JP2008111911A - Liquid crystal display element - Google Patents

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和章 白茂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element that suppresses a difference in the transmittance between an OFF display region and a background region during high-duty driving. <P>SOLUTION: The liquid crystal display element 1 comprises: a liquid crystal cell 2 that has a liquid crystal layer comprising a liquid crystal having negative dielectric anisotropy and held between a pair of substrates the surfaces of which are subjected to vertical alignment treatment; and a pair of polarizing plates 3, 4 that interpose the liquid crystal cell 2 and are disposed in a crossed Nicole arrangement. A layer structure 5 showing a retardation value of larger than 0 nm and not more than 60 nm is formed between at least one of the polarizing plates 3, 4 and the liquid crystal cell 2. An OFF voltage is determined to control the OFF transmittance to be equal to the transmittance of the background during time-shared driving of the liquid crystal display element 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display element.

一般に、透過型の液晶表示素子は、所定の方向に配向した数μm程度の極薄い液晶層と、この液晶層を挟持する透明な一対の薄い基板と、さらに、この基板を挟持して偏光子および検光子を構成する一対の偏光板とを有する。ここで、液晶層が設けられる側の基板面には、所定の形状にパターニングされた電極が形成されている。そして、この電極を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化して、液晶表示素子を透過する光の量または波長が変わる。これにより、所望の表示を行うことが可能となる。   In general, a transmissive liquid crystal display element includes an extremely thin liquid crystal layer of about several μm oriented in a predetermined direction, a pair of transparent thin substrates that sandwich the liquid crystal layer, and a polarizer that sandwiches the substrate. And a pair of polarizing plates constituting the analyzer. Here, an electrode patterned in a predetermined shape is formed on the substrate surface on the side where the liquid crystal layer is provided. When a voltage is applied to the liquid crystal layer through this electrode, the alignment of the liquid crystal changes, and the amount or wavelength of light transmitted through the liquid crystal display element changes. Thereby, a desired display can be performed.

このように、液晶表示素子は、比較的単純な構造からなっている。また、構成部材の選択によって薄型化および軽量化が容易であり、また、低電圧での駆動も可能であることから、近年では、民生用のみならず車載用の表示素子としても盛んに利用されている。   Thus, the liquid crystal display element has a relatively simple structure. In addition, since it is easy to reduce the thickness and weight by selecting components, and it is possible to drive at a low voltage, in recent years, it has been actively used as a display element for in-vehicle use as well as consumer use. ing.

ところで、液晶表示素子は、液晶層の初期配向状態並びに電圧印加時の動作状態および配向状態などから、いくつかのモードに分類される。例えば、液晶テレビや、自動車などの車両のインストルメントパネルなどいわゆる車載用に利用される液晶表示素子には、VA(Vertical Alignment)モードが用いられる(例えば、特許文献1および2参照。)。VAモードは、正面から見たときのコントラスト比が高く、また、視野角が広いことから、視認性に優れたモードである。   By the way, liquid crystal display elements are classified into several modes based on the initial alignment state of the liquid crystal layer, the operation state and the alignment state when a voltage is applied, and the like. For example, a VA (Vertical Alignment) mode is used for so-called in-vehicle liquid crystal display elements such as liquid crystal televisions and instrument panels of vehicles such as automobiles (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The VA mode is a mode with excellent visibility since it has a high contrast ratio when viewed from the front and a wide viewing angle.

VAモードは、一対の基板間に、初期配向状態が基板と概ね垂直(垂直配向)な負の誘電率異方性(Δε)を有する液晶層を挟持し、さらに、この基板を、通常はクロスニコルを構成するように配置した一対の偏光板で挟持することによって構成される。そして、基板面に形成された電極を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化して、液晶層が電界に対して垂直、すなわち、液晶の配向方向が基板と平行になる。これにより、電圧を印加した部分と印加していない部分とで、液晶の屈折率異方性(Δn)と液晶層厚(d)との積(Δn・d)によって定まる光の透過特性、特に、色味に違いが生じる。この違いを利用することによって、所望の表示を行うことができる。   In the VA mode, a liquid crystal layer having a negative dielectric anisotropy (Δε) whose initial alignment state is substantially perpendicular to the substrate (vertical alignment) is sandwiched between a pair of substrates. It is comprised by pinching with a pair of polarizing plate arrange | positioned so that Nicole may be comprised. When a voltage is applied to the liquid crystal layer through the electrode formed on the substrate surface, the alignment of the liquid crystal changes, and the liquid crystal layer is perpendicular to the electric field, that is, the alignment direction of the liquid crystal is parallel to the substrate. Thereby, the light transmission characteristics determined by the product (Δn · d) of the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness (d) between the portion where the voltage is applied and the portion where the voltage is not applied, , There will be a difference in color. By utilizing this difference, a desired display can be performed.

ところで、液晶の配向変化には、液晶の初期配向状態が密接に関わっている。ここで、液晶の初期配向状態は、上記したように概ね垂直に形成される。つまり、液晶は、完全な垂直配向状態をとらない場合が多い。完全な垂直配向になってしまうと、電圧を印加した際に液晶の配向が変化する方向が定まらず、表示素子内で均一な配向変化を行うことが困難となるためである。   By the way, the initial alignment state of the liquid crystal is closely related to the alignment change of the liquid crystal. Here, the initial alignment state of the liquid crystal is formed substantially vertically as described above. That is, the liquid crystal often does not take a completely vertical alignment state. This is because when the vertical alignment is achieved, the direction in which the alignment of the liquid crystal changes when a voltage is applied is not determined, and it is difficult to perform a uniform alignment change in the display element.

したがって、垂直配向型の液晶表示素子では、液晶の配向変化を均一なものとするために、所望の配向変化の方向と一致するような若干の水平配向性を、基板表面の垂直配向性に加味している。具体的には、まず、液晶層を挟持する一対の基板表面に、垂直配向性の配向層を設ける。これにより、基板上での液晶層の垂直配向性を確保できる。次いで、例えば、所望の方向に適当な強度でのラビング処理を施す。すると、垂直配向性の基板表面に水平配向性を加味することができる。   Therefore, in the vertical alignment type liquid crystal display element, in order to make the change in the alignment of the liquid crystal uniform, a slight horizontal alignment that matches the desired alignment change direction is added to the vertical alignment on the substrate surface. is doing. Specifically, first, a vertical alignment layer is provided on a pair of substrate surfaces sandwiching a liquid crystal layer. Thereby, the vertical alignment property of the liquid crystal layer on the substrate can be secured. Next, for example, a rubbing process with an appropriate strength is performed in a desired direction. Then, the horizontal orientation can be added to the vertical orientation substrate surface.

