光斑1的状况	几乎看不到	看不到
显示光斑2的状况	几乎看不到	看不到

如表1和表2所示，在面板1-1中，看不到显示光斑1，几乎看不到显示光斑2；在面板1-2中，看不到显示光斑1和显示光斑2。由上述可知，在仅对取向膜34、35中的一个实施摩擦取向处理的情况下，显示光斑状况可得以改善。

另外，为了评价上述面板1-1和1-2的预倾角差异，分别为面板1-1和1-2制备了用于测定预倾角的液晶盒。面板1-1和面板1-2的液晶盒的取向膜的摩擦取向处理方向相同，不同之处在于：在面板1-1的液晶盒中，取向膜34和取向膜35均被实施摩擦取向处理，在面板1-2的液晶盒中，仅有其中一个取向膜被实施摩擦取向处理。除此之外，其他工序相同。在上述用于测定预倾角的液晶盒中，为了对预倾角实施测定，夹持液晶层4的一对基板(第1基板32和第2基板33)上的取向膜34、35的摩擦处理的方向互为相反方向。

使用东阳科技株式会社生产的“PAS-301(商品名称)”进行预倾角测定。对于每一个液晶显示元件，在显示面内的多个位置实施预倾角测定，并评价在每一个液晶显示元件的显示面内预倾角的值在哪一个范围内。

上述预倾角的评价结果如下：当预倾角的最大值为θpmax、预倾角的最小值为θpmin时，上述面板1-1和面板1-2的各液晶盒的预倾角均满足θpmax-θpmin≤3.0°。另外，使用大冢电子株式会社生产的“RETS-1200(商品名称)”测定各液晶盒的盒厚。

以上，如表1和表2所示，在本验证例的液晶显示元件31中，象面板1-2那样，仅对夹持液晶层的两个取向膜、即，取向膜34和取向膜35中的一个实施单轴取向处理，由此，可减少显示光斑，得到均匀、良好的显示特性。

[验证例2]

在液晶显示元件31(单侧摩擦取向处理)中，d/p被设定为大致相同的值(0.31)。在表3中，表示在Δn×d发生变化的情况下对各液晶显示元件31(面板2-1、2-2)的相对透光率和显示光斑状况的评价结果。另外，通过改变面板2-1、2-2的衬垫微粒36的高度来调节液晶层的厚度d。

在表3中表示了在室温下进行评价的结果，其中，取向膜34、35采用日产化学工业会社生产的“RN-783(商品名称)”，液晶层4的液晶材料采用默克公司生产的“MJ941296(商品名称)”，在液晶层4中添加的手性剂采用默克公司生产的“S-811(商品名称)”，偏光板12、13采用日东电工会社生产的“G1220DU(商品名称)”。

关于透光率的测定，首先，对成为光源的背光灯的光量T0进行测定，然后，将面板2-1、2-2分别置于背光灯上，对透过的光量T1进行测定，由此计算出透光率。在本验证例中，将透光率<T>定义为T＝T1/T0。在表3中记载的相对透光率是面板2-1的透光率除以面板2-2的透光率所得到的数值。

<表3>

面板	2-1	2-2
			d(μm)	6.41	5.55
p(μm)	20	18
			d/p	0.319	0.308
Δn×d(nm)	515	446
			相对透光率	1.1	1.0
显示光斑1的状况	◎	◎
			显示光斑2的状况	◎	◎

如表3所示，经比较面板2-1和面板2-2可知：两者的d/p均为d/p≈0.31，但是，面板2-1的透光率比面板2-2的透光率高约10％，其中，在面板2-1中，Δn×d＝515nm，在面板2-2中，Δn×d＝446nm。

以上，如表3所述，在本发明的验证例2中，通过将液晶显示元件31设定为d/p≈0.31、Δn×d≈515，可实现更高的透光率和更好的显示品质。

(实施方式2)

以下，根据图9、图10(a)、图10(b)、图10(c)，说明本发明的另一实施方式。在本实施方式中，对具有和实施方式1所述的构件相同的功能的构件赋予相同的标号，并省略其说明。在本实施方式中，对本实施方式与上述实施方式1之间的不同点进行说明。

