JP2020177168A - Display device - Google Patents

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幸次朗 池田
Kojiro Ikeda
幸次朗 池田
天風 中村
Tenfu Nakamura
天風 中村
奥山 健太郎
Kentaro Okuyama
健太郎 奥山
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Abstract

To provide a display device including a polymer dispersion type liquid crystal layer with higher display quality.SOLUTION: A display device includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a liquid crystal layer LC disposed between the first substrate and the second substrate and including a stripe polymer 30 and a liquid crystal molecule 31, and a light source that delivers light to the liquid crystal layer. In a spatial frequency spectrum obtained by two-dimensional Fourier transformation of a pattern of the stripe polymer 30 in a plan view about a first frequency component and a second frequency component, the contour of a region of 75% or more of the maximum value is elliptical in a plane defined by the first frequency component and the second frequency component.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to display devices.

光源と、画素電極および共通電極を含む一対の基板と、これら基板の間に配置された高分子分散型の液晶層とを備えた表示装置が知られている。例えば、高分子分散型の液晶層は、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む。 A display device including a light source, a pair of substrates including a pixel electrode and a common electrode, and a polymer-dispersed liquid crystal layer arranged between the substrates is known. For example, the polymer-dispersed liquid crystal layer contains streaky polymers and liquid crystal molecules.

高分子分散型の液晶層においては、画素電極および共通電極の間の電界により液晶分子を回転させることで、ポリマーの光軸に対する液晶分子の光軸の傾きを制御することができる。これにより、画素ごとに光源からの光の散乱度を制御し、表示装置に任意の画像を表示させることが可能となる。 In the polymer-dispersed liquid crystal layer, the inclination of the optical axis of the liquid crystal molecule with respect to the optical axis of the polymer can be controlled by rotating the liquid crystal molecule by the electric field between the pixel electrode and the common electrode. This makes it possible to control the degree of scattering of light from the light source for each pixel and display an arbitrary image on the display device.

特開2012−151081号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-151081

高分子分散型の液晶層を備える表示装置において、さらなる表示品位の改善が求められている。そこで、本開示は、表示品位を向上させることが可能な表示装置を提供することを目的の一つとする。 In a display device provided with a polymer-dispersed liquid crystal layer, further improvement in display quality is required. Therefore, one of the purposes of the present disclosure is to provide a display device capable of improving display quality.

一実施形態における表示装置は、第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板の間に配置され、筋状のポリマーおよび液晶分子を含む液晶層と、前記液晶層に光を照射する光源と、を備えている。さらに、平面視における前記筋状のポリマーのパターンを第1周波数成分と第2周波数成分に関して2次元フーリエ変換することで得られる空間周波数スペクトルにおいて、最大値の75%以上の領域の輪郭が、前記第1周波数成分および前記第2周波数成分で規定される平面において楕円状である。 The display device in one embodiment is a liquid crystal that is arranged between the first substrate, the second substrate facing the first substrate, and the first substrate and the second substrate, and contains streaky polymers and liquid crystal molecules. It includes a layer and a light source that irradiates the liquid crystal layer with light. Further, in the spatial frequency spectrum obtained by performing a two-dimensional Fourier transform on the streaky polymer pattern in plan view with respect to the first frequency component and the second frequency component, the contour of a region of 75% or more of the maximum value is It is elliptical in the plane defined by the first frequency component and the second frequency component.

図1は、一実施形態における表示装置の概略的な構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a display device according to an embodiment. 図2は、上記表示装置が備える表示パネルに適用し得る構成の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a configuration applicable to a display panel included in the display device. 図3は、上記表示装置が備える液晶層の構成を説明するための概略的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the liquid crystal layer included in the display device. 図4は、上記表示装置に適用し得る構成の概略的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a configuration applicable to the display device. 図5は、上記液晶層への印加電圧と液晶層の散乱度(輝度)との関係を表すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the liquid crystal layer and the degree of scattering (luminance) of the liquid crystal layer. 図6Aは、上記液晶層に含まれるポリマーのパターンの平面図である。FIG. 6A is a plan view of the polymer pattern contained in the liquid crystal layer. 図6Bは、図6Aのパターンを高速フーリエ変換することで得られる空間周波数スペクトルである。FIG. 6B is a spatial frequency spectrum obtained by performing a fast Fourier transform on the pattern of FIG. 6A. 図7Aは、上記液晶層に含まれるポリマーのパターンの平面図である。FIG. 7A is a plan view of the polymer pattern contained in the liquid crystal layer. 図7Bは、図7Aのパターンを高速フーリエ変換することで得られる空間周波数スペクトルである。FIG. 7B is a spatial frequency spectrum obtained by performing a fast Fourier transform on the pattern of FIG. 7A. 図8Aは、上記液晶層に含まれるポリマーのパターンの平面図である。FIG. 8A is a plan view of the polymer pattern contained in the liquid crystal layer. 図8Bは、図8Aのパターンを高速フーリエ変換することで得られる空間周波数スペクトルである。FIG. 8B is a spatial frequency spectrum obtained by performing a high-speed Fourier transform on the pattern of FIG. 8A. 図9Aは、上記液晶層に含まれるポリマーのパターンの平面図である。FIG. 9A is a plan view of the polymer pattern contained in the liquid crystal layer. 図9Bは、図9Aのパターンを高速フーリエ変換することで得られる空間周波数スペクトルである。FIG. 9B is a spatial frequency spectrum obtained by performing a fast Fourier transform on the pattern of FIG. 9A. 図10は、空間周波数スペクトルの評価円の概要を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an outline of an evaluation circle of a spatial frequency spectrum. 図11Aは、ヒステリシスの評価対象である空間周波数スペクトルと評価円を示す図である。FIG. 11A is a diagram showing a spatial frequency spectrum and an evaluation circle to be evaluated for hysteresis. 図11Bは、図11Aに示す空間周波数スペクトルのポリマーを含む液晶層につき電圧に対する散乱度(輝度)を測定した結果を示すグラフである。FIG. 11B is a graph showing the results of measuring the degree of scattering (luminance) with respect to voltage for the liquid crystal layer containing the polymer of the spatial frequency spectrum shown in FIG. 11A. 図12Aは、ヒステリシスの評価対象である空間周波数スペクトルと評価円を示す図である。FIG. 12A is a diagram showing a spatial frequency spectrum and an evaluation circle to be evaluated for hysteresis. 図12Bは、図12Aに示す空間周波数スペクトルのポリマーを含む液晶層につき電圧に対する散乱度(輝度)を測定した結果を示すグラフである。FIG. 12B is a graph showing the results of measuring the degree of scattering (luminance) with respect to voltage for the liquid crystal layer containing the polymer of the spatial frequency spectrum shown in FIG. 12A. 図13Aは、ヒステリシスの評価対象である空間周波数スペクトルと評価円を示す図である。FIG. 13A is a diagram showing a spatial frequency spectrum and an evaluation circle to be evaluated for hysteresis. 図13Bは、図13Aに示す空間周波数スペクトルのポリマーを含む液晶層につき電圧に対する散乱度(輝度)を測定した結果を示すグラフである。FIG. 13B is a graph showing the results of measuring the degree of scattering (luminance) with respect to voltage for the liquid crystal layer containing the polymer of the spatial frequency spectrum shown in FIG. 13A. 図14Aは、ヒステリシスの評価対象である空間周波数スペクトルと評価円を示す図である。FIG. 14A is a diagram showing a spatial frequency spectrum and an evaluation circle to be evaluated for hysteresis. 図14Bは、図14Aに示す空間周波数スペクトルのポリマーを含む液晶層につき電圧に対する散乱度(輝度)を測定した結果を示すグラフである。FIG. 14B is a graph showing the results of measuring the degree of scattering (luminance) with respect to voltage for the liquid crystal layer containing the polymer of the spatial frequency spectrum shown in FIG. 14A.

いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。
Some embodiments will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the disclosure is merely an example, and those skilled in the art can easily conceive of appropriate changes while maintaining the gist of the invention are naturally included in the scope of the present invention. In addition, the drawings may be represented schematically as compared with actual embodiments in order to clarify the description, but the drawings are merely examples and do not limit the interpretation of the present invention. In each figure, the reference numerals may be omitted for the same or similar elements arranged consecutively. Further, in the present specification and each figure, components exhibiting the same or similar functions as those described above with respect to the above-mentioned figures may be designated by the same reference numerals, and duplicate detailed description may be omitted.

図1は、本実施形態における表示装置DSPの概略的な構成を示す平面図である。本実施形態において、第1方向X、第2方向Yおよび第3方向Zは互いに直交しているが、90度以外の角度で交差してもよい。第1方向X及び第2方向Yは、表示装置DSPを構成する基板の主面と平行な方向に相当する。第3方向Zは、表示装置DSPの厚さ方向に相当する。本実施形態においては、第1方向Xおよび第2方向Yで規定されるX−Y平面を見ることを平面視という。 FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a display device DSP according to the present embodiment. In the present embodiment, the first direction X, the second direction Y, and the third direction Z are orthogonal to each other, but they may intersect at an angle other than 90 degrees. The first direction X and the second direction Y correspond to the directions parallel to the main surface of the substrate constituting the display device DSP. The third direction Z corresponds to the thickness direction of the display device DSP. In the present embodiment, viewing the XY plane defined by the first direction X and the second direction Y is referred to as a plan view.

本実施形態においては、表示装置DSPの一例として、高分子分散型液晶(PDLC)を適用した液晶表示装置を開示する。表示装置DSPは、表示パネルPNLと、配線基板1と、ICチップ2(駆動回路)と、複数の光源LSとを備えている。 In the present embodiment, as an example of the display device DSP, a liquid crystal display device to which a polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) is applied is disclosed. The display device DSP includes a display panel PNL, a wiring board 1, an IC chip 2 (drive circuit), and a plurality of light sources LS.

表示パネルPNLは、第1基板SUB1(アレイ基板)と、第2基板SUB2(対向基板)と、液晶層LCと、シールSEとを備えている。第1基板SUB1および第2基板SUB2は、X−Y平面と平行な平板状に形成され、第3方向Zにおいて対向している。シールSEは、例えばループ状に形成され、第1基板SUB1および第2基板SUB2を接着している。液晶層LCは、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に配置され、シールSEによって封止されている。 The display panel PNL includes a first substrate SUB1 (array substrate), a second substrate SUB2 (opposing substrate), a liquid crystal layer LC, and a seal SE. The first substrate SUB1 and the second substrate SUB2 are formed in a flat plate shape parallel to the XY plane and face each other in the third direction Z. The seal SE is formed in a loop shape, for example, and adheres the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2. The liquid crystal layer LC is arranged between the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2, and is sealed by the seal SE.

表示パネルPNLは、画像を表示する表示領域DAと、表示領域DAを囲む額縁状の周辺領域PAとを有している。シールSEは、周辺領域PAに配置されている。表示領域DAは、第1方向Xおよび第2方向Yにマトリクス状に配列された複数の画素PXを備えている。 The display panel PNL has a display area DA for displaying an image and a frame-shaped peripheral area PA surrounding the display area DA. The seal SE is located in the peripheral region PA. The display area DA includes a plurality of pixels PX arranged in a matrix in the first direction X and the second direction Y.

図1において拡大して示すように、各画素PXは、スイッチング素子SWと、画素電極PEと、共通電極CEとを備えている。スイッチング素子SWは、例えば薄膜トランジスタ(TFT)によって構成され、走査線Gおよび信号線Sと電気的に接続されている。走査線Gは、第1方向Xに並んだ画素PXの各々におけるスイッチング素子SWと電気的に接続されている。信号線Sは、第2方向Yに並んだ画素PXの各々におけるスイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEは、スイッチング素子SWと電気的に接続されている。共通電極CEは、複数の画素電極PEに対して共通に設けられている。液晶層LCは、画素電極PEと共通電極CEとの間に生じる電界によって駆動される。容量CSは、例えば共通電極CEと同電位の電極および画素電極PEと同電位の電極の間に形成される。 As shown enlarged in FIG. 1, each pixel PX includes a switching element SW, a pixel electrode PE, and a common electrode CE. The switching element SW is composed of, for example, a thin film transistor (TFT) and is electrically connected to the scanning line G and the signal line S. The scanning line G is electrically connected to the switching element SW in each of the pixels PX arranged in the first direction X. The signal line S is electrically connected to the switching element SW in each of the pixels PX arranged in the second direction Y. The pixel electrode PE is electrically connected to the switching element SW. The common electrode CE is commonly provided for a plurality of pixel electrode PEs. The liquid crystal layer LC is driven by an electric field generated between the pixel electrode PE and the common electrode CE. The capacitance CS is formed, for example, between an electrode having the same potential as the common electrode CE and an electrode having the same potential as the pixel electrode PE.

後に説明するが、走査線G、信号線S、スイッチング素子SWおよび画素電極PEは第1基板SUB1に設けられ、共通電極CEは第2基板SUB2に設けられている。走査線Gは、周辺領域PAに延出し、配線基板1あるいはICチップ2と電気的に接続されている。信号線Sは、周辺領域PAに延出し、配線基板1あるいはICチップ2と電気的に接続されている。 As will be described later, the scanning line G, the signal line S, the switching element SW, and the pixel electrode PE are provided on the first substrate SUB1, and the common electrode CE is provided on the second substrate SUB2. The scanning line G extends to the peripheral region PA and is electrically connected to the wiring board 1 or the IC chip 2. The signal line S extends to the peripheral region PA and is electrically connected to the wiring board 1 or the IC chip 2.

