JP2010224031A - Liquid crystal display element - Google Patents

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Yasuo Toko
康夫 都甲
Masatoshi Horii
正俊 堀井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element achieved in favorable display. <P>SOLUTION: The liquid crystal display element includes: a first substrate; a second substrate disposed opposite to the first substrate; a liquid crystal layer held between the first and second substrates and vertically aligned; a first sheet polarizer disposed on the surface at the opposite side to the liquid crystal layer in the first substrate; and a second sheet polarizer disposed in a cross Nicol state with the first sheet polarizer on the surface at the opposite side to the liquid crystal layer in the second substrate. The liquid crystal layer contains a host liquid crystal and a dichroic coloring matter uniformly dispersed in the host liquid crystal and exhibiting a blue color, and a content of the dichroic coloring matter in the liquid crystal layer is not lower than 0.001 wt.% and lower than 0.5 wt.% with respect to the host liquid crystal. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、液晶表示素子(Liquid Crystal Display; LCD)に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display (LCD).

液晶層に二色性色素を含有する液晶表示素子が知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1には、垂直配向を利用した、安定性の高いノーマリホワイトモードの反射型ゲストホスト液晶表示素子の発明が記載されている。この液晶表示素子によれば、明るい表示を実現することが可能である。   A liquid crystal display element containing a dichroic dye in a liquid crystal layer is known (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 describes an invention of a highly stable normally white mode reflective guest-host liquid crystal display element utilizing vertical alignment. According to this liquid crystal display element, bright display can be realized.

透過型の液晶表示素子においては、表示のコントラスト向上に偏光板が用いられる。垂直配向を利用した透過型液晶表示素子の場合、平行ニコル配置では十分な黒表示を得ることが困難であるため、通常はクロスニコルの偏光板配置が採用される。偏光板がクロスニコル配置された垂直配向型液晶表示素子においては、電圧無印加時に黒表示、電圧印加時に白表示が得られる。液晶分子は、電圧無印加時には垂直配向、電圧印加時には水平配向となるためである。   In a transmissive liquid crystal display element, a polarizing plate is used to improve display contrast. In the case of a transmissive liquid crystal display element utilizing vertical alignment, it is difficult to obtain a sufficient black display with a parallel Nicol arrangement, and therefore a crossed Nicols polarizing plate arrangement is usually employed. In a vertical alignment type liquid crystal display element in which polarizing plates are arranged in crossed Nicols, black display is obtained when no voltage is applied, and white display is obtained when a voltage is applied. This is because the liquid crystal molecules are vertically aligned when no voltage is applied and horizontally aligned when a voltage is applied.

ここで、液晶表示素子において電圧無印加の条件を満たすのは、電極の対向していない、いわゆる画素以外の部分である。画素部分に関しては、OFF電圧とON電圧とにより液晶の配向を制御し、透過率の制御を行う。デューティ駆動を行う液晶表示素子では、OFF部にOFF電圧が印加されるため、透過率に大きな影響を及ぼさない程度に液晶分子が応答する。このため、画素部分のOFF状態と電圧無印加状態とでは、透過率において微少な差異が生じる。この差異により、OFF部が視認される現象はOFFセグ見えと呼ばれる。OFFセグ見えにより、OFF電圧印加時にOFF部が背景に対して異なった見映えとなり観察されてしまう。   Here, in the liquid crystal display element, the condition that no voltage is applied is a portion other than the so-called pixel that is not opposed to the electrode. For the pixel portion, the orientation of the liquid crystal is controlled by the OFF voltage and the ON voltage, and the transmittance is controlled. In a liquid crystal display element that performs duty driving, an OFF voltage is applied to the OFF portion, so that the liquid crystal molecules respond to such an extent that the transmittance is not greatly affected. For this reason, there is a slight difference in transmittance between the OFF state of the pixel portion and the no-voltage application state. Due to this difference, the phenomenon in which the OFF portion is visually recognized is called OFF segment appearance. Due to the appearance of the OFF segment, when the OFF voltage is applied, the OFF portion looks different from the background and is observed.

ところで二色性色素は液晶分子に類似した分子構造を有しており、液晶の動きと同期させて配向状態を変化させることができる。このため、二色性色素を添加した垂直配向型の液晶セルを、偏光板を貼付しない状態で観察すると、電圧OFF時には白(無色透明)表示、電圧ON時にはカラー(着色)表示が見られる。したがって、この液晶セルに偏光板をクロスニコル配置した液晶表示素子においては、電圧OFF時には、二色性色素を含まない素子と同等の黒表示が得られるが、電圧ON時には、二色性色素を含まない素子と比べ、表示の明るさが低下する。結果として、暗い表示になるとともに、コントラストが低下する。   By the way, the dichroic dye has a molecular structure similar to liquid crystal molecules, and can change the alignment state in synchronization with the movement of the liquid crystal. For this reason, when a vertically aligned liquid crystal cell to which a dichroic dye is added is observed without applying a polarizing plate, white (colorless and transparent) display is displayed when the voltage is OFF, and color (colored) display is displayed when the voltage is ON. Therefore, in a liquid crystal display element in which polarizing plates are arranged in a crossed Nicol arrangement in this liquid crystal cell, a black display equivalent to an element not containing a dichroic dye is obtained when the voltage is OFF. The brightness of the display is reduced as compared with an element that does not include the element. As a result, the display becomes dark and the contrast decreases.

また、二色性色素を添加すると、素子の駆動電圧の増大などが問題となる。このような理由から、クロスニコルに偏光板が配置された垂直配向型液晶表示素子に二色性色素を加えることは、表示性能の低下につながる、好ましくない処理と考えられていた。   Further, when a dichroic dye is added, an increase in driving voltage of the element becomes a problem. For these reasons, adding a dichroic dye to a vertical alignment type liquid crystal display element in which polarizing plates are arranged in crossed Nicols has been considered as an undesirable treatment that leads to a reduction in display performance.

二色性色素を添加していない一般的な垂直配向型液晶表示素子(たとえば、特許文献2参照)においても、黄変と呼ばれる表示上の問題が生じることが知られている。黄変は白表示が黄色味を帯びる現象で、視角を変えて液晶表示素子を観察する場合に顕著に認められる。高デューティ駆動において、特に観察されやすい。   It is known that a general vertical alignment type liquid crystal display element to which a dichroic dye is not added (for example, see Patent Document 2) also causes a display problem called yellowing. Yellowing is a phenomenon in which the white display is yellowish, and is noticeable when the viewing angle is changed and the liquid crystal display element is observed. It is particularly easy to observe in high duty driving.

黄変を抑制するために、液晶層に色補償用の二色性色素を添加した垂直配向型液晶表示素子の発明が開示されている(たとえば、特許文献3参照)。   In order to suppress yellowing, an invention of a vertical alignment type liquid crystal display element in which a dichroic dye for color compensation is added to a liquid crystal layer is disclosed (for example, see Patent Document 3).

特開平10−31216号公報JP 10-31216 A 特開2005−234254号公報JP 2005-234254 A 特開平10−282498号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-282498

本発明の目的は、良好な表示が可能な液晶表示素子を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of good display.

本発明の一観点によれば、第1の基板と、前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、前記第1及び第2の基板間に挟持された、垂直配向する液晶層と、前記第1の基板の、前記液晶層と反対側の面に配置された第1の偏光板と、前記第2の基板の、前記液晶層と反対側の面に、前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板とを有し、前記液晶層は、ホスト液晶と、該ホスト液晶中に均一に分散された、青色を呈する二色性色素を含み、前記液晶層における前記二色性色素の含有量は、前記ホスト液晶に対し、0.001wt%以上0.5wt%未満である液晶表示素子が提供される。   According to one aspect of the present invention, a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and a vertically aligned liquid crystal layer sandwiched between the first and second substrates A first polarizing plate disposed on a surface of the first substrate opposite to the liquid crystal layer; and a first polarizing plate disposed on a surface of the second substrate opposite to the liquid crystal layer. A liquid crystal layer including a host liquid crystal and a dichroic dye exhibiting a blue color uniformly dispersed in the host liquid crystal, and the liquid crystal layer The liquid crystal display element in which the content of the dichroic dye in the layer is 0.001 wt% or more and less than 0.5 wt% with respect to the host liquid crystal is provided.

本発明によれば、透過率、特に正面ON透過率を損なうことなく、黄変とOFFセグ見えの問題を低減し、良好な表示が可能な垂直配向型の液晶表示素子を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a vertical alignment type liquid crystal display element capable of reducing the problem of yellowing and OFF seg appearance without impairing the transmittance, particularly the front ON transmittance, and enabling good display. .

実施例による液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the liquid crystal display element by an Example. 実施例による液晶表示素子の概略図である。It is the schematic of the liquid crystal display element by an Example. と、When, 図3(A)及び(B)は、駆動電圧とコントラスト比との関係を示すグラフである。3A and 3B are graphs showing the relationship between the drive voltage and the contrast ratio. と、When, と、When, と、When, 図4(A)〜(D)は、ON表示(明表示)について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。4A to 4D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for ON display (bright display). と、When, と、When, と、When, 図5(A)〜(D)は、OFF表示(黒表示)について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。5A to 5D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for OFF display (black display). と、When, と、When, と、When, 図6(A)〜(D)は、背景表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。6A to 6D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for background display. と、When, と、When, と、When, 図7(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角30°方向から観察した比較サンプル、第1〜第3サンプルについての比較結果を示すグラフである。FIGS. 7A to 7D are graphs showing comparison results for the comparative sample and the first to third samples observed from the polar angle 30 ° direction of the optimum viewing direction. と、When, と、When, と、When, 図8(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角50°方向から観察した比較サンプル、第1〜第3サンプルについての比較結果を示すグラフである。FIGS. 8A to 8D are graphs showing comparison results for the comparative sample and the first to third samples observed from the polar angle 50 ° direction of the optimum viewing direction, respectively. 駆動電圧とコントラスト比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a drive voltage and contrast ratio. と、When, と、When, と、When, 図10(A)〜(D)は、ON表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。10A to 10D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for ON display. と、When, と、When, と、When, 図11(A)〜(D)は、OFF表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。FIGS. 11A to 11D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for OFF display. と、When, と、When, と、When, 図12(A)〜(D)は、背景表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。12A to 12D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for background display. と、When, と、When, と、When, 図13(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角30°方向から観察した比較サンプル、第4〜第6サンプルについての比較結果を示すグラフである。FIGS. 13A to 13D are graphs showing the comparison results for the comparative sample and the fourth to sixth samples, respectively, observed from the polar angle 30 ° direction of the optimal viewing direction. と、When, と、When, と、When, 図14(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角50°方向から観察した比較サンプル、第4〜第6サンプルについての比較結果を示すグラフである。FIGS. 14A to 14D are graphs showing the comparison results for the comparative sample and the fourth to sixth samples observed from the polar angle 50 ° direction of the optimum viewing direction. 比較サンプル及び第4〜第6サンプルに関する色度図を示す。The chromaticity diagram regarding a comparative sample and the 4th-6th sample is shown. 駆動電圧とコントラスト比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a drive voltage and contrast ratio. と、When, と、When, と、When, 図17(A)〜(D)は、ON表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。FIGS. 17A to 17D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for ON display. と、When, と、When, と、When, 図18(A)〜(D)は、OFF表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。18A to 18D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for OFF display. と、When, と、When, と、When, 図19(A)〜(D)は、背景表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。19A to 19D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for background display. と、When, と、When, と、When, 図20(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角30°方向から観察した第2比較サンプル、第7〜第9サンプルについての比較結果を示すグラフである。20A to 20D are graphs showing comparison results for the second comparative sample and the seventh to ninth samples observed from the polar angle 30 ° direction of the optimum viewing direction. と、When, と、When, と、When, 図21(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角50°方向から観察した第2比較サンプル、第7〜第9サンプルについての比較結果を示すグラフである。FIGS. 21A to 21D are graphs showing the comparison results for the second comparative sample and the seventh to ninth samples, respectively, observed from the polar angle 50 ° direction of the optimal viewing direction.