如上所述，仅仅对夹持有液晶层4的两个基板(第1基板32和第2基板33)所具备的取向膜34、35中的一个取向膜实施单轴取向处理(单侧摩擦)，由此，液晶层4的液晶指向矢的扭曲变得连续而且平缓，在液晶层4的电场发生变化时，液晶分子的取向变化能够平稳地进行。因此，能够吸收因预倾角差异所导致的透光率变化，能够抑制显示面的整体的显示光斑。这样，通过对取向膜34或35实施单侧摩擦，能够抑制显示面的整体的显示光斑，所以，较之于取向膜34、35均被实施摩擦(双侧摩擦)，能够得到一种显示品质得以提高的液晶显示元件31。但是，由于显示面整体的显示光斑被抑制(改善)，相反地，之前并不令人注意的细微的局部显示光斑的存在就变得非常突出。沿着源极线或栅极线可观察到这种局部显示光斑。如果仅通过肉眼观察，这种局部显示光斑相对于整个显示面并不是很明显，但是，如果借助于显微镜等装置对各像素61进行放大观察，就能够确认上述局部显示光斑。

对此，在本实施方式中考察一种液晶显示元件31，这种液晶显示元件31不仅能够抑制(改善)显示面整体的显示光斑，还能够抑制因显示面整体的显示光斑被抑制所导致的上述可沿源极线或栅极线观察到的局部显示光斑。

在图9所示的本实施方式的液晶显示元件31中，第1基板是有源矩阵基板，摩擦取向处理的方向和源极线50或栅极线51平行，这不同于上述本实施方式1中的液晶显示元件31。如上所述，在和源极线50或栅极线51平行的方向上进行摩擦取向处理，由此，能够防止上述可沿源极线或栅极线观察到的局部显示光斑。不过，上述摩擦取向处理方向并非必须平行于源极线50或栅极线51。上述摩擦取向处理方向对源极线或栅极线的倾斜度越小，就越能有效地抑制上述可沿源极线或栅极线观察到的局部显示光斑。以下，对此进行详细说明。

本实施方式的液晶显示元件31具有第1基板32和第2基板33。在第1基板32(有源矩阵基板)上设置有多个呈矩阵状配置的像素61。在每一个像素61中设置有未图示的诸如TFT等的有源元件。另一方面，第2基板33是滤色器基板，在该第2基板33上形成有未图示的滤色器。

如图9所示，在第1基板32上，纵向形成有源极线50，在与其正交的横向上形成有栅极线51。在第1基板32上由源极线50和栅极线51包围的区域为像素61。仅对上述第1基板32实施摩擦取向处理，其中，上述第1基板32是有源矩阵基板。

[验证评价]

以下，对第2实施方式的液晶显示元件31的验证评价内容进行说明。

具体而言，对第2实施方式的液晶显示元件31和其他液晶显示元件31实施显示光斑比较并对比较结果进行说明，其中，上述其他液晶显示元件31的摩擦取向处理的方向发生了各种变化。另外，一并说明在第1基板32上形成的配线附近的预倾角差异和显示光斑，其中，上述第1基板32是有源矩阵基板。

本验证评价使用的液晶显示元件31的结构为下述。

液晶层4被夹持在上述第1基板32和上述第2基板33之间。液晶层4的层厚(盒厚：d)被设定为约4.90(4.88～4.92)μm。另外，上述液晶层4由液晶材料以及在该液晶材料中添加的手性剂构成。上述液晶材料采用默克公司生产的“MJ941296(商品名称)”(Δn＝0.0804，Δε＝-4)，手性剂采用默克公司生产的“S-811(商品名称)”。上述液晶显示元件31的d/p被设定为0.3。

在上述第1基板32和上述第2基板33的内面(与液晶层4对峙的面)涂布日产化学工业会社生产的“RN-783(商品名称)”，由此形成取向膜34和取向膜35。

仅对上述第1基板32的取向膜34实施摩擦取向处理，其中，上述第1基板32是有源矩阵基板。

在本验证评价中，如表4所示，使用了摩擦取向处理的方向各不相同的液晶显示元件(面板3-1～3-5)。

在表4中，在面板3-1表示的液晶显示元件31中，第1基板32所采用的有源矩阵基板的摩擦取向处理的方向是与栅极线51平行的方向(图9的方向A，以下称为“栅极线方向”)。设上述栅极线方向为0°方向、与源极线50平行的方向(图9的方向E，以下称为“源极线方向”)为90°方向，那么，面板3-2表示的液晶显示元件31所采用的有源矩阵基板的摩擦取向处理方向是相对上述栅极线方向倾斜5°的方向(5°方向，图9的方向B)。同样地，面板3-3表示的液晶显示元件31所采用的有源矩阵基板的摩擦取向处理方向是相对上述栅极线方向倾斜45°的方向(图9的方向C)，面板3-4表示的液晶显示元件31所采用的有源矩阵基板的摩擦取向处理方向是相对上述栅极线方向倾斜85°的方向(图9的方向D)，面板3-5表示的液晶显示元件31所采用的有源矩阵基板的摩擦取向处理方向是源极线方向(90°方向，图9的方向E)。

