JP2008158426A - Liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示素子に関し、特に、情報表示端末や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。 The present invention relates to a liquid crystal display element, and more particularly to a VA mode liquid crystal display element that can be used for in-vehicle applications such as information display terminals and speedometers.
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、薄型テレビや携帯情報端末等の民生用のみならず、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。 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, not only for consumer use such as a flat-screen TV and a portable information terminal, but also for example, speed It is also actively used as an in-vehicle display element for meter applications.
そして、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、液晶テレビや携帯映像機器ビューワー、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。
The liquid crystal display element is classified into several modes based on the initial alignment state of the liquid crystal layer and the operation state and alignment state when a voltage is applied. For example, VA (Vertical Alignment) mode is used for so-called in-vehicle liquid crystal display elements such as liquid crystal televisions, portable video equipment viewers, and instrument panels of vehicles such as automobiles (see, for example,
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)と上記一対の基板間の距離に等しい液晶層厚(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. As a result, the product (Δn · d) of the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness (d) equal to the distance between the pair of substrates in the portion where the voltage is applied and the portion where the voltage is not applied. ) Depending on the light transmission characteristics, particularly the color. By utilizing this difference, a desired display can be performed.
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、薄型テレビや携帯情報端末の情報表示素子としての利用が、さらに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。 As described above, in the VA mode, when no voltage is applied, the liquid crystal layer is oriented substantially perpendicular to the pair of substrates that sandwich the liquid crystal layer. Therefore, a good black display is obtained in the viewing angle direction parallel to the normal direction of the liquid crystal cell, the contrast ratio is high when viewed from the front, and the viewing angle is wide. For this reason, the use of flat panel televisions and portable information terminals as information display elements and the use of so-called in-vehicle devices such as instrument panels for vehicles such as automobiles are being actively studied.
また、VAモードでは、上述したように、電圧無印加時の液晶層の初期配向が完全な垂直配向ではなく、略垂直な配向となるように工夫が施されている。液晶層の初期配向が完全な垂直配向であると、電圧印加時の液晶の傾斜動作の方向が定まらず、液晶セルの面内で異なる方向に傾斜する領域が混在する状況が発生してしまう。この状況は、所謂ドメインとして視認者に認識され、液晶表示素子の表示品位を著しく損なう結果となる。 In the VA mode, as described above, the liquid crystal layer is not initially completely aligned when no voltage is applied, but is devised so that the alignment is substantially vertical. When the initial alignment of the liquid crystal layer is a complete vertical alignment, the direction of the tilting operation of the liquid crystal when a voltage is applied is not determined, and a situation occurs in which regions tilted in different directions in the plane of the liquid crystal cell are mixed. This situation is recognized by the viewer as a so-called domain, and results in a significant deterioration in the display quality of the liquid crystal display element.
そこで、液晶層を、液晶層の厚み方向である法線方向から所定角度のプレチルト角を有して略一様な垂直配向をするような配向状態にすることが多い。これにより、電圧を印加した際に、液晶の傾斜動作の方向を所望とする一方向に定めることができる。その結果、液晶表示素子の表示面内の均一性が保たれるので、VAモードが本来有する高い表示品位を高レベルで実現することが可能となる。 Therefore, the liquid crystal layer is often in an alignment state that has a pretilt angle of a predetermined angle from the normal direction that is the thickness direction of the liquid crystal layer and has a substantially uniform vertical alignment. Thereby, when a voltage is applied, the direction of the tilting operation of the liquid crystal can be determined in one desired direction. As a result, the uniformity in the display surface of the liquid crystal display element is maintained, so that the high display quality inherent in the VA mode can be realized at a high level.
ここで、液晶層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状態の形成方法としては、垂直配向性の配向層、例えば、垂直配向性の液晶配向膜(以下、配向膜と称する。)と、ラビング処理との併用による配向処理の方法がある。 Here, as a method for forming a state in which the liquid crystal layer has a pretilt angle of a predetermined angle and is vertically aligned substantially uniformly, a vertical alignment layer, for example, a vertical alignment liquid crystal alignment film (hereinafter referred to as alignment film) is used. And an alignment treatment method using a rubbing treatment in combination.
具体的には、VAモードの液晶セルにおいて、まず、液晶層を挟持する基板の表面に垂直配向性の配向膜を設け、次いで、所望とする液晶の傾斜動作の方向に配向膜の表面をラビング処理する。これにより、上記の配向状態を実現することができる。 Specifically, in a VA mode liquid crystal cell, first, a vertical alignment film is provided on the surface of the substrate sandwiching the liquid crystal layer, and then the surface of the alignment film is rubbed in the direction of the desired liquid crystal tilting operation. Process. Thereby, said orientation state is realizable.
ところで、VAモードにおいては、ラビング処理の適用により、表示の均一性について問題が生じる場合がある。ラビング処理は、例えば、所定径の金属製筒状のラビングロールの表面をベルベット製などのラビング布で覆い、これを高速で回転させながら、配向膜の表面をラビング布で擦ることによって行われる。このとき、ラビング布で配向膜の表面を擦る強度と方向によって、液晶層のプレチルト角の形成方向と大きさが決まる。つまり、ラビング処理では、ラビングの強度と方向によって、液晶層の初期配向状態、すなわち、プレチルト角の形成状況が制御される。 By the way, in the VA mode, there may be a problem in display uniformity due to the application of the rubbing process. The rubbing treatment is performed, for example, by covering the surface of a metal cylindrical rubbing roll having a predetermined diameter with a rubbing cloth made of velvet, and rubbing the surface of the alignment film with the rubbing cloth while rotating the rubbing cloth at a high speed. At this time, the forming direction and the size of the pretilt angle of the liquid crystal layer are determined by the strength and direction of rubbing the surface of the alignment film with the rubbing cloth. That is, in the rubbing process, the initial alignment state of the liquid crystal layer, that is, the formation state of the pretilt angle is controlled by the rubbing intensity and direction.