図1は、実施例による液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。   FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment.

まず、ステップS101において、2枚の透明基板、たとえばガラス基板を準備し、ガラス基板上に、たとえばITO(Indium Tin Oxide)で透明電極を形成する。透明電極は、ガラス基板上に蒸着またはスパッタで形成したITO膜を、フォトリソ工程で所望のITOパターンにエッチングすることで形成する。   First, in step S101, two transparent substrates, for example, glass substrates are prepared, and a transparent electrode is formed on the glass substrate by, for example, ITO (Indium Tin Oxide). The transparent electrode is formed by etching an ITO film formed by vapor deposition or sputtering on a glass substrate into a desired ITO pattern by a photolithography process.

ステップS102において、ITOパターンの形成されたそれぞれのガラス基板上に、たとえばフレキソ印刷で絶縁膜を形成する。絶縁膜は完成した液晶表示素子の表示部に対応する部分に形成される。絶縁膜は印刷に限らず、メタルマスクを用いた蒸着法やスパッタで形成することもできる。なお、絶縁膜の形成は必須ではないが、液晶表示素子の上下基板間のショートを防止するため、形成することが望ましい。   In step S102, an insulating film is formed on each glass substrate on which the ITO pattern is formed by, for example, flexographic printing. The insulating film is formed in a portion corresponding to the display portion of the completed liquid crystal display element. The insulating film is not limited to printing, and can be formed by vapor deposition using a metal mask or sputtering. Note that the formation of the insulating film is not essential, but it is desirable to form it in order to prevent a short circuit between the upper and lower substrates of the liquid crystal display element.

ステップS103において、絶縁膜上に、絶縁膜とほぼ同じパターンの垂直配向膜を形成する。配向膜は、たとえば(株)日産化学製の垂直配向膜材料、SE−1211を使用して形成する。均一なモノドメイン配向が実現されるように、公知技術、たとえば、特許文献2に記載の方法を利用する。   In step S103, a vertical alignment film having substantially the same pattern as the insulating film is formed on the insulating film. The alignment film is formed using, for example, a vertical alignment film material manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., SE-1211. A known technique, for example, a method described in Patent Document 2 is used so that uniform monodomain alignment is realized.

次に、ステップS104において、配向膜にラビングによる配向処理を施す。ラビング処理工程は、布を巻いた円筒状のロールを高速で回転させ、配向膜上を擦る工程であり、配向膜にラビング処理を施すことで、液晶表示素子の液晶分子を一軸に(一方向に沿って)配向させることができる。たとえば、上下基板間の配向状態がアンチパラレル(反平行)となるように、ラビング処理を行う。   Next, in step S104, the alignment film is subjected to an alignment process by rubbing. The rubbing process is a process in which a cylindrical roll wound with a cloth is rotated at high speed and rubbed on the alignment film. By rubbing the alignment film, the liquid crystal molecules of the liquid crystal display element are uniaxially (unidirectional) Along). For example, the rubbing process is performed so that the alignment state between the upper and lower substrates is anti-parallel (anti-parallel).

なお、上下基板に施す配向処理は、ラビングの代わりに、光配向法、イオンビーム配向法、プラズマビーム配向法、斜め蒸着法等を用いて行ってもよい。   Note that the alignment treatment performed on the upper and lower substrates may be performed using a photo-alignment method, an ion beam alignment method, a plasma beam alignment method, an oblique deposition method, or the like instead of rubbing.

ステップS101〜S104の工程によって、パターニングされたITO電極、絶縁膜、配向処理の施された配向膜が、この順に形成された2枚のガラス基板(上側基板及び下側基板)を得る。   By the processes of steps S101 to S104, two glass substrates (an upper substrate and a lower substrate) in which the patterned ITO electrode, the insulating film, and the alignment film subjected to the alignment process are formed in this order are obtained.

ステップS105において、シール剤の印刷等を行う。たとえば熱硬化性のシール剤である(株)三井化学製のES−7500を、一方の基板上に、スクリーン印刷法で印刷する。このシール剤は、大きさ3.9μmのグラスファイバーを数%含んでいる。なお、ディスペンサを用いて、シール剤を塗布することもできる。また、熱硬化性ではなく、光硬化性のシール剤や、光・熱併用硬化型のシール剤を使ってもよい。   In step S105, a sealant is printed. For example, ES-7500 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., which is a thermosetting sealant, is printed on one substrate by a screen printing method. This sealant contains several percent of glass fiber having a size of 3.9 μm. In addition, a sealing agent can also be apply | coated using a dispenser. Further, instead of thermosetting, a photo-curing sealant or a photo / heat combination curable sealant may be used.

シール剤は、液晶層の形成を、真空注入法を用いて行う場合は、注入口を有する所定パターン、液晶滴下注入方式(One Drop Filling; ODF)を用いて行う場合は、注入口のない閉じられた所定パターンに印刷される。   The sealing agent is a liquid crystal layer formed when a vacuum injection method is used, a predetermined pattern having an injection port, and when a liquid crystal drop injection method (One Drop Filling; ODF) is used, it is closed without an injection port. The printed pattern is printed.

シール剤の印刷された基板に、更に、導通剤を所定パターンに印刷する。たとえば前出のシール剤ES−7500に、4.5μm径の、たとえば(株)積水化学工業製ミクロパールAUなどの金メッキを施したプラスチックボールを数%含ませたものを導通剤として、基板上にスクリーン印刷する。   A conductive agent is further printed in a predetermined pattern on the substrate on which the sealing agent is printed. For example, the above-mentioned sealant ES-7500 contains 4.5% diameter, for example, several percent of plastic balls with gold plating such as Micropearl AU manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. Print on screen.

また、シール剤及び導通剤パターンが印刷されていない他方の基板上に、たとえば4μm径のプラスチックボールを、ギャップコントロール剤として、乾式散布法にて散布する。プラスチックボールに代えて真し球を散布してもよい。液晶分子の配向を乱さないための表面処理が施されているギャップコントロール剤を用いることが好ましい。   Further, a plastic ball having a diameter of 4 μm, for example, is sprayed as a gap control agent on the other substrate on which the sealant and the conductive agent pattern are not printed by a dry spraying method. Instead of plastic balls, straight spheres may be sprayed. It is preferable to use a gap control agent that has been subjected to a surface treatment so as not to disturb the alignment of the liquid crystal molecules.

ステップS106において、上側及び下側基板を貼り合わせる。上下基板を位置合わせして重ね合わせ、プレスした状態で、熱処理によりシール剤を硬化させる。   In step S106, the upper and lower substrates are bonded together. In a state where the upper and lower substrates are aligned, overlapped and pressed, the sealant is cured by heat treatment.

ステップS107は分割工程である。スクライバー装置でガラス基板に傷をつけ、ブレイキングにより、所定形状、大きさの空セルを分割形成する。   Step S107 is a division process. The glass substrate is scratched with a scriber device, and empty cells of a predetermined shape and size are divided and formed by breaking.

ステップS108においては、分割形成された空セルに液晶を真空注入する。本願発明者らは、以下の4種類の液晶材料を注入し、4種類の液晶表示素子のサンプルを作製した。   In step S108, liquid crystal is vacuum injected into the separately formed empty cells. The inventors of the present application injected the following four types of liquid crystal materials to prepare samples of four types of liquid crystal display elements.

(a)誘電率異方性が負の液晶材料((株)メルク製)。   (A) Liquid crystal material having negative dielectric anisotropy (manufactured by Merck & Co., Inc.).

(b)上記(株)メルク製の液晶材料に、青色を呈する二色性色素((株)林原生物化学研究所製のG−472)を0.15wt%添加し、攪拌しながら液晶の相転位温度以上に加熱し、色素を液晶中に溶かし込んだ液晶材料。   (B) 0.15 wt% of a dichroic dye exhibiting a blue color (G-472 manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories) is added to the liquid crystal material manufactured by Merck Co., Ltd., and the liquid crystal phase is stirred. A liquid crystal material that is heated above the transition temperature and has its dye dissolved in the liquid crystal.

(c)上記(株)メルク製の液晶材料に、G−472を0.30wt%添加し、(b)と同じ方法で溶かし込んだ液晶材料。   (C) A liquid crystal material obtained by adding 0.30 wt% of G-472 to the above-mentioned liquid crystal material manufactured by Merck Co., Ltd., and dissolving it by the same method as in (b).

(d)上記(株)メルク製の液晶材料に、G−472を0.45wt%添加し、(b)と同じ方法で溶かし込んだ液晶材料。   (D) A liquid crystal material obtained by adding 0.45 wt% of G-472 to the liquid crystal material manufactured by Merck Co., Ltd. and dissolving it in the same manner as in (b).