このように、垂直配向性を確保しつつ、水平配向性を若干加味することによって、液晶層の動作方向を定めることができる。このとき、液晶層の初期配向状態は、基板に挟持される液晶層の厚み方向から若干傾斜して、すなわち、プレチルト角を有して垂直配向することになる。その結果、液晶層への電圧印加時には、液晶は、初期の概ね垂直な状態からラビング方向であるプレチルト角の形成方向に倒れる動作をして傾斜を強め、ひいては、水平状態まで倒れる配向変化動作をする。   As described above, the operation direction of the liquid crystal layer can be determined by adding the horizontal alignment slightly while ensuring the vertical alignment. At this time, the initial alignment state of the liquid crystal layer is slightly inclined from the thickness direction of the liquid crystal layer sandwiched between the substrates, that is, vertically aligned with a pretilt angle. As a result, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal tilts from the initial substantially vertical state to the direction of forming the pretilt angle, which is the rubbing direction, strengthens the tilt, and as a result, performs an orientation change operation that tilts to the horizontal state. To do.

VAモードにおいては、液晶は、上記のように、垂直配向から基板と平行になるように動作するのみである。すなわち、一般に、液晶層に旋光性は不要であり、他の液晶モードである、ツイストネマティック(TN)モードやスーパーツイステッドネマティック(STN)モードのように、コレステリック液晶や、カイラル剤とネマティック液晶とからなるツイストネマティック液晶は使用されない。VAモードの場合、通常は、上記のような配向処理の施された基板によって、負の誘電異方性を有するネマティック液晶を挟持する構成がとられる。そして、電圧無印加時には、液晶層がそれを挟持する一対の基板に対して略垂直に配向しているので、液晶セルの法線方向に平行な視角方向については、良好な黒表示が得られ、高いコントラスト比の画像表示が実現できる。   In the VA mode, the liquid crystal only operates so as to be parallel to the substrate from the vertical alignment as described above. That is, in general, no optical rotation is required in the liquid crystal layer, and other liquid crystal modes, such as twisted nematic (TN) mode and super twisted nematic (STN) mode, are obtained from cholesteric liquid crystal, chiral agent and nematic liquid crystal. The twisted nematic liquid crystal is not used. In the case of the VA mode, normally, a configuration is adopted in which nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sandwiched between substrates subjected to the alignment treatment as described above. When no voltage is applied, the liquid crystal layer is oriented substantially perpendicularly to the pair of substrates that sandwich the liquid crystal layer, so that a good black display can be obtained in the viewing angle direction parallel to the normal direction of the liquid crystal cell. High contrast ratio image display can be realized.

しかし、液晶の配向変化、特に、電圧の印加によって引き起こされる液晶の配向変化により生じる液晶表示素子の透過率の変化においては問題がある。詳しくは、電圧印加に対する液晶表示素子の透過率変化が緩慢となる。特に、電圧印加により液晶が配向変化を開始して液晶表示素子の透過率が急速に変化し始める、いわゆる立ち上がり特性が緩やかであって、液晶表示素子の電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性が十分ではない。   However, there is a problem in the change in the transmittance of the liquid crystal display element caused by the change in the alignment of the liquid crystal, particularly the change in the alignment of the liquid crystal caused by the application of voltage. Specifically, the change in transmittance of the liquid crystal display element with respect to voltage application becomes slow. In particular, the liquid crystal display element begins to change its orientation when a voltage is applied, and the transmittance of the liquid crystal display element starts to change rapidly. The so-called rise characteristic is gentle, and the rise of the voltage-transmittance characteristic of the liquid crystal display element is steep. Not enough.

このようなVAモードを時分割駆動方式による単純マトリックス型の液晶表示素子に適用すると、その問題はより明確になる。   When such a VA mode is applied to a simple matrix type liquid crystal display element by a time-division driving method, the problem becomes clearer.

近年、液晶表示素子には、表示情報量の増大や、より高精細の表示が求められようになっている。しかし、かかる要求に応えるためには、高密度の表示が必要であり、マトリックス駆動の液晶表示素子においては、より高デューティでの駆動が必要となる。   In recent years, liquid crystal display elements have been required to increase the amount of display information and display with higher definition. However, in order to meet such a demand, high-density display is necessary, and a matrix-driven liquid crystal display element needs to be driven with a higher duty.

時分割駆動方式による単純マトリックス型の液晶表示素子において、高デューティ駆動を行おうとする場合、ON表示を行うためのON電圧と、非選択電圧印加時、すなわちOFF表示を行うためのOFF電圧との差は、より小さくなる。すなわち、ON電圧とOFF電圧の差は、高デューティ駆動であるほど十分に確保できなくなる。それ故、マトリックス駆動の液晶表示素子にVAモードを適用しようとすると、電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性が十分ではないために、ON電圧とOFF電圧の差が不十分となって、十分なON透過率がとれなかったり、十分に低いOFF透過率が実現できなかったりする。その結果、液晶表示素子におけるコントラスト比の低下を招く。特に、高デューティ駆動時には、コントラスト比は激減してしまう。   In a simple matrix type liquid crystal display element using a time-division driving method, when high duty driving is to be performed, an ON voltage for performing ON display and an OFF voltage for performing non-selection voltage, that is, OFF voltage for performing OFF display. The difference is smaller. In other words, the difference between the ON voltage and the OFF voltage cannot be sufficiently secured as the duty is high. Therefore, if the VA mode is applied to a matrix-driven liquid crystal display element, the steepness of the rise in the voltage-transmittance characteristic is not sufficient, and the difference between the ON voltage and the OFF voltage is insufficient. The ON transmittance cannot be obtained, or the sufficiently low OFF transmittance cannot be realized. As a result, the contrast ratio in the liquid crystal display element is reduced. In particular, the contrast ratio is drastically reduced during high duty driving.

このように、VAモードでは、一定以上のデューティ駆動時において、表示画像のコントラスト比が低下し、また、これによって表示性能が低下するという問題があった。   As described above, in the VA mode, there is a problem that the contrast ratio of the display image is lowered and the display performance is lowered when the duty is driven above a certain level.

そこで、VAモードにおける電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性の不足を改善する方法として、所定のリタデーション値を具備した一軸性のリタデーションフィルムを液晶セルの外部に設ける方法が特許文献1に開示されている。   Therefore, Patent Document 1 discloses a method of providing a uniaxial retardation film having a predetermined retardation value outside the liquid crystal cell as a method for improving the shortage of steepness in the voltage-transmittance characteristics in the VA mode. ing.

特開平10−197858号公報JP-A-10-197858

特許文献1に記載の方法は、VAモードにおける電圧―透過率特性における立ち上がり特性の改善に有効である。図3は、特許文献1に記載の方法の効果を説明する模式的な電圧透過率曲線である。図3(a)は従来のVAモードにおける電圧―透過率特性を模式的に示し、図3(b)は特許文献1に記載の方法によるVAモードにおける電圧―透過率特性を模式的に示す。   The method described in Patent Document 1 is effective in improving the rising characteristics in the voltage-transmittance characteristics in the VA mode. FIG. 3 is a schematic voltage transmittance curve for explaining the effect of the method described in Patent Document 1. 3A schematically shows voltage-transmittance characteristics in the conventional VA mode, and FIG. 3B schematically shows voltage-transmittance characteristics in the VA mode according to the method described in Patent Document 1.