しかしながら、ラビング処理では、布を用いているために、布を構成する毛の一本一本に起因するレベルでの問題を生じうる。つまり、ラビング布で表面が覆われた金属ロールを高速で回転することによって、マクロ的には概ね均一な処理を行うことができるが、よりミクロなレベルで見た場合、完全な均一性の実現は困難である。すなわち、ラビング布を構成する毛の一本一本について、特性が微妙に異なっており、また、力の加わり方にも違いが生じるために、配向膜を擦る際のラビング強度やラビングの方向が不均一なものとなってしまう。その結果、こうした微細なバラツキに起因して、VAモードにおいては、所謂ラビングキズの問題が発生する場合がある。 However, since the cloth is used in the rubbing treatment, a problem at a level caused by each hair constituting the cloth may occur. In other words, by rotating a metal roll whose surface is covered with a rubbing cloth at high speed, it is possible to perform almost uniform processing on a macro scale, but when viewed at a micro level, it achieves perfect uniformity. It is difficult. That is, for each of the hairs that make up the rubbing cloth, the characteristics are slightly different, and there is a difference in how the force is applied, so the rubbing strength and rubbing direction when rubbing the alignment film are different. It will be uneven. As a result, a so-called rubbing scratch problem may occur in the VA mode due to such fine variations.
ラビングキズは、ラビング処理時におけるラビング強度の微細なバラツキに起因して発生する。そして、ラビングキズがある一定のレベルを超えると、液晶表示装置の状態で視認者にキズや表示ムラとして認識される。 The rubbing scratches are generated due to fine variations in the rubbing strength during the rubbing process. When the rubbing scratch exceeds a certain level, it is recognized as a scratch or display unevenness by the viewer in the state of the liquid crystal display device.
ラビングキズが発生した箇所では、正常な領域に対して、液晶層のプレチルト角の大きさが異なり、また、プレチルト角の形成方向にもずれが生じている。ここで、プレチルト角の形成方向のずれとは、液晶の初期配向状態における基板面内方向での方位角のずれのことである。このうち、キズや表示ムラの主要因となるのは、液晶層のプレチルト角の大きさの違いである。 At the location where the rubbing scratch has occurred, the magnitude of the pretilt angle of the liquid crystal layer differs from the normal region, and there is also a deviation in the pretilt angle forming direction. Here, the shift in the pretilt angle forming direction is a shift in the azimuth angle in the in-plane direction of the substrate in the initial alignment state of the liquid crystal. Among these, the main factor of scratches and display unevenness is the difference in the pretilt angle of the liquid crystal layer.
液晶層において、プレチルト角の異なる異常領域が発生すると、その領域における液晶層の厚み方向の位相差と、他の正常領域の位相差とに違いが発生する。そして、この違いが電圧無印加時における透過率の差異となって現れるために、キズや表示ムラなどとして認識される。 When an abnormal region having a different pretilt angle occurs in the liquid crystal layer, a difference occurs between the phase difference in the thickness direction of the liquid crystal layer in the region and the phase difference in other normal regions. And since this difference appears as a difference in transmittance when no voltage is applied, it is recognized as a scratch or display unevenness.
図5は、従来のVAモード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。VAモード100においては、図5に示すように、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層(図示されない)を、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板(図示されない)で挟持して液晶セル101を構成する。そして、液晶セル101を、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102,103で挟持することによって、液晶表示素子が構成される。これにより、電圧無印加時には、初期垂直配向に由来してOFF表示である黒表示が実現される。電圧印加により、液晶セル101内の液晶層が傾斜動作をすると、液晶セル101を挟持する一対の偏光板102,103の間を光が透過するようになって、ON表示が実現される。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram for explaining the structure and optical specifications of a conventional VA mode. In the
図5で、偏光板102に示された矢印は、偏光板102の吸収軸の方向を示す。また、同様に、偏光板103に示された矢印は、偏光板103の吸収軸の方向を示している。そして、液晶セル101を挟持し、互いにクロスニコル配置されている。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。)。また、付記される数字は、偏光板102,103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。
In FIG. 5, the arrow shown on the polarizing
また、図5で、液晶セル101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性の配向膜に対して行うラビング処理の方向を示す。そして、このラビング方向にVAモード100のプレチルト角が形成される。同様に、液晶セル101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処理の方向を示す。
Also, in FIG. 5, the solid arrow shown in the
液晶層を挟持する上下基板のラビング処理の方向は、互いに反平行方向となっている。また、付記される数字は、上基板のラビング処理の方向の設置角度を示す。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。 The rubbing treatment directions of the upper and lower substrates sandwiching the liquid crystal layer are antiparallel to each other. Further, the numerals added indicate the installation angle in the direction of the rubbing process of the upper substrate. 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.