以下、上記(a)、(b)、(c)、(d)の液晶材料を注入した液晶表示素子を、それぞれ比較サンプル、第1サンプル、第2サンプル、第3サンプルと呼ぶ。   Hereinafter, the liquid crystal display elements injected with the liquid crystal materials (a), (b), (c), and (d) are referred to as a comparative sample, a first sample, a second sample, and a third sample, respectively.

なお、G−472は、吸収ピーク波長が620nm、二色比が7.992(約8)の二色性色素である。通常の二色性色素においては、二色比は10以上であることが多いため、G−472は二色比が比較的低い色素であるといえる。   G-472 is a dichroic dye having an absorption peak wavelength of 620 nm and a dichroic ratio of 7.992 (about 8). In a normal dichroic dye, since the dichroic ratio is often 10 or more, it can be said that G-472 is a dye having a relatively low dichroic ratio.

ステップS109においては、液晶注入口をエンドシール剤で封止する。   In step S109, the liquid crystal inlet is sealed with an end sealant.

ステップS110において、面取りと洗浄を行う。面取りとは、端子の切断面の角にC面をつける作業である。また、液晶セルにはガラスごみが付着するため洗浄を実施する。   In step S110, chamfering and cleaning are performed. Chamfering is an operation of chamfering the corner of the cut surface of the terminal. Moreover, since glass dust adheres to a liquid crystal cell, it wash | cleans.

最後に、ステップS111において、2枚のガラス基板の、液晶層と反対側の面に偏光板を貼付する。2枚の偏光板は、透過軸が相互に直交するように(クロスニコルに)、かつ、透過軸がラビング方向に対し45°の角度をなすように配置した。また、両基板の透明電極間に、電源を接続する。   Finally, in step S111, a polarizing plate is attached to the surface of the two glass substrates opposite to the liquid crystal layer. The two polarizing plates were arranged so that the transmission axes were orthogonal to each other (in crossed Nicols) and the transmission axis was at an angle of 45 ° with the rubbing direction. A power source is connected between the transparent electrodes of both substrates.

図2は、実施例による液晶表示素子の製造方法で製造された液晶表示素子(実施例による液晶表示素子)の概略図である。   FIG. 2 is a schematic view of a liquid crystal display element (liquid crystal display element according to the example) manufactured by the method for manufacturing a liquid crystal display element according to the example.

実施例による液晶表示素子は、相互に平行に対向配置された上側基板10、下側基板20、及び両基板10、20間に挟持された垂直配向液晶層30を含んで構成される。   The liquid crystal display device according to the embodiment includes an upper substrate 10, a lower substrate 20, and a vertical alignment liquid crystal layer 30 sandwiched between the substrates 10 and 20, which are disposed to face each other in parallel.

上側基板10は、上側ガラス基板(透明基板)11、上側ガラス基板11上に形成された上側透明電極12、上側透明電極12上に形成された上側絶縁膜13、及び上側絶縁膜13上に形成された上側配向膜14を含む。同様に、下側基板20は、下側ガラス基板(透明基板)21、下側ガラス基板21上に形成された下側透明電極22、下側透明電極22上に形成された下側絶縁膜23、及び下側絶縁膜23上に形成された下側配向膜24を含む。   The upper substrate 10 is formed on the upper glass substrate (transparent substrate) 11, the upper transparent electrode 12 formed on the upper glass substrate 11, the upper insulating film 13 formed on the upper transparent electrode 12, and the upper insulating film 13. The upper alignment film 14 is included. Similarly, the lower substrate 20 includes a lower glass substrate (transparent substrate) 21, a lower transparent electrode 22 formed on the lower glass substrate 21, and a lower insulating film 23 formed on the lower transparent electrode 22. And a lower alignment film 24 formed on the lower insulating film 23.

上側及び下側透明電極12、22はたとえばITOで形成される。両電極12、22間に接続された電源40により、液晶表示素子が駆動される。   The upper and lower transparent electrodes 12 and 22 are made of, for example, ITO. The liquid crystal display element is driven by a power source 40 connected between the electrodes 12 and 22.

上側及び下側配向膜14、24には、たとえばラビングにより、アンチパラレルに配向処理が施されている。   The upper and lower alignment films 14 and 24 are subjected to an anti-parallel alignment process, for example, by rubbing.

液晶層30は、垂直配向する液晶層である。液晶分子30aは一軸に(上側及び下側基板10、20のラビング方向と平行な方向に沿って)、均一にモノドメイン配向する。また、液晶層30には、青色を呈する(黄色の波長を吸収する)二色性色素が均一に分散されている。   The liquid crystal layer 30 is a vertically aligned liquid crystal layer. The liquid crystal molecules 30a are uniaxially aligned (along a direction parallel to the rubbing direction of the upper and lower substrates 10 and 20) and are uniformly monodomain aligned. In the liquid crystal layer 30, a dichroic dye exhibiting a blue color (absorbing a yellow wavelength) is uniformly dispersed.

電源40によって、上側及び下側透明電極12、22間に電圧が印加されることにより、その間に存する液晶分子30a、及び二色性色素の配向状態が変化する。本図の液晶層30には、図面左側に電圧が印加されないときの液晶分子30a、及び二色性色素の配向状態を示し、図面右側に電圧が印加されたときのそれらの配向状態を示した。   When a voltage is applied between the upper and lower transparent electrodes 12 and 22 by the power source 40, the alignment state of the liquid crystal molecules 30a and the dichroic dye existing therebetween changes. In the liquid crystal layer 30 of the figure, the alignment state of the liquid crystal molecules 30a and the dichroic dye when no voltage is applied is shown on the left side of the drawing, and the alignment state when the voltage is applied is shown on the right side of the drawing. .

上側基板10、下側基板20の液晶層30と反対側の面には、それぞれ上側偏光板15、下側偏光板25が配置される。両偏光板15、25は、上側偏光板15の光透過軸と、下側偏光板25のそれとが相互に直交するように(クロスニコルに)、かつ、光透過軸が、上側及び下側基板10、20のラビング方向に対し45°の角度をなすように配置される。このため、実施例による液晶表示素子は、ノーマリブラックタイプの液晶表示素子である。   An upper polarizing plate 15 and a lower polarizing plate 25 are disposed on the surfaces of the upper substrate 10 and the lower substrate 20 opposite to the liquid crystal layer 30, respectively. Both polarizing plates 15 and 25 are such that the light transmission axis of the upper polarizing plate 15 and that of the lower polarizing plate 25 are orthogonal to each other (in crossed Nicols), and the light transmission axes are the upper and lower substrates. It arrange | positions so that the angle of 45 degrees may be made with respect to the rubbing direction of 10 and 20. Therefore, the liquid crystal display element according to the embodiment is a normally black type liquid crystal display element.

本願発明者らは、実施例による液晶表示素子(第1〜第3サンプル)及び比較サンプルの電気光学特性を評価した。評価には、(株)大塚電子製の液晶表示素子評価装置、LCD−5200を用いた。   The inventors of the present application evaluated the electro-optical characteristics of the liquid crystal display elements (first to third samples) according to the examples and the comparative sample. For the evaluation, a liquid crystal display element evaluation apparatus, LCD-5200, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used.

まず、比較サンプル及び第1〜第3サンプルについて、駆動電圧とコントラストとの関係を調べた。各サンプルは、150Hz、1/4デューティ、1/3バイアスで駆動し、コントラストは、各サンプルの上側及び下側基板10、20の法線方向から測定した。   First, the relationship between the drive voltage and the contrast was examined for the comparative sample and the first to third samples. Each sample was driven at 150 Hz, 1/4 duty, and 1/3 bias, and contrast was measured from the normal direction of the upper and lower substrates 10 and 20 of each sample.

図3(A)及び(B)は、駆動電圧とコントラスト比との関係を示すグラフである。各図において、グラフの横軸は、駆動電圧を単位「ボルト(V)」で表し、縦軸はコントラスト比を表す。図3(A)のバツ印を結んだ曲線は、比較サンプルについての両者の関係を示す。また、図3(B)の黒四角、黒菱形、黒三角を結んだ曲線は、それぞれ第1サンプル、第2サンプル、第3サンプルに関する両者の関係を示す。   3A and 3B are graphs showing the relationship between the drive voltage and the contrast ratio. In each figure, the horizontal axis of the graph represents the drive voltage in the unit of “volt (V)”, and the vertical axis represents the contrast ratio. The curve connecting the crosses in FIG. 3A shows the relationship between the comparative samples. In addition, the curves connecting the black squares, the black diamonds, and the black triangles in FIG. 3B indicate the relationship between the first sample, the second sample, and the third sample, respectively.

二色性色素無添加の比較サンプルと比べ、色素を添加した第1〜第3サンプルのコントラストが高いことがわかる。特に、二色性色素添加量が0.15wt%の第1サンプル、0.30wt%の第2サンプルのコントラスト特性が優れている。この結果は、本願発明者らの予期の範囲外であったが、色素の添加により効果的にOFF表示時(OFF電圧印加時)の黒レベルが改善されたため、及び、色素添加量の少ないサンプル(第1及び第2サンプル)では、前述した、色素添加によるON表示時の白レベルの低下現象が顕著には現れなかったためと考えられる。青色を呈する二色性色素が、ホスト液晶に対し、0.001wt%以上、より好ましくは、0.01wt%以上の添加量で添加されていれば、コントラスト向上の効果を奏することが可能であろう。   It can be seen that the contrast of the first to third samples to which the dye is added is higher than that of the comparative sample to which no dichroic dye is added. In particular, the contrast characteristics of the first sample with an added amount of dichroic dye of 0.15 wt% and the second sample with 0.30 wt% are excellent. Although this result was outside the range expected by the inventors of the present application, the black level at the time of OFF display (when the OFF voltage was applied) was effectively improved by the addition of the dye, and the sample with a small amount of the dye addition In the (first and second samples), it is considered that the white level lowering phenomenon at the ON display due to the addition of the dye did not appear remarkably. If the dichroic dye exhibiting a blue color is added to the host liquid crystal in an amount of 0.001 wt% or more, more preferably 0.01 wt% or more, the effect of improving the contrast can be obtained. Let's go.

次に、本願発明者らは、比較サンプル及び第1〜第3サンプルのON表示(明表示)について、様々に視角方向(観察角度、極角)を変化させ、光の波長と透過率との関係を調べた。視角方向(観察角度、極角)は、黄変が最も目立ちやすい方位である最適視認方位において変化させた。   Next, the inventors of the present application varied the viewing angle direction (observation angle, polar angle) for ON display (bright display) of the comparative sample and the first to third samples, and changed the light wavelength and transmittance. I investigated the relationship. The viewing angle direction (observation angle, polar angle) was changed in the optimum viewing direction, which is the direction in which yellowing is most noticeable.

