JP2013238784A - Liquid crystal display element - Google Patents

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Yuji Hayata
祐二 早田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a VA (vertical alignment) type liquid crystal display element capable of carrying out a positive display with high contrast.SOLUTION: A retardation plate is disposed at least on one side outside a liquid crystal layer; and the retardation plate is disposed in such a manner that a stretching axis of the retardation plate is substantially orthogonal to the direction where an alignment treatment is performed. The retardation plate thus disposed has a total retardation ranging from 200 to 320 nm. A pair of polarizing plates is disposed on both sides outside the liquid crystal layer, with the respective absorption axes substantially orthogonal to each other, in which each polarizing plate disposed with the direction of the absorption axis and the alignment treatment direction forming approximately an angle of 45°. When the retardation plate is disposed, the polarizing plate is disposed at an opposite side of the retardation plate to the liquid crystal layer.

Description

本発明は、VA(Vertical Alignment)型の液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a VA (Vertical Alignment) type liquid crystal display element.

液晶表示素子として、電圧が印加されないときの液晶層における液晶分子の配向(初期配向)が基板面に対して略垂直な垂直配向となる液晶表示素子がある。このような液晶表示素子をVA(Vertical Alignment)型の液晶表示素子と呼ぶ。VA型の液晶表示素子では、誘電異方性が負である液晶が用いられる。そして、液晶層に電圧を印加することによって、液晶(液晶分子)の配向方向を基板面に平行な方向に変化させる。このようなVA型の液晶表示素子の例が特許文献1に記載されている。TN(Twisted Nematic )型の液晶表示素子やSTN(Super Twisted Nematic )型の液晶表示素子と比較すると、VA型の液晶表示素子では応答性が高く、高コントラストの表示を実現することができる(特許文献2参照)。   As a liquid crystal display element, there is a liquid crystal display element in which the alignment (initial alignment) of liquid crystal molecules in a liquid crystal layer when no voltage is applied is a vertical alignment substantially perpendicular to the substrate surface. Such a liquid crystal display element is called a VA (Vertical Alignment) type liquid crystal display element. In the VA liquid crystal display element, a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is used. Then, by applying a voltage to the liquid crystal layer, the alignment direction of the liquid crystal (liquid crystal molecules) is changed in a direction parallel to the substrate surface. An example of such a VA liquid crystal display element is described in Patent Document 1. Compared with TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display elements and STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal display elements, VA type liquid crystal display elements have higher responsiveness and can realize high contrast display (patent) Reference 2).

電圧を印加していないときの液晶の配向が基板に対して完全に垂直である場合には、電圧を印加したときに液晶が傾く方向を規定することができない。その結果、液晶の配向が一様にならず表示品位が低下する。そのため、何らかの方法で、プレチルト角を付けるか、電圧印加時に液晶が傾く方向を規定する必要がある。プレチルト角を付ける方法または電圧印加時に液晶が傾く方向を規定する方法として、印加電圧による電界方向を基板面に対して斜めにする斜め電界法、電極等にリブ構造を設けるリブ法、酸化珪素(SiO)を基板に斜めに蒸着する斜め蒸着法等がある。また、垂直配向性の配向膜にラビング処理を施すことによって液晶の配向方向を規定することもできる。 If the orientation of the liquid crystal when no voltage is applied is completely perpendicular to the substrate, the direction in which the liquid crystal tilts when a voltage is applied cannot be defined. As a result, the alignment of the liquid crystal is not uniform and the display quality is lowered. Therefore, it is necessary to provide a pretilt angle by some method or to define the direction in which the liquid crystal tilts when a voltage is applied. As a method of providing a pretilt angle or a method of defining the direction in which the liquid crystal is tilted when a voltage is applied, an oblique electric field method in which the electric field direction due to the applied voltage is inclined with respect to the substrate surface, a rib method in which a rib structure is provided on an electrode, etc. There is an oblique deposition method in which SiO 2 ) is obliquely deposited on a substrate. In addition, the alignment direction of the liquid crystal can be defined by performing a rubbing treatment on the vertical alignment film.

特開2003−207782号公報(段落0002−0004)JP 2003-207782 A (paragraphs 0002-0004) 特開2006−11362号公報(段落0014)JP 2006-11362 A (paragraph 0014)

通常、VA型の液晶表示素子は、電圧非印加時(すなわち、電源オフ時)には良好な遮光度と黒色表示が得られ、液晶に電圧を印加した時(すなわち、電源オン時)には、明るい白色表示が得られるネガ表示を行う。   In general, a VA liquid crystal display element can obtain a good light shielding degree and black display when no voltage is applied (that is, when the power is turned off), and when a voltage is applied to the liquid crystal (that is, when the power is turned on). A negative display that provides a bright white display is performed.

一方、VA型の液晶表示素子は、電圧非印加時(電源オフ時)における遮光度が非常に良好なため、外光などを利用する半透過型や、反射型には不向きである。そのため、VA型の液晶表示素子を用いてコントラストが高いポジ表示を行うことは困難であった。   On the other hand, the VA liquid crystal display element has a very good light shielding degree when no voltage is applied (when the power is turned off), and thus is not suitable for a transflective type using external light or the like or a reflective type. Therefore, it is difficult to perform positive display with high contrast using a VA liquid crystal display element.

そこで、本発明は、コントラストが高いポジ表示を行うことができるVA型の液晶表示素子を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a VA liquid crystal display element capable of performing positive display with high contrast.

本発明による液晶表示素子は、第1の透明電極(例えば、第1の透明電極3)が配置された第1透明基板(例えば、第1透明基板1)と、第1の透明電極に対向する第2の透明電極(例えば、第2の透明電極4)が配置された第2透明基板(例えば、第2透明基板2)と、第1透明基板と第2透明基板との間に封止され、電圧が印加されていないときに垂直配向となる負の誘電異方性を有する液晶を含む液晶層(例えば、液晶層7)とを備え、液晶が所定のプレチルト角を有して垂直配向するように配向処理され、液晶層の両外側のうち少なくともいずれか一方に位相差板(例えば、第1位相差板5,第2位相差板6)が配置され、位相差板が、配向処理がなされた方向と位相差板の延伸軸とがほぼ直交する方向に配置され、配置された位相差板のリタデーションの合計が200〜320nmを満たし、液晶層の両外側に、互いの吸収軸がほぼ直交するように一対の偏光板が配置され、個々の偏光板が、配向処理がなされた方向と吸収軸方向とのなす角がほぼ45°に配置され、位相差板が配置された場合には位相差板における液晶層の反対側に配置されることにより、液晶層に電圧を印加していない場合に白色表示され、液晶層に電圧を印加した場合に黒色表示されるポジ表示を行うことを特徴とする。   The liquid crystal display element according to the present invention faces a first transparent substrate (for example, the first transparent substrate 1) on which a first transparent electrode (for example, the first transparent electrode 3) is disposed, and the first transparent electrode. Sealed between a second transparent substrate (for example, second transparent substrate 2) on which a second transparent electrode (for example, second transparent electrode 4) is disposed, and the first transparent substrate and the second transparent substrate. A liquid crystal layer (for example, liquid crystal layer 7) containing a liquid crystal having negative dielectric anisotropy that is vertically aligned when no voltage is applied, and the liquid crystal is vertically aligned with a predetermined pretilt angle. The phase difference plate (for example, the first phase difference plate 5 and the second phase difference plate 6) is disposed on at least one of the outer sides of the liquid crystal layer, and the phase difference plate is subjected to the alignment treatment. The arranged phase and the phase difference plate are arranged in a direction almost orthogonal to each other, and the arranged phase A pair of polarizing plates is arranged on both outer sides of the liquid crystal layer such that the total retardation of the plates satisfies 200 to 320 nm so that the absorption axes thereof are substantially orthogonal to each other. When the angle between the absorption axis direction and the phase difference plate is approximately 45 °, the voltage is not applied to the liquid crystal layer by disposing the phase difference plate on the opposite side of the liquid crystal layer. In this case, positive display is performed in which white display is performed and black display is performed when a voltage is applied to the liquid crystal layer.