図3(a)に示すように、従来のVAモードでは概ね電圧無印加時に最低の透過率を示し、電圧の印加により透過率が徐々に上昇する特性を示す。一方、図3(b)に示すように、特許文献1に記載の方法によるVAモードにおいては、電圧無印加時にはそれほど低い透過率を示さず、結果として、最低の透過率を示さない。いわゆる表示における「浮いた」状態となっている。そして、印加電圧を徐々に上昇させることにより透過率が低くなる現象が発現し始め、透過率が低くなる方向で、印加電圧に対する透過率の負のピークが発現する。   As shown in FIG. 3A, the conventional VA mode generally exhibits the lowest transmittance when no voltage is applied, and shows a characteristic in which the transmittance gradually increases with the application of voltage. On the other hand, as shown in FIG. 3B, in the VA mode according to the method described in Patent Document 1, the transmittance is not so low when no voltage is applied, and as a result, the minimum transmittance is not exhibited. This is a so-called “floating” state in the display. Then, a phenomenon in which the transmittance is lowered by gradually increasing the applied voltage starts to appear, and a negative peak of the transmittance with respect to the applied voltage appears in a direction in which the transmittance is lowered.

すなわち、特許文献1のように、VAモードの電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性の不足を改善するため、所定のリタデーション値を具備した一軸性のリタデーションフィルムを液晶セルの外部に設ける場合、電圧の印加により非常に低い透過率の領域を構成することができる。しかし、その一方では、前記したように、リタデーションフィルムの影響により電圧無印加時の透過率の増大が発生する。その結果、時分割駆動時などにおいて非選択電圧が印加される非選択領域、すなわち、所定の電圧が印加されて形成されるOFF表示領域(低透過率領域)の透過率と、電圧が印加されない背景表示領域の透過率との間に差異が生じ、表示の均一性が著しく損なわれることがある。   That is, as in Patent Document 1, in order to improve the lack of steepness of rising in the voltage-transmittance characteristics of the VA mode, when a uniaxial retardation film having a predetermined retardation value is provided outside the liquid crystal cell, A region having a very low transmittance can be formed by applying a voltage. However, on the other hand, as described above, the transmittance increases when no voltage is applied due to the influence of the retardation film. As a result, the transmittance and voltage are not applied to the non-selection region to which the non-selection voltage is applied during time-division driving, that is, the OFF display region (low transmittance region) formed by applying a predetermined voltage. There is a difference between the transmittance of the background display area and the uniformity of display may be significantly impaired.

本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、従来のVAモード液晶表示素子で見られたような高デューティ駆動時における表示画像のコントラスト比の低下を抑制し、表示の均一性を確保することのできる液晶表示素子の提供にある。より具体的には、VAモードを駆動する際において、駆動電圧の最適化によって電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性を改善し、高コントラスト比の実現と表示の均一性向上とを両立することのできる垂直配向型の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 these problems. That is, an object of the present invention is to suppress a decrease in contrast ratio of a display image at the time of high duty driving as seen in a conventional VA mode liquid crystal display element and to ensure display uniformity. Is in the provision of. More specifically, when driving the VA mode, the steepness of the rise in the voltage-transmittance characteristics is improved by optimizing the drive voltage, and both the realization of a high contrast ratio and the improvement of display uniformity are achieved. It is an object of the present invention to provide a vertical alignment type liquid crystal display element that can be used.

本発明の他の目的および利点は以下の記載から明らかとなるであろう。   Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

本発明は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を備えた液晶セルと、
前記液晶セルを挟持し、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が90°±5°になるように配置された一対の偏光板とを有し、
前記液晶層に電圧を印加することにより、前記一対の偏光板間の透過率を変化させて表示を行う液晶表示素子において、
前記一対の偏光板の少なくとも一方と前記液晶セルとの間には、少なくとも一枚の位相差フィルムがあり、
前記位相差フィルムは、前記液晶層に電圧が印加されたときに前記液晶を構成する分子が倒れ始める方向に対して90°±5°の交差角となるように光学軸が配置されているとともに、前記液晶層に所定の電圧が印加されたときに、前記一対の偏光板間の透過率が電圧無印加時よりも低くなって最低値をとるように構成されていて、
前記表示は、前記所定の電圧より大きな電圧のみを前記液晶層に印加することによって行うことを特徴とするものである。
The present invention includes a liquid crystal cell including a liquid crystal layer composed of a liquid crystal having negative dielectric anisotropy sandwiched between a pair of substrates whose surfaces are each subjected to vertical alignment treatment;
Sandwiching the liquid crystal cell, and having a pair of polarizing plates arranged such that the crossing angle between the absorption axis of one polarizing plate and the absorption axis of the other polarizing plate is 90 ° ± 5 °,
In a liquid crystal display element that performs display by changing the transmittance between the pair of polarizing plates by applying a voltage to the liquid crystal layer,
Between at least one of the pair of polarizing plates and the liquid crystal cell, there is at least one retardation film,
The retardation film has an optical axis arranged so as to have an intersection angle of 90 ° ± 5 ° with respect to a direction in which molecules constituting the liquid crystal start to fall when a voltage is applied to the liquid crystal layer. When a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer, the transmittance between the pair of polarizing plates is lower than when no voltage is applied, and takes a minimum value.
The display is performed by applying only a voltage higher than the predetermined voltage to the liquid crystal layer.

本発明の液晶表示素子において、前記表示を行うときの前記一対の偏光板間の透過率の下限値は、電圧無印加時の透過率の0.8倍から1.2倍であることが好ましい。   In the liquid crystal display element of the present invention, the lower limit of the transmittance between the pair of polarizing plates when performing the display is preferably 0.8 to 1.2 times the transmittance when no voltage is applied. .

本発明の液晶表示素子において、前記表示を行うときの前記一対の偏光板間の透過率の下限値は、電圧無印加時の透過率の値に実質的に等しいことが特に好ましい。   In the liquid crystal display element of the present invention, it is particularly preferable that the lower limit value of the transmittance between the pair of polarizing plates when performing the display is substantially equal to the transmittance value when no voltage is applied.

本発明の液晶表示素子は、パッシブマトリクス型の液晶表示素子とすることができる。   The liquid crystal display element of the present invention can be a passive matrix liquid crystal display element.

本発明の液晶表示素子は、時分割駆動方式によるパッシブマトリクス型の液晶表示素子とすることができる。この場合、非選択電圧印加時の透過率は、電圧無印加時における前記液晶表示素子の透過率の0.8倍から1.2倍であることが好ましく、特に、電圧無印加時における前記液晶表示素子の透過率に実質的に等しいことが好ましい。   The liquid crystal display element of the present invention can be a passive matrix liquid crystal display element using a time-division driving method. In this case, the transmittance when a non-selection voltage is applied is preferably 0.8 to 1.2 times the transmittance of the liquid crystal display element when no voltage is applied, and in particular, the liquid crystal when no voltage is applied. It is preferably substantially equal to the transmittance of the display element.

本発明によれば、垂直配向型の液晶表示素子において、電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性を改善することができる。これにより、高デューティ駆動時であっても高いコントラスト比を実現することができ、また、表示の均一性も確保することができる。   According to the present invention, in the vertical alignment type liquid crystal display element, it is possible to improve the steepness of the rise in the voltage-transmittance characteristics. As a result, a high contrast ratio can be achieved even during high-duty driving, and display uniformity can be ensured.

