JP2001343652A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP2001343652A
JP2001343652A JP2000160816A JP2000160816A JP2001343652A JP 2001343652 A JP2001343652 A JP 2001343652A JP 2000160816 A JP2000160816 A JP 2000160816A JP 2000160816 A JP2000160816 A JP 2000160816A JP 2001343652 A JP2001343652 A JP 2001343652A
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liquid crystal
substrates
crystal display
mode
vertical alignment
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Application number
JP2000160816A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Furukawa
智朗 古川
Akira Tagawa
晶 田川
Masaaki Kabe
正章 加邉
Nobuyuki Ito
信行 伊藤
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device having high speed responsiveness, high contrast and high brightness. SOLUTION: The liquid crystal display device is provided with a pair of substrates 1 and 1 having transparent electrodes 2 and 2 and vertical alignment layers 3 and 3 respectively, a liquid crystal layer 5 consisting of a liquid crystal interposed between both the substrates 1 and 1 and having negative dielectric anisotropy and a polarizing plate. The vertical alignment layers 3 and 3 control alignment of liquid crystal molecules so that the direction of major axes of the liquid crystal molecules is substantially vertical to the surfaces of the substrates 1 and 1 when voltage is not applied between both the substrates 1 and 1. The vertical alignment layers 3 and 3 are applied with alignment treatment so that the direction of the major axes of the liquid crystal molecules are substantially parallel to surfaces of the both substrates 1 and 1 and the liquid crystal molecules are aligned twistedly by nearly 90 deg. when the voltage is applied between both the substrates 1 and 1. When the thickness of the liquid crystal layer 5 and the refractive index anisotropy of the liquid crystal are defined as d and Δn, respectively, d is 2.5 μm or less and Δn.d is 0.375 μm or more.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶分子の捩れ角
が略90°である垂直配向型の液晶表示素子に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical alignment type liquid crystal display device in which liquid crystal molecules have a twist angle of about 90 degrees.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年における液晶ディスプレイ(LC
D)の発展にはめざましいものがあり、モバイル機器用
の小型ディスプレイからパソコン用モニタ、液晶テレビ
等幅広く普及しつつある。
2. Description of the Related Art Recent liquid crystal displays (LCs)
D) has a remarkable development, and is becoming widespread from small displays for mobile devices to monitors for personal computers and liquid crystal televisions.

【0003】液晶ディスプレイは、薄型かつ低消費電力
のディスプレイであり、CRT(陰極線管)ディスプレ
イにかわるディスプレイとの期待が寄せられているが、
その動作原理により、CRTディスプレイと比較して、 ・視角依存性が大きい(視野角が狭い) ・コントラスト比が低い ・動画表示が苦手である等の弱点を抱えている。
A liquid crystal display is a thin and low power consumption display, and is expected to replace a CRT (cathode ray tube) display.
Due to its operating principle, it has disadvantages such as: large viewing angle dependence (narrow viewing angle), low contrast ratio, and poor display of moving images, as compared to CRT displays.

【0004】このうち、視角依存性に関しては補償フィ
ルムの開発や面内スイッチング(IPS)モード等によ
ってかなりの改善が見られている。また、コントラスト
比に関しては、CRTディスプレイに迫る液晶ディスプ
レイも開発されつつある。
Among them, the viewing angle dependency has been considerably improved by the development of a compensation film, an in-plane switching (IPS) mode, and the like. As for the contrast ratio, a liquid crystal display approaching a CRT display is being developed.

【0005】動画表示に関しては、液晶の応答速度が大
きく関係する。通常の液晶ディスプレイに用いられてい
るネマティック液晶は、開発の初期には、応答速度が数
十ミリ秒と遅いために動画表示を行うと、映像が尾を引
いてしまうという問題があった。開発が進むにつれて、
液晶の応答速度の改善や液晶駆動技術の進歩によりこの
問題は徐々に改善の方向へ向かっているが、いまだに十
分な応答速度を持つ液晶ディスプレイは発表されていな
い。
[0005] For displaying moving images, the response speed of the liquid crystal is greatly related. In the early stages of development, the nematic liquid crystal used in ordinary liquid crystal displays has a problem that the response time is as slow as several tens of milliseconds, so that when moving images are displayed, the image trails. As development progresses,
This problem is gradually improving due to improvements in the response speed of liquid crystals and advances in liquid crystal drive technology, but no liquid crystal display with a sufficient response speed has yet been announced.

【0006】一方で、本格的なマルチメディア時代を迎
えるにあたり、デジタル放送用ディスプレイ等の高画質
・動画対応のディスプレイの必要性が叫ばれており、大
型マルチメディア用ディスプレイの分野では、液晶ディ
スプレイ、プラズマディスプレイ(PDP)を中心に盛
んに研究開発が行われている。マルチメディア用ディス
プレイに用いる液晶ディスプレイには、高速応答、高コ
ントラストを両立させることが要求されている。
On the other hand, in the era of full-scale multimedia, the necessity of a display capable of supporting high image quality and moving images, such as a display for digital broadcasting, is called out. In the field of large multimedia displays, liquid crystal displays, Research and development are being actively conducted mainly on plasma displays (PDPs). Liquid crystal displays used for multimedia displays are required to have both high-speed response and high contrast.

【0007】液晶表示モードにはさまざまな方式がある
が、その中で原理的に高コントラストが得られるモード
は、垂直配向(VA;Virtical Alignment) モードであ
る。垂直配向モードの液晶表示素子におけるスイッチン
グの様子を図10に示す。
There are various liquid crystal display modes. Among them, a mode in which a high contrast is obtained in principle is a vertical alignment (VA) mode. FIG. 10 shows a switching state in the liquid crystal display element in the vertical alignment mode.

【0008】この液晶ディスプレイでは、一対の基板1
01・101の間に挟持された液晶分子102の長軸
が、電界無印加状態(電界印加オフ)では、図10
(a)に示すように基板101・101に垂直となり、
暗状態になる。一方、基板101・101に垂直な電界
が印加された電界印加状態(電界印加オン)では、図1
0(b)に示すように液晶分子102の長軸が基板10
1・101に垂直な方向から倒れて基板101・101
に平行となり、明状態になる。この垂直配向モードで
は、基板101・101に垂直な電界によって液晶分子
の長軸が基板101・101に平行な方向に揃う必要が
あるため、負の誘電異方性を持つ液晶分子102を使用
する必要がある。
In this liquid crystal display, a pair of substrates 1
In the state where no electric field is applied (electric field is turned off), the major axis of the liquid crystal molecule 102 held between
As shown in FIG.
It becomes dark. On the other hand, in an electric field application state (electric field application on) in which a vertical electric field is applied to the substrates 101, 101, FIG.
0 (b), the major axis of the liquid crystal molecules 102 is
The substrate 101 101 falls down from a direction perpendicular to the substrate 101
And it becomes a bright state. In the vertical alignment mode, the liquid crystal molecules 102 having a negative dielectric anisotropy are used because the major axes of the liquid crystal molecules need to be aligned in a direction parallel to the substrates 101, 101 by an electric field perpendicular to the substrates 101, 101. There is a need.

【0009】水平配向モードは、電界無印加状態では液
晶分子の長軸が基板に平行となるように液晶分子を配向
させる表示モードであり、電圧印加により液晶分子の長
軸を基板に垂直にする方式がほとんどである。このよう
な方式の場合には、基板界面付近の液晶分子は、界面ア
ンカリングの影響により、電圧を印加しても基板にほぼ
平行のまま残ってしまう。このため、基板界面付近で残
留位相差が発生し、暗状態の輝度が予想よりも高くなっ
てしまい、十分なコントラストが得られない。
The horizontal alignment mode is a display mode in which the liquid crystal molecules are aligned so that the major axis of the liquid crystal molecules is parallel to the substrate when no electric field is applied. Most are formulas. In such a method, liquid crystal molecules near the interface of the substrate remain almost parallel to the substrate even when a voltage is applied due to the influence of interface anchoring. For this reason, a residual phase difference occurs near the substrate interface, and the brightness in the dark state becomes higher than expected, and a sufficient contrast cannot be obtained.

【0010】垂直配向モードでは、電界無印加時の状態
(初期状態)では、液晶分子の長軸が基板にほぼ垂直で
あるため、残留位相差が存在しない。それゆえ、垂直配
向モードの液晶表示素子を直交ニコル下に置くと、無電
界の状態で光学的な等方状態が得られる。したがって、
垂直配向モードには、はっきりとした黒表示が得られ、
それゆえにコントラストは非常に高くなるという、水平
配向モードにない特徴がある。
In the vertical alignment mode, when no electric field is applied (initial state), the major axis of the liquid crystal molecules is almost perpendicular to the substrate, and therefore, there is no residual phase difference. Therefore, when the liquid crystal display element in the vertical alignment mode is placed under the orthogonal Nicols, an optically isotropic state can be obtained in a state of no electric field. Therefore,
In the vertical alignment mode, a clear black display is obtained,
Therefore, the contrast is very high, which is a feature not found in the horizontal alignment mode.

【0011】また、垂直配向モードでは、配向膜とし
て、電界無印加時の液晶分子の長軸方向を基板の面にほ
ぼ垂直となるように制御する垂直配向膜を利用する。例
えば、図10の例であれば、図示していないが、基板1
01・101の内側の面(互いに対向する面)に垂直配
向膜が設けられている。しかしながら、一般に、垂直配
向膜は、電界印加時に液晶分子の傾く方向の規制力がな
い。したがって、そのままでは、電界印加時にディスク
リネーションが発生して明輝度が損なわれることにな
る。
In the vertical alignment mode, a vertical alignment film that controls the major axis direction of liquid crystal molecules when no electric field is applied so as to be substantially perpendicular to the surface of the substrate is used. For example, in the case of the example of FIG.
A vertical alignment film is provided on inner surfaces of 01 and 101 (surfaces facing each other). However, in general, the vertical alignment film has no regulating force in the direction in which the liquid crystal molecules tilt when an electric field is applied. Therefore, as it is, disclination occurs when an electric field is applied, and the bright luminance is impaired.

【0012】このため、垂直配向膜をラビングする、基
板面内に突起を設ける、等の方法で、電界印加時の液晶
分子の傾く方向を規制する方法が取られている。このよ
うな方法で液晶分子の傾く方向が規制された垂直配向モ
ードの液晶表示素子のスイッチングの様子を図11に示
す。
For this reason, a method of rubbing the vertical alignment film, providing a projection in the substrate surface, or the like, is used to regulate the direction in which the liquid crystal molecules are inclined when an electric field is applied. FIG. 11 shows a switching state of the liquid crystal display element in the vertical alignment mode in which the tilt direction of the liquid crystal molecules is regulated by such a method.

【0013】この液晶表示素子は、図10(a)の液晶
ディスプレイにおける基板101・101の内側の面に
設けられた垂直配向膜(図示しない)に対して、図11
(a)の矢印で示す方向にラビング処理がなされたもの
である。
This liquid crystal display device is different from the liquid crystal display shown in FIG. 10A in that a vertical alignment film (not shown) provided on the inner surface of the substrates 101 is used as shown in FIG.
The rubbing process is performed in the direction indicated by the arrow in FIG.

【0014】このような液晶分子の傾く方向が規制され
た垂直配向モードを用いた液晶ディスプレイは、既に発
表されており、300:1以上の高いコントラスト比が
得られている。
A liquid crystal display using such a vertical alignment mode in which the tilt direction of liquid crystal molecules is restricted has already been announced, and a high contrast ratio of 300: 1 or more has been obtained.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】このように、垂直配向
モードを用いた液晶ディスプレイは、高いコントラスト
を得ることができるという利点を持つ。一方、垂直配向
モードでは、他のネマティック液晶を用いた表示モード
と同様に、動画を満足に表現しうるだけの応答速度が得
られていないのが現状である。一般に、捩れネマティッ
ク(TN;TwitedNematic)モードや電圧制御複屈折
(ECB;Electrically Controlled Birefringence)モ
ード等の水平配向を用いた液晶表示モードにおいて、応
答速度は、以下の式(1)〜(3)で表される。
As described above, the liquid crystal display using the vertical alignment mode has an advantage that a high contrast can be obtained. On the other hand, in the vertical alignment mode, as in the display mode using other nematic liquid crystals, a response speed sufficient to express moving images satisfactorily has not been obtained at present. Generally, in a liquid crystal display mode using a horizontal alignment such as a twisted nematic (TN) mode or a voltage controlled birefringence (ECB) mode, the response speed is expressed by the following equations (1) to (3). expressed.