具体的には、液晶層の両外側に位相差板が配置されてもよい。この場合、位相差板のうち、一方の位相差板における液晶層の反対側に第一の偏光板が配置され、他方の位相差板における液晶層の反対側に第二の偏光板が配置され、第一の偏光板と第二の偏光板は、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置される。   Specifically, retardation plates may be disposed on both outer sides of the liquid crystal layer. In this case, among the retardation plates, the first polarizing plate is disposed on the opposite side of the liquid crystal layer in one retardation plate, and the second polarizing plate is disposed on the opposite side of the liquid crystal layer in the other retardation plate. The first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged so that their absorption axes are substantially orthogonal to each other.

また、液晶層の両外側のうちいずれか一方に位相差板が配置されてもよい。この場合、位相差板における液晶層の反対側に第一の偏光板が配置され、位相差板が配置された側とは異なる液晶層の外側に第二の偏光板が配置され、第一の偏光板と第二の偏光板は、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置される。   In addition, a retardation plate may be disposed on either one of the outer sides of the liquid crystal layer. In this case, the first polarizing plate is disposed on the opposite side of the liquid crystal layer in the retardation plate, and the second polarizing plate is disposed on the outer side of the liquid crystal layer different from the side on which the retardation plate is disposed. The polarizing plate and the second polarizing plate are arranged so that their absorption axes are substantially orthogonal to each other.

また、各位相差板の面内方向の屈折率n、n(n>n)、および、厚み方向の屈折率をnとしたとき、1.4≦(n−n)/(n−n)≦2.4を満たすことが好ましい。 The refractive indices n x in the plane direction of the retardation plate, n y (n x> n y), and, when the refractive index in the thickness direction is n z, 1.4 ≦ (n x -n z) / preferably satisfies the (n x -n y) ≦ 2.4 .

本発明によれば、コントラストが高いポジ表示を行うことができる。   According to the present invention, positive display with high contrast can be performed.

本発明の液晶表示素子の構成例を示す模式的断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of a liquid crystal display element of the present invention. 液晶表示素子における偏光板および位相差板の軸配置の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of axial arrangement | positioning of the polarizing plate and phase difference plate in a liquid crystal display element. 位相差板の屈折率を示す説明図。Explanatory drawing which shows the refractive index of a phase difference plate.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の液晶表示素子の構成例を示す模式的断面図である。本発明の液晶表示素子はVA型である。液晶表示素子は、第1透明基板1および第2透明基板2を含み、第1透明基板1と第2透明基板2との間に液晶層7が封止される。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a liquid crystal display element of the present invention. The liquid crystal display element of the present invention is a VA type. The liquid crystal display element includes a first transparent substrate 1 and a second transparent substrate 2, and a liquid crystal layer 7 is sealed between the first transparent substrate 1 and the second transparent substrate 2.

以下、第1透明基板1および第2透明基板2を単に透明基板1,2と記す場合がある。なお、透明基板1,2間に液晶層7を封止するために用いられる周辺シール材の図示は省略している。   Hereinafter, the first transparent substrate 1 and the second transparent substrate 2 may be simply referred to as transparent substrates 1 and 2. In addition, the illustration of the peripheral sealing material used for sealing the liquid crystal layer 7 between the transparent substrates 1 and 2 is omitted.

第1透明基板1には、第1の透明電極3が配置される。また、第2透明基板2には、第1の透明電極3に対向するように第2の透明電極4が配置される。本実施形態では、VA型の液晶表示素子を用いてセグメント表示が行われる場合を例に説明する。   A first transparent electrode 3 is disposed on the first transparent substrate 1. A second transparent electrode 4 is disposed on the second transparent substrate 2 so as to face the first transparent electrode 3. In this embodiment, a case where segment display is performed using a VA liquid crystal display element will be described as an example.

具体的には、1つ以上の第1の透明電極3(セグメント電極)が表示パターンの形状に合わせて設けられ、第2の透明電極4(コモン電極)が、少なくとも表示パターンに対向する領域に配置される。なお、第1の透明電極3をコモン電極とし、第2の透明電極4をセグメント電極としてもよい。   Specifically, one or more first transparent electrodes 3 (segment electrodes) are provided in accordance with the shape of the display pattern, and the second transparent electrode 4 (common electrode) is at least in a region facing the display pattern. Be placed. Note that the first transparent electrode 3 may be a common electrode, and the second transparent electrode 4 may be a segment electrode.

ただし、VA型の液晶表示素子を用いて行う表示内容は、セグメント表示に限定されない。VA型の液晶表示素子を用いてフルドット表示を行ってもよい。この場合、第1の透明電極3として複数の列電極が配置され、第2の透明電極4として列電極に直交する複数の行電極が配置される。なお、第1の透明電極3として複数の行電極が配置され、第2の透明電極4として行電極に直交する複数の列電極が配置されるようにしてもよい。   However, display content performed using the VA liquid crystal display element is not limited to segment display. Full-dot display may be performed using a VA liquid crystal display element. In this case, a plurality of column electrodes are arranged as the first transparent electrode 3, and a plurality of row electrodes orthogonal to the column electrode are arranged as the second transparent electrode 4. Note that a plurality of row electrodes may be arranged as the first transparent electrode 3, and a plurality of column electrodes orthogonal to the row electrode may be arranged as the second transparent electrode 4.

透明基板1,2は、例えば、ガラス基板である。また、第1の透明電極3および第2の透明電極4は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)によって形成される。   The transparent substrates 1 and 2 are, for example, glass substrates. The first transparent electrode 3 and the second transparent electrode 4 are made of, for example, ITO (Indium Tin Oxide).

液晶層7の液晶は、電圧が印加されていないときに垂直配向となる負の誘電異方性を有し、所定のプレチルト角を有して垂直配向するように配向処理される。液晶の配向状態は、垂直配向性の配向膜に対して、例えば、ラビング処理をすることによっても規定できる。この場合、液晶はラビング処理方向に傾く。すなわち、この方向は、電界が印加されたときに液晶が傾く方向になる。   The liquid crystal of the liquid crystal layer 7 has a negative dielectric anisotropy that becomes vertical alignment when no voltage is applied, and is subjected to alignment treatment so as to be vertically aligned with a predetermined pretilt angle. The alignment state of the liquid crystal can also be defined by, for example, rubbing the vertical alignment film. In this case, the liquid crystal is inclined in the rubbing process direction. That is, this direction is a direction in which the liquid crystal tilts when an electric field is applied.