図4(A)〜(D)は、ON表示(明表示)について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。比較サンプル及び第1〜第3サンプルの表示方法は、図3(A)及び(B)におけるそれらと等しく、たとえばバツ印を結んだ曲線は、比較サンプルについての光の波長と透過率との関係を示す。図4(A)は、極角0°方向(基板法線方向)からの観察結果である。図4(B)、(C)、(D)はそれぞれ極角15°方向、30°方向、50°方向からの観察結果を示す。   4A to 4D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for ON display (bright display). The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The display methods of the comparative sample and the first to third samples are the same as those in FIGS. 3A and 3B. For example, the cross-curved curve indicates the relationship between the light wavelength and the transmittance for the comparative sample. Indicates. FIG. 4A shows an observation result from the polar angle 0 ° direction (substrate normal direction). 4B, 4C, and 4D show observation results from polar angles of 15 °, 30 °, and 50 °, respectively.

図4(A)を参照する。極角0°方向からの観察においては、比較サンプルと第1サンプルとで、ほぼ等しい波長−透過率特性が得られている。色素分子は液晶分子とともに垂直配向から傾いているものの、0.15wt%の添加量では、ほとんど色として観察されないことがわかる。色素添加量が0.30wt%の第2サンプルでは、光透過率の低下が認められ、特に色素で吸収される550nm〜600nmの波長の光の透過率が低い。色素添加量が0.45wt%の第3サンプルでは、すべての波長領域において光透過率が低下している。明るい表示を実現するためには、色素添加量を0.5wt%未満とすることが好ましく、0.45wt%以下とすることがより好ましいであろう。0.5wt%以上の色素添加は望ましくないと考えられる。   Reference is made to FIG. In observation from the polar angle 0 ° direction, substantially the same wavelength-transmittance characteristics are obtained in the comparative sample and the first sample. Although the dye molecules are inclined with respect to the vertical alignment together with the liquid crystal molecules, it is understood that almost no color is observed when the addition amount is 0.15 wt%. In the second sample with the dye addition amount of 0.30 wt%, a decrease in light transmittance is observed, and in particular, the transmittance of light having a wavelength of 550 nm to 600 nm absorbed by the dye is low. In the third sample in which the dye addition amount is 0.45 wt%, the light transmittance is reduced in all wavelength regions. In order to realize a bright display, it is preferable that the amount of dye added is less than 0.5 wt%, and more preferably 0.45 wt% or less. Addition of 0.5 wt% or more of dye is considered undesirable.

図4(B)を参照する。極角15°方向からの観察においては、極角0°方向からの観察(図4(A))に比べ、比較サンプルにつき、光透過率の波長依存性が現れはじめ、他色よりも青色の透過率が低めとなる傾向、すなわち黄変のはじまりが認められる。   Reference is made to FIG. In the observation from the polar angle of 15 °, compared to the observation from the polar angle of 0 ° (FIG. 4 (A)), the wavelength dependence of the light transmittance starts to appear for the comparative sample, which is bluer than other colors. A tendency for the transmittance to become lower, that is, the beginning of yellowing is observed.

第1サンプルの光透過率は、比較サンプルのそれよりも低くなる。特に、色素で吸収される550nm〜600nmの波長の光透過率において差が生じる。しかしカラーバランスの観点からは、第1サンプルが比較サンプルよりも良好であると考えることも可能である。   The light transmittance of the first sample is lower than that of the comparative sample. In particular, a difference occurs in the light transmittance at a wavelength of 550 nm to 600 nm absorbed by the dye. However, from the viewpoint of color balance, it can be considered that the first sample is better than the comparative sample.

第2及び第3サンプルはいずれも良好なカラーバランスを実現していると考えることができるが、光透過率は図4(A)に示す極角0°方向からの測定結果とほぼ同じ比率で低下している。   Although both the second and third samples can be considered to have achieved a good color balance, the light transmittance is almost the same as the measurement result from the polar angle 0 ° direction shown in FIG. It is falling.

図4(C)及び(D)を参照する。極角30°方向及び50°方向からの観察においては、比較サンプルにつき、図4(A)及び(B)に示す場合に比べ、光透過率の波長依存性が顕著となり、他色よりも青色の透過率が低くなる傾向、すなわち黄変が明瞭に認められる。前述のように、黄変は表示品質を低下させる現象であり、特に、比較的明るい方位である最適視認方位においては、明るさの低下よりも好ましくないとされている。   Reference is made to FIGS. 4C and 4D. In the observation from the polar angle 30 ° direction and the 50 ° direction, the wavelength dependence of the light transmittance is more remarkable for the comparative sample than in the case shown in FIGS. The tendency of the transmittance of the film to become low, that is, yellowing is clearly recognized. As described above, yellowing is a phenomenon that deteriorates display quality. In particular, in the optimal viewing direction that is a relatively bright direction, it is considered to be less preferable than a decrease in brightness.

第1サンプルの光透過率は、比較サンプルのそれよりも一層低くなる。光透過率の低下が著しいのは、特に550nm以上の波長領域においてである。しかしカラーバランスの観点からは、第1サンプルが比較サンプルよりも極めて良好であると考えられる。   The light transmittance of the first sample is even lower than that of the comparative sample. The decrease in light transmittance is particularly significant in the wavelength region of 550 nm or more. However, from the viewpoint of color balance, the first sample is considered to be much better than the comparative sample.

第2及び第3サンプルはいずれも極めて良好なカラーバランスを実現していると考えられるが、光透過率は図4(A)及び(B)に示す測定結果とほぼ同じ比率で低下している。   Both the second and third samples are considered to have achieved a very good color balance, but the light transmittance is reduced at the same rate as the measurement results shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B). .

続いて、本願発明者らは、比較サンプル及び第1〜第3サンプルのOFF表示(黒表示)について、様々に視角方向を変化させ、光の波長と透過率との関係を調べた。視角方向は最適視認方位において変化させた。   Subsequently, the inventors of the present application examined the relationship between the wavelength of light and the transmittance by changing the viewing angle direction variously for the OFF display (black display) of the comparative sample and the first to third samples. The viewing angle direction was changed in the optimal viewing direction.

図5(A)〜(D)は、OFF表示(黒表示)について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。比較サンプル及び第1〜第3サンプルの表示方法は、図3(A)、(B)及び図4(A)〜(D)におけるそれらと等しい。図5(A)は、極角0°方向からの観察結果である。図5(B)、(C)、(D)はそれぞれ極角15°方向、30°方向、50°方向からの観察結果を示す。   5A to 5D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for OFF display (black display). The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The display methods of the comparative sample and the first to third samples are the same as those in FIGS. 3 (A) and 3 (B) and FIGS. 4 (A) to 4 (D). FIG. 5A shows an observation result from the polar angle 0 ° direction. FIGS. 5B, 5C, and 5D show observation results from polar angles of 15 °, 30 °, and 50 °, respectively.

図5(A)及び(B)を参照する。極角0°方向、及び15°方向からの観察においては、比較サンプル、及び第1〜第3サンプルの波長−透過率特性にほとんど差はない。垂直配向型の液晶表示素子であるため、基板法線方向及びそれに近い方向からの観察では、有意差がないものと考えられる。   Reference is made to FIGS. In observation from the polar angle 0 ° direction and the 15 ° direction, there is almost no difference in the wavelength-transmittance characteristics of the comparative sample and the first to third samples. Since it is a vertical alignment type liquid crystal display element, it is considered that there is no significant difference in observation from the substrate normal direction and a direction close thereto.

図5(C)及び(D)を参照する。極角が30°以上である方向からの観察においては、色素の添加による相違が明瞭に認められ、添加量が多いほど光透過率が低くなることがわかる。   Reference is made to FIGS. In the observation from the direction where the polar angle is 30 ° or more, the difference due to the addition of the dye is clearly recognized, and it can be seen that the light transmittance decreases as the addition amount increases.

更に、本願発明者らは、比較サンプル及び第1〜第3サンプルの背景表示(透明電極12、22が形成されていない領域の表示)について、様々に視角方向を変化させ、光の波長と透過率との関係を調べた。視角方向は最適視認方位において変化させた。   Further, the inventors of the present application varied the viewing angle direction for the background display of the comparative sample and the first to third samples (display of the region where the transparent electrodes 12 and 22 are not formed), and the wavelength and transmission of the light. The relationship with rate was examined. The viewing angle direction was changed in the optimal viewing direction.

図6(A)〜(D)は、背景表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。比較サンプル及び第1〜第3サンプルの表示方法は、図3(A)、(B)、図4(A)〜(D)、及び図5(A)〜(D)におけるそれらと等しい。図6(A)は、極角0°方向からの観察結果である。図6(B)、(C)、(D)はそれぞれ極角15°方向、30°方向、50°方向からの観察結果を示す。   6A to 6D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for background display. The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The display methods of the comparative sample and the first to third samples are the same as those in FIGS. 3A, 3B, 4A to 4D, and 5A to 5D. FIG. 6A shows an observation result from the polar angle 0 ° direction. FIGS. 6B, 6C, and 6D show observation results from polar angles of 15 °, 30 °, and 50 °, respectively.

図6(A)及び(B)を参照する。極角0°方向、及び15°方向からの観察においては、OFF表示の場合と同様に、比較サンプル、及び第1〜第3サンプルの波長−透過率特性にほとんど差はない。   Reference is made to FIGS. 6A and 6B. In the observation from the polar angle 0 ° direction and the 15 ° direction, there is almost no difference in the wavelength-transmittance characteristics of the comparative sample and the first to third samples as in the case of OFF display.

図6(C)及び(D)を参照する。極角が30°以上である方向からの観察においては、色素の添加による相違が認められ、添加量が多いほど光透過率が低くなることがわかる。   Reference is made to FIGS. 6C and 6D. In the observation from the direction where the polar angle is 30 ° or more, a difference due to the addition of the dye is recognized, and it can be seen that the light transmittance decreases as the addition amount increases.

最後に、本願発明者らは、比較サンプル及び第1〜第3サンプルについて、背景表示とOFF電圧印加時の表示(OFF表示)の波長−透過率特性を比較した。   Finally, the inventors of the present application compared the wavelength-transmittance characteristics of the background display and the display when the OFF voltage is applied (OFF display) for the comparative sample and the first to third samples.