另外，在上述第1基板32和上述第2基板33的外面(背向液晶层4的面)分别贴合有日东电工会社生产的“G1220DU(商品名称)”作为偏光板12和偏光板13。

[显示光斑的评价方法]

对显示光斑的评价是按照下述方式进行的，即：将表4所示的具有不同摩擦取向处理方向的各液晶显示元件31分别置于背光灯上，在液晶显示元件31的整个显示面上，对各电极施加相等的电压，由此，驱动液晶层4的液晶分子，然后，一边调节各液晶显示元件31的透光量，一边目测各液晶显示元件31的显示面上的透光量的浓淡分布(透光率的差异)。

进而，将透光率固定为50％，在此状态下通过显微镜观察像素61的内部。其结果如图10(a)～图10(c)所示。如图10(a)、图10(b)、图10(c)所示，通过显微镜对构成液晶显示元件31的显示面的像素61的长边附近部分(图10(a)～图10(c)的L区域)及短边附近部分(图10(a)～图10(c)的M区域)的透光率和该像素61的中心部分(图10(a)～图10(c)的N区域)的透光率之间的差异进行了观察。另外，在室温下对各液晶显示元件的显示光斑状况进行了评价。

<表4>

面板	摩擦角度	显示光斑	像素图	配线附近倾角L	配线附近倾角M
						3-1	0度	◎	a	86.6度	87.2度
3-2	5度	○	b	84.9度	85.1度
						3-3	45度	△	c	84.1度	84.3度
3-4	85度	○	b	85.1度	84.8度
						3-5	90度	◎	a	87.5度	87.3度

[评价结果]

在表4中表示了评价结果，“◎”、“○”、“△”表示相对的显示光斑的状况。其中，“◎”表示通过显微镜也未能确认存在显示光斑，“△”表示：虽然显示画面整体的显示光斑被抑制，但是，如果通过显微镜观察，配线附近部分的显示光斑较其他面板明显。

另外，表4的像素图a、b、c表示通过显微镜观察到的像素61的显示状态，分别表示图10(a)、10(b)、图10(c)的像素61的图。

如表4所示，在面板3-3(摩擦取向处理方向是图9的方向C)中观察到的像素图为图10(c)所示的图。如面板3-3那样，摩擦取向处理方向为45度时，像素的中心部分(N区域)未观察到显示光斑，但是，在通过显微镜观察时，发现：配线附近(L区域和M区域)的显示光斑较面板3-1、3-2、3-4、3-5明显。

另一方面，如表4所示，在面板3-2(摩擦取向处理方向是图9的方向B)和面板3-4(摩擦取向处理方向是图9的方向D)中观察到的像素图为图10(b)所示的图，几乎观察不到显示光斑。

另外，在面板3-1(摩擦取向处理方向是栅极线方向)和面板3-5(摩擦取向处理方向是源极线方向)中观察到的像素图为图10(a)所示的图，观察不到显示光斑。

根据上述可知，借助于上述对第1基板32实施的平行于源极线50或栅极线51的方向上的摩擦取向处理，能够防止像素61发生局部显示光斑。

即，根据上述可知：在本实施方式的液晶显示元件31中，由于仅对第1基板32实施摩擦取向处理，因此，可以防止像素61发生整体显示光斑；但是，由于整体显示光斑被抑制，图像变得清晰，而之前并不引人注意的配线附近(L区域和M区域)的局部显示光斑的存在就变得非常突出，如上所述，借助于显微镜进行观察，能够确认在上述配线附近发生的局部显示光斑，对此，通过如面板3-2、3-4所示那样同时还抑制这种局部显示光斑、进一步如面板3-1、3-5所示那样同时还抑制这种局部显示光斑，能够进一步提高显示品质。

[显示光斑和预倾角的关系]