例えば、第1透明基板1の液晶層側の面に成膜した配向膜に、液晶表示素子の長辺方向に対して垂直方向にラビング処理を施すことで配向処理を行い、第2透明基板2の液晶層側の面に成膜した配向膜に対して、上述する垂直方向と反対方向にラビング処理を施すことで配向処理を行ってもよい。   For example, the alignment process is performed by rubbing the alignment film formed on the surface of the first transparent substrate 1 on the liquid crystal layer side in a direction perpendicular to the long side direction of the liquid crystal display element. The alignment treatment may be performed by subjecting the alignment film formed on the surface of the liquid crystal layer to a rubbing treatment in a direction opposite to the vertical direction described above.

このようにすることで、液晶層7の液晶分子は、電圧が印加されていないときに垂直配向となり、電圧が印加されると、第1透明基板1および第2透明基板2に対して水平に配向する。   By doing so, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 7 are vertically aligned when no voltage is applied, and are horizontal with respect to the first transparent substrate 1 and the second transparent substrate 2 when a voltage is applied. Orient.

なお、液晶の配向状態を規定する方法は、ラビング処理に限定されない。印加電圧による電界方向を基板面に対して斜めにする斜め電界法、電極等にリブ構造を設けるリブ法、酸化珪素(SiO)を基板に斜めに蒸着する斜め蒸着法等によっても、液晶の配向方向を規定できる。 Note that the method for defining the alignment state of the liquid crystal is not limited to the rubbing treatment. An oblique electric field method in which an electric field direction by an applied voltage is inclined with respect to the substrate surface, a rib method in which a rib structure is provided on an electrode, an oblique deposition method in which silicon oxide (SiO 2 ) is obliquely deposited on a substrate, etc. The orientation direction can be defined.

液晶のプレチルト角は85°〜89.8°が好ましい。液晶のプレチルト角が85°より小さい場合、電圧無印加時やオフ時の明るさが暗くなりコントラスト比が低下してしまうからである。また、液晶のプレチルト角が89.8°より大きい場合、特に90°になると、電圧が印加されたときに液晶分子の傾く方向がバラバラとなり、配向乱れやドメインを生じ、表示品位が低下するからである。   The pretilt angle of the liquid crystal is preferably 85 ° to 89.8 °. This is because when the pretilt angle of the liquid crystal is smaller than 85 °, the brightness when no voltage is applied or when the liquid crystal is off becomes dark and the contrast ratio is lowered. In addition, when the pretilt angle of the liquid crystal is larger than 89.8 °, particularly when the angle is 90 °, the direction in which the liquid crystal molecules are tilted when a voltage is applied varies, resulting in alignment disorder and domains, and the display quality deteriorates. It is.

第1透明基板1には、液晶層7と反対側の面に第1位相差板5が設けられる。また、第2透明基板2にも、液晶層7と反対側の面に第2位相差板6が設けられる。   The first transparent substrate 1 is provided with a first retardation plate 5 on the surface opposite to the liquid crystal layer 7. The second transparent substrate 2 is also provided with a second retardation plate 6 on the surface opposite to the liquid crystal layer 7.

なお、本実施形態では、液晶表示素子が第1位相差板5と第2位相差板6の2つの位相差板を設けている場合について説明するが、液晶表示素子には、第1位相差板5と第2位相差板6のいずれか一方の位相差板が設けられていればよい。すなわち、液晶層7のいずれか一方の外側、または、液晶層7の両外側に位相差板が配置される。   In the present embodiment, the case where the liquid crystal display element is provided with two phase difference plates of the first phase difference plate 5 and the second phase difference plate 6 will be described. Any one retardation plate of the plate 5 and the second retardation plate 6 may be provided. In other words, the phase difference plate is disposed outside one of the liquid crystal layers 7 or both outside the liquid crystal layer 7.

液晶表示素子に第1位相差板5および第2位相差板6の両方が設けられている場合、各位相差板(第1位相差板5および第2位相差板6)は、液晶層7の液晶が垂直配向するように配向処理がなされた方向と、位相差板自身の延伸軸とがほぼ直交する方向に配置される。このように配置することで、液晶に電圧を印加した際、透過率が低い黒色表示が得られる。   When both the first phase difference plate 5 and the second phase difference plate 6 are provided in the liquid crystal display element, each phase difference plate (the first phase difference plate 5 and the second phase difference plate 6) is the liquid crystal layer 7. The direction in which the alignment treatment is performed so that the liquid crystal is vertically aligned and the stretching axis of the retardation plate itself are arranged in a direction substantially orthogonal to each other. With this arrangement, a black display with low transmittance can be obtained when a voltage is applied to the liquid crystal.

なお、液晶表示素子に第1位相差板5と第2位相差板6のいずれか一方の位相差板が設けられる場合(すなわち、位相差板が1枚の場合)、その1枚の位相差板に関して、液晶層7の液晶が垂直配向するように配向処理がなされた方向と、位相差板自身の延伸軸とがほぼ直交する方向に配置されればよい。   In addition, when one phase difference plate of the 1st phase difference plate 5 and the 2nd phase difference plate 6 is provided in a liquid crystal display element (namely, when there is one phase difference plate), the phase difference of the one sheet Regarding the plate, it is only necessary that the direction in which the alignment treatment is performed so that the liquid crystal of the liquid crystal layer 7 is vertically aligned and the direction in which the stretching axis of the retardation plate itself is substantially orthogonal.

さらに、第1位相差板5における第1透明基板1と反対側の面に第1偏光板8が設けられる。また、第2位相差板6における第2透明基板2と反対側の面に第2偏光板9が設けられる。偏光板8,9は、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置され、かつ、配向処理がなされた方向と吸収軸方向とのなす角がほぼ45°方向に配置される。   Furthermore, a first polarizing plate 8 is provided on the surface of the first retardation plate 5 opposite to the first transparent substrate 1. A second polarizing plate 9 is provided on the surface of the second retardation plate 6 opposite to the second transparent substrate 2. The polarizing plates 8 and 9 are disposed so that the absorption axes thereof are substantially orthogonal to each other, and the angle formed by the orientation processing direction and the absorption axis direction is disposed in a direction of approximately 45 °.

換言すれば、偏光板8,9は、互いの偏光軸がほぼ直交するように配置され、かつ、配向処理がなされた方向と偏光軸方向とのなす角がほぼ45°方向に配置される。   In other words, the polarizing plates 8 and 9 are arranged so that their polarization axes are substantially orthogonal to each other, and the angle formed by the orientation processing direction and the polarization axis direction is arranged in a direction of approximately 45 °.

なお、上述するように、液晶表示素子には、第1位相差板5と第2位相差板6のいずれか一方の位相差板が設けられていればよい。そのため、一対の偏光板8,9は、第1の位相差板5または第2の位相差板6における液晶層7の反対側に、互いの吸収軸がほぼ直交する方向に配置される。   As described above, the liquid crystal display element only needs to be provided with one of the first retardation plate 5 and the second retardation plate 6. For this reason, the pair of polarizing plates 8 and 9 are arranged on the opposite side of the liquid crystal layer 7 in the first retardation plate 5 or the second retardation plate 6 in the direction in which the absorption axes thereof are substantially orthogonal to each other.