VAモード100では、液晶セル101を構成する基板のラビング処理の方向が、偏光板102,103の吸収軸のそれぞれに対して略45°の方向となっている。この構成は、ラビング処理におけるラビング強度のバラツキによって、液晶セルの面内で位相差のバラツキが発生した場合、特に、ラビング強度が他より強く、若干位相差が大きい微小領域が発生した場合、OFF表示時における光抜け表示不良の要因として作用しやすい構成となっている。このため、従来のVAモードでは、ラビング処理に由来するわずかな表示面内の位相差のバラツキも表示不良の原因となってしまう。
In the
このように、従来のVAモードでは、ラビングキズに起因した表示不良が発生しやすく、表示の均一性を確保することが困難であった。そのため、表示ムラが問題となる場合があった。 As described above, in the conventional VA mode, display defects due to rubbing scratches are likely to occur, and it is difficult to ensure display uniformity. Therefore, display unevenness sometimes becomes a problem.
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における表示性能の改善にある。より具体的には、表示ムラが目立たず、表示視角の広いVAモード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 improve display performance in a VA mode liquid crystal display element. More specifically, an object of the present invention is to provide a VA mode liquid crystal display element in which display unevenness is not noticeable and the display viewing angle is wide.
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、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°になるように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、
前記液晶は、カイラル剤を含有し、前記基板間で90°±5°の捩れ角を有して前記液晶層を構成するカイラルネマチック液晶であり、
前記配向処理は、前記基板の表面に形成された配向層に対するラビング処理であり、
前記偏光板の一方の吸収軸と、該偏光板に隣接する前記基板の一方におけるラビング処理の方向とのなす角度、および、前記偏光板の他方の吸収軸と、該偏光板に隣接する前記基板の他方におけるラビング処理の方向とのなす角度が、何れも0度以上で7度以下であることを特徴とするものである。
The present invention provides a liquid crystal layer in which a liquid crystal layer composed of a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sandwiched between a pair of substrates that have been aligned so that the liquid crystal has a predetermined pretilt angle and is substantially vertically aligned Cell,
A liquid crystal display element comprising a pair of polarizing plates sandwiched between the liquid crystal cells and 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
The liquid crystal is a chiral nematic liquid crystal containing a chiral agent and having a twist angle of 90 ° ± 5 ° between the substrates to constitute the liquid crystal layer,
The alignment treatment is a rubbing treatment for an alignment layer formed on the surface of the substrate,
The angle formed by one absorption axis of the polarizing plate and the rubbing direction in one of the substrates adjacent to the polarizing plate, and the other absorption axis of the polarizing plate and the substrate adjacent to the polarizing plate The angle formed with the direction of the rubbing process on the other side is 0 ° or more and 7 ° or less.
本発明において、前記偏光板の一方の吸収軸と、該偏光板に隣接する前記基板の一方におけるラビング処理の方向とのなす角度、および、前記偏光板の他方の吸収軸と、該偏光板に隣接する前記基板の他方におけるラビング処理の方向とのなす角度は、何れも0度以上で3度以下であることが好ましい。 In the present invention, an angle formed by one absorption axis of the polarizing plate and a rubbing treatment direction in one of the substrates adjacent to the polarizing plate, and the other absorption axis of the polarizing plate, It is preferable that the angle between the other of the adjacent substrates and the direction of the rubbing treatment is 0 degree or more and 3 degrees or less.
本発明において、前記液晶の自然捩れピッチpと、前記基板間の距離dとの間に
0<d/p≦0.4
の関係が成立することが好ましい。
In the present invention, 0 <d / p ≦ 0.4 between the natural twist pitch p of the liquid crystal and the distance d between the substrates.
It is preferable that the relationship is established.
本発明において、前記液晶の自然捩れピッチpと、前記基板間の距離dとの間に
0<d/p≦0.2
の関係が成立することがさらに好ましい。
In the present invention, 0 <d / p ≦ 0.2 between the natural twist pitch p of the liquid crystal and the distance d between the substrates.
It is more preferable that the relationship is established.
本発明において、前記偏光板の少なくとも一方と前記液晶セルとの間に、該液晶セルの厚み方向に負のリタデーション値をもつ少なくとも1つの位相差フィルムを有することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that at least one retardation film having a negative retardation value in the thickness direction of the liquid crystal cell is provided between at least one of the polarizing plates and the liquid crystal cell.
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。 In the present invention, the liquid crystal display element may be a passive matrix liquid crystal display element.
本発明によれば、VAモード液晶表示素子において、電圧無印加時に見出されるラビングキズが目立たないよう、表示性能の改善を可能とすることができる。 According to the present invention, in the VA mode liquid crystal display element, it is possible to improve display performance so that rubbing scratches found when no voltage is applied are not noticeable.
実施の形態1.
本実施の形態における液晶表示素子1は、従来VAモードが液晶層を挟持する上下基板のラビング方向が互いに反平行方向の略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、液晶層を挟持する上下基板間で当該液晶層が90°ツイストする構造を持った90°ツイスト略垂直配向型液晶セルを一対の直線偏光板で挟持した構成という特徴を有する。
The liquid
そして、略垂直配向型液晶セルを挟持する一対の偏光板のうちの一方の偏光板の吸収軸と、当該偏光板に隣接する前記一対の基板のうちの一方におけるラビング処理の方向、およびもう一方の偏光板と当該偏光板に隣接する前記一対の基板のうちの一方におけるラビング処理の方向とが、いずれも概略平行方向となるという特徴を有する。
本実施の形態における液晶表示素子1は構造が比較的単純でありながら、優れた視野角特性とラビングキズに起因する表示ムラ耐性を同時に高レベルで実現することできる。
The absorption axis of one polarizing plate of the pair of polarizing plates sandwiching the substantially vertical alignment type liquid crystal cell, the direction of rubbing treatment in one of the pair of substrates adjacent to the polarizing plate, and the other The polarizing plate and the rubbing treatment direction on one of the pair of substrates adjacent to the polarizing plate are both substantially parallel directions.
