JP2008152046A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】表示ムラ特性の改善されたＶＡモード液晶表示素子を提供する。
【解決手段】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有する垂直配向型の液晶セル２と、液晶セル２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対の視認者側（Ｆ）偏光板３および反視認者側（Ｒ）偏光板４とを有するＶＡモード液晶表示素子において、Ｆ偏光板３と液晶セル２の間、およびＲ偏光板４と液晶セル２の間のそれぞれに、液晶セル２を構成する基板と平行な面内の一方向を光軸とし、正の光学活性を有して略１／４波長の位相差を生じさせる位相差板５，６を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示素子に関し、特に、スピードメータ等の車載用途にも使用可能なＶＡモード液晶表示素子に関する。

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。

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、例えばスピードメータ用途などの車載用の表示素子としても盛んに利用されている。

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。

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（△ε）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（△ｎ）と液晶層厚（ｄ）との積（△ｎ・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。

特開平５−１１３５６１号公報 特開平１０−１２３５７６号公報

上述したように、ＶＡモードでは、電圧無印加時に、液晶層がそれを挟持する一対の基板に対し略垂直な配向をしている。そのため、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、正面から見たときのコントラスト比が高く、また、視野角も広い。そのため、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への利用が盛んに検討されている。

しかし、車載用としての利用、特に、スピードメータなどに利用しようとすると、問題が生じる場合がある。すなわち、スピードメータなどの表示素子においては、ＯＮ／ＯＦＦ表示の切り替え、なかでも最大輝度表示と最低輝度表示の切り替えが頻繁に行われる。そして、その際、高速でのＯＮ／ＯＦＦ切り替えが必要となる。

よって、これを液晶表示素子、特にＶＡモードで実現しようとする場合、頻繁な高速のＯＮ／ＯＦＦ切り替え、すなわち、通常は最大輝度表示を可能とする最大透過率の表示状態と最低輝度表示を担う最低透過率の表示状態を高速で切り替えることが必要となる。かかる高速切り替えを実現するためには、ＶＡモードにおいて優れた液晶応答速度が求められる。

ＶＡモードにおいて液晶の応答速度を向上するためには、他の液晶モードと同様、液晶性能の高性能化、すなわち、液晶の低粘度化や、液晶層厚を薄くすること（すなわち、液晶表示素子における液晶セルの低ギャップ化）、最大透過率の表示状態を形成する際に印加する印加電圧（ＯＮ電圧）の高電圧化などの方法があり、それらの方法のすべてを盛り込んだ高性能化検討がなされる場合が多い。

しかしながら、ＶＡモードにおいて低透過率のＯＦＦ表示から高透過率のＯＮ表示に切り替える場合、高速応答を求め、それを高い電圧の印加により行おうとすると、ＯＮ表示領域に配向の乱れ（所謂、配向ムラ）が発生することがある。すなわち、ＶＡモードでは、高速応答を実現するために、高電圧での駆動を行おうとすると、配向ムラを生じさせてしまい、その結果、表示性能が低下するという問題を生じる。

この配向ムラは一時的な表示ムラであり、ＯＮ表示を継続していれば、自然と消失してしまうものではあるが、観察者にとって明確に視認することが可能な場合もあり、ＶＡモードの表示均一性を損なうひとつの要因となっている。

なお、この一時的な配向ムラについては、使用する液晶表示素子の応答特性を向上させること、例えば、高速応答の液晶を使用することで改善することが可能である。つまり、液晶表示素子の応答速度が遅いほど表示ムラは酷くなる。よって、表示ムラ改善の観点からも、液晶表示素子の応答速度の向上が求められている。

しかし、液晶表示素子を高速応答にするために、液晶の低粘度化を図るには限界がある。また、車載用として用いる場合、保障する使用温度範囲の下限付近、例えば氷点下の使用環境下などでは、液晶の応答速度が低下し、上記した配向ムラの問題がより顕著なものとなってしまう。