【0016】 τrise=ηd2 /{ε0 Δε(V2 −Vc 2 )} …(1) τfall=ηd2 /Kπ2 …(2) K=k1 +(k3 ・2k2 )/4 …(3) ここで、τriseは立上がり時間(相対光透過率が0%か
ら90%まで上昇するのにかかる時間)、τfallは立下
がり時間(相対光透過率が90%から10%まで低下す
るのにかかる時間)、ηは液晶の粘性パラメータ、dは
セル厚(液晶層厚)、ε0 は真空中の誘電率、Δεは誘
電異方性(液晶分子の長軸方向の誘電率から、これに直
交する方向の誘電率を引いた値)、Vは印加電圧、Vc
は閾値電圧、k1 はスプレイ弾性定数、k2 はツイスト
(捩れ)弾性定数、k3 はベンド(曲がり)弾性定数を
表す。
[0016] τ rise = ηd 2 / {ε 0 Δε (V 2 -V c 2)} ... (1) τ fall = ηd 2 / Kπ 2 ... (2) K = k 1 + (k 3 · 2k 2) / 4 (3) where τ rise is the rise time (the time required for the relative light transmittance to rise from 0% to 90%), and τ fall is the fall time (the relative light transmittance is 90% to 10%). %), Η is the viscosity parameter of the liquid crystal, d is the cell thickness (liquid crystal layer thickness), ε 0 is the dielectric constant in vacuum, and Δε is the dielectric anisotropy (long axis of the liquid crystal molecules). V is the applied voltage, V c is the value obtained by subtracting the permittivity in the direction orthogonal to the permittivity from the permittivity.
Represents a threshold voltage, k 1 represents a splay elastic constant, k 2 represents a twist (twist) elastic constant, and k 3 represents a bend (bend) elastic constant.

【0017】動画に対応できるだけの液晶の応答速度は
10msが目安だが、現在の液晶ディスプレイでは、さ
まざまな制約からやや厚めのセル厚が採用されている。
そのため、応答速度が数十msであり、動画を満足に表
示できるだけの能力がない。ネマティック液晶が抱える
応答速度の不足に対するひとつの解決策は、セル厚dを
薄くすること、すなわち薄セル化と考えられる。垂直配
向モードに関しては応答速度に関する式は現時点で不明
であるが、水平配向モードの結果から、薄セル化によっ
て高速化ができると思われる。
The response speed of the liquid crystal which can cope with a moving image is a standard of 10 ms. However, in the current liquid crystal display, a slightly thicker cell thickness is adopted due to various restrictions.
Therefore, the response speed is several tens of ms, and there is no ability to display a moving image satisfactorily. One solution to the lack of response speed of the nematic liquid crystal is considered to be to reduce the cell thickness d, that is, to make the cell thinner. The equation for the response speed for the vertical alignment mode is unknown at this time, but from the result of the horizontal alignment mode, it is considered that the speed can be increased by thinning the cells.

【0018】一方、垂直配向膜をラビングする、基板面
内に突起を設ける、等の方法で、電界印加時の液晶分子
の傾く方向を規制する処理を行うと、図11(a)に示
すように、無印加状態での液晶分子102の配向は、液
晶分子102の長軸が基板101・101に垂直な方向
から傾いた配向となる。これは、基板101・101界
面付近に残留位相差が生じることを意味する。垂直配向
モードにおいては、電界印加により液晶分子102の長
軸を基板101・101に対して垂直にすることができ
ない。そのため、この残留位相差は解消不可能であり、
コントラストを低下させることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 11A, when a process for regulating the tilt direction of liquid crystal molecules when an electric field is applied is performed by a method such as rubbing the vertical alignment film or providing a protrusion in the substrate surface. In addition, the alignment of the liquid crystal molecules 102 in a state where no voltage is applied is such that the major axis of the liquid crystal molecules 102 is inclined from a direction perpendicular to the substrates 101. This means that a residual phase difference occurs near the interface between the substrates 101. In the vertical alignment mode, the major axis of the liquid crystal molecules 102 cannot be made perpendicular to the substrates 101 due to electric field application. Therefore, this residual phase difference cannot be eliminated,
The contrast will be reduced.

【0019】この残留位相差の影響を緩和する方法とし
ては、液晶分子の配向を捩れ配向(一方の基板付近での
液晶分子の配向ベクトルと他方の基板付近での液晶分子
の配向ベクトルとが異なる配向状態)にする方法が挙げ
られる。このような捩れ配向としては、例えば、図11
(a)に示すように、上下の基板101・101の間で
液晶分子102の配向方向が90°捩れた捩れ配向があ
る。これにより、基板界面の残留位相差のほとんどがキ
ャンセルされ、水平配向のTNモードと比較して原理的
にはっきりとした黒状態が得られる。そのため、このよ
うな垂直配向でかつ液晶分子の捩れ角が略90°の捩れ
配向である表示モード、すなわち、いわゆる捩れ垂直配
向(TVA;Twisted Virtical Alignment)モードで
は、高いコントラストを得ることが可能である。なお、
このような捩れ垂直配向を得るためには、例えば、図1
1(a)に示すように上下の基板101・101で垂直
配向膜のラビング方向を変えればよい。
As a method of alleviating the influence of the residual retardation, the orientation of the liquid crystal molecules is twisted (the orientation vector of the liquid crystal molecules near one substrate is different from the orientation vector of the liquid crystal molecules near the other substrate). Orientation state). As such a twist orientation, for example, FIG.
As shown in (a), there is a twist alignment in which the orientation direction of the liquid crystal molecules 102 is twisted by 90 ° between the upper and lower substrates 101. As a result, most of the residual phase difference at the substrate interface is canceled, and a clear black state is obtained in principle as compared with the horizontal alignment TN mode. Therefore, in such a display mode in which the liquid crystal molecules are in a vertical orientation and the twist angle of the liquid crystal molecules is approximately 90 °, that is, in a so-called twisted vertical alignment (TVA) mode, a high contrast can be obtained. is there. In addition,
In order to obtain such a twisted vertical alignment, for example, FIG.
The rubbing direction of the vertical alignment film may be changed between the upper and lower substrates 101 as shown in FIG.

【0020】このようなTVAモードの液晶表示素子と
して、例えば、特開平8−43825号公報には、高い
コントラストを得るために、垂直配向型のTNモードの
液晶表示パネルが開示されている。
As such a TVA mode liquid crystal display element, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-43825 discloses a vertical alignment type TN mode liquid crystal display panel in order to obtain high contrast.

【0021】TVAモードの液晶表示素子においては、
薄セル化により高速応答と高コントラストとを同時に実
現できる可能性があるが、単に薄セル化をしただけで
は、明輝度が大きく低下する。
In a TVA mode liquid crystal display device,
Although there is a possibility that high-speed response and high contrast can be realized at the same time by thinning the cells, the mere reduction in the thickness of the cells greatly reduces the brightness.

【0022】水平配向でかつ捩れ配向であるTNモード
等の液晶モードにおいては、十分な輝度を得るための条
件について研究がなされている。水平配向でかつ捩れ配
向であるTNモード等の液晶モードにおいて、十分な輝
度を得るには、液晶の屈折率異方性Δn、セル厚d、お
よび透過光の波長λの間に、 Δn・4d≫λ …(4) の関係が満たされることが必要であることが知られてい
る。式(4)における4dは、TN型の表示モードにお
ける液晶の螺旋ピッチに対応する。式(4)は、モーガ
ンの条件と呼ばれる。一般に、液晶の屈折率異方性Δn
は高々0.2程度であるため、セル厚dをモーガンの条
件を満たすような値、例えば、5μm程度にする必要が
あるが、そうした場合には、セル厚dをモーガンの条件
を満たさない場合、例えば、2.5μm程度にした場合
より、応答速度が遅くなってしまう。また、モーガンの
条件を満たさない薄いセル厚では、応答速度を速くする
ことができるものの、水平配向でかつ捩れ配向であるT
Nモード等の液晶モードでは、一般に、十分な輝度が得
られず、暗い表示しか得られない。これは、液晶の種類
に関係なくモーガンの条件を満たすような比較的厚い捩
れ配向セルでは、旋光性のみを考慮すればよく、複屈折
の影響はほとんど無視できるが、薄セル化された振れ配
向セルの場合には、複屈折の影響が無視できなくなり、
一般的な液晶では、モーガンの条件を満たさなくなるた
めである。
In a liquid crystal mode such as a TN mode which is a horizontal alignment and a twist alignment, research is being conducted on conditions for obtaining sufficient luminance. In a liquid crystal mode such as a TN mode in which the liquid crystal is horizontally and twisted, in order to obtain a sufficient luminance, it is necessary to set Δn · 4d It is known that the relationship of ≫λ (4) needs to be satisfied. 4d in the equation (4) corresponds to the helical pitch of the liquid crystal in the TN type display mode. Equation (4) is called Morgan's condition. Generally, the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal
Is at most about 0.2, so it is necessary to set the cell thickness d to a value that satisfies Morgan's condition, for example, about 5 μm. For example, the response speed becomes slower than the case of about 2.5 μm. In the case of a thin cell thickness which does not satisfy Morgan's condition, the response speed can be increased, but the T-axis which is a horizontal orientation and a twisted orientation is used.
In a liquid crystal mode such as an N mode, generally, a sufficient luminance cannot be obtained, and only a dark display can be obtained. This is because in a relatively thick twist alignment cell that satisfies Morgan's condition regardless of the type of liquid crystal, only the optical rotation need be considered, and the effect of birefringence can be almost ignored, but the thin cell swing alignment In the case of cells, the effects of birefringence cannot be ignored,
This is because a general liquid crystal cannot satisfy Morgan's condition.

【0023】ところが、モーガン条件を満たさない薄い
セル厚のTVAモードの液晶表示素子においては、高速
応答化のための薄セル化と輝度とを両立させる研究がな
されていない。
However, in a TVA mode liquid crystal display device having a thin cell thickness which does not satisfy the Morgan condition, no study has been made to achieve both a thin cell for high-speed response and luminance.

【0024】特開平8−43825号公報に開示された
垂直配向型のTNモードは、コントラストと視野角特性
の向上のみを目的とした発明である。特開平8−438
25号公報で薄セル化による高速化やそれに伴う明輝度
の低下防止に関しては全く触れられていない。
The vertical alignment type TN mode disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-43825 is an invention intended only to improve the contrast and the viewing angle characteristics. JP-A-8-438
No. 25 does not mention at all speeding-up by thinning the cells and prevention of a reduction in bright luminance accompanying the speeding-up.

【0025】そのため、高いコントラストを持つTVA
モードの液晶表示素子において、高速応答性と高輝度と
を両立するには、モーガンの条件を満たさない薄いセル
厚dで高輝度を実現できる屈折率異方性Δnの条件を見
つける必要があると考えられる。
Therefore, TVA having a high contrast
In order to achieve both high-speed response and high luminance in a liquid crystal display element of the mode, it is necessary to find a condition of refractive index anisotropy Δn that can realize high luminance with a thin cell thickness d that does not satisfy Morgan's condition. Conceivable.

【0026】また、モーガン条件を満たさない薄いセル
厚では、液晶内の光の伝播は複屈折の影響と捩れ配向に
よる旋光性の影響が絡み合うため、十分な明輝度を出す
条件の導出は容易に行えるものではない。
Further, when the cell thickness does not satisfy the Morgan condition, the propagation of light in the liquid crystal is affected by the effect of birefringence and the effect of optical rotation due to torsional alignment. It cannot be done.

【0027】ところで、ネマティック液晶を用いた水平
配向の液晶表示モードにおいては、薄セル化による高速
応答化について、多くの研究がなされている。また、垂
直配向モードでも、多くの研究がなされている。
By the way, in the horizontal alignment liquid crystal display mode using a nematic liquid crystal, much research has been made on high-speed response by thinning the cell. Also, much research has been done on the vertical alignment mode.