Although the liquid
すなわち、本実施の形態における液晶表示素子1は、液晶セルを挟持する偏光板の吸収軸と液晶セルを構成する一対の基板のうちの隣接する基板でのラビング方向とがそれぞれ概略平行方向であり、それぞれが互いに概略45°をなす従来VAモードと異なり、ラビング方向と一致する方向のラビングキズ表示ムラが目立たないようになり、同時に視野角の拡大を実現しながら表示均一性の性能を改善することが可能となる。
That is, in the liquid
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。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the structure and optical specifications of the liquid
図1に示すVAモード液晶表示素子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、カイラル剤を含有して負の誘電異方性を有するカイラルネマチック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。尚上記したように、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。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。
A VA mode liquid
液晶セル2は、液晶層を挟持する上下基板間で当該液晶層が90°ツイストする構造を持った90°ツイスト略垂直配向型の構成を有する。液晶セル2を挟持するF偏光板3の吸収軸と、液晶セルを構成する一対の基板のうちの隣接する上側基板におけるラビング処理の方向とが、互いに平行であり、同様に、R偏光板4の吸収軸と、液晶セル2を構成する一対の基板のうちの隣接する下側基板におけるラビング処理の方向とが、互いに平行である。
The
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。
Next, an example of a method for manufacturing the liquid
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、同様に、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。そして、液晶セル2を挟持し、互いにクロスニコル配置されている。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。
In FIG. 1, the arrow shown on the
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上側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下側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。液晶層を挟持する上下基板のラビング方向は、互いに90°の角度をなすように設定されている。
Further, in FIG. 1, the solid arrow shown in the
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90°のツイスト角度を持った概略垂直配向の状態から、プレチルト角の形成方向に従って、液晶セル2を構成する面と平行になる方向に傾斜動作をする。
When a voltage is applied, the liquid crystal forms a surface constituting the
液晶表示素子1の製造について説明する。製造方法は、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ストライプ状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。
The production of the liquid
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SiO2−TiO2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、上記した電界印加時の液晶の動作方向を定める。 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 determine the operation direction of the liquid crystal when the electric field is applied.
次に、配向膜の形成工程までを終えた一対の基板を用い、互いにのラビング処理方向が90°の角度をなすように設定し、液晶層にツイスト構造を導入できるようカイラル剤を含有し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、メルク株式会社製の屈折率異方性(Δn)が0.08918であるものを用いることができる。この場合、d=6.0μmとすると、液晶表示素子1のリタデーション(Δn・d)は535nmとなる。
Next, using a pair of substrates that have gone through the alignment film formation process, the rubbing direction of each other is set to be 90 °, and a chiral agent is included so that a twisted structure can be introduced into the liquid crystal layer. A liquid crystal layer is formed by sandwiching a liquid crystal having negative dielectric anisotropy. At this time, for example, the distance (d) between the substrates can be kept constant by using a resin spacer. Further, 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 = 6.0 μm, the retardation (Δn · d) of the liquid
尚、上記液晶の自然捩れピッチpと液晶セル2を構成する一対の基板間の距離dとが、0<d/p≦0.2の関係を有するよう、具体的にはd/p=0.01となるよう、液晶に含有させるカイラル剤の量を調整する。
Specifically, d / p = 0 so that the natural twist pitch p of the liquid crystal and the distance d between the pair of substrates constituting the
次に、偏光板3,4の設置を行う。具体的には、一対の所定形状の日東電工株式会社製の偏光板NPF−SEG−1425DUを使用し、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。
Next, the
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の吸収軸を図1の矢印が示す方向、すなわち、水平方向から45度の角度を有するように設定する。すると、F偏光板3の吸収軸は、液晶セルを構成する基板のうちの隣接する上側基板のラビング処理の方向と平行になり、互いのなす角度は0度となる。同様に、R偏光板4の吸収軸は、隣接する液晶セルの下側基板のラビング処理方向と平行になり、互いのなす角度は0度となる。
As shown in FIG. 1, the structure and optical specifications of the liquid
液晶セル2は、上記の垂直配向型である。図1の直線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、各矢印の示す方向である。尚、図1の液晶セル2に示された二本の直線矢印を結ぶ曲線矢印は、液晶セル2の液晶層がツイスト構造を有することを示している。このときのツイスト角は、90°とすることができる。
The
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。
Although not shown in detail, the liquid
次に、本実施の形態の第一の比較例である液晶表示素子を製造した。構造と光学仕様は、上記した図5に示す従来VAモード100と同様である。よって、便宜上、対応する構成については同じ符号を使用する。そしてさらに具体的構成については、液晶セル101を構成する液晶がカイラル剤を含有しないメルク株式会社製の屈折率異方性(Δn)が0.08918であるものであること以外は、上記した本実施の形態における液晶表示素子1と全く製造方法や使用した材料が同様である。