配線基板1は、第1基板SUB1の延出部Exに配置された端子と電気的に接続されている。延出部Exは、第1基板SUB1のうち第2基板SUB2と対向しない部分に相当する。例えば、配線基板1は、フレキシブルプリント回路基板である。ICチップ2は、配線基板1に実装されている。ICチップ2は、例えば、画像表示に必要な信号を出力するディスプレイドライバなどを内蔵している。なお、ICチップ2は、延出部Exに実装されてもよい。 The wiring board 1 is electrically connected to a terminal arranged at the extension portion Ex of the first board SUB1. The extending portion Ex corresponds to a portion of the first substrate SUB1 that does not face the second substrate SUB2. For example, the wiring board 1 is a flexible printed circuit board. The IC chip 2 is mounted on the wiring board 1. The IC chip 2 has, for example, a built-in display driver that outputs a signal necessary for displaying an image. The IC chip 2 may be mounted on the extension portion Ex.

複数の光源LSは、延出部Exに重畳している。これら光源LSは、第1方向Xに沿って間隔をおいて並んでいる。各光源LSは、例えば赤色の光を放つ発光素子、緑色の光を放つ発光素子、および青色の光を放つ発光素子を含む。これら発光素子としては、例えば発光ダイオード(LED)を用いることができるが、この例に限定されない。 The plurality of light sources LS are superimposed on the extension portion Ex. These light sources LS are arranged at intervals along the first direction X. Each light source LS includes, for example, a light emitting element that emits red light, a light emitting element that emits green light, and a light emitting element that emits blue light. As these light emitting elements, for example, a light emitting diode (LED) can be used, but the present invention is not limited to this example.

図2は、図1に示した表示パネルPNLに適用し得る構成の一例を示す断面図である。第1基板SUB1は、第1透明基材10と、絶縁膜11,12と、容量電極13と、第1配向膜14と、スイッチング素子SWと、画素電極PEとを備えている。第1透明基材10は、第1面10Aと、第1面10Aの反対側の第2面10Bとを有している。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a configuration applicable to the display panel PNL shown in FIG. The first substrate SUB1 includes a first transparent base material 10, insulating films 11 and 12, capacitive electrodes 13, a first alignment film 14, a switching element SW, and a pixel electrode PE. The first transparent base material 10 has a first surface 10A and a second surface 10B on the opposite side of the first surface 10A.

スイッチング素子SWは、第2面10B側に配置されている。絶縁膜11は、スイッチング素子SWを覆っている。図2においてはスイッチング素子SWを簡略化しているが、実際にはスイッチング素子SWは半導体層や各種の電極を含む。また、図1に示した走査線Gおよび信号線Sは、第1透明基材10と絶縁膜11との間に配置されているが、図2においては図示を省略している。容量電極13は、絶縁膜11,12の間に配置されている。画素電極PEは、絶縁膜12と第1配向膜14との間において、画素PXごとに配置されている。画素電極PEは、容量電極13の開口部OPを介してスイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEは、容量電極13と対向し、上述の容量CSを形成している。第1配向膜14は、画素電極PEを覆っている。 The switching element SW is arranged on the second surface 10B side. The insulating film 11 covers the switching element SW. Although the switching element SW is simplified in FIG. 2, the switching element SW actually includes a semiconductor layer and various electrodes. Further, the scanning line G and the signal line S shown in FIG. 1 are arranged between the first transparent base material 10 and the insulating film 11, but are not shown in FIG. The capacitive electrode 13 is arranged between the insulating films 11 and 12. The pixel electrode PE is arranged for each pixel PX between the insulating film 12 and the first alignment film 14. The pixel electrode PE is electrically connected to the switching element SW via the opening OP of the capacitance electrode 13. The pixel electrode PE faces the capacitance electrode 13 and forms the above-mentioned capacitance CS. The first alignment film 14 covers the pixel electrode PE.

第2基板SUB2は、第2透明基材20と、遮光層21と、オーバーコート層22と、第2配向膜23と、共通電極CEとを備えている。第2透明基材20は、第1基板SUB1に対向する第1面20Aと、第1面20Aの反対側の第2面20Bとを有している。 The second substrate SUB2 includes a second transparent base material 20, a light-shielding layer 21, an overcoat layer 22, a second alignment film 23, and a common electrode CE. The second transparent base material 20 has a first surface 20A facing the first substrate SUB1 and a second surface 20B on the opposite side of the first surface 20A.

遮光層21および共通電極CEは、第1面20A側に配置されている。例えば、遮光層21は、スイッチング素子SW、走査線Gおよび信号線Sと対向している。共通電極CEは、複数の画素PXに亘って配置され、第3方向Zにおいて複数の画素電極PEと対向している。また、共通電極CEは、遮光層21を覆っている。共通電極CEは、容量電極13と同電位である。オーバーコート層22は、共通電極CEを覆っている。第2配向膜23は、オーバーコート層22を覆っている。液晶層LCは、第1配向膜14および第2配向膜23の間に配置され、これら配向膜14,23に接している。 The light-shielding layer 21 and the common electrode CE are arranged on the first surface 20A side. For example, the light-shielding layer 21 faces the switching element SW, the scanning line G, and the signal line S. The common electrode CE is arranged over the plurality of pixels PX and faces the plurality of pixel electrodes PE in the third direction Z. Further, the common electrode CE covers the light-shielding layer 21. The common electrode CE has the same potential as the capacitance electrode 13. The overcoat layer 22 covers the common electrode CE. The second alignment film 23 covers the overcoat layer 22. The liquid crystal layer LC is arranged between the first alignment film 14 and the second alignment film 23, and is in contact with these alignment films 14, 23.

第1透明基材10および第2透明基材20は、例えばガラス基板やプラスチック基板などの絶縁基板である。絶縁膜11は、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物またはアクリル樹脂などの透明な絶縁材料によって形成されている。一例では、絶縁膜11は、無機絶縁膜および有機絶縁膜を含んでいる。絶縁膜12は、例えばシリコン窒化物などの無機絶縁膜である。容量電極13、画素電極PEおよび共通電極CEは、例えばインジウム錫酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)などの透明導電材料によって形成された透明電極である。第1配向膜14および第2配向膜23は、X−Y平面に略平行な配向規制力を有する水平配向膜である。配向規制力は、ラビング処理により付与されてもよいし、光配向処理により付与されてもよい。 The first transparent base material 10 and the second transparent base material 20 are insulating substrates such as a glass substrate and a plastic substrate. The insulating film 11 is formed of a transparent insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride or acrylic resin. In one example, the insulating film 11 includes an inorganic insulating film and an organic insulating film. The insulating film 12 is an inorganic insulating film such as silicon nitride. The capacitive electrode 13, the pixel electrode PE, and the common electrode CE are transparent electrodes formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). The first alignment film 14 and the second alignment film 23 are horizontal alignment films having an orientation regulating force substantially parallel to the XY plane. The orientation regulating force may be imparted by a rubbing treatment or a photoalignment treatment.