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、ＶＡモード液晶表示素子の表示性能の改善にある。より具体的には、高速応答を実現する高電圧での駆動を行った場合に発生する配向ムラが目立たない、表示性能の改善されたＶＡモード液晶表示素子を提供することにある。

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。

本発明は、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を、前記液晶が所定角度のプレチルト角を有して略一様に垂直配向するよう配向処理された一対の基板で挟持する液晶セルと、
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°になるよう配置された一対の偏光板とを備えた液晶表示素子において、
前記一対の偏光板の一方と前記液晶セルとの間、および、前記一対の偏光板の他方と前記液晶セルとの間には、それぞれ位相差板が設けられており、
前記位相差板のそれぞれは、前記基板と平行な面内の一方向を光軸として正の光学活性を有し、略１／４波長の位相差を生じさせる位相差板であって、一方の位相差板の光学軸と他方の相差板の光学軸との交差角が９０°±５°になるように配置されていることを特徴とするものである。

本発明において、前記液晶は電圧の印加によって前記プレチルト角の方向からさらに傾斜するように動作し、初期配向状態から該液晶の平均傾斜角がさらに６０度大きくなるまでに要する時間が２００ミリ秒以下であることが好ましい。

本発明において、前記液晶は電圧の印加によって前記プレチルト角の方向からさらに傾斜するように動作し、初期配向状態から該液晶の平均傾斜角がさらに６５度大きくなるまでに要する時間が１００ミリ秒以下であることが好ましい。

本発明において、前記液晶は電圧の印加によって前記プレチルト角の方向からさらに傾斜するように動作し、初期配向状態から該液晶の平均傾斜角がさらに７０度大きくなるまでに要する時間が１５ミリ秒以下であることが好ましい。

本発明において、前記液晶セルの一方の側にある前記位相差板と前記偏光板の間、および、前記液晶セルの他方の側にある前記位相差板と前記偏光板の間には、それぞれ位相差板をさらに設けることができる。この場合、該位相差板のそれぞれは、前記基板と平行な面内の一方向を光軸として正の光学活性を有し、略１／２波長の位相差を生じさせるλ／２位相差板であって、一方のλ／２位相差板の光学軸と他方のλ／２位相差板の光学軸との交差角が９０°±５°になるように配置されているものとする。

本発明において、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とすることができる。

本発明によれば、ＶＡモード液晶表示素子において、高速応答を実現するために高電圧での駆動を行った場合にも、発生する配向ムラが目立たないように表示性能を改善することができる。

本実施の形態における液晶表示素子１は、従来のＶＡモードが垂直配向型液晶セルを一対の直線偏光板で挟持して構成されるのに対し、垂直配向型液晶セルを一対の円偏光板で挟持して構成されるという点に特徴を有する。

垂直配向型液晶セルを挟持する円偏光板については、直線偏光板と正の光学活性を有して略１／４波長の位相差を生じさせる位相差板を組み合わせて構成し、これを用いる。

従来のＶＡモードが直線偏光板を使用するのに対し、本実施の形態における液晶表示素子１では円偏光板を使用する。これにより、高電圧での駆動を行った場合に発生する配向ムラが目立たないようになり、表示性能を改善することが可能となる。

図１は、本実施の形態における液晶表示素子１の構造と光学仕様を説明するための模式的な構成図である。

図１に示すＶＡモードの液晶表示素子１は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板（図示せず）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有する垂直配向型の液晶セル２と、液晶セル２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対の視認者側偏光板３（以下、Ｆ偏光板と称する。）および反視認者側偏光板４（以下、Ｒ偏光板と称する。）とを有する。尚、クロスニコル配置とは、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°になるような配置を言う（以下、本明細書において同じ。）。このとき、液晶セルは、モノドメイン配向であることが好ましい。