例えば、液晶表示素子に第1位相差板5が設けられている場合、偏光板8は、第1位相差板5における液晶層7の反対側に配置される。また、偏光板9は、第1位相差板5が配置された側とは異なる液晶層7の外側(具体的には、第2透明基板2の外側)に配置される。そして、偏光板8と偏光板9は、互いの吸収軸がほぼ直交する方向に配置される。   For example, when the first retardation plate 5 is provided in the liquid crystal display element, the polarizing plate 8 is disposed on the opposite side of the liquid crystal layer 7 in the first retardation plate 5. The polarizing plate 9 is disposed outside the liquid crystal layer 7 different from the side where the first retardation plate 5 is disposed (specifically, outside the second transparent substrate 2). And the polarizing plate 8 and the polarizing plate 9 are arrange | positioned in the direction where a mutual absorption axis is substantially orthogonal.

一方、液晶表示素子に第2位相差板6が設けられている場合、偏光板9は、第2位相差板6における液晶層7の反対側に配置される。また、偏光板8は、第2位相差板6が配置された側とは異なる液晶層7の外側(具体的には、第1透明基板1の外側)に配置される。そして、偏光板8と偏光板9は、互いの吸収軸がほぼ直交する方向に配置される。   On the other hand, when the second retardation plate 6 is provided in the liquid crystal display element, the polarizing plate 9 is disposed on the opposite side of the liquid crystal layer 7 in the second retardation plate 6. The polarizing plate 8 is disposed outside the liquid crystal layer 7 different from the side where the second retardation plate 6 is disposed (specifically, outside the first transparent substrate 1). And the polarizing plate 8 and the polarizing plate 9 are arrange | positioned in the direction where a mutual absorption axis is substantially orthogonal.

以下、第1偏光板8側の面の方向から画像を観察する場合を例に説明する。この場合、図1に例示するように、第2偏光板9側にバックライト11が配置され、第2偏光板9とバックライト11との間に半透過反射板10が配置される。ただし、第1偏光板8側に半透過反射板10およびバックライト11を設け、第2偏光板9側の面から画像を観察する構成であってもよい。   Hereinafter, the case where an image is observed from the direction of the surface on the first polarizing plate 8 side will be described as an example. In this case, as illustrated in FIG. 1, the backlight 11 is disposed on the second polarizing plate 9 side, and the transflective plate 10 is disposed between the second polarizing plate 9 and the backlight 11. However, the structure may be such that the transflective plate 10 and the backlight 11 are provided on the first polarizing plate 8 side, and the image is observed from the surface on the second polarizing plate 9 side.

図2は、液晶表示素子における偏光板および位相差板の軸配置の例を示す説明図である。図2に示す例は、液晶表示素子を第1偏光板8側の正面方向から観察したものである。また、図2に例示する液晶表示素子は、第1位相差板5および第2位相差板6の両方設けられている。また、第1透明基板1と第2透明基板2と、これらの透明基板に挟まれた部分をまとめて、液晶表示パネル12と記すこともある。   FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an axial arrangement of a polarizing plate and a retardation plate in a liquid crystal display element. In the example shown in FIG. 2, the liquid crystal display element is observed from the front direction on the first polarizing plate 8 side. In addition, the liquid crystal display element illustrated in FIG. 2 is provided with both the first retardation plate 5 and the second retardation plate 6. Further, the first transparent substrate 1 and the second transparent substrate 2 and the portion sandwiched between these transparent substrates may be collectively referred to as a liquid crystal display panel 12.

図1に例示する液晶表示素子を第1偏光板8側の正面方向から観察した場合、液晶表示パネル12には、第1透明基板1の液晶層側の面に成膜した配向膜に下方向(図2における矢印O2)の配向処理がなされ、第2透明基板2の液晶層側の面に成膜した配向膜に上方向(図2における矢印O1)の配向処理がなされている。すなわち、図2では、液晶表示パネル12において、視認側の面には下方向の配向処理がなされ、反視認側の面には、視認側の面の配向処理方向と180°異なる上方向の配向処理がなされていることを示している。   When the liquid crystal display element illustrated in FIG. 1 is observed from the front direction on the first polarizing plate 8 side, the liquid crystal display panel 12 has a downward direction on the alignment film formed on the liquid crystal layer side surface of the first transparent substrate 1. An alignment process (arrow O2 in FIG. 2) is performed, and an alignment process in the upward direction (arrow O1 in FIG. 2) is performed on the alignment film formed on the liquid crystal layer side surface of the second transparent substrate 2. That is, in FIG. 2, in the liquid crystal display panel 12, a downward orientation process is performed on the viewing side surface, and an upward orientation that is 180 ° different from the orientation processing direction of the viewing side surface on the non-viewing side surface. Indicates that processing is being performed.

また、図2に示す例では、第1位相差板5および第2位相差板6は、液晶表示パネル12において配向処理がなされた方向(図2における矢印O3)と各位相差板の延伸軸A1,A2とが直交する方向に配置されていることを示している。   In the example shown in FIG. 2, the first retardation plate 5 and the second retardation plate 6 are arranged in the direction in which the alignment treatment is performed in the liquid crystal display panel 12 (arrow O <b> 3 in FIG. 2) and the stretching axis A <b> 1 of each retardation plate. , A2 are arranged in a direction orthogonal to each other.

さらに、図2に示す例では、第1位相差板5および第2位相差板6における液晶表示パネル12(液晶層7)の反対側に、吸収軸A3と吸収軸A4が直交するように一対の偏光板8,9が配置されていることを示している。さらに、図2に示す例では、各偏光板は、配向処理がなされた方向(図2における矢印O3)と吸収軸方向とのなす角が45°に配置されることを示している。   Further, in the example shown in FIG. 2, a pair of absorption axes A3 and A4 are orthogonal to the opposite sides of the first retardation plate 5 and the second retardation plate 6 to the liquid crystal display panel 12 (liquid crystal layer 7). It is shown that the polarizing plates 8 and 9 are arranged. Furthermore, in the example shown in FIG. 2, each polarizing plate indicates that the angle formed by the direction in which the alignment treatment is performed (arrow O <b> 3 in FIG. 2) and the absorption axis direction is 45 °.

図2のように配置することで、液晶表示素子では、液晶層7に電圧を印加していない場合に白色表示され、液晶層7に電圧を印加した場合に黒色表示されるポジ表示が行われる。   With the arrangement as shown in FIG. 2, the liquid crystal display element performs a positive display in which white display is performed when no voltage is applied to the liquid crystal layer 7 and black display is performed when a voltage is applied to the liquid crystal layer 7. .

なお、上述するように、液晶表示素子は、第1位相差板5と第2位相差板6のいずれか一方を備えていればよい。この場合、図2に例示する液晶表示素子において、第1位相差板5または第2位相差板6のいずれか一方が含まれていればよい。この場合の各偏光板および位相差板の軸の方向は、図2に例示する方向と同様である。この場合にも、液晶表示素子がポジ表示を行うことが可能になる。   As described above, the liquid crystal display element only needs to include one of the first retardation plate 5 and the second retardation plate 6. In this case, the liquid crystal display element illustrated in FIG. 2 only needs to include either the first retardation plate 5 or the second retardation plate 6. In this case, the directions of the axes of the polarizing plates and the phase difference plate are the same as those illustrated in FIG. Also in this case, the liquid crystal display element can perform positive display.

また、図2に示す例では、各偏光板の吸収軸の方向と液晶表示パネル12において配向処理が行われた方向との関係を示したが、各偏光板の偏光軸の方向と液晶表示パネル12において配向処理が行われた方向との間にも、同様の関係が成立する。   In the example shown in FIG. 2, the relationship between the direction of the absorption axis of each polarizing plate and the direction in which the alignment treatment is performed in the liquid crystal display panel 12 is shown. A similar relationship is established with the direction in which the alignment process is performed in FIG.