表4中的配线附近倾角L和配线附近倾角M分别表示像素61的长边附近部分(图10(a)～图10(c)的L区域)及短边附近部分(图10(a)～图10(c)的M区域)的预倾角。另外，与面板的种类无关地，像素61的中心部分(图10(a)～图10(c)的N区域)的预倾角均约为87°。

如表4所示，在本实施方式所用的显示元件31(面板3-1至面板3-5)中，像素61的中心部分(N区域)的预倾角(87°)与配线附近(L区域和M区域)的预倾角(配线附近倾角L和配线附近倾角M)之差(预倾角的显示面内差)均为±3°以内。另外，根据上述评价结果可知，显示光斑和预倾角之间为相关关系，具体而言，当预倾角的显示面内差较大时，显示光斑也较大，当预倾角的显示面内差较小时，显示光斑也较小。

如上所述，本发明的液晶显示元件具有一对基板以及被夹持在上述一对基板之间的介电各向异性物质层，在上述一对基板的彼此对置的面上形成有取向膜，其特征在于：在上述一对基板中，仅有其中一个基板的取向膜的表面被实施取向处理，该取向处理用于使液晶物质具有预倾角；上述介电各向异性物质层包括向列相液晶物质和手性剂；当上述介电各向异性物质层的厚度为d、液晶物质的螺距长度为p时，满足0.25≤d/p≤0.50；当上述液晶物质的折射率各向异性为Δn时，满足1000×d/p≤Δn×d。因此，根据本发明能够实现一种扭曲垂直取向模式的液晶显示元件，这种液晶显示元件具有良好的显示特性，即使在上述取向膜的预倾角存在差异的状态下，也能够抑制因上述取向膜的预倾角差异而导致的透光量变化从而防止发生显示光斑，并且，这种液晶显示元件还具有较高的透光率。另外，Δn×d表示延迟量，在本发明中，是表示液晶显示元件的亮度的指标。

上述d/p例如优选满足0.28≤d/p≤0.40，进一步优选满足0.30≤d/p≤0.35。

根据本发明的液晶显示元件，当上述介电各向异性物质层的厚度为d、液晶物质的螺距长度为p、上述液晶物质的折射率各向异性为Δn时，例如，优选满足1000×d/p+50≤Δn×d，进一步优选满足1000×d/p+100≤Δn×d。

在本发明的液晶显示元件中，并没有特别规定上述Δn×d的上限。但优选规定上述Δn×d的上限和下限。因此，在上述限定的基础上，上述Δn×d例如优选满足Δn×d≤1000×d/p+600，进一步优选满足Δn×d≤1000×d/p+500，更进一步优选满足Δn×d≤1000×d/p+450。

在本发明的液晶显示元件中，例如，可以满足0.28≤d/p≤0.45且1000×d/p+50≤Δn×d≤1000×d/p+600。

在本发明的液晶显示元件中，可以满足1000×d/p+100≤Δn×d≤1000×d/p+500。

在本发明的液晶显示元件中，可以满足1000×d/p+150≤Δn×d≤1000×d/p+450。

在本发明的液晶显示元件中，可以满足0.30≤d/p≤0.40且1000×d/p+100≤Δn×d≤1000×d/p+600。

如上所述，如果只是将d/p的范围设定为上述范围(例如，0.25≤d/p≤0.50、0.28≤d/p≤0.45、0.28≤d/p≤0.40、0.30≤d/p≤0.40、0.30≤d/p≤0.35等)，这样，虽然能够抑制因d/p的变化所导致的透光率变化，但是，可能将造成透光量的减少。因此，通过对延迟量的范围进行上述设定，可防止透光量的减少。

具体而言，在满足0.25≤d/p≤0.50的情况下，当1000×d/p≤Δn×d时，可得到0.6以上的透光率；当1000×d/p+50≤Δn×d时，可得到0.7以上的透光率；当1000×d/p+100≤Δn×d时，可得到0.8以上的透光率。

另外，在满足0.25≤d/p≤0.50的情况下，当1000×d/p≤Δn×d≤1000×d/p+600时，能更可靠地得到0.6以上的透光率；当1000×d/p+50≤Δn×d≤1000×d/p+500时，能更可靠地得到0.7以上的透光率；当1000×d/p+100≤Δn×d≤1000×d/p+450时，能更可靠地得到0.8以上的透光率。