Next, the liquid crystal display element which is the 1st comparative example of this Embodiment was manufactured. The structure and optical specifications are the same as those of the
こうして得られた本実施の形態における液晶表示素子1と、第一の比較例である液晶表示素子100とを用いて、電圧OFF時におけるラビングキズ表示不良発生状況の顕微鏡使用による拡大観察比較評価を行った。その結果、従来のVAモードである第一の比較例101ではラビングキズが目立ち、ラビングキズ表示不良が発生しているのに対し、本実施の形態における液晶表示素子1ではラビングキズがほとんど確認できず、ラビングキズ表示不良の発生は無いことが分かった。したがって、本実施の形態における液晶表示素子1によれば、ラビングキズは発生しないか、または、発生しても軽微であり、ラビングキズに由来する表示不良は視認されないことが分かった。
Using the thus-obtained liquid
次に、本実施の形態の第二の比較例である液晶表示素子20を製造した。
Next, a liquid
図2は、本実施の形態の第二の比較例である液晶表示素子20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。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining the structure and optical specifications of a liquid
液晶表示素子20においては、図2に示すように、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層(図示されない)を、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板(図示されない)で挟持して液晶セル21を構成し、この液晶セル21を、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22,23で挟持し液晶表示素子が構成される。したがって、電圧無印加時では、初期垂直配向に由来するOFF表示である黒表示が実現される。
In the liquid
図2で、偏光板22に示された矢印は、偏光板22の吸収軸の方向を示す。また、同様に、偏光板23に示された矢印は、偏光板23の吸収軸の方向を示している。そして、液晶セル21を挟持し、互いにクロスニコル配置されている。また、付記される数字は、偏光板22,23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。
In FIG. 2, the arrow shown on the
また、図1で、液晶セル21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性の配向膜に対して行うラビング処理の方向を示す。そして、このラビング方向に液晶表示素子20のプレチルト角が形成される。同様に、液晶セル21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処理の方向を示す。そして、液晶層を挟持する上下基板のラビング処理の方向は互いに反平行方向となっている。
Further, in FIG. 1, the solid arrows shown in the
上記のように、比較例である液晶表示素子20では、液晶セル21を構成する一対の基板のラビング処理の方向が、具備する偏光板22,23の吸収軸それぞれに対し、視認者側の上側基板が平行方向、反視認者側の下側基板が90°の方向となっている。
As described above, in the liquid
尚、液晶表示素子20に使用される材料および液晶表示素子20の製造方法については、液晶セル21を構成する液晶がカイラル剤を含有しないメルク株式会社製の屈折率異方性(Δn)が0.08918であるものであること以外は、上記した本実施の形態における液晶表示素子1と同様である。
In addition, about the material used for the liquid
本実施の形態における液晶表示素子1と、第二の比較例である液晶表示素子21とを用いて、電圧OFF時におけるラビングキズ表示不良発生状況の顕微鏡による拡大観察比較評価を行った。その結果、本実施の形態における液晶表示素子1に比べ、第二の比較例である液晶表示素子21ではラビングキズが目立ち、ラビングキズ表示不良が発生していることが分かった。
Using the liquid
次に、本実施の形態における液晶表示素子1と、第二の比較例である液晶表示素子21とを用いて、電圧2.5V、周波数70Hzの矩形波を印加してスタティック駆動を行い、ON表示である明表示を行った際の各液晶表示素子の透過率を評価し、比較した。その結果、本実施の形態における液晶表示素子1では、ON表示時6.7%の高い透過率が達成され、明確な明表示が実現されているに対し、第二の比較例である液晶表示素子21ではON表示時の透過率が0.1%を示し、明確な明表示が達成できないことが確認された。したがって、第二の比較例である液晶表示素子21の光学仕様では、十分なコントラスト比を示す液晶表示素子は提供できないことが分かる。
Next, static driving is performed by applying a rectangular wave having a voltage of 2.5 V and a frequency of 70 Hz using the liquid
尚、本実施の形態における液晶表示素子において、一対の偏光板3,4の少なくとも一方と液晶セル2との間に、液晶セル2の厚み方向に負のリタデーション値を有する少なくとも一枚の位相差フィルムを具備することも可能である。かかる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はより優れた視野角特性を実現可能となる。
In the liquid crystal display element according to the present embodiment, at least one phase difference having a negative retardation value in the thickness direction of the
実施の形態2.
本実施の形態では、実施の形態1の液晶表示素子において、偏光板の吸収軸と、液晶セルを構成する基板上でのラビング処理の方向とのなす角度の好ましい範囲について述べる。
In this embodiment mode, a preferable range of an angle between the absorption axis of the polarizing plate and the direction of rubbing treatment on the substrate constituting the liquid crystal cell in the liquid crystal display element of
まず、液晶セルにおいて使用する液晶の屈折率異方性(Δn)が0.1363であって、液晶表示素子のリタデーション(Δn・d)が818nmであること以外は、上記した液晶表示素子1と全く同様の構造の液晶表示素子を準備する。
First, the liquid
次に、上下一対の偏光板の配置がクロスニコル配置を保ったままであり、F偏光板の吸収軸は、液晶セルを構成する基板のうちの隣接する上側基板のラビング処理方向と互いの間のなす角度、すなわち、ずれ角は1度であり、同様に、R偏光板の吸収軸は隣接する液晶セルの下側基板のラビング処理方向と互いの間のなす角度が同じ値である1度であること以外は前記液晶表示セルと全く同様の構造の液晶表示素子を準備する。 Next, the arrangement of the pair of upper and lower polarizing plates remains in the crossed Nicols arrangement, and the absorption axis of the F polarizing plate is between the rubbing treatment direction of the adjacent upper substrate among the substrates constituting the liquid crystal cell and each other. The angle formed, that is, the deviation angle is 1 degree. Similarly, the absorption axis of the R polarizing plate is 1 degree where the angle formed between the rubbing treatment direction of the lower substrate of the adjacent liquid crystal cell and the mutual is the same value. A liquid crystal display element having the same structure as that of the liquid crystal display cell is prepared except that there is a certain number.