【0028】例えば、特開平5−150273号公報に
おいては、薄セル化された水平配向のTNモードの液晶
表示装置で、明るい白表示と高コントラストとを得るた
めの条件として、液晶の複屈折率(屈折率異方性)Δn
を0.1以上、液晶の複屈折率Δnと液晶層の厚みdと
の積Δn・dを0.4μm以上、液晶層の厚みdを2μ
m以上かつ4μm以下にすることが開示されている。
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-150273, a birefringence index of a liquid crystal is set as a condition for obtaining a bright white display and a high contrast in a thin cell horizontal alignment TN mode liquid crystal display device. (Refractive index anisotropy) Δn
0.1 or more, the product Δn · d of the birefringence Δn of the liquid crystal and the thickness d of the liquid crystal layer is 0.4 μm or more, and the thickness d of the liquid crystal layer is 2 μm.
It is disclosed that the thickness is set to m or more and 4 μm or less.

【0029】また、上記公報には、Δn・dを0.4μ
mより大きく設定することで、白表示の明るさを向上さ
せることができる旨が記載されている。さらに、上記公
報には、dを4μm以下とすることで、明るく、高いコ
ントラストの表示が得られる旨も記載されている。
In the above publication, Δn · d is set to 0.4 μm.
It is described that the brightness of white display can be improved by setting it to be larger than m. Further, the above-mentioned publication also describes that a bright and high-contrast display can be obtained by setting d to 4 μm or less.

【0030】しかしながら、特開平5−150273号
公報に記載されているのは、水平配向のTNモードに関
する屈折率異方性およびセル厚の条件であり、垂直配向
のTNモードに関する屈折率異方性およびセル厚の条件
は記載されていない。
However, what is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-150273 is the condition of the refractive index anisotropy and the cell thickness for the horizontally aligned TN mode, and the refractive index anisotropy for the vertically aligned TN mode. And conditions for the cell thickness are not described.

【0031】また、特開平5−150273号公報に開
示されている液晶表示装置は、水平配向モードであるた
め、得られるコントラスト比は高々200:1であり、
VAモードと比較して決して高い値ではない。特に、セ
ル厚が3μm以下では、コントラスト比が100:1前
後とあまり良くない。実際にある程度のコントラストを
得るためのセル厚は3μm以上が必要であり、結果とし
て応答速度との両立が不可能である。
The liquid crystal display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-150273 is of a horizontal alignment mode, so that the obtained contrast ratio is at most 200: 1.
This is not a high value compared to the VA mode. In particular, when the cell thickness is 3 μm or less, the contrast ratio is not so good at about 100: 1. In order to actually obtain a certain level of contrast, the cell thickness needs to be 3 μm or more, and as a result, it is impossible to achieve a good response speed.

【0032】したがって、水平配向のTNモードを薄セ
ル化しただけでは、高速応答と高コントラストとが両立
できない。
Therefore, high-speed response and high contrast cannot be achieved at the same time simply by making the horizontal alignment TN mode thinner.

【0033】本発明は、上記従来の問題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、高速応答性と高いコントラス
トと高い輝度とを併せ持つ液晶表示素子を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having both high-speed response, high contrast, and high luminance.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】本願発明者は、上記課題
を解決するために鋭意工夫を重ねた結果、動画対応可能
な十分な高速応答性と、高いコントラストと、高い輝度
とを併せ持つ液晶表示素子が得られるセル厚dおよび屈
折率異方性Δnの条件を見出した。
Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has made intensive efforts to solve the above-mentioned problems, and as a result, has obtained a liquid crystal display which has a sufficient high-speed response, a high contrast, and a high luminance, which are applicable to moving images. The conditions for the cell thickness d and the refractive index anisotropy Δn for obtaining the element were found.

【0035】すなわち、本発明の液晶表示素子は、上記
の課題を解決するために、電極および配向制御層をそれ
ぞれ有する1対の基板と、両基板間に挟持された液晶層
と、偏光板とを備える液晶表示素子において、上記液晶
層が、負の誘電異方性を持つ液晶からなり、両基板の配
向制御層が、両基板間に電界が印加されていない状態
で、液晶分子の長軸が両基板の面にほぼ垂直となるよう
に液晶分子の配向を制御する垂直配向膜であり、上記垂
直配向膜には、両基板間に電界が印加された状態で、液
晶分子の長軸が両基板の面にほぼ平行となり、かつ、液
晶分子が略90°捩れた配向となるように配向処理がな
されており、上記液晶層の厚みをd、上記液晶の屈折率
異方性をΔnとすると、dが2.5μm以下であり(条
件(A))、かつ、Δn・d(液晶層のリタデーショ
ン)が0.375μm以上である(条件(B))ことを
特徴としている。
That is, in order to solve the above problems, the liquid crystal display element of the present invention comprises a pair of substrates each having an electrode and an alignment control layer, a liquid crystal layer sandwiched between the two substrates, and a polarizing plate. In the liquid crystal display device, the liquid crystal layer is made of liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, and the alignment control layers of both substrates are aligned with each other in a state where no electric field is applied between the two substrates. Is a vertical alignment film that controls the alignment of liquid crystal molecules so as to be substantially perpendicular to the surfaces of both substrates. In the vertical alignment film, the major axis of the liquid crystal molecules is adjusted when an electric field is applied between the two substrates. The liquid crystal molecules are oriented substantially parallel to the surfaces of both substrates, and the liquid crystal molecules are oriented so as to be twisted by about 90 °. The thickness of the liquid crystal layer is d, and the refractive index anisotropy of the liquid crystal is Δn. Then, d is 2.5 μm or less (condition (A)), and Δ · D (retardation of the liquid crystal layer) is characterized in that at least 0.375Myuemu (condition (B)).

【0036】上記の構成によれば、上記の条件(A)お
よび(B)の効果と垂直配向のTVAモードの効果とを
統合した効果が得られる。すなわち、上記構成によれ
ば、まず、条件(A)により、動画対応可能な高速応答
性を実現することができる。また、上記構成によれば、
条件(A)に条件(B)を組み合わせたことにより、モ
ーガンの条件を満たさない薄い捩れ配向モードの液晶表
示素子において、高い明輝度を実現することができる。
したがって、動画対応の十分な高速応答性と十分な輝度
とを両立することができる。さらに、上記構成では、垂
直配向モードであるため、水平配向を用いるモードと比
較して、全階調で均一な高速応答性が得られる。その
上、上記構成では、液晶分子が略90°捩れた配向の垂
直配向モード(TVAモード)であるため、液晶分子が
略180°捩れた配向の垂直配向モードと比較して、高
いコントラストが得られる。
According to the above configuration, an effect obtained by integrating the effects of the above conditions (A) and (B) and the effect of the vertical alignment TVA mode can be obtained. That is, according to the above configuration, first, a high-speed responsiveness capable of handling a moving image can be realized according to the condition (A). According to the above configuration,
By combining the condition (A) with the condition (B), high brightness can be realized in a thin twist alignment mode liquid crystal display element that does not satisfy the Morgan's condition.
Therefore, sufficient high-speed response and sufficient luminance for moving images can be achieved. Further, in the above configuration, since the mode is the vertical alignment mode, uniform high-speed response can be obtained at all gradations as compared with the mode using the horizontal alignment. In addition, in the above configuration, since the liquid crystal molecules are in the vertical alignment mode (TVA mode) in which the liquid crystal molecules are twisted by approximately 90 °, a higher contrast is obtained as compared with the vertical alignment mode in which the liquid crystal molecules are twisted by approximately 180 °. Can be

【0037】したがって、上記構成によれば、高速応答
性と高いコントラストと高い輝度とを併せ持つ液晶表示
素子を提供することができる。
Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide a liquid crystal display device having both high-speed response, high contrast and high luminance.

【0038】なお、液晶分子が略90°捩れた配向であ
るとは、液晶分子が捩れ配向であって、液晶分子の捩れ
角(一方の基板との界面における液晶分子の配向ベクト
ルと他方の基板との界面における液晶分子の配向ベクト
ルとのなす角)が、略90°であることを指す。また、
「略90°」とは、90°から設計誤差程度の僅かなず
れがあってもよいことを指し、好ましくは90°±1°
である。
It is to be noted that the expression that the liquid crystal molecules are twisted by approximately 90 ° means that the liquid crystal molecules are twisted, and the twist angle of the liquid crystal molecules (the orientation vector of the liquid crystal molecules at the interface with one substrate and the other substrate). (The angle between the liquid crystal molecules and the alignment vector at the interface with the liquid crystal molecules) is approximately 90 °. Also,
“Approximately 90 °” indicates that there may be a slight deviation from 90 °, such as a design error, and is preferably 90 ° ± 1 °.
It is.

【0039】本発明の液晶表示素子において、両基板間
に電界が印加されていないときの液晶分子の長軸と基板
の法線とのなす角(プレティルト角)は、15°以下
(0〜15°の範囲内)であることが好ましい。
In the liquid crystal display device of the present invention, the angle (pretilt angle) between the long axis of the liquid crystal molecules and the normal to the substrate when no electric field is applied between the substrates is 15 ° or less (0 to 15 °). (Within the range of °).

【0040】上記構成によれば、残留位相差が打ち消さ
れるので、十分に高いコントラストが得られるだけの十
分な暗輝度が得られる。したがって、上記構成によれ
ば、より一層高いコントラストを有するとともに、高い
暗輝度を有する液晶表示素子を提供することができる。
According to the above configuration, since the residual phase difference is canceled, a sufficient dark luminance is obtained to obtain a sufficiently high contrast. Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide a liquid crystal display device having higher contrast and higher dark luminance.

【0041】また、上記液晶は、負の誘電異方性を持つ
ネマティック液晶であることが好ましい。
The liquid crystal is preferably a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
1および図2に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0043】本実施形態の液晶表示素子(液晶表示セ
ル)は、図1に示すように、透明電極2・2および垂直
配向膜3・3をそれぞれ有する1対の基板1・1と、両
基板1・1間に挟持された液晶層5とを備えている。
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device (liquid crystal display cell) of the present embodiment comprises a pair of substrates 1.1 each having a transparent electrode 2.2 and a vertical alignment film 3.3, and both substrates 1.1 And a liquid crystal layer 5 interposed between the liquid crystal layers 1 and 1.

【0044】基板1・1は、ガラス等の透明材料からな
る平板であり、スペーサ4を介して貼り合わされること
によって1つのセルを形成している。また、基板1・1
の周囲は、シール材6で封止されている。
The substrate 1 is a flat plate made of a transparent material such as glass, and forms one cell by being bonded via a spacer 4. Also, the substrate 1.1
Is sealed with a sealing material 6.

【0045】透明電極2・2は、基板1・1の内面上に
それぞれ形成され、適当な形状にパターニングされたI
TO(酸化インジウム錫)等の透明導電膜である。透明
電極2・2は、この透明電極2・2のパターンの互いに
重なり合う部分に画素を形成するようになっており、外
部から異なる電位が付与されることにより画素部分に電
界を形成し、画素部分の液晶分子を前記の図11に示す
ような形でスイッチングするようになっている。
The transparent electrodes 2 are formed on the inner surfaces of the substrates 1 and 1, respectively, and are patterned into appropriate shapes.
It is a transparent conductive film such as TO (indium tin oxide). The transparent electrodes 2 and 2 are adapted to form pixels in portions where the patterns of the transparent electrodes 2 and 2 overlap each other. When different potentials are applied from the outside, an electric field is formed in the pixel portions. Are switched in the form shown in FIG.

【0046】また、垂直配向膜3・3は、両基板1・1
間に電界が印加されていない状態で、液晶分子の長軸が
両基板1・1の面にほぼ垂直(平行より垂直に近い状
態)となるように液晶分子の配向を制御する配向制御層
であり、基板1・1における透明電極2・2が形成され
た側の表面全体を覆うように形成されている。また、垂
直配向膜3・3には、電界印加時に液晶分子が傾く方向
を決定するためのラビング処理が予めなされている。こ
のラビング処理は、両基板1・1間に電界が印加された
状態で、液晶分子の長軸が両基板1・1の面にほぼ平行
となり、かつ、液晶分子がほぼ90°捩れた配向となる
ように、すなわち、一方の基板1付近での液晶分子の配
向ベクトルと他方の基板1付近での液晶分子の配向ベク
トルとのなす角度(捩れ角)が略90°となるようにな
されている。
The vertical alignment films 3.3 are formed on both substrates 1.1.
An orientation control layer that controls the orientation of the liquid crystal molecules so that the major axis of the liquid crystal molecules is substantially perpendicular to the surfaces of the two substrates 1.1 (a state closer to perpendicular than parallel) when no electric field is applied between them. The substrate 1 is formed so as to cover the entire surface of the substrate 1 on the side where the transparent electrodes 2 are formed. The vertical alignment films 3 and 3 have been subjected to a rubbing process for determining the direction in which liquid crystal molecules are inclined when an electric field is applied. In this rubbing treatment, in a state where an electric field is applied between the two substrates 1.1, the major axis of the liquid crystal molecules becomes substantially parallel to the surfaces of the two substrates 1.1, and the liquid crystal molecules are aligned by approximately 90 °. That is, the angle (twist angle) between the orientation vector of the liquid crystal molecules near one substrate 1 and the orientation vector of the liquid crystal molecules near the other substrate 1 is approximately 90 °. .