第1位相差板5と第2位相差板6のリタデーションΔnf・dfの合計は、1/2波長板と同程度の値になることが好ましい。具体的には、リタデーションΔnf・dfの合計は、200〜320nmを満たすことが好ましい。特に、リタデーションΔnf・dfの合計が、220〜300nmを満たすことがより好ましい。リタデーションΔnf・dfが200nm未満である場合、電圧非印加時(電源オフ時)の透過率が低下するからである。一方、リタデーションΔnf・dfが320nmよりも大きい場合、電圧非印加時(電源オフ時)の背景色が、黄色からオレンジ色方向に着色しやすく、特に、正面方向から左右方向に傾けて視認すると、さらに着色しやすくなるからである。   The total retardation Δnf · df of the first phase difference plate 5 and the second phase difference plate 6 is preferably the same value as the half-wave plate. Specifically, the total of retardation Δnf · df preferably satisfies 200 to 320 nm. In particular, it is more preferable that the total of retardation Δnf · df satisfies 220 to 300 nm. This is because when the retardation Δnf · df is less than 200 nm, the transmittance when no voltage is applied (when the power is off) is lowered. On the other hand, when the retardation Δnf · df is larger than 320 nm, the background color when no voltage is applied (when the power is off) is easy to be colored from yellow to orange. It is because it becomes easier to color.

なお、液晶表示素子に第1位相差板5または第2位相差板6のいずれか一方のみ設けられている場合、リタデーションΔnf・dfの合計とは、その一方のみ設けられた位相差板のリタデーションΔnf・dfに相当する。   When only one of the first retardation plate 5 and the second retardation plate 6 is provided on the liquid crystal display element, the total of retardation Δnf · df is the retardation of the retardation plate provided only on one of them. It corresponds to Δnf · df.

図3は、位相差板の屈折率を示す説明図である。図3の例に示すように、各位相差板の面内の直交する2方向x、yにおける屈折率をそれぞれn、n(ただし、n>n)とし、厚み方向(d方向)の屈折率をnとした場合、n、nおよびnを用いて算出される値Nzが、以下に示す式1の関係を満たすことが好ましい。なお、n方向が、位相差板の延伸軸方向と同じになる。また、位相差板のリタデーションは、Δnf・df=(n−n)・dの関係を満たす。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the refractive index of the retardation plate. As shown in the example of FIG. 3, the refractive indexes in the two orthogonal directions x and y within the plane of each phase difference plate are n x and n y (where n x > ny ), respectively, and the thickness direction (d direction) If the refractive index of the set to n z, n x, the value Nz is calculated using n y and n z preferably satisfies the relationship of equation 1 shown below. Incidentally, n x direction, the same as the stretching axis direction of the retardation plate. Further, retardation of the retardation plate satisfying the relation of Δnf · df = (n x -n y) · d.

Nz=(n−n)/(n−n)=1.4〜2.4 (式1) Nz = (n x -n z) / (n x -n y) = 1.4~2.4 ( Equation 1)

特に、Nzが1.4〜2.0の範囲内に設定されることが好ましい。Nzが1.4〜2.4になるようにn、nおよびnが設定されることで、電圧非印加時(電源オフ時)の背景色や、左右方向から見た背景色の着色を低減できるため、良好な白色表示を得ることができる。 In particular, Nz is preferably set within a range of 1.4 to 2.0. N x so Nz is 1.4 to 2.4, by n y and n z are set, and the background color when no voltage is applied (power off), the background color of the viewed from the lateral direction Since coloring can be reduced, a good white display can be obtained.

液晶表示素子に位相差板が2枚設けられている場合、各位相差板についてのNzは、同一であってもよく、異なっていてもよい。   When two retardation plates are provided in the liquid crystal display element, Nz for each retardation plate may be the same or different.

また、式1に示す関係は、液晶層のリタデーションΔnLC・dLCが大きいときに効果的である。液晶層のリタデーションΔnLC・dLCを大きくすると、電圧に対する透過率特性の急峻性が良好になるため、高デューティ化することができ、より多くの情報を表示することが可能になる。具体的には、液晶層のリタデーションΔnLC・dLCが大きいときとはΔnLC・dLC≧480nmのときであり、高デューティ化とは1/8デューティを超える駆動のことである。 Moreover, the relationship shown in Formula 1 is effective when the retardation Δn LC · d LC of the liquid crystal layer is large. When the retardation Δn LC · d LC of the liquid crystal layer is increased, the steepness of the transmittance characteristic with respect to the voltage is improved, so that the duty can be increased and more information can be displayed. Specifically, the retardation Δn LC · d LC of the liquid crystal layer is large when Δn LC · d LC ≧ 480 nm, and the high duty means driving exceeding 1/8 duty.

以上のような構成により、液晶層7に電圧を印加していない場合に白色表示され、液晶層7に電圧を印加した場合に黒色表示されるポジ表示が得られる。すなわち、VA型の液晶表示素子において、バックライトが無くても外光等を有効利用し、電圧非印加時(電源オフ時)には明るい白色表示が得られ、電圧印加時(電源オン時)には、黒色表示が得られるポジ表示(ノーマリーホワイト)を行うことができる。   With the above configuration, a positive display is obtained in which white display is performed when no voltage is applied to the liquid crystal layer 7 and black display is performed when a voltage is applied to the liquid crystal layer 7. That is, in a VA liquid crystal display element, outside light or the like is effectively used without a backlight, and a bright white display is obtained when no voltage is applied (when the power is turned off), and when a voltage is applied (when the power is turned on). In addition, a positive display (normally white) that can provide a black display can be performed.

具体的には、本実施形態の液晶表示素子は、液晶層7のいずれか一方、あるいは両外側に、配向処理がされた方向と位相差板の延伸軸とがほぼ直交する方向に位相差板が配置されることにより、電圧を印加した場合(電源オン時)に、透過率が低い黒色表示が得られる。   Specifically, the liquid crystal display element of the present embodiment has a phase difference plate on either or both sides of the liquid crystal layer 7 in a direction in which the direction in which the alignment treatment is performed and the stretching axis of the phase difference plate are substantially orthogonal. With the arrangement, a black display with low transmittance can be obtained when a voltage is applied (when the power is turned on).

また、位相差板のリタデーションΔnf・dfの合計が、200〜320nmに設定されることで、良好な白色表示が得られる。   Moreover, a favorable white display can be obtained by setting the total retardation Δnf · df of the retardation film to 200 to 320 nm.

また、各位相差板について、上記の式1の関係を満たすようにn、nおよびnが設定されることで、良好な白色表示が得られる。式1に示す関係は、液晶層7のリタデーションΔnLC・dLCが大きいときに効果的である。液晶層7のリタデーションΔnLC・dLCを大きくできると、電圧に対する透過率特性の急峻性が良好になるため、高デューティ化することができ、より多くの情報を表示することが可能になる。 Further, for each phase difference plate, n x , ny and nz are set so as to satisfy the relationship of the above-described formula 1, whereby a good white display can be obtained. The relationship shown in Formula 1 is effective when the retardation Δn LC · d LC of the liquid crystal layer 7 is large. If the retardation Δn LC · d LC of the liquid crystal layer 7 can be increased, the steepness of the transmittance characteristic with respect to the voltage is improved, so that the duty can be increased and more information can be displayed.