なお、表示パネルPNLの構成は、図1および図2の例に限定されない。例えば、第1基板SUB1は、容量電極13を備えなくてもよい。また、第2基板SUB2は、遮光層21を備えなくてもよい。 The configuration of the display panel PNL is not limited to the examples of FIGS. 1 and 2. For example, the first substrate SUB1 does not have to include the capacitive electrode 13. Further, the second substrate SUB2 does not have to include the light shielding layer 21.

図3は、液晶層LCの構成例を説明するための、表示パネルPNLの概略的な断面図である。本実施形態において、液晶層LCは、筋状(ネットワーク状)のポリマー30と、液晶分子31とを有している。一例では、ポリマー30は、液晶性ポリマーである。液晶分子31は、ポリマー30の隙間に分散されている。図3に示すように、ポリマー30に接続されたモノマー32が存在してもよい。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the display panel PNL for explaining a configuration example of the liquid crystal layer LC. In the present embodiment, the liquid crystal layer LC has a streaky (network-like) polymer 30 and liquid crystal molecules 31. In one example, the polymer 30 is a liquid crystal polymer. The liquid crystal molecules 31 are dispersed in the gaps of the polymer 30. As shown in FIG. 3, the monomer 32 connected to the polymer 30 may be present.

このような液晶層LCは、例えば第1配向膜14および第2配向膜23の間に液晶モノマーを注入し、これら配向膜14,23の配向規制力により所定方向に配向された液晶モノマーに対して紫外光を照射することで得られる。すなわち、紫外光により液晶モノマーが高分子化され、筋状のポリマー30が形成される。 In such a liquid crystal layer LC, for example, a liquid crystal monomer is injected between the first alignment film 14 and the second alignment film 23, and the liquid crystal monomer is oriented in a predetermined direction by the orientation restricting force of the alignment films 14 and 23. It can be obtained by irradiating with ultraviolet light. That is, the liquid crystal monomer is polymerized by ultraviolet light to form a streaky polymer 30.

ポリマー30および液晶分子31の各々は、光学異方性あるいは屈折率異方性を有している。ポリマー30の電界に対する応答性は、液晶分子31の電界に対する応答性より低い。例えば、ポリマー30の配向方向は、画素電極PEと共通電極CEの間の電界にかかわらずほとんど変化しない。一方、液晶分子31の配向方向は、当該電界に応じて変化する。 Each of the polymer 30 and the liquid crystal molecule 31 has optical anisotropy or refractive index anisotropy. The responsiveness of the polymer 30 to the electric field is lower than the responsiveness of the liquid crystal molecule 31 to the electric field. For example, the orientation direction of the polymer 30 hardly changes regardless of the electric field between the pixel electrode PE and the common electrode CE. On the other hand, the orientation direction of the liquid crystal molecules 31 changes according to the electric field.

図3において、実線で示す液晶分子31は、画素電極PEと共通電極CEの間に電位差が無い場合(電界が形成されていない場合)の配向状態を表している。また、破線で示す液晶分子31は、画素電極PEと共通電極CEの間に電位差が有る場合(電界が形成されている場合)の配向状態を表している。 In FIG. 3, the liquid crystal molecule 31 shown by the solid line represents the orientation state when there is no potential difference between the pixel electrode PE and the common electrode CE (when no electric field is formed). Further, the liquid crystal molecule 31 shown by the broken line represents the orientation state when there is a potential difference between the pixel electrode PE and the common electrode CE (when an electric field is formed).

液晶層LCに電界が作用していないか、あるいは当該電界が極めて弱い状態においては、ポリマー30および液晶分子31のそれぞれの光軸は互いに略平行となる。したがって、液晶層LCに入射した光は、液晶層LC内でほとんど散乱されることなく透過する。以下、このような状態を透明状態と呼ぶ。また、透明状態を実現するための画素電極PEの電圧を透明電圧と呼ぶ。透明電圧は、共通電極CEに印加される共通電圧と同じであってもよいし、共通電圧と僅かに異なる電圧であってもよい。 When no electric field is acting on the liquid crystal layer LC or the electric field is extremely weak, the optical axes of the polymer 30 and the liquid crystal molecule 31 are substantially parallel to each other. Therefore, the light incident on the liquid crystal layer LC is transmitted in the liquid crystal layer LC with almost no scattering. Hereinafter, such a state is referred to as a transparent state. Further, the voltage of the pixel electrode PE for realizing the transparent state is called a transparent voltage. The transparent voltage may be the same as the common voltage applied to the common electrode CE, or may be a voltage slightly different from the common voltage.

一方、液晶層LCに十分な電界が作用している状態では、ポリマー30および液晶分子31のそれぞれの光軸は互いに交差する。したがって、液晶層LCに入射した光は、液晶層LC内で散乱される。以下、このような状態を散乱状態と呼ぶ。また、散乱状態を実現するための画素電極PEの電圧を散乱電圧と呼ぶ。散乱電圧は、透明電圧よりも共通電極CEとの電位差が大きくなるような電圧である。 On the other hand, when a sufficient electric field is applied to the liquid crystal layer LC, the optical axes of the polymer 30 and the liquid crystal molecules 31 intersect with each other. Therefore, the light incident on the liquid crystal layer LC is scattered in the liquid crystal layer LC. Hereinafter, such a state is referred to as a scattering state. Further, the voltage of the pixel electrode PE for realizing the scattered state is called a scattered voltage. The scattered voltage is a voltage such that the potential difference from the common electrode CE is larger than the transparent voltage.

図4は、表示装置DSPに適用し得る構成の一例を示す概略的な断面図である。光源LSは、延出部Exに配置され、第2基板SUB2の側面と対向している。ただし、光源LSは、延出部Ex以外に配置されてもよい。また、光源LSは、第1基板SUB1の側面に対向してもよいし、第1基板SUB1および第2基板SUB2の双方の側面に対向してもよい。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a configuration applicable to the display device DSP. The light source LS is arranged on the extending portion Ex and faces the side surface of the second substrate SUB2. However, the light source LS may be arranged in a place other than the extension portion Ex. Further, the light source LS may face the side surface of the first substrate SUB1 or may face the side surfaces of both the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2.

図4に示すように、光源LSが放つ光L1は、第2基板SUB2の側面に照射される。当該側面から表示パネルPNLの内部に入った光L1は、表示パネルPNLの内部を伝播する。透明電圧が印加されている画素電極PE(図4中のOFF)の近傍においては、光L1が液晶層LCでほとんど散乱されない。そのため、光L1は、第1基板SUB1および第2基板SUB2からほとんど漏れ出すことはない。 As shown in FIG. 4, the light L1 emitted by the light source LS irradiates the side surface of the second substrate SUB2. The light L1 that has entered the inside of the display panel PNL from the side surface propagates inside the display panel PNL. In the vicinity of the pixel electrode PE (OFF in FIG. 4) to which the transparent voltage is applied, the light L1 is hardly scattered by the liquid crystal layer LC. Therefore, the light L1 hardly leaks from the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2.