【0047】液晶層5は、負の誘電異方性Δεを持つ液
晶、好ましくは負の誘電異方性Δεを持つネマティック
液晶からなっている。これは、垂直配向モードにおいて
は、もともとが液晶分子が立ち上がった状態であるの
で、正の誘電異方性Δεを持つ液晶を用いると、電界印
加時に液晶分子が立ち上がることになり、電界によるス
イッチングが不可能になるからである。
The liquid crystal layer 5 is made of a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy Δε, preferably a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy Δε. This is because, in the vertical alignment mode, the liquid crystal molecules are originally in a state of rising, so if a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy Δε is used, the liquid crystal molecules rise when an electric field is applied, and the switching by the electric field is performed. It will be impossible.

【0048】また、図示しないが、上記セルの外部には
2枚の偏光板が配置されている。上記偏光板は、一方が
上側の基板1の外側に配置され、他方が上側の基板1の
外側に配置されている。また、各偏光板は、その偏光軸
の方向が、その偏光板に近い方の基板1のラビング方向
と一致するように配置されている。
Although not shown, two polarizing plates are arranged outside the cell. One of the polarizing plates is arranged outside the upper substrate 1 and the other is arranged outside the upper substrate 1. In addition, each polarizing plate is arranged such that the direction of its polarization axis coincides with the rubbing direction of the substrate 1 closer to the polarizing plate.

【0049】本実施形態の液晶表示素子は、以上の構成
を備えることで、液晶分子の捩れ角が略90°程度であ
る表示モード、すなわち、捩れ垂直配向(TVA;Twis
tedVertical Alignment)モードを実現している。
The liquid crystal display element of the present embodiment has the above-described configuration, and thus has a display mode in which the twist angle of liquid crystal molecules is about 90 °, that is, twisted vertical alignment (TVA; Twis).
tedVertical Alignment) mode.

【0050】そして、本実施形態の液晶表示素子は、捩
れ垂直配向(TVA)モードの液晶表示素子において、
液晶層5の厚みをd、液晶層5を構成する液晶の屈折率
異方性をΔnとすると、dが2.5μm以下であり(条
件(A))、かつ、Δn・dが0.375μm以上であ
る(条件(B))ことを特徴としている。
The liquid crystal display device of the present embodiment is a liquid crystal display device of a twisted vertical alignment (TVA) mode.
Assuming that the thickness of the liquid crystal layer 5 is d and the refractive index anisotropy of the liquid crystal constituting the liquid crystal layer 5 is Δn, d is 2.5 μm or less (condition (A)), and Δn · d is 0.375 μm. The above is the condition (condition (B)).

【0051】上記の条件(A)は、動画対応可能な高速
応答性を実現するための液晶層5の厚みdの条件であ
る。なお、本発明において重要なのは、dの下限ではな
く上限である。dの下限は、十分大きいΔnを持つ液晶
とセルの作製技術さえあれば特に制限されない。これに
対し、dが上限値を超えると必要な応答速度が得られな
くなるため、dの上限の設定は必須である。
The above condition (A) is a condition for the thickness d of the liquid crystal layer 5 for realizing a high-speed response capable of coping with a moving image. In the present invention, what is important is not the lower limit but the upper limit of d. The lower limit of d is not particularly limited as long as there is a technique for producing a liquid crystal having a sufficiently large Δn and a cell. On the other hand, if d exceeds the upper limit, a required response speed cannot be obtained, so that the upper limit of d must be set.

【0052】ここで、液晶の屈折率異方性Δnを考えた
場合、条件(A)の液晶層5の厚みdの数値範囲では、
モーガン条件が成立しないため、液晶表示素子に入射し
た光は、複屈折の影響と捩れ配向による旋光性の影響と
を同時に受けることになる。
Here, considering the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal, in the numerical range of the thickness d of the liquid crystal layer 5 under the condition (A),
Since the Morgan condition is not satisfied, the light incident on the liquid crystal display element is simultaneously affected by the birefringence and the optical rotation due to the twist alignment.

【0053】液晶内部の光の伝播の様子を調べる方法と
して、4×4マトリックス法がある。この条件で4×4
マトリックス法を用いて明輝度を計算したときに、十分
な明るさを得られる条件が条件(B)である。ここで、
d=2.5μmのとき、Δnの最小値は0.15となる
が、これは液晶としては不可能な値ではない。
There is a 4 × 4 matrix method as a method for examining the state of light propagation inside the liquid crystal. 4 × 4
The condition (B) is a condition under which sufficient brightness can be obtained when the bright brightness is calculated using the matrix method. here,
When d = 2.5 μm, the minimum value of Δn is 0.15, which is not an impossible value for a liquid crystal.

【0054】なお、4×4マトリックスの計算によるシ
ミュレーションは、公知の方法ではあるが、かなり複雑
な計算であり、それにより数値範囲が容易に導き出せる
とは思われない。また、4×4マトリックス法は、公知
の計算方法であるので、ここでは説明しない。また、4
×4マトリックス法は、液晶分子の配向状態によって透
過光がどのようになるかを計算するものである。したが
って、4×4マトリックス法では、液晶の表示モードに
よってはかなり複雑な計算になるものの、液晶の表示モ
ードに関わらず計算が可能であり、表示モードによる計
算方法の本質的な差はない。
The simulation by the calculation of the 4 × 4 matrix is a well-known method, but it is a considerably complicated calculation, and it is not expected that the numerical range can be easily derived. The 4 × 4 matrix method is a well-known calculation method and will not be described here. Also, 4
The × 4 matrix method calculates how transmitted light changes depending on the alignment state of liquid crystal molecules. Therefore, in the 4 × 4 matrix method, although the calculation is considerably complicated depending on the display mode of the liquid crystal, the calculation is possible regardless of the display mode of the liquid crystal, and there is no essential difference in the calculation method depending on the display mode.

【0055】また、dは、中間調を含めた応答速度を考
えた場合、2μm以下であることがより好ましい。さら
に、Δn・dは、高い明輝度(対平行ニコル比90%以
上の透過率)が得られ、かつ、現実的なΔnで実現でき
ることから、0.375μm以上、0.625以下の範
囲内であることがより好ましい。
Further, d is more preferably 2 μm or less in consideration of the response speed including the halftone. Further, Δn · d is within the range of 0.375 μm or more and 0.625 or less, since high brightness (a transmittance of 90% or more with respect to the parallel Nicols ratio) is obtained and real Δn can be realized. More preferably, there is.

【0056】また、本実施形態の液晶表示素子におい
て、両基板1・1間に電界が印加されていないときの液
晶分子の長軸と基板1・1の法線とのなす角(プレティ
ルト角)θpは、15°以下(0〜15°の範囲内)で
あることが好ましい。
In the liquid crystal display device of the present embodiment, the angle (pretilt angle) between the long axis of the liquid crystal molecules and the normal line of the substrate 1.1 when no electric field is applied between the substrates 1.1. θp is preferably 15 ° or less (within a range of 0 to 15 °).

【0057】このプレティルト角θpは、ディスクリネ
ーションの発生を防ぐために分子の傾く方向を決定する
配向処理、例えば垂直配向膜3・3に対するラビング処
理等を行うときに発生し、これが、界面での残留位相差
を発生させる要因となる。界面での残留位相差は、捩れ
角が90°でありかつプレティルト角θpが0°のTV
Aであれば完全にキャンセルすることができるが、捩れ
角が90°でも、プレティルト角θpが大きすぎると、
無電界状態で液晶表示素子全体が位相差を持ってしま
う。そのため、暗輝度が大きくなってしまう。本願発明
者は、詳細に検討した結果、プレティルト角θpを15
°以下にすることにより、残留位相差が打ち消されて十
分な暗輝度が得られ、その結果として十分に高いコント
ラストが得られことを見出したものである。
The pretilt angle θp is generated when an alignment process for determining the direction in which molecules are inclined, for example, a rubbing process for the vertical alignment films 3 is performed in order to prevent the occurrence of disclination. This causes a residual phase difference. The residual phase difference at the interface is a TV having a twist angle of 90 ° and a pretilt angle θp of 0 °.
If A, the pretilt angle θp is too large, but even if the twist angle is 90 °,
In the absence of an electric field, the entire liquid crystal display element has a phase difference. Therefore, the dark luminance increases. As a result of a detailed study, the present inventor has found that the pretilt angle θp is 15
It has been found that, when the angle is not more than °, the residual phase difference is canceled and a sufficient dark luminance is obtained, and as a result, a sufficiently high contrast is obtained.

【0058】なお、このプレティルト角θpの制御方法
は、配向処理方法によって変わってくるが、例えば、配
向処理方法として垂直配向膜3・3をラビング処理する
方法を採用する場合には、垂直配向膜3・3のラビング
処理の条件を適切に設定することにより、プレティルト
角θpの制御が可能になる。
The method of controlling the pretilt angle θp varies depending on the alignment processing method. For example, when a method of rubbing the vertical alignment films 3 is adopted as the alignment processing method, the vertical alignment film By appropriately setting the conditions of the rubbing process in 3.3, the pretilt angle θp can be controlled.

【0059】次に、本実施形態の液晶表示素子の製造方
法について図1および図2に基づいて説明する。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display element of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0060】まず、2枚の基板1・1のそれぞれの上に
導電膜を形成し、次いで、この導電膜を適当な方法で適
当な形状にパターニングすることにより透明電極2・2
を形成する。次に、透明電極2・2が形成された側の基
板1・1表面全体に垂直配向膜3・3を形成した後、垂
直配向膜3・3に対して、基板1・1の面に平行な方向
に液晶分子を配向させる配向制御力を与えるためのラビ
ング処理を行う。
First, a conductive film is formed on each of the two substrates 1, 1, and then the transparent electrodes 2, 2 are patterned by an appropriate method into an appropriate shape.
To form Next, after a vertical alignment film 3.3 is formed on the entire surface of the substrate 1.1 on the side where the transparent electrodes 2.2 are formed, the vertical alignment film 3.3 is parallel to the surface of the substrate 1.1. A rubbing process for giving an alignment control force for aligning liquid crystal molecules in various directions is performed.

【0061】この透明電極2・2および垂直配向膜3・
3が形成された2枚の基板1・1を、図2に示すよう
に、垂直配向膜3・3を内側としてスペーサ4を介して
貼り合わせることにより、セルを作製する。このとき、
これら基板1・1は、一方の基板1の垂直配向膜3のラ
ビング方向(図2の紙面に平行な方向)と他方の基板1
の垂直配向膜3のラビング方向(図2の紙面に垂直な方
向)とが、互いに略90°をなす、すなわち、略直交す
るように貼り合わせる。また、基板1・1の貼り合わせ
に用いるスペーサ4は、基板1・1間の間隔dが2.5
μm以下となるようにサイズを調整した。
The transparent electrodes 2 and the vertical alignment films 3
As shown in FIG. 2, a cell is produced by bonding the two substrates 1 and 1 on which the substrates 3 are formed, with the vertical alignment films 3 and 3 inside through the spacers 4 as shown in FIG. At this time,
The substrates 1 are separated from each other by a rubbing direction of the vertical alignment film 3 on one substrate 1 (a direction parallel to the paper surface of FIG. 2).
The rubbing directions (perpendicular to the plane of FIG. 2) of the vertical alignment film 3 are substantially 90 ° with each other, that is, the rubbing directions are substantially perpendicular to each other. The spacer 4 used for bonding the substrates 1.1 has a distance d between the substrates 1.1 of 2.5.
The size was adjusted to be less than μm.