また、TN型の液晶表示素子に比べて電圧に対する透過率特性の急峻性が良好になるため、高デューティ化することでき、より多くの情報を表示することが可能になる。   Further, since the steepness of the transmittance characteristic with respect to the voltage becomes better than that of the TN liquid crystal display element, the duty can be increased, and more information can be displayed.

第1の実施例は、上記実施形態の液晶表示素子を実現した例である。   The first example is an example in which the liquid crystal display element of the above embodiment is realized.

第1の実施例では、セグメント表示を行うため、透明基板1,2に所定のセグメント電極およびコモン電極をパターニングした。   In the first embodiment, predetermined segment electrodes and common electrodes were patterned on the transparent substrates 1 and 2 in order to perform segment display.

次に、第1透明基板1および第2透明基板2の液晶層側の面に、垂直性の配向膜を成膜し、一方向にアンチパラレル(反平行)ラビング処理を施して、プレチルト角を89.6°、リタデーションΔnLC・dLCを400nmにした。また、液晶材料として、誘電異方性(Δε)が−5.6のものを用い、第1透明基板および第2透明基板の間に液晶層7(図1参照)を封止した。 Next, a vertical alignment film is formed on the surfaces of the first transparent substrate 1 and the second transparent substrate 2 on the liquid crystal layer side, and an anti-parallel (anti-parallel) rubbing process is performed in one direction to set a pretilt angle. 89.6 °, retardation Δn LC · d LC was 400 nm. A liquid crystal material having a dielectric anisotropy (Δε) of −5.6 was used, and the liquid crystal layer 7 (see FIG. 1) was sealed between the first transparent substrate and the second transparent substrate.

第1偏光板8として、日東電工株式会社製のSWQ1423CUAG30Gを用い、第2偏光板9として、日東電工株式会社製のSWQ1423CUを用いた。また、リタデーションΔn・d=135nm、Nz=1.0を満たす日本ゼオン株式会社製の位相差板を用いた。本実施例では、位相差板は、液晶層7の両外側に配置される。したがって、液晶層7の両外側に配置されるリタデーションΔnf・dfの合計は270nmである。 As the first polarizing plate 8, SWQ1423CUAG30G manufactured by Nitto Denko Corporation was used, and as the second polarizing plate 9, SWQ1423CU manufactured by Nitto Denko Corporation was used. Further, a retardation plate manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. that satisfies retardation Δn F · d F = 135 nm and Nz = 1.0 was used. In this embodiment, the phase difference plates are arranged on both outer sides of the liquid crystal layer 7. Therefore, the total of retardation Δnf · df arranged on both outer sides of the liquid crystal layer 7 is 270 nm.

液晶表示素子の長辺方向を基準軸として、観察者方向から見たときの基準軸から第1偏光板8(図1参照)の吸収軸までの反時計回りの角度をθ1とした場合、θ1=45゜になるように第1偏光板8を配置した。また、基準軸から第2偏光板9(図1参照)の吸収軸までの反時計回りの角度をθ2とした場合、θ2=135゜になるように第2偏光板9を配置した。なお、本実施例では、第1偏光板8と第2偏光板9の吸収軸が直交するように配置したが、第1偏光板8と第2偏光板9の偏光軸が直交するように配置してもよい。   Assuming that the counterclockwise angle from the reference axis when viewed from the observer direction to the absorption axis of the first polarizing plate 8 (see FIG. 1) is θ1 with the long side direction of the liquid crystal display element as the reference axis, θ1 The first polarizing plate 8 was arranged so that = 45 °. Further, when the counterclockwise angle from the reference axis to the absorption axis of the second polarizing plate 9 (see FIG. 1) is θ2, the second polarizing plate 9 is arranged so that θ2 = 135 °. In this embodiment, the first polarizing plate 8 and the second polarizing plate 9 are disposed so that the absorption axes thereof are orthogonal to each other, but the first polarizing plate 8 and the second polarizing plate 9 are disposed so that the polarization axes are orthogonal to each other. May be.

また、液晶表示素子の長辺方向を基準軸として、観察者方向から見たときの基準軸から第1位相差板5(図1参照)の延伸軸までの反時計回りの角度をθ3とした場合、θ3=0゜になるように第1位相差板5を配置した。また、基準軸から第2位相差板6(図1参照)の延伸軸までの反時計回りの角度をθ4とした場合、θ4=0゜になるように第2位相差板6を配置した。   Further, with the long side direction of the liquid crystal display element as the reference axis, the counterclockwise angle from the reference axis when viewed from the observer direction to the extending axis of the first retardation plate 5 (see FIG. 1) is θ3. In this case, the first retardation plate 5 was arranged so that θ3 = 0 °. Further, when the counterclockwise angle from the reference axis to the extending axis of the second retardation plate 6 (see FIG. 1) is θ4, the second retardation plate 6 is arranged so that θ4 = 0 °.

さらに、半透過反射板10(図1参照)として、株式会社ツジデン製のLTO−FW1を配置した。   Furthermore, LTO-FW1 manufactured by Tsujiden Co., Ltd. was disposed as the transflective plate 10 (see FIG. 1).

以上のように作製した液晶表示素子を、デューティ比1/4駆動したところ、良好な視認性が得られた。すなわち、電圧非印加時や電源オフ時には良好な白色表示が得られ、電源をオンとして液晶に電圧を印加した場合には、黒色表示が得られた。また、後述する比較例の場合と比較すると、電源オン時の透過率が低いため、コントラストが高い表示品位が得られた。   When the liquid crystal display element manufactured as described above was driven at a duty ratio of 1/4, good visibility was obtained. That is, a good white display was obtained when no voltage was applied or the power was turned off, and a black display was obtained when the power was turned on and a voltage was applied to the liquid crystal. In addition, compared with the case of the comparative example described later, the display quality with high contrast was obtained because of the low transmittance when the power was turned on.

第2の実施例も、上記実施形態の液晶表示素子を実現した例である。ただし、第2の実施例は、液晶層7の一方の外側にのみ位相差板を配置した例である。すなわち、第2の実施例は、第1の実施例と比較して、第2の位相差板6を設けていない点において第1の実施例と異なる。   The second example is also an example in which the liquid crystal display element of the above embodiment is realized. However, the second embodiment is an example in which a retardation plate is disposed only on one outer side of the liquid crystal layer 7. That is, the second embodiment is different from the first embodiment in that the second retardation plate 6 is not provided as compared with the first embodiment.

第2の実施例では、第1の実施例と同様、セグメント表示を行うため、透明基板1,2に所定のセグメント電極およびコモン電極をパターニングした。   In the second embodiment, similar to the first embodiment, predetermined segment electrodes and common electrodes were patterned on the transparent substrates 1 and 2 in order to perform segment display.

透明基板1,2に成膜する配向膜、配向膜の配向処理方法および液晶層7に封止される液晶材料は、第1の実施例と同様である。また、第1偏光板8および第2偏光板9に用いられた素材および配置方法も、第1の実施例と同様である。また、配置される半透過反射板10(図1参照)の材料も、第1の実施例と同様である。   The alignment films formed on the transparent substrates 1 and 2, the alignment film alignment method, and the liquid crystal material sealed in the liquid crystal layer 7 are the same as in the first embodiment. The materials and arrangement methods used for the first polarizing plate 8 and the second polarizing plate 9 are the same as in the first embodiment. The material of the transflective plate 10 (see FIG. 1) to be arranged is the same as that in the first embodiment.