実施の形態1.
図1は、本実施の形態における液晶表示素子の特徴的な部分を説明するための模式的な分解斜視図である。また、図1は、液晶表示素子の構造と光学仕様を説明するための模式的な構成図でもある。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view for explaining characteristic portions of the liquid crystal display element in the present embodiment. FIG. 1 is also a schematic configuration diagram for explaining the structure and optical specifications of the liquid crystal display element.

本実施の形態における液晶表示素子1は、図1(a)に示すように、液晶セル2と、液晶セル2を挟持し、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が90°±5°になるように配置された一対の偏光板3および偏光板4と、偏光板3と液晶セル2との間に設けられて所定のリタデーション値=Δn・d2(Δnは屈折率異方性、d2は層厚)を有する層構造5とからなる。層構造5はリタデーション値が0nmより大きく60nm以下であり、いわゆる微小な位相差を実現している。   As shown in FIG. 1A, the liquid crystal display element 1 according to the present embodiment sandwiches the liquid crystal cell 2 and the liquid crystal cell 2, and has an absorption axis of one polarizing plate and an absorption axis of the other polarizing plate. Provided between the pair of polarizing plates 3 and 4 disposed so that the crossing angle is 90 ° ± 5 °, and between the polarizing plate 3 and the liquid crystal cell 2, a predetermined retardation value = Δn · d 2 (Δn Is a layer structure 5 having a refractive index anisotropy and d2 is a layer thickness. The layer structure 5 has a retardation value larger than 0 nm and 60 nm or less, and realizes a so-called minute phase difference.

偏光板3および偏光板4の配置の詳細仕様を、図1(b)と(e)に示す。これらの図において、矢印は、偏光板の吸収軸の方位を示す。また、付記される数字は、偏光板3,4の吸収軸の設置角度を示す。この場合、図の水平方向は、液晶表示素子の正面左右方向に対応しており、この方向を基準として反時計回りを正方向としている。   Detailed specifications of the arrangement of the polarizing plate 3 and the polarizing plate 4 are shown in FIGS. In these drawings, the arrow indicates the direction of the absorption axis of the polarizing plate. Further, the numbers added indicate the installation angles of the absorption axes of the polarizing plates 3 and 4. In this case, the horizontal direction in the figure corresponds to the front left and right direction of the liquid crystal display element, and the counterclockwise direction is the positive direction with reference to this direction.

液晶セル2は、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層(図示せず)を、一対の基板(図示せず)で挟持して構成される。これらの基板の表面には、それぞれ、液晶が所定角度のプレチルト角を有して垂直配向するような配向処理が施されている。そして、所定のリタデーション値=Δn・
d1(Δnは液晶の屈折率異方性、d1は液晶層厚)を有する。
The liquid crystal cell 2 is configured by sandwiching a liquid crystal layer (not shown) made of liquid crystal having negative dielectric anisotropy between a pair of substrates (not shown). The surfaces of these substrates are each subjected to an alignment treatment such that the liquid crystals are vertically aligned with a predetermined pretilt angle. And the predetermined retardation value = Δn ·
d1 (Δn is the refractive index anisotropy of the liquid crystal and d1 is the thickness of the liquid crystal layer).

図1(d)は、液晶セル2における液晶層のプレチルト角の形成方向を示している。実線の矢印は、視認者側であるF側基板表面における液晶層の垂直配向のプレチルト角の形成方向を示す。また、点線の矢印は、反視認者側であるR側基板表面における液晶層の垂直配向のプレチルト角の形成方向を示している。図1(d)にあるように、F、R両基板表面の垂直配向におけるプレチルト角の形成方向は、概ね同一な方向であって、いわゆる平行配向の状態となっている。   FIG. 1D shows the formation direction of the pretilt angle of the liquid crystal layer in the liquid crystal cell 2. The solid line arrow indicates the direction of formation of the pretilt angle of the vertical alignment of the liquid crystal layer on the F-side substrate surface on the viewer side. A dotted arrow indicates the direction of formation of the pretilt angle of the vertical alignment of the liquid crystal layer on the surface of the R-side substrate on the anti-viewer side. As shown in FIG. 1D, the pretilt angle forming directions in the vertical alignment of both the F and R substrate surfaces are substantially the same and are in a so-called parallel alignment state.

このような液晶の配向状態は、垂直配向性の配向層を設けることによって垂直配向処理されたF,R両基板に対し、適当な強度のパララビング処理を施すことにより達成できる。また、層構造5は、位相差フィルムを用いて構成される。図1(c)において、矢印は、位相差フィルムを用いて構成された層構造5の光学軸の方位を示す。また、付記される数字は、層構造5の光学軸の設置角度を示す。尚、図の水平方向、すなわち、液晶表示素子の正面左右方向を基準として、反時計回りを正方向としている。   Such an alignment state of the liquid crystal can be achieved by subjecting both the F and R substrates subjected to the vertical alignment treatment by providing a vertical alignment layer to a pararubbing treatment having an appropriate strength. The layer structure 5 is configured using a retardation film. In FIG.1 (c), the arrow shows the azimuth | direction of the optical axis of the layer structure 5 comprised using the phase difference film. Further, the numerals added indicate the installation angle of the optical axis of the layer structure 5. The counterclockwise direction is defined as the positive direction with reference to the horizontal direction in the figure, that is, the front left / right direction of the liquid crystal display element.

また、層構造5の構造、特にその形成方法については、一枚の位相差フィルムから構成することも可能であるし、二枚もしくはそれ以上の複数の位相差フィルムを積層して構成することも可能である。複数のフィルムを積層する場合、層構造全体として所望の光学軸の方向と所望の値のリタデーション値を実現していれば良い。   Further, the structure of the layer structure 5, particularly the method for forming the layer structure 5, can be composed of a single retardation film, or can be composed by laminating two or more retardation films. Is possible. When laminating a plurality of films, it is only necessary to realize a desired optical axis direction and a desired retardation value as the entire layer structure.

以上の構成を有する本実施の形態における液晶表示素子は、すでに図3(b)で示した電圧−透過率特性を有する。すなわち、電圧無印加時にはそれほど低い透過率を示さず、結果として、電圧無印加時には最低の透過率を示さない。そして、印加電圧を徐々に上昇させることにより透過率が低くなる現象が発現し、透過率が低くなる方向に、印加電圧に対する透過率の負のピーク(透過率の極小値)が発現する。   The liquid crystal display element in the present embodiment having the above configuration already has the voltage-transmittance characteristics shown in FIG. That is, the transmittance is not so low when no voltage is applied, and as a result, the lowest transmittance is not exhibited when no voltage is applied. Then, a phenomenon in which the transmittance is lowered by gradually increasing the applied voltage appears, and a negative peak of the transmittance with respect to the applied voltage (minimum value of the transmittance) appears in the direction in which the transmittance is lowered.

このような特性を示す液晶表示素子を用いて表示を行う場合、より優れた表示を実現できるようコントラスト比をより大きくしようとすれば、上記した透過率の負のピーク(極小値)を実現する電圧の印加により、最低透過率での表示を実現し、通常それより高い値の電圧を印加して最大透過率の表示状態を実現する。そして、その結果、表示のコントラスト比を最大限に向上させる。   In the case of performing display using a liquid crystal display element exhibiting such characteristics, the negative peak (minimum value) of the transmittance described above is realized if an attempt is made to increase the contrast ratio so that better display can be realized. By applying a voltage, display with the minimum transmittance is realized, and a voltage with a higher value is usually applied to realize a display state with maximum transmittance. As a result, the contrast ratio of display is maximized.