本実施の形態では、図１に示すように、液晶表示素子１において、視認者側の偏光板（Ｆ偏光板）３と垂直配向型の液晶セル２の間に、液晶セル２を構成する基板（図示せず）と平行な面内の一方向を光軸とし、正の光学活性を有して略１／４波長の位相差を生じさせる位相差板５（以下、λ/４板と称する。）を設ける。

また、図１に示すように、液晶表示素子１において反視認者側の偏光板（Ｒ偏光板）４と垂直配向型液晶セル２の間に、液晶セル２を構成する基板（図示せず）と平行な面内の一方向を光軸とし、正の光学活性を有して略１／４波長の位相差を生じさせる位相差板６（以下、λ/４板と称する。）を設ける。

次に、液晶表示素子１の製造方法の一例について説明する。図１で、Ｆ偏光板３に示された矢印は、Ｆ偏光板３の吸収軸の方向を示す。また、Ｒ偏光板４に示された矢印は、Ｒ偏光板４の吸収軸の方向を示している。これらは、液晶セル２を挟持して互いにクロスニコル配置されている。

図１において、λ/４板５，６に示された矢印は、λ/４板の光学軸の方向を示している。

また、図１で、液晶セル２に示された実線からなる矢印は、液晶層を挟持する視認者側の基板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して行うラビングの方向を示す。そして、このラビング方向に液晶表示素子１のプレチルト角が形成される。同様に、液晶セル２に示された点線からなる矢印は、液晶層を挟持する反視認者側の基板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。

そして、液晶層を挟持する上下基板のラビング方向は、互いに反平行方向となっている。

電圧を印加すると、液晶は、プレチルト角を有して略一様に形成された垂直配向の状態から、プレチルト角の方向、すなわち、矢印と平行な方向に配向を変化させる。

液晶表示素子１の製造は、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を設ける。電極層は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極とすることができる。

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_２−ＴｉＯ_２からなる膜とすることができる。

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、上記した電界印加時の液晶の動作方向を定める。

次に、配向膜の形成工程までを終えた基板によって、負の誘電異方性を有する液晶を挟み込み、液晶層を形成する。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０．０８７５であるものを用いることができる。この場合、ｄ＝４μｍとすると、液晶表示素子１のリタデーション（Δｎ・ｄ）は３５０ｎｍとなる。

次にλ/４板を設ける。具体的には、具備する光学軸が液晶層を挟持する視認者側の基板における液晶配向処理の方向と平行になるよう、液晶セル２の視認者側の面に日東電工社製の位相差板を配置する。このλ/４板の特性として、リタデーション値（Δｎ・ｄ値）は１３８ｎｍである。

次に、具備する光学軸が液晶層を挟持する反視認者側の基板における液晶配向処理の方向と９０度の角度をなすよう、液晶セル２の反視認者側の面に日東電工社製の位相差板を配置する。このλ/４板の特性として、リタデーション値（Δｎ・ｄ値）は同様に１３８ｎｍである。

その結果、液晶セル２を挟持する一対のλ/４板の光学軸は、互いに９０度の角度をなすことになる。

次に、偏光板３，４の設置を行う。具体的には、λ/４板５，６が設けられた液晶セル２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、液晶表示素子１の構造と光学仕様は、図１に示すように、最上層のＦ偏光板３の吸収軸を矢印が示す方向、すなわち、水平方向から４５度の角度をなすように設定する。その結果、Ｆ偏光板３の吸収軸は、隣接するλ/４板５の光学軸と４５度の角度をなし、Ｒ偏光板４の吸収軸は、隣接するλ/４板６の光学軸と４５度の角度をなすことになる。

液晶セル２は、上記の垂直配向型であり、図１の矢印で示されたラビング方向（通常矢印はＦ側基板のラビング方向、点線矢印はＲ側基板のラビング方向）により決められた液晶のプレチルト角の方向、すなわち、電圧印加により傾斜動作する方向は、各矢印の示す方向、すなわち図の水平方向から９０度の角度をなす方向である。

尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子１は、パッシブマトリクス構造である。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、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。

また、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子においては、視認者側の偏光板（Ｆ偏光板）３と位相差板５との間に、液晶セル２を構成する基板（図示せず）と平行な面内の一方向を光軸とし、正の光学活性を有して略１／２波長の位相差を生じさせる位相差板（以下、λ/２板と称する。）を設けることが可能である。同様に、反視認者側の偏光板（Ｒ偏光板）４と位相差板６の間に、液晶セル２を構成する基板（図示せず）と平行な面内の一方向を光軸とし、正の光学活性を有して略１／２波長の位相差を生じさせる位相差板（以下、λ/２板と称する。）を設けることが可能である。

このような構成とすることにより、本実施の形態における液晶表示素子の視野角特性をより向上させて、より高い表示性能を実現することが可能となる。

次に、上記構成を有する本実施の形態における液晶表示素子を用いて、交流矩形波駆動によるパッシブ駆動を行い、表示性能を評価した。このとき、液晶セルを構成する液晶の特性（例えば、誘電異方性および粘性）がさまざまに異なるため、所謂ライズの応答特性、すなわち、電圧印加により液晶表示素子の透過率が向上して所定レベルの到達するまでにかかる時間が、数ミリ秒から数秒の範囲で異なる複数の液晶表示素子を準備した。そして、液晶の応答性能の違いが、本実施の形態における液晶表示素子に与える影響を調べた。

また、比較例として、従来のＶＡモード液晶表示素子を準備した。従来のＶＡモード液晶表示素子は、上記したλ/４板５，６を使用していないことを除いては、直線偏光板の配置や液晶セルの構造や光学仕様などについて、上記の液晶表示素子１の構成と同様とした。そして、液晶セルを構成する液晶についても、上記の本実施の形態における液晶表示素子に対応するものを使用した。これにより、応答特性の異なる複数の液晶表示素子を作製し、本実施の形態における液晶表示素子と比較評価した。

図２は、本実施の形態における液晶表示素子１について、液晶の動作を説明する模式的な部分断面図である。

図２に示すように、液晶表示素子１では、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板１１,１２に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶１３，１４が、ＯＦＦ電圧印加時（図２中、電圧：ＯＦＦと表示。）の初期状態においては、液晶層の厚み方向である垂線方向からαの傾斜角度を持って、概ね均一な垂直配向状態を形成している。このとき、液晶１３における角度αの形成方向は、基板１１，１２に施されたラビング処理の方向によって決められる。

そして、ＯＮ電圧の印加（図２中、電圧：ＯＮと表示。）により、液晶１４は、角度αの形成方向に倒れる動作をする。このとき、基板１１,１２の近傍にある液晶に比べ、液晶層の中央部分にある液晶１５の方が大きな傾斜動作をし、上下基板１１，１２と平行な状態により近づくことになる。すなわち、電圧印加による液晶の動作において、液晶の傾斜角度は、液晶の存在位置によって異なり、液晶層の厚み方向に分布を持つことになる。

よって、ＶＡモードにおいては、電圧印加による液晶の動作状況を評価する場合、電圧印加領域で、液晶層の厚み方向に分布する液晶全体の傾斜角度を評価し、その平均値である平均傾斜角で表現することが好都合となる。従って、以後、電圧印加による液晶の動作状況を表す場合、この平均傾斜角を用いることとする。

次に、実際の評価結果を説明する。

２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記本実施の形態における液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から４０度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、数ミリ秒から数秒の応答時間を示した何れの本実施の形態における液晶表示素子においても、視認できる表示ムラの発生レベルは許容範囲内であった。

次に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記比較例である従来ＶＡモード液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から４０度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、数ミリ秒から数秒の応答時間を示した何れの比較例においても、視認できる表示ムラの発生レベルは許容範囲内であった。