一方、本実施例では、リタデーションΔn・d=270nm、Nz=1.0を満たす日本ゼオン株式会社製の位相差板を用いた。本実施例では、第1位相差板のみ、液晶層7の外側のうち第1偏光板8側(すなわち、第1の透明基板1と第1偏光板8の間)に配置される。したがって、液晶層7の一方の外側に配置されるリタデーションΔnf・dfの合計は270nmになる。 On the other hand, in this example, a retardation plate manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. that satisfies retardation Δn F · d F = 270 nm and Nz = 1.0 was used. In the present embodiment, only the first retardation plate is disposed on the first polarizing plate 8 side (that is, between the first transparent substrate 1 and the first polarizing plate 8) on the outside of the liquid crystal layer 7. Therefore, the total of retardation Δnf · df arranged on one outer side of the liquid crystal layer 7 is 270 nm.

液晶表示素子の長辺方向を基準軸として、観察者方向から見たときの基準軸から第1位相差板5(図1参照)の延伸軸までの反時計回りの角度をθ3とした場合、θ3=0゜になるように第1位相差板5を配置した。   When the long side direction of the liquid crystal display element is the reference axis, and the counterclockwise angle from the reference axis when viewed from the observer direction to the extending axis of the first retardation plate 5 (see FIG. 1) is θ3, The first retardation plate 5 was arranged so that θ3 = 0 °.

以上のように作製した液晶表示素子を、デューティ比1/4駆動したところ、良好な視認性が得られた。すなわち、電圧非印加時や電源オフ時には良好な白色表示が得られ、電源をオンとして液晶に電圧を印加した場合には、黒色表示が得られた。また、後述する比較例の場合と比較すると、電源オン時の透過率が低いため、コントラストが高い表示品位が得られた。   When the liquid crystal display element manufactured as described above was driven at a duty ratio of 1/4, good visibility was obtained. That is, a good white display was obtained when no voltage was applied or the power was turned off, and a black display was obtained when the power was turned on and a voltage was applied to the liquid crystal. In addition, compared with the case of the comparative example described later, the display quality with high contrast was obtained because of the low transmittance when the power was turned on.

第3の実施例では、フルドット表示を行うため、透明基板1,2に、縦方向に伸びる短冊状の複数の列電極と、これに交差する短冊状の複数の行電極をそれぞれパターニングした。具体的には、各列電極および各行電極は、それぞれ線幅350μm、線間10μmとした。   In the third embodiment, in order to perform full dot display, a plurality of strip-shaped column electrodes extending in the vertical direction and a plurality of strip-shaped row electrodes intersecting with the transparent substrates 1 and 2 were respectively patterned. Specifically, each column electrode and each row electrode had a line width of 350 μm and a line spacing of 10 μm.

次に、第1透明基板1および第2透明基板2の液晶層側の面に、垂直性の配向膜を成膜し、一方向にアンチパラレル(反平行)ラビング処理を施して、プレチルト角を89.6°、リタデーションΔnLC・dLCを590nmにした。また、液晶材料として、誘電異方性(Δε)が−2.7のものを用い、第1透明基板および第2透明基板の間に液晶層7(図1参照)を封止した。 Next, a vertical alignment film is formed on the surfaces of the first transparent substrate 1 and the second transparent substrate 2 on the liquid crystal layer side, and an anti-parallel (anti-parallel) rubbing process is performed in one direction to set a pretilt angle. 89.6 °, retardation Δn LC · d LC was 590 nm. A liquid crystal material having a dielectric anisotropy (Δε) of −2.7 was used, and the liquid crystal layer 7 (see FIG. 1) was sealed between the first transparent substrate and the second transparent substrate.

また、リタデーションΔn・d=140nm、Nz=1.55を満たす日本ゼオン株式会社製の位相差板を用いた。本実施例では、位相差板は、液晶層7の両外側に配置される。したがって、液晶層7の両外側に配置されるリタデーションΔnf・dfの合計は280nmである。 Further, a retardation plate manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. that satisfies retardation Δn F · d F = 140 nm and Nz = 1.55 was used. In this embodiment, the phase difference plates are arranged on both outer sides of the liquid crystal layer 7. Therefore, the total of retardation Δnf · df arranged on both outer sides of the liquid crystal layer 7 is 280 nm.

なお、第1偏光板8および第2偏光板9に用いられた素材および配置方法は、第1の実施例と同様である。また、第1位相差板5(図1参照)および第2位相差板6(図1参照)の配置方法も、第1の実施例と同様である。また、配置される半透過反射板10(図1参照)の材料も、第1の実施例と同様である。   In addition, the raw material used for the 1st polarizing plate 8 and the 2nd polarizing plate 9 and the arrangement | positioning method are the same as that of a 1st Example. The arrangement method of the first retardation plate 5 (see FIG. 1) and the second retardation plate 6 (see FIG. 1) is also the same as that of the first embodiment. The material of the transflective plate 10 (see FIG. 1) to be arranged is the same as that in the first embodiment.

以上のように作製した液晶表示素子を、デューティ比1/16駆動したところ、良好な視認性が得られた。すなわち、電圧非印加時や電源オフ時には良好な白色表示が得られ、電源をオンとして液晶に電圧を印加した場合には、黒色表示が得られた。本実施例の構成でも電源オン時の透過率が低いため、コントラストが高い表示品位が得られた。   When the liquid crystal display device manufactured as described above was driven at a duty ratio of 1/16, good visibility was obtained. That is, a good white display was obtained when no voltage was applied or the power was turned off, and a black display was obtained when the power was turned on and a voltage was applied to the liquid crystal. Even in the configuration of this example, since the transmittance at power-on was low, display quality with high contrast was obtained.

[比較例]
比較例では、液晶表示素子に位相差板を設けない構成としている。具体的には、比較例は、第1位相差板5及び第2の位相差板6を設けていない点において第1の実施例と異なる。それ以外については、第1の実施例と同様である。
[Comparative example]
In the comparative example, the liquid crystal display element is not provided with a retardation plate. Specifically, the comparative example is different from the first embodiment in that the first retardation plate 5 and the second retardation plate 6 are not provided. The rest is the same as in the first embodiment.

すなわち、各透明基板1,2に電極をパターニングする方法、透明基板1,2に成膜する配向膜、配向膜の配向処理方法および液晶層7に封止される液晶材料は、第1の実施例と同様である。また、第1偏光板8および第2偏光板9に用いられた素材、配置される半透過反射板10(図1参照)の材料も、第1の実施例と同様である。   That is, the method of patterning electrodes on the transparent substrates 1 and 2, the alignment film formed on the transparent substrates 1 and 2, the alignment film alignment method, and the liquid crystal material sealed in the liquid crystal layer 7 are the first embodiment. Similar to the example. The materials used for the first polarizing plate 8 and the second polarizing plate 9 and the material of the transflective plate 10 (see FIG. 1) to be arranged are the same as in the first embodiment.