図7(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角30°方向から観察した比較サンプル、第1〜第3サンプルについての比較結果を示すグラフである。また、図8(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角50°方向から観察したそれらを示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。黒四角を結んだ曲線は、背景表示についての光の波長と透過率との関係を示す。黒菱形を結んだ曲線は、OFF表示に関する両者の関係を示す。   FIGS. 7A to 7D are graphs showing comparison results for the comparative sample and the first to third samples observed from the polar angle 30 ° direction of the optimum viewing direction. 8A to 8D are graphs showing those observed from the polar angle 50 ° direction of the optimum viewing direction. The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The curve connecting the black squares shows the relationship between the light wavelength and the transmittance for the background display. The curve connecting the black diamonds shows the relationship between the two relating to the OFF display.

図7(A)〜(D)を比較参照する。色素の添加量が多いサンプルの方が、僅かながら背景表示とOFF表示との間の、光透過率(明るさ)の差が小さいことがわかる。   Reference is made to FIGS. It can be seen that the sample with a larger amount of dye added has a smaller difference in light transmittance (brightness) between the background display and the OFF display.

図8(A)〜(D)を比較参照する。色素の添加されたサンプル(第1〜第3サンプル)の方が色素無添加のサンプル(比較サンプル)よりも、明らかに両表示間の光透過率(明るさ)の差が小さい。特に、第3サンプルにおいてその差が小さく、OFFセグ見えの抑制された優れた表示を実現可能であることがわかる。   8A to 8D are comparatively referred to. The difference in light transmittance (brightness) between the two displays is clearly smaller in the sample to which the dye is added (first to third samples) than in the sample to which no dye is added (comparative sample). In particular, the difference is small in the third sample, and it can be seen that an excellent display in which OFF segment appearance is suppressed can be realized.

これらのことより、液晶表示素子を斜め方向、殊に深い極角角度方向から観察したときのOFFセグ見えが、色素の添加により軽減されることが理解される。なお、色素の添加量を増すとOFFセグ見えを、より低減することが可能である。   From these facts, it is understood that the OFF seg appearance when the liquid crystal display element is observed from an oblique direction, particularly from a deep polar angle direction, is reduced by the addition of a dye. It should be noted that OFF seg appearance can be further reduced by increasing the amount of dye added.

次に本願発明者らは、液晶材料に添加する二色性色素を異ならせて、新たに3種類の液晶表示素子のサンプルを作製した。添加したのは、(株)林原生物化学研究所製の青色を呈する、吸収ピーク波長が550nm、二色比が14.8(約15)の二色性色素である。二色比が中程度の材料であるといえる。   Next, the inventors of the present application newly prepared three types of liquid crystal display element samples by changing the dichroic dye added to the liquid crystal material. A dichroic dye having an absorption peak wavelength of 550 nm and a dichroic ratio of 14.8 (about 15), which is blue, manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories Co., Ltd., was added. It can be said that the material has a medium dichroic ratio.

この二色性色素を、比較サンプルの液晶層を構成する液晶材料に、0.15wt%添加し、攪拌しながら液晶の相転位温度以上に加熱して溶かし込み、第4サンプルを作製した。同様に、0.30wt%、0.45wt%を添加した第5、第6サンプルを作製した。そして第4〜第6サンプルについても、(株)大塚電子製の液晶表示素子評価装置、LCD−5200を用いて、電気光学特性を評価した。   The dichroic dye was added to the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer of the comparative sample in an amount of 0.15 wt%, and heated to a temperature higher than the phase transition temperature of the liquid crystal while stirring to prepare a fourth sample. Similarly, fifth and sixth samples added with 0.30 wt% and 0.45 wt% were produced. And about the 4th-6th sample, the electro-optical characteristic was evaluated using the liquid crystal display element evaluation apparatus by the Otsuka Electronics Co., Ltd. and LCD-5200.

まず、駆動電圧とコントラストとの関係を調べた。各サンプルは、150Hz、1/4デューティ、1/3バイアスで駆動し、コントラストは、各サンプルの上側及び下側基板10、20の法線方向から測定した。   First, the relationship between drive voltage and contrast was examined. Each sample was driven at 150 Hz, 1/4 duty, and 1/3 bias, and contrast was measured from the normal direction of the upper and lower substrates 10 and 20 of each sample.

図9は、駆動電圧とコントラスト比との関係を示すグラフである。グラフの横軸は、駆動電圧を単位「ボルト(V)」で表し、縦軸はコントラスト比を表す。黒四角、黒菱形、黒三角を結んだ曲線は、それぞれ第4サンプル、第5サンプル、第6サンプルに関する両者の関係を示す。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between the drive voltage and the contrast ratio. The horizontal axis of the graph represents the drive voltage in the unit “volt (V)”, and the vertical axis represents the contrast ratio. Curves connecting black squares, black diamonds, and black triangles indicate the relationship between the fourth sample, the fifth sample, and the sixth sample, respectively.

図3(A)に関係を示した、二色性色素無添加の比較サンプルと比べ、色素を添加した第4〜第6サンプルのコントラストが高いことがわかる。特に、二色性色素添加量が0.15wt%の第4サンプル、0.30wt%の第5サンプルのコントラスト特性が優れている。この結果は、本願発明者らの予期の範囲外であったが、色素の添加により効果的にOFF表示時の黒レベルが改善されたため、及び、色素添加量の少ない第4及び第5サンプルでは、色素添加によるON表示時の白レベルの低下現象が顕著には現れなかったためと考えられる。青色を呈する二色性色素が、ホスト液晶に対し、0.001wt%以上、より好ましくは、0.01wt%以上の添加量で添加されていれば、コントラスト向上の効果を奏することが可能であろう。   It can be seen that the contrast of the fourth to sixth samples to which the dye was added is higher than that of the comparative sample without the dichroic dye added as shown in FIG. In particular, the contrast characteristics of the fourth sample with 0.15 wt% dichroic dye addition and the fifth sample with 0.30 wt% are excellent. Although this result was outside the range expected by the inventors of the present application, the black level during OFF display was effectively improved by the addition of the dye, and in the fourth and fifth samples where the dye addition amount was small. This is probably because the decrease in white level during ON display due to the addition of a dye did not appear remarkably. If the dichroic dye exhibiting a blue color is added to the host liquid crystal in an amount of 0.001 wt% or more, more preferably 0.01 wt% or more, the effect of improving the contrast can be obtained. Let's go.

次に、本願発明者らは、比較サンプル及び第4〜第6サンプルのON表示について、様々に視角方向(観察角度、極角)を変化させ、光の波長と透過率との関係を調べた。視角方向(観察角度、極角)は、黄変が最も目立ちやすい方位である最適視認方位において変化させた。   Next, the inventors of the present application examined the relationship between the wavelength of light and the transmittance by changing the viewing angle direction (observation angle, polar angle) variously for the ON display of the comparative sample and the fourth to sixth samples. . The viewing angle direction (observation angle, polar angle) was changed in the optimum viewing direction, which is the direction in which yellowing is most noticeable.

図10(A)〜(D)は、ON表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。比較サンプル及び第4〜第6サンプルの表示方法は、図3(A)及び図9におけるそれらと等しい。図10(A)は、極角0°方向(基板法線方向)からの観察結果である。図10(B)、(C)、(D)はそれぞれ極角15°方向、30°方向、50°方向からの観察結果を示す。   10A to 10D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for ON display. The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The display methods of the comparative sample and the fourth to sixth samples are the same as those in FIGS. 3 (A) and 9. FIG. 10A shows an observation result from the polar angle 0 ° direction (substrate normal direction). FIGS. 10B, 10C, and 10D show observation results from polar angles of 15 °, 30 °, and 50 °, respectively.

図10(A)を参照する。前述したように、極角0°方向から観察した場合、比較サンプルと第1サンプルとでは、ほぼ等しい波長−透過率特性が得られたが、比較サンプルと第4サンプルとでは、波長−透過率特性に差が見られ、第4サンプルにおいては、0.15wt%の添加量であっても、光透過率が低下している。これは添加した二色性色素の二色比の影響であろう。第4サンプルに添加した二色性色素の二色比は、第1サンプルに添加した色素のそれより大きいため、電圧がONされ、液晶分子及び色素分子が傾いたときに、法線方向からでも色素の吸収が見られ、透過率が低下したものと考えられる。色素添加量が0.30wt%の第5サンプル、0.45wt%の第6サンプルにおいては、一層光透過率が低下し、特に色素で吸収される550nm〜600nmの波長の光の透過率が低い。   Reference is made to FIG. As described above, when observed from the polar angle 0 ° direction, the comparative sample and the first sample have almost the same wavelength-transmittance characteristics, but the comparative sample and the fourth sample have wavelength-transmittance. There is a difference in characteristics, and in the fourth sample, the light transmittance is reduced even when the addition amount is 0.15 wt%. This will be the effect of the dichroic ratio of the added dichroic dye. Since the dichroic ratio of the dichroic dye added to the fourth sample is larger than that of the dye added to the first sample, even when the voltage is turned on and the liquid crystal molecules and the dye molecules are tilted, even from the normal direction. It is considered that the absorption of the dye was observed and the transmittance was lowered. In the fifth sample with 0.30 wt% dye addition and the sixth sample with 0.45 wt%, the light transmittance is further reduced, and in particular, the transmittance of light having a wavelength of 550 nm to 600 nm absorbed by the dye is low. .

図10(B)〜(D)を参照する。傾いた角度から観察した場合でも、第4サンプルの光透過率は、比較サンプルのそれよりも低くなる。しかしそれは主として550nm以上の波長範囲においてであり、カラーバランスの観点からは、第4サンプルが比較サンプルよりも良好であると考えることができる。第5及び第6サンプルはいずれも更に良好なカラーバランスを実現していると考えることができるが、光透過率は極角0°方向からの測定結果とほぼ同じ比率で低下している。   Reference is made to FIGS. Even when observed from an inclined angle, the light transmittance of the fourth sample is lower than that of the comparative sample. However, this is mainly in the wavelength range of 550 nm or more, and from the viewpoint of color balance, it can be considered that the fourth sample is better than the comparative sample. Although it can be considered that both the fifth and sixth samples achieve a better color balance, the light transmittance is reduced at a rate almost the same as the measurement result from the polar angle 0 ° direction.