しかし、そうした所定の電圧を印加して最低の透過率状態(OFF表示)を実現する場合、表示領域内の電圧無印加の領域、すなわち背景表示領域とOFF表示領域とで透過率に差異が発生してしまう。図3(b)で示した電圧−透過率特性を有する液晶表示では、通常、電圧無印加の背景表示領域の透過率がOFF表示領域の透過率より高くなってしまう。その結果、画像表示において、透過率の低い状態、すなわち黒表示を行った場合、背景表示領域でOFF表示領域より透過率が高くなって、いわゆる「浮いた」ような黒表示状態が背景表示領域で見られ、表示自体のコントラスト比は向上するものの、表示素子全体としての表示均一性の損なわれた状態が発生してしまう。   However, when such a predetermined voltage is applied to achieve the lowest transmittance state (OFF display), there is a difference in transmittance between the non-voltage applied region in the display region, that is, the background display region and the OFF display region. Resulting in. In the liquid crystal display having the voltage-transmittance characteristics shown in FIG. 3B, the transmittance of the background display region to which no voltage is applied is usually higher than the transmittance of the OFF display region. As a result, in the image display, when the transmittance is low, that is, when black display is performed, the transmittance is higher in the background display area than in the OFF display area, and the so-called “floating” black display state is in the background display area. Although the contrast ratio of the display itself is improved, the display uniformity of the entire display element is deteriorated.

そこで、本実施の形態における液晶表示素子は駆動時における印加電圧の設定値を最適化し、良好な表示のコントラスト比と表示均一性を両立する。   Therefore, the liquid crystal display element in the present embodiment optimizes the set value of the applied voltage during driving, and achieves both a good display contrast ratio and display uniformity.

すなわち、図3(b)で示した電圧−透過率特性を有する本実施の形態における液晶表示素子において、所定の電圧(OFF電圧)を印加して低透過率のOFF表示を実現する場合、上記した印加電圧に対する透過率の負のピークの極小値を実現する電圧値の印加をあえて行わず、若干ずれた値の電圧をOFF電圧として印加し、極小値よりは若干高いが低透過率のOFF表示を実現し、表示に利用する。   That is, in the liquid crystal display element in the present embodiment having the voltage-transmittance characteristics shown in FIG. 3B, when a predetermined voltage (OFF voltage) is applied to realize low transmittance OFF display, The voltage value that realizes the minimum value of the negative peak of the transmittance with respect to the applied voltage is not intentionally applied, but a voltage with a slightly deviated value is applied as the OFF voltage. Realize display and use for display.

このとき、電圧値をずらす方向としては、上記負の透過率ピーク(極小値)を実現する電圧より大きくなる方向でずらすことが望ましい。   At this time, it is desirable to shift the voltage value in a direction that is larger than the voltage that realizes the negative transmittance peak (minimum value).

また、ずらす際の目安としては、電圧が印加されない背景表示領域の透過率を考慮する。すなわち、OFF電圧印加により実現されるOFF表示の透過率が電圧無印加の背景表示領域の透過率と近くなるようにする。その場合、背景表示領域の透過率の0.8倍から1.2倍の透過率をOFF表示で実現するように印加電圧(OFF電圧)を設定することが望ましい。こうすることにより、画像表示において、電圧印加により透過率の最も低い状態、すなわち黒表示を行った場合、電圧無印加の背景表示領域においてOFF表示領域より透過率が高くなって、いわゆる「浮いた」ような黒表示状態の発生が目立たなくなり、表示のコントラスト比の向上と表示均一性を両立することができる。   As a guide for shifting, the transmittance of the background display area to which no voltage is applied is considered. That is, the transmittance of OFF display realized by application of the OFF voltage is made to be close to the transmittance of the background display area where no voltage is applied. In that case, it is desirable to set the applied voltage (OFF voltage) so that the transmittance of 0.8 to 1.2 times the transmittance of the background display area is realized by OFF display. By doing so, in the image display, when the voltage is applied and the transmittance is the lowest, that is, black display is performed, the transmittance is higher in the background display area where no voltage is applied than in the OFF display area. The occurrence of such a black display state becomes inconspicuous, and both improvement in display contrast ratio and display uniformity can be achieved.

そして、背景表示領域の透過率の0.8倍から1倍の透過率をOFF表示で実現するように印加電圧(OFF電圧)を設定することがより望ましい。こうすることにより、画像表示において、透過率の低い状態、すなわち黒表示を行った場合、背景表示領域でOFF表示領域より透過率が高くなって、いわゆる「浮いた」ような黒表示状態が背景表示領域で目立たなくなるとともに、表示のコントラスト比がより向上し、表示均一性との両立が図れるようになる。   It is more desirable to set the applied voltage (OFF voltage) so that the transmittance of 0.8 to 1 times the transmittance of the background display area is realized by OFF display. In this way, in the image display, when the transmittance is low, that is, when black display is performed, the transmittance is higher in the background display area than in the OFF display area, and the so-called “floating” black display state is in the background. In addition to being inconspicuous in the display area, the display contrast ratio is further improved, and compatibility with display uniformity can be achieved.

また、背景表示領域の透過率と実質的に等しい透過率をOFF表示で実現するように印加電圧(OFF電圧)を設定することがさらに望ましい。こうすることにより、画像表示において、透過率の低い状態、すなわち黒表示を行った場合、背景表示領域でOFF表示領域より透過率が高くなることは無くなり、いわゆる「浮いた」ような黒表示状態が発生することは無くなる。よって、表示のコントラスト比が向上するとともに、優れた表示の均一性との両立が図れるようになる。   Further, it is more desirable to set the applied voltage (OFF voltage) so that the transmittance substantially equal to the transmittance of the background display area is realized by OFF display. In this way, in the image display, when the transmittance is low, that is, when black display is performed, the transmittance in the background display area does not become higher than the OFF display area, and the so-called “floating” black display state Will not occur. Therefore, the contrast ratio of the display is improved and the compatibility with the excellent display uniformity can be achieved.

次に、本実施の形態における液晶表示素子の特性を評価し、対応する従来のVAモード液晶表示素子の特性と比較した。   Next, the characteristics of the liquid crystal display element in this embodiment were evaluated and compared with the characteristics of the corresponding conventional VA mode liquid crystal display element.

まず、評価対象となる液晶表示素子1について、その製造方法の一例を説明する。   First, an example of a manufacturing method for the liquid crystal display element 1 to be evaluated will be described.

液晶表示素子1の構造については、図1を用いて既に説明した通りである。   The structure of the liquid crystal display element 1 is as already described with reference to FIG.