次に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記本実施の形態における液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下、ＯＦＦ電圧印加状態から前記評価例より大きな所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から５５度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、２５００ミリ秒以下の応答時間を示した本実施の形態における液晶表示素子においては、視認できる表示ムラの発生レベルは許容範囲内であったが、応答がそれより遅い本実施の形態における液晶表示素子においては、表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

同様に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記比較例である従来ＶＡモード液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から所定のＯＮ電圧を印加し、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から５５度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、６００ミリ秒以下の応答時間を示した比較例である液晶表示素子においては、視認できる表示ムラの発生レベルは許容範囲内であったが、応答がそれより遅い比較例においては、表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

よって、本実施の形態における液晶表示素子のほうが従来ＶＡモードより、視認できる表示ムラの発生レベルが軽微であり、より広い範囲の応答特性の液晶表示素子で、表示ムラが許容レベルであることがわかった。

次に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記本実施の形態における液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から前記評価例より大きな所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から６０度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、２００ミリ秒以下の応答時間を示した本実施の形態における液晶表示素子においては、視認できる表示ムラの発生レベルは許容範囲内であったが、応答がそれより遅い本実施の形態における液晶表示素子においては、表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

同様に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記比較例である従来ＶＡモード液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下、ＯＦＦ電圧印加状態から所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から６０度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、数ミリ秒から数秒の応答時間を示したさまざまな上記比較例のいずれにおいても、視認できる表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

よって、本実施の形態における液晶表示素子のほうが従来ＶＡモードより、視認できる表示ムラの発生レベルが軽微であり、より広い範囲の応答特性の液晶表示素子で、表示ムラが許容レベルであることがわかった。

次に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記本実施の形態における液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下、ＯＦＦ電圧印加状態から前記評価例より大きな所定のＯＮ電圧を印加し、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から６５度大きくなった状態を形成して、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、１００ミリ秒以下の応答時間を示した本実施の形態における液晶表示素子においては、視認できる表示ムラの発生レベルは許容範囲内であったが、応答がそれより遅い本実施の形態における液晶表示素子においては、表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

同様に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記比較例である従来ＶＡモード液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から６５度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、数ミリ秒から数秒の応答時間を示したさまざまな上記比較例のいずれにおいても、視認できる表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

よって、本実施の形態における液晶表示素子のほうが従来ＶＡモードより、視認できる表示ムラの発生レベルが軽微であり、より広い範囲の応答特性の液晶表示素子で、表示ムラが許容レベルであることがわかった。

次に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記本実施の形態における液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から前記評価例より大きな所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から７０度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、１５ミリ秒以下の応答時間を示した本実施の形態における液晶表示素子においては、視認できる表示ムラの発生レベルは許容範囲内であったが、応答がそれより遅い本実施の形態における液晶表示素子においては、表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

同様に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記比較例である従来ＶＡモード液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から７０度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、数ミリ秒から数秒の応答時間を示したさまざまな上記比較例のいずれにおいても、視認できる表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

よって、本実施の形態における液晶表示素子のほうが従来ＶＡモードより、視認できる表示ムラの発生レベルが軽微であり、より広い範囲の応答特性の液晶表示素子で、表示ムラが許容レベルであることがわかった。

次に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記本実施の形態における液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から前記評価例より大きな所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から７５度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、２ミリ秒以下の応答時間を示した本実施の形態における液晶表示素子においては、視認できる表示ムラの発生レベルは許容範囲内であったが、応答がそれより遅い本実施の形態における液晶表示素子においては、表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

同様に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記比較例である従来ＶＡモード液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から７５度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、数ミリ秒から数秒の応答時間を示したさまざまな上記比較例のいずれにおいても、視認できる表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

よって、本実施の形態における液晶表示素子のほうが従来ＶＡモードより、視認できる表示ムラの発生レベルが軽微であり、より広い範囲の応答特性の液晶表示素子で、表示ムラが許容レベルであることがわかった。