【0062】次に、Δn・dが0.375μm以上とな
るようなΔnを持ち、かつ、負の誘電異方性Δεを持つ
液晶をセル内部、すなわち、両基板1・1の間に注入す
る。次いで、シール材6でセルを封止して液晶がこぼれ
ないようにすることで、液晶層5を形成する。これによ
り、液晶セルが作製される。最後に、作製された液晶セ
ルを直交ニコルに配置された2枚の偏光板で挟み、液晶
表示セルを完成する。
Next, a liquid crystal having Δn such that Δn · d becomes 0.375 μm or more and having a negative dielectric anisotropy Δε is injected into the cell, that is, between the two substrates 1.1. . Next, the liquid crystal layer 5 is formed by sealing the cell with the sealing material 6 so that the liquid crystal does not spill. Thus, a liquid crystal cell is manufactured. Finally, the produced liquid crystal cell is sandwiched between two polarizing plates arranged in orthogonal Nicols to complete a liquid crystal display cell.

【0063】以上の方法によれば、負の誘電異方性Δε
を持つ液晶を用い、かつ、垂直配向膜3・3を用い、さ
らに一方の基板1の垂直配向膜3のラビング方向(配向
方向)と他方の基板1の垂直配向膜3のラビング方向
(配向方向)とが略直交するように貼り合わせたこと
で、高速応答性と高いコントラストとが得られる捩れ垂
直配向モードの液晶表示素子を作製することができる。
また、モーガンの条件を満たさない薄い捩れ垂直配向モ
ードの液晶表示素子において、十分な輝度を得る液晶表
示素子を作製することができる。したがって、動画に対
応可能な十分な高速応答性と高いコントラストと十分な
輝度とを併せ持つ液晶表示素子を作製することができ
る。
According to the above method, the negative dielectric anisotropy Δε
Rubbing direction (alignment direction) of the vertical alignment film 3 on one substrate 1 and rubbing direction (alignment direction) of the vertical alignment film 3 on the other substrate 1 are used. ) Are bonded so as to be substantially orthogonal to each other, whereby a liquid crystal display element of a twisted vertical alignment mode which can provide high-speed response and high contrast can be manufactured.
Further, in a liquid crystal display element of a thin twisted vertical alignment mode which does not satisfy Morgan's conditions, a liquid crystal display element having sufficient luminance can be manufactured. Therefore, it is possible to manufacture a liquid crystal display element having both high-speed responsiveness, high contrast, and sufficient luminance that can support moving images.

【0064】なお、本実施形態では、液晶の傾く方向を
決定するのに、垂直配向膜3・3に対してラビング処理
を施しているが、本発明の液晶表示素子では、液晶の傾
く方向さえ決定されていればよい。したがって、液晶の
傾く方向を決定する方法(配向処理方法)は、垂直配向
膜3・3に対してラビング処理を施す以外の方法、例え
ば、基板1・1の内側の面(互いに対向する面)に突起
を作製することによって液晶の傾く方向を制御する方法
や、ラビング処理に代えて、斜方蒸着などの他の配向処
理を垂直配向膜3・3に施す方法でもかまわない。
In the present embodiment, the rubbing treatment is performed on the vertical alignment films 3 to determine the direction in which the liquid crystal tilts. However, in the liquid crystal display device of the present invention, even the direction in which the liquid crystal tilts is not determined. It only has to be determined. Therefore, the method of determining the tilt direction of the liquid crystal (alignment treatment method) is a method other than performing the rubbing treatment on the vertical alignment films 3, 3, for example, the inner surfaces of the substrates 1.1 (the surfaces facing each other). Alternatively, a method of controlling the tilt direction of the liquid crystal by forming protrusions, or a method of performing other alignment processing such as oblique deposition on the vertical alignment films 3 instead of the rubbing processing may be used.

【0065】また、本実施の形態では、各基板1・1上
に透明電極2・2を形成した透過型の液晶表示素子につ
いて説明したが、本発明は、反射型の液晶表示素子にも
適用可能であり、反射型液晶表示素子の場合には、透明
電極2の一方を反射膜の機能と電極の機能とを兼ね備え
る反射電極としてもよい。
In this embodiment, the transmission type liquid crystal display device having the transparent electrodes 2, 2 formed on the respective substrates 1, 1 has been described. However, the present invention is also applied to the reflection type liquid crystal display device. In the case of a reflective liquid crystal display device, one of the transparent electrodes 2 may be a reflective electrode having both the function of a reflective film and the function of an electrode.

【0066】[0066]

【実施例】以下、比較例、解析例、および実施例に基づ
いて本発明を詳細に説明する。本発明は、これらの実施
例に限定されるものではない。
The present invention will be described below in detail with reference to comparative examples, analysis examples, and examples. The present invention is not limited to these examples.

【0067】〔比較例1〕ここでは、前記の〔発明の実
施の形態〕の項において説明したセルの作成方法におい
て、図3に示すように、一方の基板1のラビング方向と
他方の基板1のラビング方向とを反平行(180°異な
る方向)とする以外は、前記の〔発明の実施の形態〕の
項において説明したセルの作成方法でセルを作製した。
また、垂直配向膜3としては、VAF1を使用した。こ
うして作製したセルの厚み(セル厚)を、市販されてい
るセル厚測定用の装置を用いて測定した。ここでは、上
記の方法により、液晶表示セルのセル厚が1μm、2μ
m、および3μmである3種類のセルをそれぞれ作製し
た。
[Comparative Example 1] Here, in the cell forming method described in the above-mentioned [Embodiment of the invention], as shown in FIG. 3, the rubbing direction of one substrate 1 and the other substrate 1 A cell was manufactured by the method of manufacturing a cell described in the section of the above-described [Embodiment of the invention] except that the rubbing direction was set to be antiparallel (a direction different by 180 °).
VAF1 was used as the vertical alignment film 3. The thickness (cell thickness) of the cell thus produced was measured using a commercially available cell thickness measuring device. Here, the cell thickness of the liquid crystal display cell is 1 μm, 2 μm by the above method.
m, and three types of cells of 3 μm were produced, respectively.

【0068】次に、上記の3種類のセルの内部に、負の
誘電異方性を持つネマティック液晶を注入した。負の誘
電異方性を持つネマティック液晶は一般に知られている
が、ここでは、代表的な負の誘電異方性を持つネマティ
ック液晶であるメルク社製のMJ95955を用いた。
Next, a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy was injected into the above three types of cells. A nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is generally known. Here, MJ95955 manufactured by Merck, which is a typical nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, is used.

【0069】MJ95955の基礎物性として、MJ9
5955の異常光屈折率ne 、正常光屈折率no 、屈折
率異方性Δn(=ne −no )、液晶分子の配向ベクト
ル(ダイレクタ)と平行な方向の誘電率ε//、液晶分子
の配向ベクトルと垂直な方向の誘電率ε⊥、および誘電
異方性Δε(=ε//−ε⊥)を、表1に示す。
As basic physical properties of MJ95955, MJ9
5955 of the extraordinary refractive index n e, normal refractive index n o, a refractive index anisotropy Δn (= n e -n o) , in the direction parallel to the orientation vector (director) of the liquid crystal molecules dielectric constant epsilon //, Table 1 shows the dielectric constant ε⊥ in the direction perpendicular to the orientation vector of the liquid crystal molecules and the dielectric anisotropy Δε (= ε // − ε⊥).

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】次いで、上記の3種類のセルをシール材6
で封止して、液晶がこぼれないようにすることで、3種
類の液晶セルを作製した。こうして作製された3種類の
液晶セルをそれぞれ、直交ニコルに配置された2枚の偏
光板で挟み、液晶分子の捩れ角が略180°である表示
モードの液晶表示素子、すなわち、いわゆる反平行垂直
配向(APVA;Anti-Parallel Vertical Alignment)
モードの液晶表示素子(以下、APVAセルと略記す
る)を完成した。
Next, the above three types of cells were sealed with the sealing material 6.
Then, three types of liquid crystal cells were manufactured by sealing the liquid crystal so as not to spill. Each of the three types of liquid crystal cells thus produced is sandwiched between two polarizing plates arranged in orthogonal Nicols, and a liquid crystal display element in a display mode in which the twist angle of liquid crystal molecules is approximately 180 °, that is, a so-called anti-parallel vertical Alignment (APVA; Anti-Parallel Vertical Alignment)
A mode liquid crystal display device (hereinafter abbreviated as APVA cell) was completed.

【0072】こうして作製した厚みの異なる3種類のA
PVAセル(セル厚1μm、2μm、3μm)の応答速
度、具体的には、立上がり時間τ0-90(相対光透過率が
0%から90%まで変化するのに要する時間)と立下が
り時間τ100-10(相対光透過率が100%から10%ま
で変化するのに要する時間)とを測定した。立上がり時
間τ0-90の測定結果を図4に、立下がり時間τ100-10
測定結果を図5にそれぞれ示す。
The three types of A thus produced having different thicknesses.
Response speed of PVA cell (cell thickness 1 μm, 2 μm, 3 μm), specifically, rise time τ 0-90 (time required for relative light transmittance to change from 0% to 90%) and fall time τ 100-10 (the time required for the relative light transmittance to change from 100% to 10%). The measurement result of the rise time τ 0-90 is shown in FIG. 4, and the measurement result of the fall time τ 100-10 is shown in FIG.

【0073】図4および図5によると、屈折率異方性Δ
nが0.07であるMJ95955を用いたAPVAセ
ルにおいて、立上がり時間τ0-90および立下がり時間τ
100- 10の両方を10ms以下にするには、セル厚を2.
5μm以下にする必要があることが分かる。
According to FIGS. 4 and 5, the refractive index anisotropy Δ
APVA cell using MJ95955 where n is 0.07
The rise time τ0-90And fall time τ
100- TenIn order to make both of them less than 10 ms, the cell thickness must be 2.
It is understood that the thickness needs to be 5 μm or less.

【0074】〔比較例2〕液晶表示素子にて発生するプ
レチルト角θpは、クリスタルローテーション法を使っ
て測定することができる。しかしながら、この測定法で
は、液晶の配向状態を、反平行ラビング(両基板1・1
を180°異なる方向にラビング処理すること)により
得られる反平行配向状態(両基板1・1付近での液晶分
子の配向ベクトルの方向が180°異なる状態)もしく
はそれに準ずる配向状態とし、かつ、セル厚(液晶層
厚)を数十μmにすることが必要である。そのため、比
較例1で作製した液晶表示素子とは別に、プレチルト角
θp測定用の液晶表示素子を作製する必要がある。
Comparative Example 2 The pretilt angle θp generated in the liquid crystal display element can be measured by using a crystal rotation method. However, in this measurement method, the alignment state of the liquid crystal is determined by antiparallel rubbing (both substrates 1.1 and 1.1).
Are rubbed in directions different from each other by 180 °) to obtain an anti-parallel alignment state (a state in which the directions of the alignment vectors of the liquid crystal molecules in the vicinity of the two substrates 1.1 are different by 180 °) or an alignment state equivalent thereto, and It is necessary to make the thickness (the thickness of the liquid crystal layer) several tens μm. Therefore, it is necessary to manufacture a liquid crystal display element for measuring the pretilt angle θp separately from the liquid crystal display element manufactured in Comparative Example 1.

【0075】そこで、本実施例では、比較例1で作製し
た液晶表示素子とは別に、比較例1の液晶表示素子のセ
ル厚のみを50μmに変更したプレチルト角測定用液晶
表示素子を作成し、この液晶表示素子についてプレチル
ト角θpをクリスタルローテーション法で測定した。そ
の結果、VAF1のラビングにより発生するプレチルト
角θpは、15°であった。
Therefore, in this example, apart from the liquid crystal display element manufactured in Comparative Example 1, a liquid crystal display element for measuring a pretilt angle was prepared by changing only the cell thickness of the liquid crystal display element of Comparative Example 1 to 50 μm. The pretilt angle θp of this liquid crystal display element was measured by a crystal rotation method. As a result, the pretilt angle θp generated by the rubbing of VAF1 was 15 °.

【0076】〔比較例3〕液晶表示素子の動画表示特性
を評価するためには、立上がり時間τ0-90や立下がり時
間τ100-10のような応答速度の評価よりも、むしろ、階
調間の応答速度、すなわち、ある階調状態Aから別の階
調状態Bへの応答速度(応答に要する時間)の評価が重
要である。
[Comparative Example 3] In order to evaluate the moving image display characteristics of the liquid crystal display device, it is necessary to evaluate the gradation rather than the response time such as the rise time τ 0-90 and the fall time τ 100-10. It is important to evaluate the response speed between them, that is, the response speed (time required for response) from one gradation state A to another gradation state B.