另外，在满足0.28≤d/p≤0.45的情况下，当1000×d/p+50≤Δn×d≤1000×d/p+600时，能更可靠地得到0.7以上的透光率；当1000×d/p+100≤Δn×d≤1000×d/p+500时，能更可靠地得到0.8以上的透光率；当1000×d/p+150≤Δn×d≤1000×d/p+450时，能更可靠地得到0.9以上的透光率。

另外，在满足0.30≤d/p≤0.40且1000×d/p+100≤Δn×d≤1000×d/p+600时，能更可靠地得到0.8以上的透光率。

本发明的液晶显示元件可以构成为，在显示区域内的液晶物质的预倾角的范围是预倾角的中间值±3°。

本发明的液晶显示元件可以构成为，上述预倾角的中间值为87°。

根据上述结构，显示区域内的液晶物质具有预倾角。“预倾角”是指，在未施加电压的状态下，液晶物质的指向矢相对基板面的初始倾斜角度。另外，在未施加电压的状态下，取向膜已被实施取向处理的基板所夹持的液晶物质并非是相同的取向方向，液晶物质的取向方向存在若干差异。即，液晶物质在整体上存在预倾角差异。这是工艺上存在的问题，要消除预倾角差异是非常困难的。

在上述液晶显示元件中，上述预倾角的范围是显示区域内的液晶物质的预倾角的中间值±3°。例如，可将预倾角设定为87°，在这种情况下，液晶物质分布在87°±3°的范围内，当设预倾角为θp时，则存在于84°≤θp≤90°的范围内。

本发明的液晶显示元件可以构成为，在上述一个基板上形成有层厚控制构件，该层厚控制构件用于使介电各向异性物质层保持一定的层厚，并对上述另一个基板上设置的取向膜的表面实施取向处理。

根据上述结构，形成有层厚控制构件的基板的取向膜不被实施取向处理，只有另一个基板的取向膜的表面被实施取向处理。当形成有层厚控制构件时，取向膜出现凹凸形状而并不平坦。因此，当形成有层厚控制构件的基板的取向膜被实施取向处理时，层厚控制构件的凹凸会导致取向处理的精度降低，这是造成显示光斑的原因。

对此，仅对未形成有层厚控制构件的基板上的取向膜实施取向处理，由此，可防止出现上述显示光斑。还可缩短制造工序，提高成品率。

并且，本发明的液晶显示元件可以构成为，上述液晶物质在未施加电场时表现为光学各向同性，在施加电场时表现为光学各向异性。

根据上述结构，可得到常黑(normally-black)模式的液晶显示元件，即：在未施加电场时阻止光通过而在施加电场时使光通过。常黑模式的液晶显示元件由于对比度非常高，所以透光量的变化易于导致显示光斑的发生，但是，通过采用本发明的上述结构，能够避免上述缺陷的发生。

并且，本发明的液晶显示元件可以构成为，上述取向膜是垂直取向膜。并且，本发明的液晶显示元件可以构成为，上述液晶物质是负介电各向异性的液晶物质。

根据上述结构，可得到常黑模式的液晶显示元件，即使是对比度较高的液晶显示元件，也能够显示没有显示光斑、品质优良的图像。

本发明的液晶显示元件可以构成为，外部入射光能够从一个基板透射到另一个基板。

根据上述结构，由于能够使外部入射光透射基板，所以，可借此实现透射型的液晶显示元件。

本发明的液晶显示元件可以构成为，上述已实施取向处理的一个基板是具有源极线的有源矩阵基板，上述取向处理是摩擦取向处理，上述摩擦取向处理的方向平行于上述有源矩阵基板的源极线。

另外，本发明的液晶显示元件可以构成为，上述已实施取向处理的一个基板是具有栅极线的有源矩阵基板，上述取向处理是摩擦取向处理，上述摩擦取向处理的方向平行于上述有源矩阵基板的栅极线。

由于受配线高度差等因素的影响，根据现有的摩擦取向处理方法(斜穿配线的方法)，难以控制源极线或栅极线附近的预倾角，无论如何都会发生超过“中间值±3°”的区域，结果导致在源极线或栅极线附近发生显示不良的现象。根据本发明的上述结构，能够改善上述显示不良。