図1(b)において、視認者側である偏光板3に示された矢印は、偏光板3の吸収軸の方向を示す。また、図1(e)において、反視認者側である偏光板4に示された矢印は、偏光板4の吸収軸の方向を示している。   In FIG. 1B, the arrow shown on the polarizing plate 3 on the viewer side indicates the direction of the absorption axis of the polarizing plate 3. Further, in FIG. 1E, the arrow shown on the polarizing plate 4 on the anti-viewer side indicates the direction of the absorption axis of the polarizing plate 4.

また、図1(d)で、液晶セル2に示された実線の矢印は、液晶層を挟持する視認者側のF基板(図示せず)における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。同様に、液晶セル2に示された点線の矢印は、液晶層を挟持する反視認者側のR基板(図示せず)における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。   In FIG. 1 (d), the solid line arrow shown in the liquid crystal cell 2 is the direction of the liquid crystal alignment treatment on the viewer side F substrate (not shown) that sandwiches the liquid crystal layer. The rubbing direction with respect to the vertical alignment film provided on the substrate is shown. Similarly, the dotted arrow shown in the liquid crystal cell 2 is the direction of the liquid crystal alignment treatment in the R substrate (not shown) on the side opposite to the viewer who sandwiches the liquid crystal layer, and specifically, on this substrate. The direction of rubbing with respect to the provided vertical alignment film is shown.

電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印と平行な方向に配向を変化させる。   When a voltage is applied, the liquid crystal changes its alignment from a vertical alignment state in a direction parallel to the arrow.

液晶表示素子1の製造工程では、まず、一対のガラス基板の上に、所望の画像表示ができるようにパターニングされた電極層が設けられる。電極層は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)電極とすることができる。   In the manufacturing process of the liquid crystal display element 1, first, an electrode layer patterned so as to display a desired image is provided on a pair of glass substrates. The electrode layer can be, for example, an ITO (Indium Tin Oxide) electrode.

次いで、ガラス基板の上に、電極層を被覆するようにして絶縁膜を設ける。絶縁膜は、例えば、ゾル−ゲル法によって形成されたSiO−TiOからなる膜とすることができる。 Next, an insulating film is provided on the glass substrate so as to cover the electrode layer. The insulating film can be, for example, a film made of SiO 2 —TiO 2 formed by a sol-gel method.

次に、液晶層において、液晶が初期配向状態として垂直に配向するように配向膜を形成する。例えば、JSR株式会社製の配向膜材料(商品名:JALS−2021)をフレキソ印刷法にて成膜し、基板を180℃で焼成することによって、厚さ600Å程度の配向膜を形成することができる。次いで、配向膜の表面にラビング処理を施して、プレチルト角を形成し、上記した電界印加時の液晶の動作方向を定める。このとき、プレチルト角は液晶層の厚み方向すなわち、液晶表示素子の法線方向を基準として0度と表記した場合に、0.5度とするが、0度より大きく5度以下とすることが電圧無印加時の透過率を低く維持するために望ましい。   Next, an alignment film is formed in the liquid crystal layer so that the liquid crystal is vertically aligned as an initial alignment state. For example, an alignment film having a thickness of about 600 mm can be formed by forming an alignment film material (trade name: JALS-2021) manufactured by JSR Corporation by flexographic printing and baking the substrate at 180 ° C. it can. Next, a rubbing process is performed on the surface of the alignment film to form a pretilt angle, and the operation direction of the liquid crystal when the electric field is applied is determined. At this time, the pretilt angle is 0.5 degrees when expressed as 0 degrees with respect to the thickness direction of the liquid crystal layer, that is, the normal line direction of the liquid crystal display element, but may be greater than 0 degrees and 5 degrees or less. It is desirable to keep the transmittance low when no voltage is applied.

次に、配向膜の形成工程までを終えた基板によって、液晶層を挟み込む。液晶層はネマティック液晶の混合物からなる。   Next, the liquid crystal layer is sandwiched between the substrates after the alignment film formation step. The liquid crystal layer is made of a mixture of nematic liquid crystals.

この際、例えば、樹脂スペーサを用いることによって、基板の間の距離(d)を一定に保つことができる。また、液晶層としては、例えば、屈折率異方性(Δn)が0.08918であるものを用いることができる。この場合、d=3.03μmとすると、液晶セル2のリタデーション値(Δn・d1)は270nmとなる。   At this time, for example, the distance (d) between the substrates can be kept constant by using a resin spacer. As the liquid crystal layer, for example, a liquid crystal layer having a refractive index anisotropy (Δn) of 0.08918 can be used. In this case, when d = 3.03 μm, the retardation value (Δn · d1) of the liquid crystal cell 2 is 270 nm.

次に、層構造5を配設する。具体的には、上記したように、リタデーション値=575nmを有する位相差フィルムと、リタデーション値=550nmを有する位相差フィルムとを用い、それぞれの光学軸が互いに直交するように積層することにより、前記のリタデーション値=575nmを有する位相差フィルムの持つ光学軸と同じ方向の光学軸を有し、25nmの微小リタデーション値を有した層構造5を構成する。次いで、具備する光軸の方位を水平方向に維持しながら、図1に示すように、液晶セル2の液晶が配向する方向と90度の角度をなすようにして、液晶セル2の上に層構造5を重ねる。   Next, the layer structure 5 is disposed. Specifically, as described above, by using a retardation film having a retardation value = 575 nm and a retardation film having a retardation value = 550 nm, the optical axes are laminated so as to be orthogonal to each other. Layer structure 5 having an optical axis in the same direction as the optical axis of the retardation film having a retardation value of 575 nm and having a minute retardation value of 25 nm. Next, while maintaining the orientation of the optical axis provided in the horizontal direction, a layer is formed on the liquid crystal cell 2 so as to form an angle of 90 degrees with the direction in which the liquid crystal of the liquid crystal cell 2 is aligned as shown in FIG. Overlay structure 5.

尚、25nmの微小リタデーション値を有する層構造5を構成するに際し、積層される二枚の位相差フィルムのリタデーション値は、上記のように575nmと550nmに限定されるわけではない。本実施の形態においては、二枚の位相差フィルムのリタデーション値の差が25nmであればよく、例えば、580nmと555nmの組み合わせや、550nmと525nmの組み合わせなども可能である。   In addition, when constructing the layer structure 5 having a minute retardation value of 25 nm, the retardation values of the two retardation films to be laminated are not limited to 575 nm and 550 nm as described above. In the present embodiment, the retardation value difference between the two retardation films may be 25 nm. For example, a combination of 580 nm and 555 nm, a combination of 550 nm and 525 nm, and the like are possible.

また、25nmのリタデーション値を有する一枚の位相差フィルムで層構造5を構成することも可能である。   Moreover, it is also possible to comprise the layer structure 5 with one retardation film which has a retardation value of 25 nm.

次に、偏光板3、4の設置を行う。具体的には、液晶セル2と層構造5とを挟持して、偏光板3、4がクロスニコル配置となるように貼り付ける。このとき、図1に示すように、最上層のF偏光板の吸収軸を、図1(b)の矢印が示す方向、すなわち、水平方向から反時計回りに45度の方向に設定する。   Next, the polarizing plates 3 and 4 are installed. Specifically, the liquid crystal cell 2 and the layer structure 5 are sandwiched and pasted so that the polarizing plates 3 and 4 are in a crossed Nicol arrangement. At this time, as shown in FIG. 1, the absorption axis of the uppermost F-polarizing plate is set in the direction indicated by the arrow in FIG. 1B, that is, in the direction of 45 degrees counterclockwise from the horizontal direction.