一方、第1偏光板8および第2偏光板9の配置方法が、第1の実施例と異なる。具体的には、液晶表示素子の長辺方向を基準軸として、観察者方向から見たときの基準軸から第1偏光板8(図1参照)の吸収軸までの反時計回りの角度をθ1とした場合、θ1=45゜になるように第1偏光板8を配置した。また、基準軸から第2偏光板9(図1参照)の吸収軸までの反時計回りの角度をθ2とした場合、θ2=45゜になるように第2偏光板9を配置した。なお、本実施例では、第1偏光板8と第2偏光板9の吸収軸が平行になるように配置したが、第1偏光板8と第2偏光板9の偏光軸が平行になるように配置してもよい。   On the other hand, the arrangement method of the 1st polarizing plate 8 and the 2nd polarizing plate 9 differs from a 1st Example. Specifically, with the long side direction of the liquid crystal display element as the reference axis, the counterclockwise angle from the reference axis when viewed from the observer direction to the absorption axis of the first polarizing plate 8 (see FIG. 1) is θ1. In this case, the first polarizing plate 8 was arranged so that θ1 = 45 °. In addition, when the counterclockwise angle from the reference axis to the absorption axis of the second polarizing plate 9 (see FIG. 1) is θ2, the second polarizing plate 9 is arranged so that θ2 = 45 °. In the present embodiment, the first polarizing plate 8 and the second polarizing plate 9 are arranged so that the absorption axes thereof are parallel, but the first polarizing plate 8 and the second polarizing plate 9 have parallel polarization axes. You may arrange in.

以上のように作製した液晶表示素子を、デューティ比1/4駆動したところ、良好な視認性が得られた。すなわち、電圧非印加時や電源オフ時には良好な白色表示が得られた。しかし、電源をオンとして液晶に電圧を印加した場合には、黒色表示と比べて少し透過率が高い褐色〜青紫色表示になり、コントラストが低くなる結果が得られた。   When the liquid crystal display element manufactured as described above was driven at a duty ratio of 1/4, good visibility was obtained. That is, a good white display was obtained when no voltage was applied or the power was turned off. However, when the power was turned on and a voltage was applied to the liquid crystal, a brown-blue-violet display having a slightly higher transmittance than that of the black display was obtained, resulting in a lower contrast.

この結果から、上記実施例に示すように、液晶層7のいずれか一方、あるいは両外側に、配向処理がされた方向と位相差板の延伸軸とがほぼ直交する方向に位相差板を配置することにより、電圧を印加した場合(電源オン時)に、透過率が低い黒色表示が得られる。   From this result, as shown in the above embodiment, the phase difference plate is arranged on either one or both outer sides of the liquid crystal layer 7 in the direction in which the orientation-treated direction and the stretching axis of the phase difference plate are substantially orthogonal to each other. Thus, when a voltage is applied (when the power is turned on), a black display with low transmittance can be obtained.

本発明は、VA型の液晶表示素子に好適に適用可能である。   The present invention can be suitably applied to a VA liquid crystal display element.

1 第1透明基板
2 第2透明基板
3 第1の透明電極
4 第2の透明電極
5 第1位相差板
6 第2位相差板
7 液晶層
8 第1偏光板
9 第2偏光板
10 半透過反射板
11 バックライト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st transparent substrate 2 2nd transparent substrate 3 1st transparent electrode 4 2nd transparent electrode 5 1st phase difference plate 6 2nd phase difference plate 7 Liquid crystal layer 8 1st polarizing plate 9 2nd polarizing plate 10 Semi-transmissive Reflector 11 Backlight

Claims (4)

第1の透明電極が配置された第1透明基板と、
前記第1の透明電極に対向する第2の透明電極が配置された第2透明基板と、
前記第1透明基板と前記第2透明基板との間に封止され、電圧が印加されていないときに垂直配向となる負の誘電異方性を有する液晶を含む液晶層とを備え、
前記液晶が所定のプレチルト角を有して垂直配向するように配向処理され、
前記液晶層の両外側のうち少なくともいずれか一方に位相差板が配置され、
前記位相差板は、前記配向処理がなされた方向と当該位相差板の延伸軸とがほぼ直交する方向に配置され、配置された前記位相差板のリタデーションの合計が200〜320nmを満たし、
前記液晶層の両外側に、互いの吸収軸がほぼ直交するように一対の偏光板が配置され、
個々の偏光板は、前記配向処理がなされた方向と吸収軸方向とのなす角がほぼ45°に配置され、前記位相差板が配置された場合には当該位相差板における当該液晶層の反対側に配置されることにより、
前記液晶層に電圧を印加していない場合に白色表示され、前記液晶層に電圧を印加した場合に黒色表示されるポジ表示を行う
ことを特徴とする液晶表示素子。
A first transparent substrate on which a first transparent electrode is disposed;
A second transparent substrate on which a second transparent electrode facing the first transparent electrode is disposed;
A liquid crystal layer that is sealed between the first transparent substrate and the second transparent substrate and includes a liquid crystal having negative dielectric anisotropy that is vertically aligned when no voltage is applied;
The liquid crystal is aligned so as to be vertically aligned with a predetermined pretilt angle,
A phase difference plate is disposed on at least one of both outer sides of the liquid crystal layer,
The retardation plate is arranged in a direction in which the orientation treatment and the stretching axis of the retardation plate are substantially perpendicular to each other, and the total retardation of the arranged retardation plates satisfies 200 to 320 nm,
A pair of polarizing plates are arranged on both outer sides of the liquid crystal layer so that the absorption axes thereof are substantially orthogonal to each other,
Each polarizing plate is disposed at an angle of approximately 45 ° between the direction in which the alignment treatment is performed and the absorption axis direction. When the retardation plate is disposed, the opposite of the liquid crystal layer in the retardation plate. By being placed on the side,
A liquid crystal display element that performs a positive display in which white display is performed when no voltage is applied to the liquid crystal layer and black display is performed when a voltage is applied to the liquid crystal layer.
液晶層の両外側に位相差板が配置され、
前記位相差板のうち、一方の位相差板における液晶層の反対側に第一の偏光板が配置され、他方の位相差板における液晶層の反対側に第二の偏光板が配置され、
前記第一の偏光板と前記第二の偏光板は、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置される
請求項1記載の液晶表示素子。
Retardation plates are arranged on both outer sides of the liquid crystal layer,
Among the retardation plates, a first polarizing plate is disposed on the opposite side of the liquid crystal layer in one retardation plate, and a second polarizing plate is disposed on the opposite side of the liquid crystal layer in the other retardation plate,
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged so that their absorption axes are substantially orthogonal to each other.
液晶層の両外側のうちいずれか一方に位相差板が配置され、
前記位相差板における液晶層の反対側に第一の偏光板が配置され、
前記位相差板が配置された側とは異なる液晶層の外側に第二の偏光板が配置され、
前記第一の偏光板と前記第二の偏光板は、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置される
請求項1記載の液晶表示素子。
A phase difference plate is arranged on either one of both outer sides of the liquid crystal layer,
A first polarizing plate is disposed on the opposite side of the liquid crystal layer in the retardation plate,
A second polarizing plate is arranged outside the liquid crystal layer different from the side where the retardation plate is arranged,
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged so that their absorption axes are substantially orthogonal to each other.
各位相差板の面内方向の屈折率n、n(n>n)、および、厚み方向の屈折率をnとしたとき、
1.4≦(n−n)/(n−n)≦2.4
を満たす
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の液晶表示素子。
Refractive index in the in-plane direction of the retardation plate n x, n y (n x > n y), and, when the refractive index in the thickness direction is n z,
1.4 ≦ (n x −n z ) / (n x −n y ) ≦ 2.4
The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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