具体而言，在有源矩阵基板上，沿上下及左右方向形成有源极线和栅极线，因此，在该基板的取向膜表面具有凹凸。并且，根据现有的摩擦取向处理方法，在相对上述源极线和栅极线成45°的方向实施摩擦取向处理。即，在斜穿源极线和栅极线的方向上实施摩擦取向处理。在这种情况下，在源极线附近或栅极线附近，由于受配线(源极线和栅极线)高度差等因素的影响，难以将预倾角控制在所期望的角度范围内，难以如上所述将差异控制为中间值的±3°。这是导致在源极线或栅极线附近发生显示不良的原因。

而根据本发明的液晶显示元件的结构，在平行于源极线或栅极线的方向上实施摩擦取向处理，因此，较少受配线高度差的影响，能够较容易将预倾角差异控制在中间值的±3°的范围内。

所以，可抑制沿源极线或栅极线发生的显示不良，能够进一步提高显示质量。

另外，作为在事后验证是否在所期望的方向上实施了摩擦的方法，例如，可以举出：测定取向膜表面的光学各向异性的方法、用AFM(Atomic Force Microscope：原子力显微镜)进行表面观察的方法等。作为上述光学各向异性的测定装置，例如，可以使用株式会社东阳科技生产的液晶取向膜评价系统“PI-Checker”等。

以上，对本发明进行了详细的说明，上述具体实施方式仅仅是揭示本发明的技术内容的示例，本发明并不限于上述具体示例，可在权利要求的范围内进行各种变更。通过适当组合各实施方式揭示的技术方式所得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内。

工业可利用性

本发明的液晶显示元件是垂直取向模式的液晶显示元件，可防止显示光斑的发生，并具有高透光率。因此，可广泛应用于诸如电视机、监视器等的图像显示装置、诸如文字处理器、个人电脑等的OA设备中使用的图像显示装置、以及诸如摄像机、数字照相机、便携式电话等的信息终端中使用的图像显示装置。所以，本发明可应用在需要使用显示器的各个行业中，例如家电行业、机械行业等。

Claims (14)

1.一种液晶显示元件，具有一对基板以及被夹持在上述一对基板之间的介电各向异性物质层，在上述一对基板的彼此对置的面上形成有取向膜，其特征在于，

在上述一对基板中，仅有其中一个基板的取向膜的表面被实施取向处理，该取向处理用于使液晶物质具有预倾角，

上述介电各向异性物质层包括向列相液晶物质和手性剂，

当上述介电各向异性物质层的厚度为d、液晶物质的螺距长度为p时，满足0.25≤d/p≤0.50，而且，

当上述液晶物质的折射率各向异性为Δn时，满足1000×d/p≤Δn×d(nm)，

显示区域内的液晶物质的预倾角的范围是预倾角的中间值±3°，

上述一对基板中，其中一个基板是具有源极线的配线、栅极线的配线，或者源极线及栅极线的配线的有源矩阵基板，

对上述有源矩阵基板的取向膜的表面实施上述取向处理，上述取向处理是摩擦取向处理，

上述摩擦取向处理方向为栅极线方向时，像素长边配线附近预倾角为86.6度，像素短边配线附近预倾角为87.2度，

上述摩擦取向处理方向为源极线方向时，像素长边配线附近预倾角为87.5度，像素短边配线附近预倾角为87.3度。

2.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

上述d/p满足0.28≤d/p≤0.40。

3.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

上述d/p满足0.30≤d/p≤0.35。

4.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

满足1000×d/p+100≤Δn×d(nm)。

5.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

满足Δn×d≤1000×d/p+600(nm)。

6.根据权利要求3所述的液晶显示元件，其特征在于，

满足1000×d/p+150≤Δn×d≤1000×d/p+450(nm)。

7.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

满足Δn×d≤2500×d/p+150且Δn×d≤-1750×d/p+1750(nm)。

8.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

Δn×d(nm)小于或等于900nm。

9.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于：

满足1500×d/p≤Δn×d(nm)且Δn×d≤2500×d/p(nm)且Δn×d≤-1750×d/p+1600(nm)且Δn×d≤900nm。

10.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于：

在上述一对基板中，其中另外一个基板上形成有层厚控制构件，该层厚控制构件用于使介电各向异性物质层保持一定的层厚。

11.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于：

上述液晶物质在未施加电场时表现为光学各向同性，在施加电场时表现为光学各向异性。

12.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于：

上述取向膜是垂直取向膜。

13.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于：

上述液晶物质是负介电各向异性的液晶物质。

14.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于：

外部入射光能够从一个基板透射到另外一个基板。

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