次に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記本実施の形態における液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から前記評価例より大きな所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から８０度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、数ミリ秒から数秒の応答時間を示したさまざまな本実施の形態における液晶表示素子のいずれにおいても、視認できる表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

同様に、２０℃の室温環境下で、所謂ライズの応答特性が異なる複数の上記比較例である従来ＶＡモード液晶表示素子を使用して評価を行った。具体的には、交流矩形波駆動の条件下で、ＯＦＦ電圧印加状態から所定のＯＮ電圧を印加して、液晶の平均傾斜角が初期状態（ＯＦＦ電圧印加状態）から８０度大きくなった状態を形成し、その状態が形成されるまでの時間として液晶の応答時間を評価した。また、表示ムラの発生とそれが許容できるレベルであるか否かについても評価した。

その結果、数ミリ秒から数秒の応答時間を示したさまざまな上記比較例のいずれにおいても、視認できる表示ムラの発生レベルは許容できないものであった。

以上の評価結果より、本実施の形態における液晶表示素子のほうが従来ＶＡモードより、視認できる表示ムラの発生レベルが軽微であることがわかった。そして、より広い範囲の応答特性の液晶表示素子で、表示ムラを許容レベルとすることができ、高電圧での駆動を行った場合に発生する配向ムラが目立たない、表示性能の改善されたＶＡモード液晶表示素子を実現していることがわかった。

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。

以上述べたように、本発明における液晶表示素子では、上記特性の一対のλ／４板を配設することにより、高速応答を実現する高電圧での駆動を行った場合にも、発生する配向ムラが目立たないようにすることができ、表示性能を改善することができる。

本実施の形態における液晶表示素子の構造と光学仕様の説明図である。 本実施の形態における液晶表示素子の液晶の動作説明図である。

符号の説明

１ 液晶表示素子
２ 液晶セル
３，４ 偏光板
５，６ λ／４板
１１，１２ 基板
１３，１４，１５ 液晶

Claims (6)

1. 負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を、前記液晶が所定角度のプレチルト角を有して略一様に垂直配向するよう配向処理された一対の基板で挟持する液晶セルと、
   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°になるよう配置された一対の偏光板とを備えた液晶表示素子において、
   前記一対の偏光板の一方と前記液晶セルとの間、および、前記一対の偏光板の他方と前記液晶セルとの間には、それぞれ位相差板が設けられており、
   前記位相差板のそれぞれは、前記基板と平行な面内の一方向を光軸として正の光学活性を有し、略１／４波長の位相差を生じさせる位相差板であって、一方の位相差板の光学軸と他方の相差板の光学軸との交差角が９０°±５°になるように配置されていることを特徴とする液晶表示素子。
2. 前記液晶は電圧の印加によって前記プレチルト角の方向からさらに傾斜するように動作し、初期配向状態から該液晶の平均傾斜角がさらに６０度大きくなるまでに要する時間が２００ミリ秒以下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。
3. 前記液晶は電圧の印加によって前記プレチルト角の方向からさらに傾斜するように動作し、初期配向状態から該液晶の平均傾斜角がさらに６５度大きくなるまでに要する時間が１００ミリ秒以下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。
4. 前記液晶は電圧の印加によって前記プレチルト角の方向からさらに傾斜するように動作し、初期配向状態から該液晶の平均傾斜角がさらに７０度大きくなるまでに要する時間が１５ミリ秒以下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。
5. 前記液晶セルの一方の側にある前記位相差板と前記偏光板の間、および、前記液晶セルの他方の側にある前記位相差板と前記偏光板の間には、それぞれ位相差板がさらに設けられており、
   該位相差板のそれぞれは、前記基板と平行な面内の一方向を光軸として正の光学活性を有し、略１／２波長の位相差を生じさせるλ／２位相差板であって、一方のλ／２位相差板の光学軸と他方のλ／２位相差板の光学軸との交差角が９０°±５°になるように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
6. 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１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

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