次に、偏光板の吸収軸と隣接する基板のラビング処理方向のなす角度、すなわち、ずれ角が、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度、10度とそれぞれ異なる値である以外は、前記液晶表示素子と全く同様の構造の9種の液晶表示素子を準備する。 Next, the angle between the absorption axis of the polarizing plate and the rubbing treatment direction of the adjacent substrate, that is, the deviation angle is 2 degrees, 3 degrees, 4 degrees, 5 degrees, 6 degrees, 7 degrees, 8 degrees, 9 degrees, Nine types of liquid crystal display elements having the same structure as that of the liquid crystal display element are prepared except that the values are different from 10 degrees.
以上のようにして、偏光板の吸収軸と基板のラビング処理方向の角度が0度から10度と異なる値である以外は、全く同様の構造の液晶表示素子を11種準備し、ラビングキズ表示ムラの評価を行った。 As described above, 11 types of liquid crystal display elements having exactly the same structure were prepared except that the angle between the absorption axis of the polarizing plate and the rubbing treatment direction of the substrate was different from 0 to 10 degrees. Was evaluated.
具体的には、顕微鏡を用いて、OFF表示時に各液晶表示素子で見出される複数のラビングキズ領域を確認し、各領域の透過率を測定して平均値を求め、この値をキズ領域の透過率とする。次に、同じ液晶表示素子について、正常領域の透過率を測定する。そして、計算式:CR=(キズ領域の透過率)/(正常領域の透過率)
にしたがって、キズ領域と正常領域との透過率比であるCR(コントラスト)値を算出する。この結果と、目視によるラビングキズの評価結果とを合わせて、許容できるCR値のレベルを求めた。
Specifically, a plurality of rubbing scratch areas found in each liquid crystal display element during OFF display are confirmed using a microscope, the transmittance of each area is measured to obtain an average value, and this value is determined as the transmittance of the scratch area. And Next, the transmittance of the normal region is measured for the same liquid crystal display element. And the calculation formula: CR = (transmittance of scratch area) / (transmittance of normal area)
Accordingly, a CR (contrast) value, which is a transmittance ratio between the scratch area and the normal area, is calculated. This result and the evaluation result of rubbing scratches by visual inspection were combined to obtain an acceptable CR value level.
評価の結果、CR値が10より大きい場合は、ラビングキズが視認者に目視で確認される可能性があり、表示不良の発生が懸念されることが分かった。一方、CR値が3以下の場合は、ラビングキズはほとんど観察されず、表示不良として問題となる可能性はほとんど無いことが分かった。 As a result of the evaluation, it was found that when the CR value is larger than 10, rubbing scratches may be visually confirmed by a viewer, and there is a concern about display failure. On the other hand, when the CR value was 3 or less, rubbing scratches were hardly observed, and it was found that there was almost no possibility of causing a problem as a display defect.
次に、上記の各液晶表示素子におけるずれ角とCR値の関係を調べた。 Next, the relationship between the deviation angle and the CR value in each liquid crystal display element was examined.
図3は、本実施の形態における液晶表示素子におけるずれ角に対して求められたCR値をプロットした図である。図3においては、グラフがより有用なものとなるよう、評価結果の各プロットを直線で結び、グラフ化してある。 FIG. 3 is a diagram in which the CR values obtained with respect to the shift angle in the liquid crystal display element in the present embodiment are plotted. In FIG. 3, each plot of the evaluation results is connected by a straight line so that the graph becomes more useful.
図3に示す評価結果より、偏光板の吸収軸と基板のラビング処理の方向のずれ角が7度より大きくなるとCR値は10より大きくなることが分かる。また、偏光板の吸収軸と基板のラビング処理の方向のずれ角が3度以下では、CR値は3以下となることが分かる。 From the evaluation results shown in FIG. 3, it can be seen that the CR value becomes larger than 10 when the deviation angle between the absorption axis of the polarizing plate and the rubbing treatment direction of the substrate becomes larger than 7 degrees. It can also be seen that the CR value is 3 or less when the deviation angle between the absorption axis of the polarizing plate and the rubbing treatment direction of the substrate is 3 degrees or less.
以上をまとめると、偏光板の吸収軸と基板のラビング処理の方向のずれ角が7度より大きくなると、ラビングキズが視認者に目視確認される可能性があり、表示不良の発生が懸念される。これに対して、偏光板の吸収軸と基板のラビング処理の方向のずれ角が3度以下では、ラビングキズはほとんど観察されず、表示不良として問題となる可能性はほとんど無い。よって、偏光板の吸収軸と基板のラビング処理の方向のずれ角は、0度以上で7度以下であることが、ラビングキズの発生を低くする点から好ましい。さらに、偏光板の吸収軸と基板のラビング処理の方向のずれ角は、0度以上で3度以下であることが、ラビングキズの発生がほとんど無く、表示不良を起こすおそれが小さくなる点からより好ましい。 To summarize the above, when the deviation angle between the absorption axis of the polarizing plate and the rubbing treatment direction of the substrate is larger than 7 degrees, the rubbing scratch may be visually confirmed by the viewer, and there is a concern that display defects may occur. On the other hand, when the deviation angle between the absorption axis of the polarizing plate and the rubbing treatment direction of the substrate is 3 degrees or less, rubbing scratches are hardly observed, and there is almost no possibility of causing a problem as a display defect. Therefore, the deviation angle between the absorption axis of the polarizing plate and the rubbing treatment direction of the substrate is preferably 0 degree or more and 7 degrees or less from the viewpoint of reducing the occurrence of rubbing scratches. Further, it is more preferable that the deviation angle between the absorption axis of the polarizing plate and the rubbing treatment direction of the substrate is 0 degree or more and 3 degrees or less because there is almost no occurrence of rubbing scratches and the possibility of causing a display defect is reduced. .