続いて、本願発明者らは、第4〜第6サンプルのOFF表示について、様々に視角方向を変化させ、光の波長と透過率との関係を調べた。視角方向は最適視認方位において変化させた。   Subsequently, the inventors of the present application examined the relationship between the wavelength of light and the transmittance by changing the viewing angle direction for the OFF display of the fourth to sixth samples. The viewing angle direction was changed in the optimal viewing direction.

図11(A)〜(D)は、OFF表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。比較サンプル及び第4〜第6サンプルの表示方法は、図10(A)〜(D)におけるそれらと等しい。図11(A)は、極角0°方向からの観察結果である。図11(B)、(C)、(D)はそれぞれ極角15°方向、30°方向、50°方向からの観察結果を示す。   FIGS. 11A to 11D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for OFF display. The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The display methods of the comparative sample and the fourth to sixth samples are the same as those in FIGS. 10 (A) to 10 (D). FIG. 11A shows an observation result from the polar angle 0 ° direction. 11B, 11C, and 11D show observation results from polar angles of 15 °, 30 °, and 50 °, respectively.

図11(A)及び(B)を参照する。極角0°方向、及び15°方向からの観察においては、比較サンプル、及び第4〜第6サンプルの波長−透過率特性にほとんど差はない。垂直配向型の液晶表示素子であるため、基板法線方向及びそれに近い方向からの観察では、有意差がないものと考えられる。   Reference is made to FIGS. 11A and 11B. In observation from the polar angle 0 ° direction and the 15 ° direction, there is almost no difference in the wavelength-transmittance characteristics of the comparative sample and the fourth to sixth samples. Since it is a vertical alignment type liquid crystal display element, it is considered that there is no significant difference in observation from the substrate normal direction and a direction close thereto.

図11(C)及び(D)を参照する。極角が30°以上である方向からの観察においては、色素の添加による相違が認められ、添加量が多いほどOFF表示の光透過率が低くなる傾向がわずかにあるが、色素が添加されていれば、光透過率は一様に低いことがわかる。   Reference is made to FIGS. 11C and 11D. In the observation from the direction where the polar angle is 30 ° or more, there is a difference due to the addition of the dye, and there is a slight tendency that the light transmittance of the OFF display decreases as the addition amount increases, but the dye is added. Then, it can be seen that the light transmittance is uniformly low.

更に、本願発明者らは、第4〜第6サンプルの背景表示について、様々に視角方向を変化させ、光の波長と透過率との関係を調べた。視角方向は最適視認方位において変化させた。   Furthermore, the inventors of the present application examined the relationship between the wavelength of light and the transmittance by changing the viewing angle direction variously for the background displays of the fourth to sixth samples. The viewing angle direction was changed in the optimal viewing direction.

図12(A)〜(D)は、背景表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。比較サンプル及び第4〜第6サンプルの表示方法は、図10(A)〜(D)におけるそれらと等しい。図12(A)は、極角0°方向からの観察結果である。図12(B)、(C)、(D)はそれぞれ極角15°方向、30°方向、50°方向からの観察結果を示す。   12A to 12D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for background display. The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The display methods of the comparative sample and the fourth to sixth samples are the same as those in FIGS. 10 (A) to 10 (D). FIG. 12A shows an observation result from the polar angle 0 ° direction. 12B, 12C, and 12D show observation results from polar angles of 15 °, 30 °, and 50 °, respectively.

図12(A)及び(B)を参照する。極角0°方向、及び15°方向からの観察においては、OFF表示の場合と同様に、比較サンプル、及び第4〜第6サンプルの波長−透過率特性にほとんど差はない。   Reference is made to FIGS. In the observation from the polar angle 0 ° direction and the 15 ° direction, there is almost no difference in the wavelength-transmittance characteristics of the comparative sample and the fourth to sixth samples, as in the case of OFF display.

図12(C)及び(D)を参照する。極角が30°以上である方向からの観察においては、色素の添加による相違が認められ、添加量が多いほど光透過率が低くなる傾向がわずかにあるが、色素が添加されていれば一様に透過率は低いことがわかる。   Reference is made to FIGS. In the observation from the direction where the polar angle is 30 ° or more, a difference due to the addition of the dye is observed, and the light transmittance tends to decrease as the addition amount increases. As can be seen, the transmittance is low.

最後に、本願発明者らは、比較サンプル及び第4〜第6サンプルについて、背景表示とOFF表示の波長−透過率特性を比較した。   Finally, the inventors of the present application compared the wavelength-transmittance characteristics of the background display and the OFF display for the comparative sample and the fourth to sixth samples.

図13(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角30°方向から観察した比較サンプル、第4〜第6サンプルについての比較結果を示すグラフである。また、図14(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角50°方向から観察したそれらを示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。黒四角を結んだ曲線は、背景表示についての光の波長と透過率との関係を示す。黒菱形を結んだ曲線は、OFF表示に関する両者の関係を示す。   FIGS. 13A to 13D are graphs showing the comparison results for the comparative sample and the fourth to sixth samples, respectively, observed from the polar angle 30 ° direction of the optimal viewing direction. 14A to 14D are graphs showing those observed from the polar angle 50 ° direction of the optimum viewing direction. The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The curve connecting the black squares shows the relationship between the light wavelength and the transmittance for the background display. The curve connecting the black diamonds shows the relationship between the two relating to the OFF display.

図13(A)〜(D)を比較参照する。色素の添加量が多いサンプルの方が、背景表示とOFF表示との間の、光透過率(明るさ)の差が小さいことがわかる。ただし、第1〜第3のサンプルと比べた場合、その差は大きい。   Reference is made to FIGS. It can be seen that the sample with a larger amount of added dye has a smaller difference in light transmittance (brightness) between the background display and the OFF display. However, the difference is large when compared with the first to third samples.

図14(A)〜(D)を比較参照する。色素の添加されたサンプル(第4〜第6サンプル)の方が色素無添加のサンプル(比較サンプル)よりも、明らかに両表示間の光透過率(明るさ)の差が小さい。なお、色素添加による両表示間の光透過率の差の縮小効果は、色素の添加量に大きくは依存せず、添加量0.15wt%の第4サンプルと添加量0.45wt%の第6サンプルとの間で、ほぼ同等の効果が認められる。   Reference is made to FIGS. The difference in light transmittance (brightness) between the two displays is clearly smaller in the sample to which the dye was added (fourth to sixth samples) than in the sample to which no dye was added (comparative sample). The effect of reducing the difference in light transmittance between the two displays due to the addition of the dye does not greatly depend on the added amount of the dye, and the fourth sample with the added amount of 0.15 wt% and the sixth sample with the added amount of 0.45 wt%. An almost equivalent effect is observed with the sample.

第4〜第6サンプルに関する測定結果からも、液晶表示素子を斜め方向、殊に深い極角角度方向から観察したときのOFFセグ見えが、色素の添加により軽減されることが理解される。   From the measurement results for the fourth to sixth samples, it is understood that the OFF seg appearance when the liquid crystal display element is observed from an oblique direction, particularly from a deep polar angle direction, is reduced by the addition of a dye.

なお、図15に、比較サンプル及び第4〜第6サンプルに関する色度図を示す。比較サンプル及び第4〜第6サンプルの表示方法は、図10(A)〜(D)におけるそれらと等しい。比較サンプルと比べ、第5及び第6サンプルは、視認角度による色度の変化が明らかに小さい。第4のサンプルも、比較サンプルよりは、色度変化の視認角度依存性が小さい。   In addition, in FIG. 15, the chromaticity diagram regarding a comparative sample and the 4th-6th sample is shown. The display methods of the comparative sample and the fourth to sixth samples are the same as those in FIGS. 10 (A) to 10 (D). Compared with the comparative sample, the fifth and sixth samples clearly have a small change in chromaticity depending on the viewing angle. The fourth sample also has a smaller viewing angle dependency of the chromaticity change than the comparative sample.

また、第4〜第6サンプルに添加した二色性色素は、カラーシフトを発現させる。これを利用すれば、色素の添加により、液晶表示素子の白表示の色調を制御することができる。この色素材料の場合、色調が紫(赤)側に変化しており、液晶表示素子のユーザに嫌われがちな黄色っぽい色味が変化している。色素の選択により、色味についてユーザの好みに合わせることが可能である。   Moreover, the dichroic dye added to the fourth to sixth samples causes a color shift. If this is utilized, the color tone of the white display of a liquid crystal display element can be controlled by addition of a pigment. In the case of this pigment material, the color tone changes to the violet (red) side, and the yellowish color that tends to be disliked by the user of the liquid crystal display element changes. By selecting the pigment, it is possible to match the user's preference for the color.

続いて本願発明者らは、液晶層を構成する液晶材料、及び、液晶材料に添加する二色性色素を異ならせて、更に4種類の液晶表示素子のサンプル(第2比較サンプル、及び第7〜第9サンプル)を作製した。   Subsequently, the inventors of the present application differed in the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer and the dichroic dye added to the liquid crystal material, and further provided four types of liquid crystal display element samples (second comparative sample and seventh sample). To 9th sample).

用いた液晶材料が、(株)メルク製の誘電率異方性が負の液晶材料であるという点は、比較サンプル、及び第1〜第6サンプルと同じである。また、(株)林原生物化学研究所製の青色を呈する、吸収ピーク波長が600nm、二色比が15.1(約15)の二色性色素を液晶材料に添加した。この二色性色素の二色比は中程度である。   The liquid crystal material used is the same as the comparative sample and the first to sixth samples in that the dielectric anisotropy made by Merck is negative. Further, a dichroic dye having a blue absorption peak wavelength of 600 nm and a dichroic ratio of 15.1 (about 15) manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratories Co., Ltd. was added to the liquid crystal material. The dichroic ratio of this dichroic dye is medium.

液晶層に二色性色素を添加しないサンプルを、第2比較サンプルとした。また、二色性色素を、第2比較サンプルの液晶層を構成する液晶材料に、0.15wt%添加し、攪拌しながら液晶の相転位温度以上に加熱して溶かし込み、第7サンプルを作製した。同様に、0.30wt%、0.45wt%を添加した第8、第9サンプルを作製した。   A sample in which no dichroic dye was added to the liquid crystal layer was used as a second comparative sample. In addition, 0.15 wt% of the dichroic dye is added to the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer of the second comparative sample, and the mixture is heated and dissolved above the phase transition temperature of the liquid crystal while stirring to prepare a seventh sample. did. Similarly, eighth and ninth samples added with 0.30 wt% and 0.45 wt% were produced.