【0077】この階調間の応答速度の評価に際しては、
まず、液晶表示素子の電圧(印加電圧V)−絶対透過光
強度(絶対光透過率)T0 曲線(V−T0 曲線)を測定
し、得られたV−T0 曲線から各階調状態を得るための
電圧を決定する。MJ95955のV−T0 曲線の一例
を図6に示す。一般に液晶ディスプレイの駆動電圧は5
V以下とされているが、この場合、V−T0 曲線が5V
にて飽和していない。しかし、実質的な印加電圧を考え
ると、5V印加時の絶対透過光強度T0 (%)を飽和状
態(最明状態)として各階調を与える電圧を決定するの
が適当である。そこで、相対透過光強度(相対光透過
率)T(%)は、5V印加時の絶対透過光強度T
0 (%)を100%として計算した。
In evaluating the response speed between the gradations,
First, a voltage (applied voltage V) -absolute transmitted light intensity (absolute light transmittance) T 0 curve (V-T 0 curve) of the liquid crystal display element was measured, and each gradation state was determined from the obtained V-T 0 curve. Determine the voltage to obtain. An example of a V-T 0 curve of MJ95955 shown in FIG. Generally, the driving voltage of a liquid crystal display is 5
V, but in this case, the V-T 0 curve is 5 V
Not saturated at However, considering the substantial applied voltage, it is appropriate to determine the voltage that gives each gradation with the absolute transmitted light intensity T 0 (%) when 5 V is applied as a saturated state (brightest state). Therefore, the relative transmitted light intensity (relative light transmittance) T (%) is the absolute transmitted light intensity T when 5 V is applied.
0 (%) was calculated as 100%.

【0078】次に、このようにして得られた各階調状態
を与える電圧を、セル厚が2.5μmである以外は比較
例1と同様のAPVAセルに印加し、次いで、印加電圧
を他の階調状態を与える電圧に変化させた。そして、3
0℃において、相対透過光強度T(%)がある階調状態
から他の階調状態へ変化するのに要する時間を測定し、
この測定値を階調間の応答速度とした。得られた結果を
表2に示す。
Next, the voltage for giving each gradation state obtained in this manner is applied to the same APVA cell as in Comparative Example 1 except that the cell thickness is 2.5 μm. The voltage was changed to give a gradation state. And 3
At 0 ° C., the time required for the relative transmitted light intensity T (%) to change from one gradation state to another gradation state is measured,
This measured value was used as the response speed between gradations. Table 2 shows the obtained results.

【0079】[0079]

【表2】 [Table 2]

【0080】表2の見方は、以下の通りである。まず、
表2の左端の列の0から100までの数字は、初期状態
の階調状態Aの相対透過光強度T(%)を示す。その右
隣の列は、その階調を与える電圧(V)である。次に、
表の一番上の行の0から100までの数字は、最終状態
の階調状態Bの相対透過光強度T(%)を示し、その下
の行は、その階調状態を与える電圧(V)である。した
がって、表2では、例えば、相対透過光強度Tが80%
の階調状態から相対透過光強度Tが40%の階調状態へ
の応答時間(応答速度)を、左側の80と書かれた行と
上側の40と書かれた列の交点に記しており、この場
合、4.0msである。なお、このAPVAモードは、
印加電圧が0.0Vのときに相対透過光強度Tが0%の
黒状態となり、印加電圧が5.0Vのときに相対透過光
強度Tが100%の白状態となるノーマリブラックモー
ドである。
The viewpoint of Table 2 is as follows. First,
The numbers from 0 to 100 in the leftmost column of Table 2 indicate the relative transmitted light intensity T (%) in the gradation state A in the initial state. The column on the right is the voltage (V) that gives the gradation. next,
The numbers from 0 to 100 in the top row of the table show the relative transmitted light intensity T (%) in the final gradation state B, and the lower row shows the voltage (V) that gives the gradation state. ). Therefore, in Table 2, for example, the relative transmitted light intensity T is 80%
The response time (response speed) from the gray scale state to the gray scale state where the relative transmitted light intensity T is 40% is shown at the intersection of the left column 80 and the upper column 40. , In this case, 4.0 ms. This APVA mode is
In the normally black mode, when the applied voltage is 0.0 V, the relative transmitted light intensity T is 0% in a black state, and when the applied voltage is 5.0 V, the relative transmitted light intensity T is 100% in a white state. .

【0081】表2から、2.5μmのセル厚では、すべ
ての階調間の応答速度が10ms以下であり、十分な高
速応答性が保たれていることが分かる。また、任意の階
調間の応答速度の均一性が非常に高いことが分かる。。
From Table 2, it can be seen that, with a cell thickness of 2.5 μm, the response speed between all gradations is 10 ms or less, and sufficient high-speed response is maintained. Further, it can be seen that the uniformity of the response speed between arbitrary gradations is very high. .

【0082】〔比較例4〕前記の〔発明の実施の形態〕
の項にて説明した液晶表示素子の製造方法において、垂
直配向膜3としてVAF1を使用し、セル厚が2.5μ
mとなるようにセルを作製し、セル内にMJ95955
を注入する方法で、比較用のTVAモードの液晶表示素
子を作製した。言い換えると、一方の基板1のラビング
方向と他方の基板1のラビング方向とのなす角を90°
とする以外は比較例3と同様にして、比較用のTVAモ
ードの液晶表示素子(以下、TVAセルと略記する)を
得た。
[Comparative Example 4] [Embodiment of the Invention]
In the manufacturing method of the liquid crystal display element described in the section, the VAF 1 is used as the vertical alignment film 3 and the cell thickness is 2.5 μm.
m, and MJ95555 is prepared in the cell.
Was injected to produce a TVA mode liquid crystal display device for comparison. In other words, the angle between the rubbing direction of one substrate 1 and the rubbing direction of the other substrate 1 is 90 °.
A liquid crystal display device of a TVA mode for comparison (hereinafter abbreviated as a TVA cell) was obtained in the same manner as in Comparative Example 3 except for the following.

【0083】得られた比較用のTVAセルを用いて、中
間調間の応答速度を30℃で測定した。その結果を表2
と同様の表記法で表3に示す。
The response speed between halftones was measured at 30 ° C. using the obtained TVA cell for comparison. Table 2 shows the results.
Table 3 shows the same notation as in Table 3.

【0084】[0084]

【表3】 [Table 3]

【0085】なお、このTVAモードも、印加電圧が
0.0Vのときに相対透過光強度Tが0%の黒状態とな
り、印加電圧が5.0Vのときに相対透過光強度Tが1
00%の白状態となるノーマリブラックモードである。
In this TVA mode as well, when the applied voltage is 0.0 V, the relative transmitted light intensity T becomes a black state of 0%, and when the applied voltage is 5.0 V, the relative transmitted light intensity T becomes 1
This is a normally black mode in which the white state is 00%.

【0086】表3に示す比較例4のTVAセルの結果を
表2に示す比較例3のAPVAセルの結果と比較してみ
ると、APVAセルとTVAセルとの両者には、ほとん
ど応答速度の差がない事が分かる。
When the results of the TVA cell of Comparative Example 4 shown in Table 3 are compared with the results of the APVA cell of Comparative Example 3 shown in Table 2, both the APVA cell and the TVA cell showed almost no response speed. You can see there is no difference.

【0087】また、比較例3のAPVAセル(液晶:M
J95955、セル厚2.5μm)と比較例4のTVA
セル(液晶:MJ95955、セル厚2.5μm)との
それぞれについて、暗輝度(%)、明輝度(%)、コン
トラスト比、応答速度τ0-90(相対光透過率が0%から
90%まで変化するのに要する時間)[ms]、応答速
度τ100-10(相対光透過率が100%から10%まで変
化するのに要する時間)[ms]、および応答速度τ
0-20(相対光透過率が0%から20%まで変化するのに
要する時間)[ms]を測定した。その結果を表4に示
す。
The APVA cell of Comparative Example 3 (liquid crystal: M
J95955, cell thickness 2.5 μm) and the TVA of Comparative Example 4.
For each cell (liquid crystal: MJ95955, cell thickness 2.5 μm), dark luminance (%), light luminance (%), contrast ratio, response speed τ 0-90 (relative light transmittance from 0% to 90%) Time required to change) [ms], response speed τ 100-10 (time required for relative light transmittance to change from 100% to 10%) [ms], and response speed τ
0-20 (time required for the relative light transmittance to change from 0% to 20%) [ms] was measured. Table 4 shows the results.

【0088】[0088]

【表4】 [Table 4]

【0089】ここで、表4に示す輝度(暗輝度および明
輝度)は、光源の輝度を100%としたときの相対輝度
である。このとき、偏光板の光透過率を60%とする
と、直交ニコル下におかれた液晶表示素子の理想的な輝
度は36%となる。表6をみると、比較例3のAPVA
セルは比較例4のTVAセルと比較して暗輝度が10倍
高く、コントラスト低下の大きな原因となっていること
がわかる。
Here, the luminance (dark luminance and bright luminance) shown in Table 4 is a relative luminance when the luminance of the light source is 100%. At this time, assuming that the light transmittance of the polarizing plate is 60%, the ideal luminance of the liquid crystal display element placed under the crossed Nicols is 36%. Looking at Table 6, the APVA of Comparative Example 3 is shown.
The cell has 10 times higher dark luminance than the TVA cell of Comparative Example 4, which indicates that the cell is a major cause of the decrease in contrast.

【0090】また、比較例4のTVAセルは、Δn=
0.07であり、セル厚dが2.5μmであるので、Δ
n・dが0.375μm未満(Δn・d=0.175)
である。そのため、十分な明輝度が得られていない。し
たがって、暗輝度が低く、はっきりとした暗状態が得ら
れるにもかかわらず、高いコントラストが得られていな
い。
The TVA cell of Comparative Example 4 has Δn =
0.07 and the cell thickness d is 2.5 μm.
n · d is less than 0.375 μm (Δn · d = 0.175)
It is. Therefore, sufficient bright brightness has not been obtained. Therefore, high contrast is not obtained despite low dark luminance and a clear dark state.

【0091】〔比較例5〕セル厚が1.5μmである水
平配向のTN型液晶表示素子を用いて、その中間調間の
応答速度を30℃で測定した。その結果を表2と同様の
表記法で表4に示す。なお、このTN型液晶表示素子
は、印加電圧が0.0Vのときに相対透過光強度Tが0
%の白状態となり、印加電圧が5.0Vのときに相対透
過光強度Tが100%の黒状態となるノーマリホワイト
モードである。
Comparative Example 5 Using a horizontally aligned TN type liquid crystal display element having a cell thickness of 1.5 μm, the response speed between halftones was measured at 30 ° C. The results are shown in Table 4 in the same notation as in Table 2. In this TN type liquid crystal display device, when the applied voltage is 0.0 V, the relative transmitted light intensity T is 0.
% White state, and when the applied voltage is 5.0 V, the relative transmitted light intensity T is 100% black state.

【0092】[0092]

【表5】 [Table 5]

【0093】〔比較例6〕セル厚が3.0μmである水
平配向のTN型液晶表示素子(ノーマリホワイトモー
ド)を用いて、その中間調間の応答速度を30℃で測定
した。その結果を表2と同様の表記法で表5に示す。な
お、このTN型液晶表示素子も、印加電圧が0.0Vの
ときに相対透過光強度Tが0%の白状態となり、印加電
圧が5.0Vのときに相対透過光強度Tが100%の黒
状態となるノーマリホワイトモードである。
Comparative Example 6 Using a horizontally aligned TN liquid crystal display element (normally white mode) having a cell thickness of 3.0 μm, the response speed between halftones was measured at 30 ° C. The results are shown in Table 5 in the same notation as in Table 2. This TN type liquid crystal display element also has a white state where the relative transmitted light intensity T is 0% when the applied voltage is 0.0 V, and is 100% when the applied voltage is 5.0 V. This is a normally white mode in which a black state is set.