実施の形態3.
本実施の形態では、実施の形態1の液晶表示素子において、液晶の自然捩れ特性を考慮した、液晶の自然捩れピッチpと、液晶セルを構成する上下基板間の距離dとの関係(d/p値)の好ましい範囲について述べる。
In the present embodiment, in the liquid crystal display element of the first embodiment, the relationship between the natural twist pitch p of the liquid crystal in consideration of the natural twist characteristic of the liquid crystal and the distance d between the upper and lower substrates constituting the liquid crystal cell (d / A preferred range of the p value will be described.
まず、液晶セルにおいて使用する液晶の屈折率異方性(Δn)が0.1363であって、液晶表示素子のリタデーション(Δn・d)が818nmであること以外は、上記した液晶表示素子1と全く同様の構造の液晶表示素子を準備する。このとき、液晶セルを構成する液晶層の液晶のd/p値は、上記したように0.01となる。
First, the liquid
次に、液晶セルを構成する液晶層の液晶が含有するカイラル剤の量のみが異なり、結果としてd/p値が0.02であること以外は前記液晶表示セルと全く同様の構造の液晶表示素子を準備する。 Next, only the amount of the chiral agent contained in the liquid crystal of the liquid crystal layer constituting the liquid crystal cell is different, and as a result, the liquid crystal display having the same structure as the liquid crystal display cell except that the d / p value is 0.02. Prepare the device.
次に、液晶セルを構成する液晶層の液晶が含有するカイラル剤の量のみが異なり、結果としてd/p値が、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.65とそれぞれ異なる値である以外は、前記液晶表示素子と全く同様の構造の7種の液晶表示素子を準備する。 Next, only the amount of chiral agent contained in the liquid crystal of the liquid crystal layer constituting the liquid crystal cell is different, and as a result, the d / p values are 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 , 0.5, and 0.65, except that the values are different from each other. Seven types of liquid crystal display elements having the same structure as the liquid crystal display elements are prepared.
最後に、液晶セルを構成する液晶層の液晶がカイラル剤を含有せず、結果としてd/p値が0であること以外は前記液晶表示セルと全く同様の構造の液晶表示素子を準備する。 Finally, a liquid crystal display element having the same structure as the liquid crystal display cell is prepared except that the liquid crystal of the liquid crystal layer constituting the liquid crystal cell does not contain a chiral agent and, as a result, the d / p value is 0.
以上のようにして、液晶の自然捩れピッチpと、液晶セルを構成する上下基板間の距離dとの関係(d/p値)が、0から0.65の範囲で異なる以外は、全く同様の構造の液晶表示素子を10種準備した。 As described above, the relationship between the natural twist pitch p of the liquid crystal and the distance d between the upper and lower substrates constituting the liquid crystal cell (d / p value) is exactly the same except that it is different in the range of 0 to 0.65. Ten types of liquid crystal display elements having the structure were prepared.
評価は、上記10種の液晶表示素子に対し、周波数70Hz、デューティ比1/32D、バイアス比1/6Bの時分割駆動を行い、最大コントラスト比(最大CR)を算出して比較した。 In the evaluation, the ten types of liquid crystal display elements were subjected to time division driving with a frequency of 70 Hz, a duty ratio of 1 / 32D, and a bias ratio of 1 / 6B, and the maximum contrast ratio (maximum CR) was calculated and compared.
次に、上記の各液晶表示素子におけるd/p値と最大CRの関係を調べた。 Next, the relationship between the d / p value and the maximum CR in each of the above liquid crystal display elements was examined.
図4は、本実施の形態における液晶表示素子のd/p値に対して求められた最大CR値をプロットした図である。図4においては、グラフがより有用なものとなるよう、評価結果の各プロットを直線で結び、グラフ化してある。 FIG. 4 is a diagram in which the maximum CR value obtained with respect to the d / p value of the liquid crystal display element in the present embodiment is plotted. In FIG. 4, each plot of the evaluation results is connected by a straight line so that the graph is more useful.
図4に示す評価結果より、液晶の自然捩れピッチpと、液晶セルを構成する上下基板間の距離dとの関係(d/p値)が、0.2以下の値になると最大CRの値は200に近い値、または、それを超える値となることが分かる。また、d/p値が0.6以下の値になると、最大CRの値は100に近い値、または、それを超える値となることが分かる。 From the evaluation results shown in FIG. 4, when the relationship (d / p value) between the natural twist pitch p of the liquid crystal and the distance d between the upper and lower substrates constituting the liquid crystal cell is 0.2 or less, the maximum CR value is obtained. It can be seen that becomes a value close to or exceeding 200. It can also be seen that when the d / p value is 0.6 or less, the value of the maximum CR is close to 100 or exceeds it.
以上より、d/p値が0.6以下の値になると、液晶表示素子において高いコントラスト特性が実現され、優れた表示性能の液晶表示素子の提供が可能となる。さらに、d/p値が0.2以下の値になると、液晶表示素子において非常に高いコントラスト特性が実現され、非常に優れた表示性能の液晶表示素子の提供が可能となる。よって、d/p値は、0以上0.6以下とすることが好ましく、0.2以下とすることがより好ましい。 As described above, when the d / p value is 0.6 or less, high contrast characteristics are realized in the liquid crystal display element, and it becomes possible to provide a liquid crystal display element with excellent display performance. Further, when the d / p value is 0.2 or less, a very high contrast characteristic is realized in the liquid crystal display element, and it becomes possible to provide a liquid crystal display element with very excellent display performance. Therefore, the d / p value is preferably 0 or more and 0.6 or less, and more preferably 0.2 or less.