一方、散乱電圧が印加されている画素電極PE(図4中のON)の近傍においては、光L1が液晶層LCで散乱される。この散乱光は、第1基板SUB1および第2基板SUB2から出射し、表示画像として視認される。散乱電圧を所定範囲で段階的に規定することにより、散乱度(輝度)の階調表現を実現することも可能である。 On the other hand, in the vicinity of the pixel electrode PE (ON in FIG. 4) to which the scattering voltage is applied, the light L1 is scattered by the liquid crystal layer LC. This scattered light is emitted from the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2 and is visually recognized as a display image. It is also possible to realize a gradation expression of the degree of scattering (luminance) by defining the scattering voltage stepwise in a predetermined range.

なお、透明電圧が印加されている画素電極PEの近傍において、第1基板SUB1または第2基板SUB2に入射する外光L2は、ほとんど散乱されることなくこれら基板を透過する。すなわち、第2基板SUB2側から表示パネルPNLを見た場合には第1基板SUB1側の背景が視認可能であり、第1基板SUB1側から表示パネルPNLを見た場合には第2基板SUB2側の背景が視認可能である。 In the vicinity of the pixel electrode PE to which the transparent voltage is applied, the external light L2 incident on the first substrate SUB1 or the second substrate SUB2 is transmitted through these substrates with almost no scattering. That is, when the display panel PNL is viewed from the second substrate SUB2 side, the background of the first substrate SUB1 side is visible, and when the display panel PNL is viewed from the first substrate SUB1 side, the second substrate SUB2 side is visible. The background is visible.

以上のような構成の表示装置DSPは、例えばフィールドシーケンシャル方式にて駆動することができる。この方式においては、1つのフレーム期間が複数のサブフレーム期間(フィールド)を含む。例えば、光源LSが赤色、緑色および青色の発光素子を含む場合、1つのフレーム期間には、赤色、緑色および青色のサブフレーム期間が含まれる。 The display device DSP having the above configuration can be driven by, for example, a field sequential method. In this method, one frame period includes a plurality of subframe periods (fields). For example, if the light source LS includes red, green, and blue light emitting elements, one frame period includes red, green, and blue subframe periods.

赤色のサブフレーム期間においては、赤色の発光素子が点灯するとともに、赤色の画像データに応じた電圧が各画素電極PEに印加される。これにより、赤色の画像が表示される。緑色および青色のサブフレーム期間においても同様に、それぞれ緑色および青色の発光素子が点灯するとともに、それぞれ緑色および青色の画像データに応じた電圧が各画素電極PEに印加される。これにより、緑色および青色の画像が表示される。このように時分割で表示される赤色、緑色および青色の画像は、互いに合成されて多色表示の画像として観察者に視認される。 During the red subframe period, the red light emitting element lights up and a voltage corresponding to the red image data is applied to each pixel electrode PE. As a result, a red image is displayed. Similarly, during the green and blue subframe periods, the green and blue light emitting elements are lit, and voltages corresponding to the green and blue image data are applied to the pixel electrode PEs, respectively. This will display green and blue images. The red, green, and blue images displayed in time division in this way are combined with each other and visually recognized by the observer as a multicolor display image.

なお、液晶層LCは、共通電圧と同程度の電圧が画素電極PEに印加されている場合に散乱状態となり、共通電圧と十分に異なる電圧が画素電極PEに印加されている場合に透明状態となる構成を有してもよい。また、表示装置DSPは、単色の画像を表示する構成を有してもよい。 The liquid crystal layer LC is in a scattered state when a voltage similar to the common voltage is applied to the pixel electrode PE, and is in a transparent state when a voltage sufficiently different from the common voltage is applied to the pixel electrode PE. It may have the structure. Further, the display device DSP may have a configuration for displaying a monochromatic image.

図4に示すように、第2基板SUB2の上面(第2面20B)に例えばガラスで形成されたカバー部材40が配置されてもよい。この場合において、光源LSは、カバー部材40の側面に対向しなくてもよいし、対向してもよい。光源LSからの光がカバー部材40の内部を伝播してもよい。 As shown in FIG. 4, a cover member 40 made of, for example, glass may be arranged on the upper surface (second surface 20B) of the second substrate SUB2. In this case, the light source LS may or may not face the side surface of the cover member 40. Light from the light source LS may propagate inside the cover member 40.

さらに、カバー部材40の上面に第1光学機能層41が設けられ、第1基板SUB1の下面(第1面10A)に第2光学機能層42が設けられてもよい。これら光学機能層41,42としては、例えば紫外光吸収層または反射防止層を適用し得る。紫外光吸収層を適用した場合、紫外光による液晶層LCの劣化を抑制できる。反射防止層を適用した場合、外光の反射を抑制して、画像または背景の視認性を高めることができる。光学機能層41,42は、紫外光吸収層および反射防止層の双方を含んでもよい。 Further, the first optical functional layer 41 may be provided on the upper surface of the cover member 40, and the second optical functional layer 42 may be provided on the lower surface (first surface 10A) of the first substrate SUB1. As these optical functional layers 41 and 42, for example, an ultraviolet light absorption layer or an antireflection layer can be applied. When an ultraviolet light absorbing layer is applied, deterioration of the liquid crystal layer LC due to ultraviolet light can be suppressed. When the antireflection layer is applied, it is possible to suppress the reflection of external light and improve the visibility of the image or the background. The optical functional layers 41 and 42 may include both an ultraviolet light absorbing layer and an antireflection layer.

図5は、液晶層LCに印加する電圧と、液晶層LCの散乱度(輝度)との関係を表すグラフである。グラフ中の実線の曲線C1は、液晶層LCに印加する電圧を所定値まで上昇させる場合の散乱度に相当する。一方、グラフ中の破線の曲線C2は、液晶層LCに印加する電圧を上記所定値から低下させる場合の散乱度に相当する。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the liquid crystal layer LC and the degree of scattering (luminance) of the liquid crystal layer LC. The solid line curve C1 in the graph corresponds to the degree of scattering when the voltage applied to the liquid crystal layer LC is raised to a predetermined value. On the other hand, the broken line curve C2 in the graph corresponds to the degree of scattering when the voltage applied to the liquid crystal layer LC is lowered from the predetermined value.

曲線C1,C2のいずれにおいても、電圧が高いほど散乱度が大きくなり、電圧が十分に大きくなると散乱度が飽和する。表示品位の観点からは、曲線C1,C2が一致することが好ましい。しかしながら、図5の例においては、高電圧の領域においては曲線C1,C2が一致するが、低電圧の領域においては同じ電圧でも曲線C2の方が曲線C1よりも散乱度が大きくなる。このような応答特性のヒステリシスは、液晶層LCに印加する電圧を低下させる場合に、ポリマー30近傍の配向変化により液晶分子31の応答性が低下するために発生すると考えられる。 In any of the curves C1 and C2, the higher the voltage, the higher the degree of scattering, and when the voltage becomes sufficiently large, the degree of scattering becomes saturated. From the viewpoint of display quality, it is preferable that the curves C1 and C2 match. However, in the example of FIG. 5, the curves C1 and C2 coincide with each other in the high voltage region, but in the low voltage region, the curve C2 has a larger degree of scattering than the curve C1 even at the same voltage. It is considered that such hysteresis of the response characteristic occurs because the responsiveness of the liquid crystal molecule 31 is lowered due to the orientation change in the vicinity of the polymer 30 when the voltage applied to the liquid crystal layer LC is lowered.