【0094】[0094]

【表6】 [Table 6]

【0095】これら比較例5および6の結果によると、
TN型液晶表示素子においては、中間調状態から黒状態
への応答速度(スイッチング速度)は非常に高速である
が、それ以外の階調間の応答速度(スイッチング速度)
は中間調状態から黒状態への応答速度の約10倍以上遅
く、また、階調間の応答速度の均一性が悪い。また、白
状態からの応答速度が極端に遅い中間調(例えば、相対
透過光強度Tが80%の中間調状態)があり、全階調間
で10ms以下の応答速度が得られていない。
According to the results of Comparative Examples 5 and 6,
In the TN type liquid crystal display device, the response speed (switching speed) from the halftone state to the black state is very high, but the response speed (switching speed) between the other gray scales.
Is slower than the response speed from the halftone state to the black state by about 10 times or more, and the response speed between gradations is poor. In addition, there is a halftone in which the response speed from the white state is extremely slow (for example, a halftone state in which the relative transmitted light intensity T is 80%), and a response speed of 10 ms or less has not been obtained between all gradations.

【0096】ところで、液晶のような複屈折性を持つ媒
体を直交ニコル下に配置すると、その媒体を透過する光
の強度は、その媒体の屈折率異方性の大きさおよび厚さ
によって変化する。さらに、媒体が旋光性を持つ場合、
旋光性も透過光強度に影響する。液晶の場合、前記の式
(4)で示すモーガン条件が成立するような厚い振れ配
向セルでは、旋光性のみを考慮すればよく、屈折率異方
性の影響はほとんど無視できる。
When a birefringent medium such as a liquid crystal is arranged under orthogonal Nicols, the intensity of light transmitted through the medium changes depending on the magnitude and thickness of the refractive index anisotropy of the medium. . Furthermore, if the medium has optical rotation,
Optical rotation also affects transmitted light intensity. In the case of a liquid crystal, in the case of a thick shake alignment cell that satisfies the Morgan condition represented by the above formula (4), only the optical rotation need be considered, and the influence of the refractive index anisotropy can be almost ignored.

【0097】しかしながら、本発明のような薄セル化さ
れたTVAモードの液晶表示素子では、前記の式(4)
で示すモーガン条件が成立せず、屈折率異方性の影響が
無視できなくなる。このため、透過光強度を容易に見積
もることが困難である。そこで、以下の解析例1〜3で
は、薄セル化されたTVAセルにおいて十分な明輝度を
得るための条件を4×4マトリクス法を用いて解析し
た。
However, in the thin cell TVA mode liquid crystal display device as in the present invention, the above formula (4)
Cannot be satisfied, and the influence of the refractive index anisotropy cannot be ignored. For this reason, it is difficult to easily estimate the transmitted light intensity. Therefore, in the following analysis examples 1 to 3, conditions for obtaining sufficient bright luminance in a thinned TVA cell were analyzed using a 4 × 4 matrix method.

【0098】〔解析例1〕まず、比較例3のAPVAセ
ル(MJ95955を用いたセル厚2.5μmのAPV
Aモードの液晶表示素子)と、比較例4のTVAセル
(MJ95955を用いたセル厚2.5μmのTVAモ
ードの液晶表示素子)とについて、4×4マトリクス法
を用いて明状態の透過光強度(最大輝度)をそれぞれ計
算した。このときの透過光強度は、平行ニコル配置の偏
光板の透過光強度を100%としたときの相対透過光強
度であり、基板1・1界面での光の反射は考慮していな
い。得られた計算結果を図7に示す。なお、図7のθ
は、基板1・1界面付近の液晶分子の長軸方向と偏光板
の偏光軸方向のなす角である。
[Analysis Example 1] First, the APVA cell of Comparative Example 3 (APV having a cell thickness of 2.5 μm using MJ95955)
A4 mode liquid crystal display device) and the TVA cell of Comparative Example 4 (a 2.5 μm thick TVA mode liquid crystal display device using MJ95955) using a 4 × 4 matrix method to transmit transmitted light in the bright state. (Maximum brightness) was calculated. The transmitted light intensity at this time is a relative transmitted light intensity when the transmitted light intensity of the polarizing plate in the parallel Nicol arrangement is set to 100%, and does not consider the reflection of light at the interface between the substrates 1.1. FIG. 7 shows the obtained calculation results. Note that θ in FIG.
Is the angle between the major axis direction of the liquid crystal molecules near the interface between the substrates 1 and 1 and the polarization axis direction of the polarizing plate.

【0099】比較例3のAPVAセルでは、基板1・1
界面付近の液晶分子の長軸方向と偏光板の偏光軸方向の
なす角が45°で最大輝度をとる。一方、比較例4のT
VAセルでは基板1・1界面付近の液晶分子の長軸方向
と偏光板の偏光軸方向のなす角が0°で最大輝度をと
る。
In the APVA cell of Comparative Example 3, the substrates 1.1
The maximum brightness is obtained when the angle between the major axis direction of the liquid crystal molecules near the interface and the polarization axis direction of the polarizing plate is 45 °. On the other hand, T of Comparative Example 4
In the VA cell, the maximum luminance is obtained when the angle between the major axis direction of the liquid crystal molecules near the interface between the substrates 1 and 1 and the polarization axis direction of the polarizing plate is 0 °.

【0100】この場合、MJ95955のΔnが0.0
7であり、APVAセルでも透過光強度が最大になる条
件ではないが、それでも、この条件では、APVAセル
ではTVAセルの約3倍の透過光強度が得られる。
In this case, Δn of MJ95955 is 0.0
7, which is not the condition that the transmitted light intensity is maximized even in the APVA cell, but under this condition, the transmitted light intensity of the APVA cell is about three times that of the TVA cell.

【0101】〔解析例2〕TVAモードの液晶表示素子
について、Δn・dを変化させたときの明状態の透過光
強度(最大輝度)を、4×4マトリクス法により計算し
た。このときの透過光強度は、液晶表示素子が存在しな
い状態での平行ニコル配置の偏光板の透過光強度を10
0%としたときの相対透過光強度(対平行ニコル比透過
光強度)であり、基板界面での光の反射は考慮していな
い。また、垂直配向モードでは、明状態での基板1・1
の法線からの液晶分子の傾き角が問題になるが、ここで
は、液晶分子が十分に傾いているとして、この明状態で
の傾き角を80°として計算している。得られた計算結
果を図8に示す。
[Analysis Example 2] For a TVA mode liquid crystal display element, the transmitted light intensity (maximum luminance) in the bright state when Δn · d was changed was calculated by a 4 × 4 matrix method. At this time, the transmitted light intensity of the polarizing plate in the parallel Nicol arrangement in a state where the liquid crystal display element is not present is 10%.
This is the relative transmitted light intensity when 0% (the transmitted light intensity relative to the parallel Nicols ratio), and does not take into account the reflection of light at the substrate interface. In the vertical alignment mode, the substrate 1.1 in the bright state is not used.
Although the tilt angle of the liquid crystal molecules from the normal line becomes a problem, here, it is assumed that the liquid crystal molecules are sufficiently tilted, and the tilt angle in this bright state is calculated as 80 °. FIG. 8 shows the obtained calculation results.

【0102】これによると、85%以上の対平行ニコル
比透過光強度が得られるのは、Δn・dが0.375μ
m以上のときであることがわかる。
According to this, 85% or more of the transmitted light intensity relative to parallel Nicols can be obtained only when Δn · d is 0.375 μm.
It can be seen that the time is not less than m.

【0103】また、Δn・dに関しては、対平行ニコル
比90%以上の透過率(透過光強度)が得られることか
ら、Δn・dが0.375μm以上、0.625μm以
下の範囲がより好ましい範囲であることがわかる。Δn
・dが0.85μm以上でも、対平行ニコル比90%以
上の透過率(透過光強度)が得られるが、Δnが途方も
ない値になり、現実的ではない。
Further, Δn · d is more preferably in a range of 0.375 μm or more and 0.625 μm or less, since a transmittance (transmitted light intensity) with a parallel Nicols ratio of 90% or more can be obtained. It turns out that it is a range. Δn
Even if d is 0.85 μm or more, a transmittance (transmitted light intensity) of 90% or more with respect to the parallel Nicols ratio can be obtained, but Δn becomes a tremendous value, which is not realistic.

【0104】〔解析例3〕4×4マトリクス法を用い
て、TVAモードの液晶表示素子においてΔn・dが
0.375μmであるときの暗状態の光透過率をプレテ
ィルト角θpが0〜20°の範囲で計算し、この計算結
果から、プレティルト角θpに対するコントラスト比の
依存性を見積もった。その結果を図9に示す。
[Analysis Example 3] The light transmittance in the dark state when Δn · d is 0.375 μm in the TVA mode liquid crystal display element was measured by using the 4 × 4 matrix method, and the pretilt angle θp was 0 to 20 °. The dependence of the contrast ratio on the pretilt angle θp was estimated from the calculation results. FIG. 9 shows the result.

【0105】これによると、プレティルト角θpが15
°以下で150:1以上の高いコントラスト比が得られ
ることが分かる。また、プレティルト角θpが15°近
辺ではわずかにプレティルト角θpを小さくするだけで
コントラスト比が格段に高くなる。このため、0°≦θ
p≦15°とすることで、十分なコントラスト比を得る
ことができる。通常、VAモードはプレティルト角θp
が数度でないとコントラストが大きく低下するため、一
般に数度を超えるプレティルト角θpが得られるラビン
グ処理では、傾く方向を決定することが困難であった。
これに対し、TVAモードの液晶表示素子では、ラビン
グ処理による得られる比較的大きなプレティルト角θp
でも高いコントラストが得られることがわかる。
According to this, the pretilt angle θp is 15
It can be seen that a high contrast ratio of 150: 1 or more can be obtained at less than or equal to °. When the pretilt angle θp is around 15 °, the contrast ratio is significantly increased by slightly reducing the pretilt angle θp. Therefore, 0 ° ≦ θ
By setting p ≦ 15 °, a sufficient contrast ratio can be obtained. Normally, the VA mode is the pretilt angle θp
If the angle is not a few degrees, the contrast is greatly reduced. Therefore, it is generally difficult to determine the tilt direction in the rubbing process in which a pretilt angle θp exceeding several degrees is obtained.
On the other hand, in the TVA mode liquid crystal display element, a relatively large pretilt angle θp obtained by the rubbing process is used.
However, it can be seen that high contrast can be obtained.

【0106】なお、プレティルト角θpは、液晶の傾く
方向を決定するラビング処理の条件や基板1・1上に形
成する突起の形状等によって制御可能である。
The pretilt angle θp can be controlled by the rubbing condition for determining the direction in which the liquid crystal is inclined, the shape of the projections formed on the substrate 1.1, and the like.

【0107】〔実施例1〕液晶としてMJ95955の
代わりに、負の誘電異方性Δεを持ち、かつ、屈折率異
方性Δnが0.15であるネマティック液晶NLC1を
セル内に注入する以外は、比較例4と同様にして、本発
明に係るセル厚2.5μmのTVAモードの液晶表示素
子を作製した。この場合、Δn・d=0.375μmと
なる。
[Example 1] A nematic liquid crystal NLC1 having a negative dielectric anisotropy Δε and a refractive index anisotropy Δn of 0.15 was injected into a cell in place of MJ95955 as a liquid crystal. In the same manner as in Comparative Example 4, a TVA mode liquid crystal display device having a cell thickness of 2.5 μm according to the present invention was manufactured. In this case, Δn · d = 0.375 μm.

【0108】この液晶表示素子について、階調間の応答
速度を30℃で測定した。得られた測定結果を表2と同
様の表記法で表7に示す。なお、この液晶表示素子も、
印加電圧が0.0Vのときに相対透過光強度Tが0%の
黒状態となり、印加電圧が5.0Vのときに相対透過光
強度Tが100%の白状態となるノーマリブラックモー
ドである。
With respect to this liquid crystal display device, the response speed between gradations was measured at 30 ° C. Table 7 shows the obtained measurement results in the same notation as in Table 2. In addition, this liquid crystal display element also
In the normally black mode, when the applied voltage is 0.0 V, the relative transmitted light intensity T is 0% in a black state, and when the applied voltage is 5.0 V, the relative transmitted light intensity T is 100% in a white state. .

【0109】[0109]

【表7】 [Table 7]

【0110】また、この液晶表示素子について、表4と
同様にして、暗輝度(%)、明輝度(%)、コントラス
ト比、応答速度τ0-100 (相対光透過率が0%から10
0%まで変化するのに要する時間)[ms]、応答速度
τ100-0 (相対光透過率が100%から0%まで変化す
るのに要する時間)[ms]、および応答速度τ
0-20(相対光透過率が0%から20%まで変化するのに
要する時間)[ms]を測定した。その結果を表8に示
す。
Further, in the same manner as in Table 4, the dark luminance (%), the bright luminance (%), the contrast ratio, and the response speed τ 0-100 (relative light transmittance of 0% to 10%) were obtained for this liquid crystal display device.
The time required to change from 0% to 0%) [ms], the response speed τ 100-0 (the time required for the relative light transmittance to change from 100% to 0%) [ms], and the response speed τ
0-20 (time required for the relative light transmittance to change from 0% to 20%) [ms] was measured. Table 8 shows the results.