尚、以上の表示性能の評価において、液晶セルを構成する液晶層の液晶がカイラル剤を含有せず、結果として、d/p値が0である液晶表示素子では、液晶層の具備する螺旋捩れ構造の掌性が反転したドメイン(表示の不均一)発生の懸念があること、すなわち、右旋と左旋のねじれ構造が液晶表示素子の表示面内で混在する懸念があることも併せて分かった。よって、ドメイン発生防止による表示品位の確保の点からは、d/p値の範囲にd/p=0は含まれないことが好ましい。 In the above evaluation of the display performance, the liquid crystal of the liquid crystal layer constituting the liquid crystal cell does not contain a chiral agent. As a result, in the liquid crystal display element having a d / p value of 0, the spiral twist included in the liquid crystal layer. It was also found that there was a concern about the occurrence of domain (non-uniform display) in which the palm of the structure was reversed, that is, there was a concern that right-handed and left-handed twisted structures would be mixed in the display surface of liquid crystal display elements . Therefore, from the viewpoint of ensuring display quality by preventing domain occurrence, it is preferable that d / p = 0 is not included in the range of the d / p value.
また、d/p値が0.4より大きい構造の液晶表示素子では、カイラル剤を比較的に多く含有することとなり、カイラル剤の含有量が増大したことによるドメインの発生が懸念されることも分かった。よって、ドメイン発生防止による表示品位の確保の点からは、d/p値の範囲にd/p>0.4の範囲は含まれないことが好ましい。 In addition, a liquid crystal display device having a d / p value larger than 0.4 contains a relatively large amount of chiral agent, and there is a concern that the generation of domains due to an increase in the content of the chiral agent. I understood. Therefore, from the viewpoint of ensuring display quality by preventing domain occurrence, it is preferable that the range of d / p> 0.4 is not included in the range of d / p value.
したがって、高いコントラスト比の表示を実現すること、およひ、ドメインの発生を抑えて表示品位の確保をすることを考慮すると、液晶セルの液晶の自然捩れピッチpと液晶セルを構成する一対の基板間の距離dとが、
0<d/p≦0.4
の関係を満足することが好ましく、
0<d/p≦0.2
の関係を満足することがより好ましい。
Therefore, in consideration of realizing a display with a high contrast ratio and ensuring display quality by suppressing the generation of domains, the liquid crystal cell's natural twist pitch p and the pair of liquid crystal cells The distance d between the substrates is
0 <d / p ≦ 0.4
It is preferable to satisfy the relationship
0 <d / p ≦ 0.2
It is more preferable to satisfy this relationship.
以上述べたように、本発明の液晶表示素子によれば、ラビングキズに起因する表示ムラがほとんど無く、表示品位および見栄えに優れ、また、高コントラスト比での表示が可能となる。したがって、優れた表示性能の液晶表示素子とすることができる。 As described above, according to the liquid crystal display element of the present invention, there is almost no display unevenness due to rubbing scratches, excellent display quality and appearance, and display with a high contrast ratio is possible. Therefore, a liquid crystal display element having excellent display performance can be obtained.
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.
1,20 液晶表示素子
2,21 液晶セル
3,4,22,23 偏光板
100 VAモード液晶表示素子
101 液晶セル
102,103 偏光板
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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備えた液晶表示素子において、
前記液晶は、カイラル剤を含有し、前記基板間で90°±5°の捩れ角を有して前記液晶層を構成するカイラルネマチック液晶であり、
前記配向処理は、前記基板の表面に形成された配向層に対するラビング処理であり、
前記偏光板の一方の吸収軸と、該偏光板に隣接する前記基板の一方におけるラビング処理の方向とのなす角度、および、前記偏光板の他方の吸収軸と、該偏光板に隣接する前記基板の他方におけるラビング処理の方向とのなす角度が、何れも0度以上で7度以下であることを特徴とする液晶表示素子。 A liquid crystal cell sandwiching a liquid crystal layer made of liquid crystal having negative dielectric anisotropy between a pair of substrates that are aligned so that the liquid crystal has a pretilt angle of a predetermined angle and is vertically aligned substantially uniformly;
A liquid crystal display element comprising a pair of polarizing plates sandwiched between the liquid crystal cells and 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
The liquid crystal is a chiral nematic liquid crystal containing a chiral agent and having a twist angle of 90 ° ± 5 ° between the substrates to constitute the liquid crystal layer,
The alignment treatment is a rubbing treatment for an alignment layer formed on the surface of the substrate,
The angle formed by one absorption axis of the polarizing plate and the rubbing direction in one of the substrates adjacent to the polarizing plate, and the other absorption axis of the polarizing plate and the substrate adjacent to the polarizing plate The liquid crystal display element is characterized in that the angle formed with the direction of the rubbing treatment on the other side is 0 ° or more and 7 ° or less.
0<d/p≦0.4
の関係が成立することを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示素子。 Between the natural twist pitch p of the liquid crystal and the distance d between the substrates, 0 <d / p ≦ 0.4
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the relationship is established.
0<d/p≦0.2
の関係が成立することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 0 <d / p ≦ 0.2 between the natural twist pitch p of the liquid crystal and the distance d between the substrates.
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the relationship is established.
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