上記ヒステリシスが発生する場合、画素電極PEの電圧を透明電圧と散乱電圧の間で繰り返し切り替えると、画素電極PEに透明電圧が印加された状態であっても液晶分子31が初期配向(例えば図3において実線で示す配向)に完全には戻らなくなる焼付きが生じ得る。焼付きが生じると、透明状態となるべき画素PXにおいても光源LSからの光が散乱し、表示品位が低下する。 When the above hysteresis occurs, when the voltage of the pixel electrode PE is repeatedly switched between the transparent voltage and the scattering voltage, the liquid crystal molecules 31 are initially oriented (for example, FIG. 3) even when the transparent voltage is applied to the pixel electrode PE. Seizure may occur that does not completely return to the orientation shown by the solid line. When seizure occurs, the light from the light source LS is scattered even in the pixel PX that should be in the transparent state, and the display quality is deteriorated.

発明者は、上記ヒステリシスがポリマー30の形状に依存することを見出した。すなわち、ポリマー30の形状を適正化することにより、ヒステリシスを改善することが可能となる。ポリマー30の形状は、例えばポリマー30の平面視におけるパターンを2次元フーリエ変換(例えば高速フーリエ変換:FFT)することにより解析できる。 The inventor has found that the hysteresis depends on the shape of the polymer 30. That is, the hysteresis can be improved by optimizing the shape of the polymer 30. The shape of the polymer 30 can be analyzed, for example, by performing a two-dimensional Fourier transform (for example, a fast Fourier transform: FFT) on the pattern of the polymer 30 in a plan view.

2次元フーリエ変換は、パターンを構成する画素値からなる空間領域を、空間周波数領域に変換する処理である。すなわち、ポリマー30の平面視におけるパターンは、水平方向と垂直方向の周波数成分を有する。2次元フーリエ変換においては、当該パターンを水平方向および垂直方向にフーリエ変換し、その結果に基づいて水平方向および垂直方向の周波数成分に対する振幅の分布を表す周波数スペクトルを得る。以下、いくつかのポリマー30のパターンと、これらパターンを2次元フーリエ変換することで得られる周波数スペクトルとを例示する。 The two-dimensional Fourier transform is a process of converting a spatial region consisting of pixel values constituting a pattern into a spatial frequency region. That is, the pattern of the polymer 30 in plan view has frequency components in the horizontal and vertical directions. In the two-dimensional Fourier transform, the pattern is Fourier transformed in the horizontal and vertical directions, and based on the result, a frequency spectrum representing the distribution of amplitude with respect to the frequency components in the horizontal and vertical directions is obtained. Hereinafter, patterns of some polymers 30 and a frequency spectrum obtained by performing a two-dimensional Fourier transform on these patterns will be illustrated.

図6A〜図9Aは、ポリマー30の平面視におけるパターンを拡大して示す模式図である。いずれのパターンにおいても、白色の部分がポリマー30に相当する。図6B〜図9Bは、それぞれ顕微鏡にて撮影されたポリマー30の拡大写真に基づいて高速フーリエ変換することで得られる空間周波数スペクトルである。図6B〜図9Bにおいて、横軸は第1周波数成分Fh(水平周波数成分)であり、縦軸は第2周波数成分Fv(垂直周波数成分)である。例えば、第1周波数成分Fhおよび第2周波数成分Fvの一方が第1方向Xにおける周波数成分であり、他方が第2方向Yにおける周波数成分である。ただし、これら周波数成分Fh,Fvの方向は、第1方向Xおよび第2方向Yに限られない。第1周波数成分Fhの軸と第2周波数成分Fvの軸とが交差する点が(Fv,Fh)=(0,0)であり、この点から離れるほど高周波数となる。各周波数成分(Fh,Fv)における振幅は、色の濃淡で表されている。 6A to 9A are schematic views showing an enlarged pattern of the polymer 30 in a plan view. In any pattern, the white portion corresponds to the polymer 30. 6B to 9B are spatial frequency spectra obtained by performing a fast Fourier transform based on magnified photographs of the polymer 30 taken with a microscope, respectively. In FIGS. 6B to 9B, the horizontal axis is the first frequency component Fh (horizontal frequency component), and the vertical axis is the second frequency component Fv (vertical frequency component). For example, one of the first frequency component Fh and the second frequency component Fv is the frequency component in the first direction X, and the other is the frequency component in the second direction Y. However, the directions of these frequency components Fh and Fv are not limited to the first direction X and the second direction Y. The point where the axis of the first frequency component Fh and the axis of the second frequency component Fv intersect is (Fv, Fh) = (0,0), and the farther away from this point, the higher the frequency. The amplitude at each frequency component (Fh, Fv) is represented by the shade of color.

例えば、ポリマー30のパターンは、重合前の液晶層LCの特性、重合時における紫外光の露光条件、あるいは重合後の熱処理における条件などを変更することにより調整可能である。これらを適切に調整することで、所望のパターンのポリマー30を実現できる。 For example, the pattern of the polymer 30 can be adjusted by changing the characteristics of the liquid crystal layer LC before the polymerization, the exposure conditions of ultraviolet light at the time of the polymerization, the conditions at the heat treatment after the polymerization, and the like. By appropriately adjusting these, the polymer 30 having a desired pattern can be realized.

図6A〜図9Aのようなパターンは、例えば顕微鏡にてポリマー30の拡大写真を撮影し、この写真を所定の閾値にて2値化することにより作成できる。図6B〜図9Bの空間周波数スペクトルを得るための高速フーリエ変換は、例えば、1つの画素PXに対応する領域におけるポリマー30のパターンに対して施せばよい。この領域のサイズ(1つの画素PXのサイズ)は、例えば200μm×200μmあるいは100μm×100μmであるが、より小さいサイズまたは大きいサイズであってもよい。 The patterns shown in FIGS. 6A to 9A can be created by taking a magnified photograph of the polymer 30 with a microscope, for example, and binarizing the photograph with a predetermined threshold value. The high-speed Fourier transform for obtaining the spatial frequency spectra of FIGS. 6B to 9B may be applied, for example, to the pattern of the polymer 30 in the region corresponding to one pixel PX. The size of this region (the size of one pixel PX) is, for example, 200 μm × 200 μm or 100 μm × 100 μm, but may be smaller or larger.