液晶セルは、垂直配向型である。液晶のプレチルト角の方向は、図1(d)において矢印で示されるラビング方向によって決められる。尚、図1(d)において、実線の矢印はF側基板のラビング方向を示し、点線の矢印はR側基板のラビング方向を示している。電圧の印加によって液晶が傾斜動作をする方向は、液晶のプレチルト角の方向であり、この場合は各矢印の示す方向、すなわち基板に対して水平の方向となる。   The liquid crystal cell is a vertical alignment type. The direction of the pretilt angle of the liquid crystal is determined by the rubbing direction indicated by the arrow in FIG. In FIG. 1D, the solid arrow indicates the rubbing direction of the F-side substrate, and the dotted arrow indicates the rubbing direction of the R-side substrate. The direction in which the liquid crystal tilts when a voltage is applied is the direction of the pretilt angle of the liquid crystal, and in this case, the direction indicated by each arrow, that is, the direction horizontal to the substrate.

尚、詳細は図示しないが、本実施の形態における液晶表示素子2は、単純マトリックス型の液晶表示素子構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、TFT等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いた時分割駆動方式の駆動によって目的の画像が表示される。   Although not shown in detail, the liquid crystal display element 2 in the present embodiment has a simple matrix type liquid crystal display element structure. That is, each pixel portion constituting the image display is not provided with a switching element such as a TFT, and a target image is displayed by driving in a time division driving method using an electrode layer.

そして、本実施の形態における液晶表示素子2を用い、駆動電圧の設定値の最適化を行った。すなわち、所定の電圧(OFF電圧)を印加して低透過率のOFF表示を実現する場合、上記した印加電圧に対する透過率の極小値を実現する電圧値の印加をあえて行わず、より大きくなる側に若干ずれた値の電圧をOFF電圧として印加し、極小値よりは若干高いが低透過率のOFF表示を実現し、表示に利用するようにした。   Then, the set value of the driving voltage was optimized using the liquid crystal display element 2 in the present embodiment. That is, when realizing a low transmittance OFF display by applying a predetermined voltage (OFF voltage), the voltage value that realizes the minimum value of the transmittance with respect to the applied voltage is not intentionally applied, and the larger side A voltage slightly deviated from the above is applied as an OFF voltage, and an OFF display with a low transmittance is realized which is slightly higher than the minimum value but used for display.

このとき、このOFF電圧を、極小透過率を示す電圧値から大きくなる方向にずらし、実現する透過率が表示領域内の電圧無印加領域である背景領域の透過率と同じ値になるように設定した。   At this time, this OFF voltage is shifted in the direction of increasing from the voltage value indicating the minimum transmittance, and the realized transmittance is set to be the same value as the transmittance of the background region where no voltage is applied in the display region. did.

次に、本実施の形態における液晶表示素子の特性を評価し、対応する従来技術の示す特性と比較した。   Next, the characteristics of the liquid crystal display element in this embodiment were evaluated and compared with the characteristics shown by the corresponding prior art.

図2は、本実施の形態における液晶表示素子2の効果を、OFF電圧値が透過率の極小値を実現する電圧値と一致するよう設定された従来技術と比較して説明する図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the effect of the liquid crystal display element 2 in the present embodiment in comparison with the conventional technique in which the OFF voltage value is set to match the voltage value that realizes the minimum value of the transmittance.

表1は、本実施の形態における液晶表示素子2の効果をOFF透過率に着目して、従来技術と比較しまとめた表である。   Table 1 is a table summarizing the effects of the liquid crystal display element 2 in the present embodiment, focusing on the OFF transmittance, as compared with the prior art.

表1.

Figure 2008111911
Table 1.
Figure 2008111911

図2では、本実施の形態における液晶表示素子2を1/32Duty、1/6バイアスの条件で時分割方式の駆動をした場合のON電圧印加に対する透過率変化曲線とOFF電圧印加に対する透過率変化曲線の関係を示している。そして、表1には、上記駆動条件における設定OFF電圧と実現されたOFF透過率とを、電圧無印加の背景透過率と比較して示してある。   In FIG. 2, when the liquid crystal display element 2 according to the present embodiment is driven in a time-sharing manner under the conditions of 1/32 Duty and 1/6 bias, the transmittance change curve with respect to ON voltage application and the transmittance change with respect to OFF voltage application. The curve relationship is shown. Table 1 shows the set OFF voltage under the above driving conditions and the realized OFF transmittance in comparison with the background transmittance with no voltage applied.

図2に示すように、本実施の形態における液晶表示素子2では、1/32Duty、1/6バイアスの条件で駆動した場合においても、優れて急峻な立ち上がり特性を有する電圧−透過率特性を示す。そして、従来技術では、1/32Duty、1/6バイアスの条件で時分割駆動をした場合、表1に示すように、この駆動条件におけるOFF電圧を、OFF電圧−透過率曲線の極小透過率値を実現する電圧値(11.29V)に設定する。その結果、OFF透過率は0.004%と非常に低い値を示している。   As shown in FIG. 2, the liquid crystal display element 2 according to the present embodiment exhibits excellent voltage-transmittance characteristics having a steep rising characteristic even when driven under the conditions of 1/32 Duty and 1/6 bias. . In the prior art, when time-division driving is performed under the conditions of 1/32 Duty and 1/6 bias, as shown in Table 1, the OFF voltage under this driving condition is set to the minimum transmittance value of the OFF voltage-transmittance curve. Is set to a voltage value (11.29 V) that realizes. As a result, the OFF transmittance shows a very low value of 0.004%.

一方、本実施の形態においては、1/32Duty、1/6バイアスの条件で時分割駆動をした場合、表1に示すように、この駆動条件におけるOFF電圧を、OFF電圧−透過率曲線の極小透過率値を実現する電圧値(11.29V)より大きくなるように設定し、12.67Vに設定する。その結果、OFF透過率は0.85%となり、低い透過率であり、かつ、表示領域内の電圧無印加領域である背景領域の透過率と同じ値になった。   On the other hand, in this embodiment, when time-division driving is performed under the conditions of 1/32 Duty and 1/6 bias, as shown in Table 1, the OFF voltage under this driving condition is the minimum of the OFF voltage-transmittance curve. It sets so that it may become larger than the voltage value (11.29V) which implement | achieves a transmittance | permeability value, and is set to 12.67V. As a result, the OFF transmittance was 0.85%, a low transmittance, and the same value as the transmittance of the background region, which is a non-voltage applied region in the display region.

以上より、時分割駆動方式におけるOFF電圧を、OFF電圧−透過率曲線の極小透過率値を実現する電圧値に設定する従来技術では、背景領域の透過率よりOFF電圧の印加されているOFF表示領域の透過率が低くなることがわかる。その結果、低透過率の表示、たとえば黒表示を行った場合に、背景領域がOFF表示領域より高い透過率であるため、背景がいわゆる「浮いた」感じになり、表示の均一性が著しく損なわれた。   From the above, in the conventional technique in which the OFF voltage in the time-division driving method is set to a voltage value that realizes the minimum transmittance value of the OFF voltage-transmittance curve, OFF display in which the OFF voltage is applied from the transmittance of the background region It can be seen that the transmittance of the region is lowered. As a result, when a low transmittance display, for example, a black display is performed, the background area has a higher transmittance than the OFF display area, so that the background becomes a so-called “floating” feeling, and the display uniformity is significantly impaired. It was.