なお、第2比較サンプル、及び第7〜第9サンプルの作製に当たっては、比較サンプル、及び第1〜第6サンプルとは異なる垂直配向膜を用いた。用いたのは、ラビングを行っても、90°近いプレティルト角を得やすい垂直配向膜である。また、液晶セルの形成に際して、大きさ4.2μmのグラスファイバーを数%含んだシール剤を使用し、かつ、4.25μm径のプラスチックボールを、ギャップコントロール剤として散布することで、セル厚を比較サンプル、及び第1〜第6サンプルよりも厚くした。更に、視角補償板(光学補償板)付きの偏光板を液晶セルに貼付した。   In producing the second comparative sample and the seventh to ninth samples, a vertical alignment film different from the comparative sample and the first to sixth samples was used. A vertical alignment film that easily obtains a pretilt angle close to 90 ° even when rubbing is used. In addition, when forming a liquid crystal cell, the thickness of the cell can be reduced by using a sealant containing several percent of 4.2 μm glass fiber and spraying 4.25 μm diameter plastic balls as a gap control agent. It was thicker than the comparative sample and the first to sixth samples. Further, a polarizing plate with a viewing angle compensation plate (optical compensation plate) was attached to the liquid crystal cell.

本願発明者らは、第2比較サンプル、及び第7〜第9サンプルについても、(株)大塚電子製の液晶表示素子評価装置、LCD−5200を用いて、電気光学特性を評価した。   The inventors of the present application also evaluated the electro-optical characteristics of the second comparative sample and the seventh to ninth samples using a liquid crystal display element evaluation apparatus, LCD-5200, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.

まず、第2比較サンプル及び第7〜第9サンプルについて、駆動電圧とコントラストとの関係を調べた。各サンプルは、150Hz、1/64デューティ、1/9バイアスで駆動し、コントラストは、各サンプルの上側及び下側基板10、20の法線方向から測定した。   First, the relationship between the drive voltage and the contrast was examined for the second comparative sample and the seventh to ninth samples. Each sample was driven at 150 Hz, 1/64 duty, 1/9 bias, and contrast was measured from the normal direction of the upper and lower substrates 10 and 20 of each sample.

図16は、駆動電圧とコントラスト比との関係を示すグラフである。グラフの横軸は、駆動電圧を単位「ボルト(V)」で表し、縦軸はコントラスト比を表す。バツ印を結んだ曲線は、第2比較サンプルについての両者の関係を示す。また、黒四角、黒菱形、黒三角を結んだ曲線は、それぞれ第7サンプル、第8サンプル、第9サンプルに関する両者の関係を示す。   FIG. 16 is a graph showing the relationship between the drive voltage and the contrast ratio. The horizontal axis of the graph represents the drive voltage in the unit “volt (V)”, and the vertical axis represents the contrast ratio. The curve connecting the crosses indicates the relationship between the second comparative samples. Further, curves connecting black squares, black diamonds, and black triangles indicate the relationship between the seventh sample, the eighth sample, and the ninth sample, respectively.

色素を添加した第7〜第9サンプルのコントラストは、二色性色素無添加の第2比較サンプルと比べて高い。特に、二色性色素添加量が0.15wt%の第7サンプル、0.30wt%の第8サンプルのコントラスト特性が優れている。この結果は、本願発明者らの予期の範囲外であったが、色素の添加により効果的にOFF表示時(OFF電圧印加時)の黒レベルが改善されたため、及び、色素添加量の少ないサンプル(第7及び第8サンプル)では、前述した、色素添加によるON表示時の白レベルの低下現象が顕著には現れなかったためと考えられる。青色を呈する二色性色素が、ホスト液晶に対し、0.001wt%以上、より好ましくは、0.01wt%以上の添加量で添加されていれば、コントラスト向上の効果を奏することが可能であろう。   The contrast of the seventh to ninth samples to which the dye is added is higher than that of the second comparative sample to which no dichroic dye is added. In particular, the contrast characteristics of the seventh sample with 0.15 wt% dichroic dye addition and the eighth sample with 0.30 wt% are excellent. Although this result was outside the range expected by the inventors of the present application, the black level at the time of OFF display (when the OFF voltage was applied) was effectively improved by the addition of the dye, and the sample with a small amount of the dye addition In the (seventh and eighth samples), it is considered that the above-described phenomenon of lowering the white level during ON display due to the addition of the dye did not appear remarkably. If the dichroic dye exhibiting a blue color is added to the host liquid crystal in an amount of 0.001 wt% or more, more preferably 0.01 wt% or more, the effect of improving the contrast can be obtained. Let's go.

次に、本願発明者らは、第2比較サンプル及び第7〜第9サンプルのON表示(明表示)について、様々に視角方向(観察角度、極角)を変化させ、光の波長と透過率との関係を調べた。視角方向(観察角度、極角)は、黄変が最も目立ちやすい方位である最適視認方位において変化させた。   Next, the inventors of the present application varied the viewing angle direction (observation angle, polar angle) for the ON display (bright display) of the second comparative sample and the seventh to ninth samples, and changed the light wavelength and transmittance. I investigated the relationship with. The viewing angle direction (observation angle, polar angle) was changed in the optimum viewing direction, which is the direction in which yellowing is most noticeable.

図17(A)〜(D)は、ON表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。第2比較サンプル及び第7〜第9サンプルの表示方法は、図16におけるそれらと等しく、たとえばバツ印を結んだ曲線は、第2比較サンプルについての光の波長と透過率との関係を示す。図17(A)は、極角0°方向(基板法線方向)からの観察結果である。図17(B)、(C)、(D)はそれぞれ極角15°方向、30°方向、50°方向からの観察結果を示す。   FIGS. 17A to 17D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for ON display. The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The display methods of the second comparative sample and the seventh to ninth samples are the same as those in FIG. 16, for example, a curved line connecting the crosses indicates the relationship between the wavelength of light and the transmittance for the second comparative sample. FIG. 17A shows an observation result from the polar angle 0 ° direction (substrate normal direction). FIGS. 17B, 17C, and 17D show observation results from polar angles of 15 °, 30 °, and 50 °, respectively.

図17(A)を参照する。極角0°方向からの観察においては、色素無添加の第2比較サンプルと、色素を添加した第7〜第9サンプルとで、ほぼ等しい波長−透過率特性が得られている。   Reference is made to FIG. In the observation from the polar angle 0 ° direction, substantially the same wavelength-transmittance characteristics are obtained in the second comparative sample to which no dye is added and the seventh to ninth samples to which the dye is added.

図17(B)〜(D)を参照する。極角15°方向、30°方向、50°方向のいずれの方向からの観察においても、第2比較サンプルと第7サンプルとで、波長−透過率特性に大きな差はない。一方、第8及び第9サンプルにおいては、第2比較サンプルに比べ、若干透過率が低下している。しかし、短波長(青色)領域ではほとんど差がなく、長波長(赤色)領域側でわずかな透過率の低下が見られるため、第8及び第9サンプルは黄変の抑制された好ましい表示(良好なカラーバランス)を実現可能であることがわかる。色素添加量を0.45wt%以下とした液晶表示素子においては、良好な表示が実現されることが理解される。   Reference is made to FIGS. In observation from any of the polar angle 15 ° direction, 30 ° direction, and 50 ° direction, there is no significant difference in wavelength-transmittance characteristics between the second comparative sample and the seventh sample. On the other hand, the transmittance of the eighth and ninth samples is slightly lower than that of the second comparative sample. However, there is almost no difference in the short wavelength (blue) region, and a slight decrease in transmittance is observed on the long wavelength (red) region side, so that the eighth and ninth samples are preferable displays with good yellowing suppression (good) It can be seen that a color balance can be realized. It is understood that a good display can be realized in the liquid crystal display element in which the dye addition amount is 0.45 wt% or less.

続いて、本願発明者らは、第2比較サンプル及び第7〜第9サンプルのOFF表示(黒表示)について、様々に視角方向を変化させ、光の波長と透過率との関係を調べた。視角方向は最適視認方位において変化させた。   Subsequently, the inventors of the present application examined the relationship between the wavelength of light and the transmittance by changing the viewing angle direction variously for the OFF display (black display) of the second comparative sample and the seventh to ninth samples. The viewing angle direction was changed in the optimal viewing direction.

図18(A)〜(D)は、OFF表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。第2比較サンプル及び第7〜第9サンプルの表示方法は、図16におけるそれらと等しい。図18(A)は、極角0°方向からの観察結果である。図18(B)、(C)、(D)はそれぞれ極角15°方向、30°方向、50°方向からの観察結果を示す。   18A to 18D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for OFF display. The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The display methods of the second comparative sample and the seventh to ninth samples are the same as those in FIG. FIG. 18A shows an observation result from the polar angle 0 ° direction. 18B, 18C, and 18D show observation results from polar angles of 15 °, 30 °, and 50 °, respectively.

図18(A)及び(B)を参照する。極角0°方向、及び15°方向からの観察においては、第2比較サンプル、及び第7〜第9サンプルの波長−透過率特性にほとんど差はない。垂直配向型の液晶表示素子であるため、基板法線方向及びそれに近い方向からの観察では、有意差がないものと考えられる。   Reference is made to FIGS. 18A and 18B. In observation from the polar angle 0 ° direction and the 15 ° direction, there is almost no difference in the wavelength-transmittance characteristics of the second comparative sample and the seventh to ninth samples. Since it is a vertical alignment type liquid crystal display element, it is considered that there is no significant difference in observation from the substrate normal direction and a direction close thereto.

図18(C)及び(D)を参照する。極角が30°以上である方向からの観察においても、色素添加の有無、及びその添加量による波長−透過率特性の有意差は、比較サンプル、及び第1〜第6サンプルの場合ほど大きくはない。   Reference is made to FIGS. 18C and 18D. Even in the observation from the direction where the polar angle is 30 ° or more, the significant difference in the wavelength-transmittance characteristics depending on the presence or absence of the dye and the amount added is larger as in the case of the comparative sample and the first to sixth samples. Absent.

更に、本願発明者らは、第2比較サンプル及び第7〜第9サンプルの背景表示について、様々に視角方向を変化させ、光の波長と透過率との関係を調べた。視角方向は最適視認方位において変化させた。   Further, the inventors of the present application examined the relationship between the light wavelength and the transmittance by changing the viewing angle direction in various ways for the background display of the second comparative sample and the seventh to ninth samples. The viewing angle direction was changed in the optimal viewing direction.