図6A〜図9Aには、上述の各配向膜14,23の配向規制力が働く配向規制方向R(例えば各配向膜14,23に対するラビング方向)および配向規制方向Rと直交する直交方向Pを矢印にて示している。図6B〜図9Bにも、各周波数成分Fh,Fvで規定されるFh−Fv平面において配向規制方向Rおよび直交方向Pに対応する方向を矢印にて示している。 6A to 9A show the orientation regulation direction R (for example, the rubbing direction with respect to the alignment films 14 and 23) on which the orientation regulation force of the above-mentioned alignment films 14 and 23 acts, and the orthogonal direction P orthogonal to the orientation regulation direction R. It is indicated by an arrow. In FIGS. 6B to 9B, the directions corresponding to the orientation regulation direction R and the orthogonal direction P in the Fh-Fv plane defined by the frequency components Fh and Fv are indicated by arrows.

図6B〜図9Bには、空間周波数スペクトルを定量的に評価するための評価円CRを示している。図10は、評価円CRの概要を説明するための図である。評価円CRを定めるに際しては、先ず、空間周波数スペクトルにおいて、振幅の最大値の75%以上のスペクトルをFh−Fv平面にプロットする。そして、(Fv,Fh)=(0,0)の原点Oを通るあらゆる方向において、最も高周波数となるプロット(最も原点Oから遠いプロット)を繋ぐことにより得られた円を、評価円CRとする。このような評価円CRは、Fh−Fv平面において、振幅が最大値の75%以上となる領域の輪郭に相当する。評価円CRは、正円形の場合もあるし、楕円形の場合もある。上記輪郭が正確な正円形または楕円形とならない場合、評価円CRは、当該輪郭を正円形または楕円形に近似したものであってもよい。評価円CRが楕円形の場合、その長軸をLX、短軸をSXと定義する。 6B to 9B show the evaluation circle CR for quantitatively evaluating the spatial frequency spectrum. FIG. 10 is a diagram for explaining the outline of the evaluation circle CR. When determining the evaluation circle CR, first, in the spatial frequency spectrum, a spectrum of 75% or more of the maximum value of the amplitude is plotted on the Fh-Fv plane. Then, the circle obtained by connecting the plots having the highest frequency (the plot farthest from the origin O) in all directions passing through the origin O at (Fv, Fh) = (0,0) is referred to as the evaluation circle CR. To do. Such an evaluation circle CR corresponds to the contour of a region in which the amplitude is 75% or more of the maximum value in the Fh-Fv plane. The evaluation circle CR may be a perfect circle or an ellipse. If the contour does not have an exact perfect circle or ellipse, the evaluation circle CR may be an approximation of the contour to a perfect circle or ellipse. When the evaluation circle CR is elliptical, its long axis is defined as LX and its short axis is defined as SX.

図6Aのパターンにおいては、ポリマー30があらゆる方向において不規則に分布している。したがって、図6Bのように、空間周波数スペクトルは等方的となる。この場合の評価円CRは、略正円形である。 In the pattern of FIG. 6A, the polymer 30 is irregularly distributed in all directions. Therefore, as shown in FIG. 6B, the spatial frequency spectrum is isotropic. The evaluation circle CR in this case is a substantially perfect circle.

図7Aのパターンにおいては、ポリマー30が配向規制方向Rに延びるとともに、直交方向Pに並んでいる。このようなパターンの空間周波数スペクトルは、図7Bのように、配向規制方向Rにおけるスペクトルの幅が小さく、直交方向Pにおけるスペクトルの幅が大きくなる。したがって、評価円CRは楕円形となる。 In the pattern of FIG. 7A, the polymers 30 extend in the orientation control direction R and are aligned in the orthogonal direction P. As shown in FIG. 7B, the spatial frequency spectrum of such a pattern has a small spectrum width in the orientation regulation direction R and a large spectrum width in the orthogonal direction P. Therefore, the evaluation circle CR has an elliptical shape.

図8Aおよび図9Aのパターンにおいては、ポリマー30の直交方向Pにおけるピッチが図7Aのパターンよりも小さい。この場合の評価円CRも楕円形となるが、図8Bおよび図9Bのように直交方向Pにおけるスペクトルの幅が大きくなるため、評価円CRの長軸LXが図7Aに比べて長くなる。 In the patterns of FIGS. 8A and 9A, the pitch of the polymer 30 in the orthogonal direction P is smaller than that of the pattern of FIG. 7A. The evaluation circle CR in this case is also elliptical, but the long axis LX of the evaluation circle CR is longer than that of FIG. 7A because the width of the spectrum in the orthogonal direction P is large as shown in FIGS. 8B and 9B.

図8Aおよび図9Aのパターンにおいて、ポリマー30の直交方向Pにおけるピッチは同等である。ただし、図8Aのパターンではポリマー30が連続的に配向規制方向Rに延びているのに対し、図9Aのパターンではポリマー30が断続的に配向規制方向Rに延びている。この影響により、図9Bの空間周波数スペクトルは、配向規制方向Rにおける幅が大きくなる。したがって、図9Bの評価円CRの短軸SXは、図8Bの評価円CRの短軸SXよりも長くなる。 In the patterns of FIGS. 8A and 9A, the pitches of the polymers 30 in the orthogonal direction P are equivalent. However, in the pattern of FIG. 8A, the polymer 30 continuously extends in the orientation regulating direction R, whereas in the pattern of FIG. 9A, the polymer 30 intermittently extends in the orientation regulating direction R. Due to this effect, the spatial frequency spectrum of FIG. 9B has a large width in the orientation regulation direction R. Therefore, the short axis SX of the evaluation circle CR of FIG. 9B is longer than the short axis SX of the evaluation circle CR of FIG. 8B.

このように、平面視におけるポリマー30のパターンの特徴は、評価円CRに表れる。本実施形態においては、評価円CRにおける長軸LXの長さを短軸SXの長さで割った値(LX/SX)を、ポリマー30のパターンの評価値として用いる。一例として、図6Bの評価円CRの評価値は1.0であり、図7Bの評価円CRの評価値は2.0であり、図8Bの評価円CRの評価値は2.8であり、図9Bの評価円CRの評価値は2.4である。 As described above, the characteristics of the pattern of the polymer 30 in the plan view appear in the evaluation circle CR. In the present embodiment, the value obtained by dividing the length of the major axis LX in the evaluation circle CR by the length of the minor axis SX (LX / SX) is used as the evaluation value of the pattern of the polymer 30. As an example, the evaluation value of the evaluation circle CR in FIG. 6B is 1.0, the evaluation value of the evaluation circle CR in FIG. 7B is 2.0, and the evaluation value of the evaluation circle CR in FIG. 8B is 2.8. , The evaluation value of the evaluation circle CR in FIG. 9B is 2.4.