それに対し、本実施の形態における液晶表示素子2では、時分割駆動方式におけるOFF電圧を、OFF電圧−透過率曲線の極小透過率値を実現する電圧値より大きく、そして、表示領域内の電圧無印加領域である背景領域とOFF表示領域の透過率とが等しくなるように設定する。その結果、低透過率の表示、たとえば黒表示を行った場合に、背景領域がOFF表示領域と同じ透過率であるため、背景とOFF表示領域が一体化した均一性の高い表示が実現された。そして、本実施の形態における液晶表示素子2では、優れた見栄えの、高品位の表示が可能となった。   On the other hand, in the liquid crystal display element 2 according to the present embodiment, the OFF voltage in the time-division driving method is larger than the voltage value that realizes the minimum transmittance value of the OFF voltage-transmittance curve, and the voltage in the display area is not marked. The background area which is the additional area and the transmittance of the OFF display area are set to be equal. As a result, when a low transmittance display, for example, a black display is performed, the background area has the same transmittance as the OFF display area, and thus a highly uniform display in which the background and the OFF display area are integrated is realized. . And in the liquid crystal display element 2 in this Embodiment, the high-quality display of the outstanding appearance was attained.

尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

以上述べたように、本発明における液晶表示素子では、微小なリタデーション値を備えた位相差フィルムを用いて液晶表示素子を構成するため、視角を広げる視角特性向上効果が望めるとともに、電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性を簡便に改善することができ、高コントラスト比の画像表示を実現し、また、時分割駆動におけるOFF電圧の印加されたOFF表示領域の透過率と電圧無印加の背景表示領域の透過率が実質的に等しくなるので、表示の均一性の向上が可能となる。   As described above, in the liquid crystal display element according to the present invention, since the liquid crystal display element is configured using a retardation film having a minute retardation value, an effect of improving the viewing angle characteristic that widens the viewing angle and voltage-transmittance can be expected. The steepness of the rise in the characteristics can be easily improved, high-contrast ratio image display is realized, and the transmittance in the OFF display area to which the OFF voltage is applied in the time-division drive and the background display in which no voltage is applied Since the transmittances of the regions are substantially equal, display uniformity can be improved.

(a)は、本実施の形態の液晶表示素子の模式的な分解斜視図であり、(b)〜(e)は、この液晶表示素子の構造と光学仕様を説明する図である。(A) is a typical exploded perspective view of the liquid crystal display element of this Embodiment, (b)-(e) is a figure explaining the structure and optical specification of this liquid crystal display element. 本実施の形態における液晶表示素子の効果を従来技術と比較して説明する図である。It is a figure explaining the effect of the liquid crystal display element in this Embodiment compared with a prior art. (a)は、従来のVAモードにおける電圧―透過率特性を模式的に示す図であり、(b)は特許文献1に記載の方法によるVAモードの電圧―透過率特性を模式的に示す図である。(A) is a figure which shows typically the voltage-transmittance characteristic in the conventional VA mode, (b) is a figure which shows typically the voltage-transmittance characteristic of the VA mode by the method of patent document 1. It is.

符号の説明Explanation of symbols

1 液晶表示素子
2 液晶セル
3,4 偏光板
5 層構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display element 2 Liquid crystal cell 3, 4 Polarizing plate 5 Layer structure

Claims (6)

表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を備えた液晶セルと、
前記液晶セルを挟持し、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が90°±5°になるように配置された一対の偏光板とを有し、
前記液晶層に電圧を印加することにより、前記一対の偏光板間の透過率を変化させて表示を行う液晶表示素子において、
前記一対の偏光板の少なくとも一方と前記液晶セルとの間には、少なくとも一枚の位相差フィルムがあり、
前記位相差フィルムは、前記液晶層に電圧が印加されたときに前記液晶を構成する分子が倒れ始める方向に対して90°±5°の交差角となるように光学軸が配置されているとともに、前記液晶層に所定の電圧が印加されたときに、前記一対の偏光板間の透過率が電圧無印加時よりも低くなって最低値をとるように構成されていて、
前記表示は、前記所定の電圧より大きな電圧のみを前記液晶層に印加することによって行うことを特徴とする液晶表示素子。
A liquid crystal cell comprising a liquid crystal layer composed of a liquid crystal having negative dielectric anisotropy sandwiched between a pair of substrates whose surfaces are each subjected to vertical alignment treatment;
Sandwiching the liquid crystal cell, and having a pair of polarizing plates arranged such that the crossing angle between the absorption axis of one polarizing plate and the absorption axis of the other polarizing plate is 90 ° ± 5 °,
In a liquid crystal display element that performs display by changing the transmittance between the pair of polarizing plates by applying a voltage to the liquid crystal layer,
Between at least one of the pair of polarizing plates and the liquid crystal cell, there is at least one retardation film,
The retardation film has an optical axis arranged so as to have an intersection angle of 90 ° ± 5 ° with respect to a direction in which molecules constituting the liquid crystal start to fall when a voltage is applied to the liquid crystal layer. When a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer, the transmittance between the pair of polarizing plates is lower than when no voltage is applied, and takes a minimum value.
The liquid crystal display element, wherein the display is performed by applying only a voltage higher than the predetermined voltage to the liquid crystal layer.
前記表示を行うときの前記一対の偏光板間の透過率の下限値は、電圧無印加時の透過率の0.8倍から1.2倍であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。   The lower limit value of the transmittance between the pair of polarizing plates when performing the display is 0.8 to 1.2 times the transmittance when no voltage is applied. Liquid crystal display element. 前記表示を行うときの前記一対の偏光板間の透過率の下限値は、電圧無印加時の透過率の値に実質的に等しいことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 2, wherein a lower limit value of the transmittance between the pair of polarizing plates when performing the display is substantially equal to a transmittance value when no voltage is applied. 前記液晶表示素子は、パッシブマトリクス型の液晶表示素子である請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is a passive matrix type liquid crystal display element. 前記液晶表示素子は、時分割駆動方式によるパッシブマトリクス型の液晶表示素子であって、
非選択電圧印加時の透過率は、電圧無印加時における前記液晶表示素子の透過率の0.8倍から1.2倍であることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示素子。
The liquid crystal display element is a passive matrix type liquid crystal display element by a time-division driving method,
The liquid crystal display element according to claim 4, wherein the transmittance when a non-selection voltage is applied is 0.8 to 1.2 times the transmittance of the liquid crystal display element when no voltage is applied.
前記非選択電圧印加時の透過率は、電圧無印加時における前記液晶表示素子の透過率に実質的に等しいことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 5, wherein the transmittance when the non-selection voltage is applied is substantially equal to the transmittance of the liquid crystal display element when no voltage is applied.
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