図19(A)〜(D)は、背景表示について、光の波長と透過率との関係を示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。第2比較サンプル及び第7〜第9サンプルの表示方法は、図16におけるそれらと等しい。図19(A)は、極角0°方向からの観察結果である。図19(B)、(C)、(D)はそれぞれ極角15°方向、30°方向、50°方向からの観察結果を示す。   19A to 19D are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance for background display. The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The display methods of the second comparative sample and the seventh to ninth samples are the same as those in FIG. FIG. 19A shows an observation result from the polar angle 0 ° direction. 19B, 19C, and 19D show observation results from polar angles of 15 °, 30 °, and 50 °, respectively.

図19(A)及び(B)を参照する。極角0°方向、及び15°方向からの観察においては、OFF表示の場合と同様に、第2比較サンプル、及び第7〜第9サンプルの波長−透過率特性にほとんど差はない。   Reference is made to FIGS. 19A and 19B. In the observation from the polar angle 0 ° direction and the 15 ° direction, there is almost no difference in the wavelength-transmittance characteristics of the second comparative sample and the seventh to ninth samples, as in the case of OFF display.

図19(C)及び(D)を参照する。極角が30°以上である方向からの観察においても、色素添加の有無、及びその添加量による波長−透過率特性の有意差は、比較サンプル、及び第1〜第6サンプルの場合ほど大きくはない。   Reference is made to FIGS. 19C and 19D. Even in the observation from the direction where the polar angle is 30 ° or more, the significant difference in the wavelength-transmittance characteristics depending on the presence or absence of the dye and the amount added is larger as in the case of the comparative sample and the first to sixth samples. Absent.

最後に、本願発明者らは、第2比較サンプル及び第7〜第9サンプルについて、背景表示とOFF表示の波長−透過率特性を比較した。   Finally, the present inventors compared the wavelength-transmittance characteristics of the background display and the OFF display for the second comparative sample and the seventh to ninth samples.

図20(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角30°方向から観察した第2比較サンプル、第7〜第9サンプルについての比較結果を示すグラフである。また、図21(A)〜(D)は、それぞれ最適視認方位の極角50°方向から観察したそれらを示すグラフである。各グラフの横軸は、光の波長を単位「nm」で表し、縦軸は透過率を単位「%」で表す。黒四角を結んだ曲線は、背景表示についての光の波長と透過率との関係を示す。黒菱形を結んだ曲線は、OFF表示に関する両者の関係を示す。   20A to 20D are graphs showing comparison results for the second comparative sample and the seventh to ninth samples observed from the polar angle 30 ° direction of the optimum viewing direction. FIGS. 21A to 21D are graphs showing those observed from the polar angle 50 ° direction of the optimum viewing direction. The horizontal axis of each graph represents the wavelength of light in the unit “nm”, and the vertical axis represents the transmittance in the unit “%”. The curve connecting the black squares shows the relationship between the light wavelength and the transmittance for the background display. The curve connecting the black diamonds shows the relationship between the two relating to the OFF display.

図20(A)〜(D)を参照する。第2比較サンプルと第7サンプルにおいて、背景表示とOFF表示との間で、光透過率(明るさ)の差はほとんどない。第8及び第9サンプルにおいては、第2比較サンプル及び第7サンプルよりも、一層その差は小さくなる。   Reference is made to FIGS. In the second comparative sample and the seventh sample, there is almost no difference in light transmittance (brightness) between the background display and the OFF display. In the eighth and ninth samples, the difference is smaller than in the second comparative sample and the seventh sample.

図21(A)〜(D)を比較参照する。まず、図21(A)に示されるように、色素無添加の第2比較サンプルにおいては、背景表示の光透過率の平均値とOFF表示のそれとの間にあまり差はない。しかし、背景表示とOFF表示とでは、波長による光透過率の依存性が異なっているため、両者間で色味の違いがあることがわかる。一方、図21(B)〜(D)に示されるように、色素を添加した第7〜第9サンプルにおいては、第2比較サンプルにおいてよりも、波長による光透過率の依存性の相違が小さい。このため、背景表示とOFF表示とで色味の違いが少なくなる。特に、第7サンプルにおいて、OFFセグ見えの改善された、良好な表示を実現できることが理解される。第7〜第9サンプルにおいても、第4〜第6サンプルの場合と同様に、色素添加による背景表示とOFF表示との間の光透過率の差の縮小効果は、色素の添加量に大きくは依存せず、添加量0.15wt%の第7サンプルには、添加量0.45wt%の第9サンプルと比較し、同等以上の効果を認めうるといえる。   Reference is made to FIGS. First, as shown in FIG. 21 (A), in the second comparative sample with no dye added, there is not much difference between the average value of the light transmittance of the background display and that of the OFF display. However, it can be seen that there is a difference in color between the background display and the OFF display because the dependency of the light transmittance on the wavelength is different. On the other hand, as shown in FIGS. 21 (B) to (D), in the seventh to ninth samples to which the dye is added, the difference in dependency of light transmittance depending on the wavelength is smaller than in the second comparative sample. . For this reason, the difference in color between the background display and the OFF display is reduced. In particular, in the seventh sample, it is understood that a good display with improved OFF segment appearance can be realized. Also in the seventh to ninth samples, as in the case of the fourth to sixth samples, the effect of reducing the difference in light transmittance between the background display and the OFF display due to the addition of the dye is not large in the added amount of the dye. Independently, it can be said that the seventh sample with the addition amount of 0.15 wt% can have an effect equal to or higher than that of the ninth sample with the addition amount of 0.45 wt%.

第7〜第9サンプルに関する測定結果からも、液晶表示素子を斜め方向、殊に深い極角角度方向から観察したときのOFFセグ見えが、色素の添加により軽減されることがわかった。なお、色素添加量の増加とともに、OFFセグ見え軽減の効果が大きくなるとはいえないこともわかった。   Also from the measurement results for the seventh to ninth samples, it was found that the OFF seg appearance when the liquid crystal display element was observed from an oblique direction, particularly a deep polar angle direction, was reduced by the addition of the dye. It was also found that the effect of reducing the OFF seg appearance does not increase as the amount of added dye increases.

以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。     As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example, this invention is not limited to these.

たとえば、液晶材料に添加する二色性色素は、吸収波長のピークが500nm以上650nm以下のものであれば、実施例と同様の効果を得ることができるであろう。   For example, if the dichroic dye added to the liquid crystal material has an absorption wavelength peak of not less than 500 nm and not more than 650 nm, the same effects as in the examples can be obtained.

また、実施例においては二色比が約8及び15の色素を用いたが、二色比20以下の二色性色素を好ましく使用することができるであろう。   In the examples, dyes having dichroic ratios of about 8 and 15 were used, but dichroic dyes having a dichroic ratio of 20 or less could be preferably used.

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。     It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like are possible.

車載用ディスプレイ、遊戯用表示、携帯電話・DSC用表示、オーディオ表示、パソコンモニタ表示、液晶テレビ表示、モバイルテレビ表示など液晶ディスプレイ関連全般に利用可能である。殊に、車載用のオーディオ表示、車載用のヒートコントロール表示などのキャラクタ表示、及びキャラクタ・ドットマトリクス混在表示に好適に利用できる。   It can be used for all types of liquid crystal displays such as in-vehicle displays, display for games, mobile phone / DSC displays, audio displays, personal computer monitor displays, liquid crystal TV displays, and mobile TV displays. In particular, it can be suitably used for character display such as in-vehicle audio display, in-vehicle heat control display, and character / dot matrix mixed display.

10 上側基板
11 上側ガラス基板
12 上側透明電極
13 上側絶縁膜
14 上側配向膜
15 上側偏光板
20 下側基板
21 下側ガラス基板
22 下側透明電極
23 下側絶縁膜
24 下側配向膜
25 下側偏光板
30 液晶層
30a 液晶分子
40 電源
50 光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Upper substrate 11 Upper glass substrate 12 Upper transparent electrode 13 Upper insulating film 14 Upper alignment film 15 Upper polarizing plate 20 Lower substrate 21 Lower glass substrate 22 Lower transparent electrode 23 Lower insulating film 24 Lower alignment film 25 Lower Polarizing plate 30 Liquid crystal layer 30a Liquid crystal molecule 40 Power source 50 Light source

Claims (5)

第1の基板と、
前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に挟持された、垂直配向する液晶層と、
前記第1の基板の、前記液晶層と反対側の面に配置された第1の偏光板と、
前記第2の基板の、前記液晶層と反対側の面に、前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板と
を有し、
前記液晶層は、ホスト液晶と、該ホスト液晶中に均一に分散された、青色を呈する二色性色素を含み、
前記液晶層における前記二色性色素の含有量は、前記ホスト液晶に対し、0.001wt%以上0.5wt%未満である液晶表示素子。
A first substrate;
A second substrate disposed opposite to the first substrate;
A vertically aligned liquid crystal layer sandwiched between the first and second substrates;
A first polarizing plate disposed on a surface of the first substrate opposite to the liquid crystal layer;
On the surface of the second substrate opposite to the liquid crystal layer, the first polarizing plate and a second polarizing plate arranged in crossed Nicols,
The liquid crystal layer includes a host liquid crystal and a dichroic dye exhibiting a blue color uniformly dispersed in the host liquid crystal
The liquid crystal display element in which the content of the dichroic dye in the liquid crystal layer is 0.001 wt% or more and less than 0.5 wt% with respect to the host liquid crystal.
前記液晶層における前記二色性色素の含有量は、前記ホスト液晶に対し、0.01wt%以上0.45wt%以下である請求項1に記載の液晶表示素子。   2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the content of the dichroic dye in the liquid crystal layer is 0.01 wt% or more and 0.45 wt% or less with respect to the host liquid crystal. 前記液晶層はモノドメイン配向する請求項1または2に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is monodomain aligned. 前記二色性色素の吸収波長のピークが500nm以上650nm以下である請求項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 absorption wavelength peak of the dichroic dye is 500 nm or more and 650 nm or less. 前記二色性色素の二色比が20以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The dichroic ratio of the said dichroic dye is 20 or less, The liquid crystal display element of any one of Claims 1-4.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02925A (en) * 1988-03-18 1990-01-05 Sharp Corp Liquid crystal display device
JPH10282498A (en) * 1997-04-02 1998-10-23 Fujitsu Ltd Liquid crystal display panel and liquid crystal display device

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