【0111】[0111]

【表8】 [Table 8]

【0112】ここで、表8に示す輝度(暗輝度および明
輝度)は、光源の輝度を100%としたときの相対輝度
である。
Here, the luminance (dark luminance and bright luminance) shown in Table 8 is a relative luminance when the luminance of the light source is 100%.

【0113】表7および表8から、d=2.5μm、Δ
n・d=0.375μmとすることで、全階調間で10
ms以下という高速の応答速度が達成されているのに加
えて、650:1という高いコントラスト比が得られて
おり、高速応答性と高いコントラストとが両立されてい
ることが分かる。
From Tables 7 and 8, d = 2.5 μm, Δ
By setting n · d = 0.375 μm, 10
In addition to achieving a high-speed response speed of ms or less, a high contrast ratio of 650: 1 is obtained, and it can be seen that both high-speed response and high contrast are achieved.

【0114】〔比較例7〕液晶としてMJ95955の
代わりに屈折率異方性Δnが0.1である液晶をセル内
に注入する以外は、比較例4と同様にして、比較用のセ
ル厚2.5μmのTVAモードの液晶表示素子を作製し
た。この場合、Δn・d=0.25μmとなる。
Comparative Example 7 A comparative cell thickness of 2 was obtained in the same manner as in Comparative Example 4, except that a liquid crystal having a refractive index anisotropy Δn of 0.1 was injected into the cell instead of MJ95955. A 0.5 μm TVA mode liquid crystal display device was produced. In this case, Δn · d = 0.25 μm.

【0115】得られた比較用のTVAについて、暗輝度
(%)、明輝度(%)、およびコントラスト比を測定し
た。その結果を表9に示す。ここで、表9に示す輝度
(暗輝度および明輝度)は、光源の輝度を100%とし
たときの相対輝度である。
With respect to the obtained TVA for comparison, the dark luminance (%), the light luminance (%), and the contrast ratio were measured. Table 9 shows the results. Here, the luminance (dark luminance and bright luminance) shown in Table 9 is a relative luminance when the luminance of the light source is 100%.

【0116】[0116]

【表9】 [Table 9]

【0117】実施例1と比較例4とを比較すると、Δn
・d=0.25μmである比較例4では明輝度が16%
と低いのに対し、Δn・d=0.375μmである実施
例1では明輝度が30%と顕著に向上していることが分
かる。また、これにより、コントラスト比も400:1
から650:1まで向上している。したがって、Δn・
dが0.375μm以上であることが好ましいことが分
かる。
When comparing Example 1 with Comparative Example 4, Δn
Brightness is 16% in Comparative Example 4 where d = 0.25 μm
It can be seen that in Example 1 where Δn · d = 0.375 μm, the brightness was remarkably improved to 30%. This also results in a contrast ratio of 400: 1.
To 650: 1. Therefore, Δn
It is understood that d is preferably 0.375 μm or more.

【0118】[0118]

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、以上のよう
に、液晶層が、負の誘電異方性を持つ液晶からなり、両
基板の配向制御層が、両基板間に電界が印加されていな
い状態で、液晶分子の長軸が両基板の面にほぼ垂直とな
るように液晶分子の配向を制御する垂直配向膜であり、
上記垂直配向膜には、両基板間に電界が印加された状態
で、液晶分子の長軸が両基板の面にほぼ平行となり、か
つ、液晶分子が略90°捩れた配向となるように配向処
理がなされており、上記液晶層の厚みをd、上記液晶の
屈折率異方性をΔnとすると、dが2.5μm以下であ
り、かつ、Δn・dが0.375μm以上である構成で
ある。
As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal layer is made of liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, and the alignment control layers on both substrates are applied with an electric field between the two substrates. A vertical alignment film that controls the alignment of the liquid crystal molecules such that the major axis of the liquid crystal molecules is substantially perpendicular to the surfaces of both substrates in a state where they are not in
The vertical alignment film is oriented such that, when an electric field is applied between the two substrates, the major axes of the liquid crystal molecules are substantially parallel to the surfaces of the two substrates, and the liquid crystal molecules have an orientation twisted by approximately 90 °. When the thickness of the liquid crystal layer is d and the refractive index anisotropy of the liquid crystal is Δn, d is 2.5 μm or less and Δn · d is 0.375 μm or more. is there.

【0119】上記の構成によれば、液晶層の厚みdを
2.5μm以下にしたことで動画対応可能な高速応答性
を実現することができるとともに、Δn・dを0.37
5μm以上にすることで高い明輝度を実現することがで
きる。さらに、上記構成では、垂直配向モードであるた
めに、全階調で均一な高速応答性が得られる。その上、
液晶分子が略90°捩れた配向であるために、液晶分子
が略180°捩れた配向である場合と比較して、高いコ
ントラストが得られる。
According to the above configuration, by setting the thickness d of the liquid crystal layer to 2.5 μm or less, it is possible to realize a high-speed responsiveness capable of coping with moving images, and to reduce Δn · d to 0.37
By setting the thickness to 5 μm or more, high brightness can be realized. Further, in the above configuration, since the mode is the vertical alignment mode, uniform high-speed response can be obtained at all gradations. Moreover,
Since the liquid crystal molecules are twisted by approximately 90 °, higher contrast is obtained as compared with the case where the liquid crystal molecules are twisted by approximately 180 °.

【0120】したがって、上記構成は、高速応答性と高
いコントラストと高い輝度とを併せ持つ液晶表示素子を
提供することができるという効果を奏する。
Therefore, the above configuration has an effect that a liquid crystal display element having both high-speed response, high contrast, and high luminance can be provided.

【0121】本発明の液晶表示素子において、両基板間
に電界が印加されていないときの液晶分子の長軸と基板
の法線とのなす角(プレティルト角)は、15°以下
(0〜15°の範囲内)であることが好ましい。
In the liquid crystal display device of the present invention, the angle (pretilt angle) between the long axis of the liquid crystal molecules and the normal of the substrate when no electric field is applied between the substrates is 15 ° or less (0 to 15). (Within the range of °).

【0122】上記構成によれば、残留位相差が打ち消さ
れるので、十分に高いコントラストが得られるだけの十
分な暗輝度が得られる。したがって、上記構成は、より
一層高いコントラストを有するとともに、高い暗輝度を
有する液晶表示素子を提供することができるという効果
を奏する。
According to the above configuration, since the residual phase difference is canceled, a sufficient dark luminance is obtained to obtain a sufficiently high contrast. Therefore, the above configuration has an effect that a liquid crystal display device having higher contrast and higher dark luminance can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る液晶表示素子の実施の一形態を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図2】本発明に係る液晶表示素子の製造過程を示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図3】反平行垂直配向モードの液晶表示素子を示す断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device in an antiparallel vertical alignment mode.

【図4】反平行垂直配向モードの液晶表示素子における
立上がり時間のセル厚依存性を表すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a cell thickness dependency of a rise time in a liquid crystal display device in an antiparallel vertical alignment mode.

【図5】反平行垂直配向モードの液晶表示素子における
立下がり時間のセル厚依存性を表すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a cell thickness dependency of a fall time in a liquid crystal display device in an antiparallel vertical alignment mode.

【図6】垂直配向モードの液晶表示素子における電圧−
透過光強度曲線を示すグラフである。
FIG. 6 shows a voltage-in a vertical alignment mode liquid crystal display device.
It is a graph which shows a transmitted light intensity curve.

【図7】反平行垂直配向モードの液晶表示素子(APV
Aセル)および捩れ垂直配向モードの液晶表示素子(T
VAセル)において、Δn=0.07の液晶(MJ95
955)を用いたときに得られる最大輝度を示す図であ
る。
FIG. 7 shows an antiparallel vertical alignment mode liquid crystal display device (APV).
A cell) and a liquid crystal display element (T
VA cell), a liquid crystal with Δn = 0.07 (MJ95
955) is a diagram showing the maximum luminance obtained when using (955).

【図8】セル厚2.5μmの捩れ垂直配向モードの液晶
表示素子における最大輝度の複屈折依存性を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing the birefringence dependence of the maximum luminance in a liquid crystal display device in a twisted vertical alignment mode having a cell thickness of 2.5 μm.

【図9】Δn・d=0.375μmである捩れ垂直配向
モードの液晶表示素子における、暗状態の光透過率およ
びコントラスト比のプレティルト角依存性を示すグラフ
である。
FIG. 9 is a graph showing the pretilt angle dependence of light transmittance and contrast ratio in a dark state in a liquid crystal display device in a twisted vertical alignment mode where Δn · d = 0.375 μm.

【図10】垂直配向モードの液晶表示素子のスイッチン
グの様子を表す模式図であり、(a)は無電界状態(電
界印加オフ)、(b)は電界印加状態(電界印加オン)
を示す。
FIGS. 10A and 10B are schematic diagrams illustrating a switching state of a liquid crystal display element in a vertical alignment mode, where FIG. 10A is a non-electric field state (electric field application is off), and FIG.
Is shown.

【図11】捩れ垂直配向モードの液晶表示素子のスイッ
チングの様子を表す模式図であり、(a)は無電界状態
(電界印加オフ)、(b)は電界印加状態(電界印加オ
ン)を示す。
11A and 11B are schematic diagrams illustrating a state of switching of a liquid crystal display element in a twisted vertical alignment mode, wherein FIG. 11A illustrates a non-electric field state (electric field is off), and FIG. .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 透明電極(電極) 3 垂直配向膜 5 液晶層 Reference Signs List 1 substrate 2 transparent electrode (electrode) 3 vertical alignment film 5 liquid crystal layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加邉 正章 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 伊藤 信行 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 2H090 KA05 KA07 LA01 LA09 MA01 MA06 MA10 MB01 2H091 FA08X FA08Z GA02 GA07 GA08 HA07 HA09 KA02 KA05 LA17 LA18 LA30  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masaaki Kanabe 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (72) Inventor Nobuyuki Ito 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka F-term (for reference) 2H090 KA05 KA07 LA01 LA09 MA01 MA06 MA10 MB01 2H091 FA08X FA08Z GA02 GA07 GA08 HA07 HA09 KA02 KA05 LA17 LA18 LA30

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電極および配向制御層をそれぞれ有する1
対の基板と、両基板間に挟持された液晶層と、偏光板と
を備える液晶表示素子において、 上記液晶層が、負の誘電異方性を持つ液晶からなり、 両基板の配向制御層が、両基板間に電界が印加されてい
ない状態で、液晶分子の長軸が両基板の面にほぼ垂直と
なるように液晶分子の配向を制御する垂直配向膜であ
り、 上記垂直配向膜には、両基板間に電界が印加された状態
で、液晶分子の長軸が両基板の面にほぼ平行となり、か
つ、液晶分子が略90°捩れた配向となるように配向処
理がなされており、 上記液晶層の厚みをd、上記液晶の屈折率異方性をΔn
とすると、dが2.5μm以下であり、かつ、Δn・d
が0.375μm以上であることを特徴とする液晶表示
素子。
1. An electrode having an electrode and an orientation control layer, respectively.
In a liquid crystal display device comprising a pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between both substrates, and a polarizing plate, the liquid crystal layer is made of liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, and the alignment control layers of both substrates are A vertical alignment film that controls the alignment of liquid crystal molecules such that the major axis of the liquid crystal molecules is substantially perpendicular to the surfaces of both substrates in a state where no electric field is applied between the two substrates. In a state in which an electric field is applied between the two substrates, the liquid crystal molecules are aligned so that the major axes thereof are substantially parallel to the surfaces of the two substrates, and the liquid crystal molecules are twisted by approximately 90 °. The thickness of the liquid crystal layer is d, and the refractive index anisotropy of the liquid crystal is Δn.
Then, d is 2.5 μm or less and Δn · d
Is 0.375 μm or more.
【請求項2】両基板間に電界が印加されていないときの
液晶分子の長軸と基板の法線とのなす角が15°以下で
あることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the angle between the long axis of the liquid crystal molecules and the normal to the substrate when no electric field is applied between the two substrates is 15 ° or less. .
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