続いて、評価円CRとヒステリシスの関係について説明する。図11A〜図14Aは、ヒステリシスの評価対象である空間周波数スペクトルと評価円CRを示す図である。図11B〜図14Bは、図11A〜図14Aに示す空間周波数スペクトルのポリマー30を含む液晶層LCにつき、電圧に対する散乱度(輝度)を測定した結果を示すグラフである。グラフ中の実線の曲線C1は、液晶層LCに印加する電圧を所定値まで上昇させる場合の散乱度に相当する。一方、グラフ中の破線の曲線C2は、液晶層LCに印加する電圧を上記所定値から低下させる場合の散乱度に相当する。 Next, the relationship between the evaluation circle CR and hysteresis will be described. 11A to 14A are diagrams showing the spatial frequency spectrum and the evaluation circle CR to be evaluated for hysteresis. 11B to 14B are graphs showing the results of measuring the degree of scattering (luminance) with respect to voltage for the liquid crystal layer LC containing the polymer 30 having the spatial frequency spectrum shown in FIGS. 11A to 14A. The solid line curve C1 in the graph corresponds to the degree of scattering when the voltage applied to the liquid crystal layer LC is raised to a predetermined value. On the other hand, the broken line curve C2 in the graph corresponds to the degree of scattering when the voltage applied to the liquid crystal layer LC is lowered from the predetermined value.

図11Aの空間周波数スペクトルにおいて、評価円CRの評価値(LX/SX)は1.9である。この場合においては、図11Bに示すように、曲線C1,C2が低電圧の領域で僅かにずれている。 In the spatial frequency spectrum of FIG. 11A, the evaluation value (LX / SX) of the evaluation circle CR is 1.9. In this case, as shown in FIG. 11B, the curves C1 and C2 are slightly deviated in the low voltage region.

図12Aの空間周波数スペクトルにおいて、評価円CRの評価値は2.7である。図13Aの空間周波数スペクトルにおいて、評価円CRの評価値は3.7である。図14Aの空間周波数スペクトルにおいて、評価円CRの評価値は4.4である。これらの場合においては、図12B〜図14Bに示すように、曲線C1,C2に殆どずれが生じない。 In the spatial frequency spectrum of FIG. 12A, the evaluation value of the evaluation circle CR is 2.7. In the spatial frequency spectrum of FIG. 13A, the evaluation value of the evaluation circle CR is 3.7. In the spatial frequency spectrum of FIG. 14A, the evaluation value of the evaluation circle CR is 4.4. In these cases, as shown in FIGS. 12B to 14B, the curves C1 and C2 are hardly displaced.

なお、図6Bに示すように評価円CRが略正円形の場合(評価値が1.0の場合)には、曲線C1,C2が図11Bよりも大きくずれる。したがって、評価値が1.9である図11Aの空間周波数スペクトルにおいても、評価値が1.0の場合よりヒステリシスが改善している。これは、図6Aに示すようにポリマー30が配向規制方向Rだけでなくその直交方向Pにも延びる複雑なパターンにおいては、ポリマー30近傍の液晶分子31の動きがポリマー30により阻害されることに起因すると考えられる。 As shown in FIG. 6B, when the evaluation circle CR is a substantially perfect circle (when the evaluation value is 1.0), the curves C1 and C2 deviate more than in FIG. 11B. Therefore, even in the spatial frequency spectrum of FIG. 11A having an evaluation value of 1.9, the hysteresis is improved as compared with the case where the evaluation value is 1.0. This is because, as shown in FIG. 6A, in a complicated pattern in which the polymer 30 extends not only in the orientation control direction R but also in the orthogonal direction P thereof, the movement of the liquid crystal molecules 31 in the vicinity of the polymer 30 is inhibited by the polymer 30. It is thought to be caused.

評価値が1.0から大きくなるに連れて、図11Bおよび図12Bのように曲線C1,C2のずれが小さくなっていく。この結果から、評価円CRが楕円形となるようにポリマー30のパターンを定めれば、ヒステリシスを改善できることが分かる。一例として、評価値が1.1以上となるようにポリマー30のパターンを定めることが好ましい。 As the evaluation value increases from 1.0, the deviation of the curves C1 and C2 decreases as shown in FIGS. 11B and 12B. From this result, it can be seen that the hysteresis can be improved by defining the pattern of the polymer 30 so that the evaluation circle CR has an elliptical shape. As an example, it is preferable to determine the pattern of the polymer 30 so that the evaluation value is 1.1 or more.

さらに、評価値が1.9の場合には未だに曲線C1,C2のずれが存在することから、評価値が1.9よりも大きい値、例えば図7Bに示した2.0以上となるようにポリマー30のパターンを定めることが好ましい。 Further, when the evaluation value is 1.9, there is still a deviation of the curves C1 and C2, so that the evaluation value is larger than 1.9, for example, 2.0 or more shown in FIG. 7B. It is preferable to determine the pattern of the polymer 30.

なお、評価値が大き過ぎると、直交方向Pに並ぶポリマー30の間隔が著しく狭くなり、表示品位に影響が生じ得る。そこで、評価値が6.0以下となるようにポリマー30のパターンを定めることが好ましい。図14Aに示す評価値が4.4のパターンは図14Bの通り良好な応答特性を発揮することから、評価値が4.5以下となるようにポリマー30のパターンを定めれば一層好適である。 If the evaluation value is too large, the distance between the polymers 30 arranged in the orthogonal direction P becomes remarkably narrow, which may affect the display quality. Therefore, it is preferable to determine the pattern of the polymer 30 so that the evaluation value is 6.0 or less. Since the pattern with the evaluation value of 4.4 shown in FIG. 14A exhibits good response characteristics as shown in FIG. 14B, it is more preferable to determine the pattern of the polymer 30 so that the evaluation value is 4.5 or less. ..

以上のようにポリマー30のパターンを調整することで、ヒステリシスないしは焼付きの発生を抑制し、高分子分散型の液晶層LCを備える表示装置DSPの表示品位を高めることができる。また、本実施形態のように背景が視認可能な表示装置DSPにおいては、ヒステリシスないしは焼付きを抑制することにより、背景の視認性を高めることができる。 By adjusting the pattern of the polymer 30 as described above, the occurrence of hysteresis or seizure can be suppressed, and the display quality of the display device DSP provided with the polymer-dispersed liquid crystal layer LC can be improved. Further, in the display device DSP in which the background can be visually recognized as in the present embodiment, the visibility of the background can be improved by suppressing hysteresis or seizure.

電圧が印加された液晶層LCの散乱度を高める観点から、筋状のポリマー30が延出する方向と、光源LSが放つ光の光軸の方向とが平面視において直交することが好ましい。光源LSが放つ光の光軸の方向は、例えば図1に示す第2方向Yと一致する。このようなポリマー30を実現するには、各配向膜14,23の配向規制方向Rを第1方向Xと平行にすればよい。なお、ポリマー30が延出する方向と光源LSの光軸の方向とが一致する場合、図7B〜図9Bおよび図11B〜図14Bに示した空間周波数スペクトルにおいては、長軸LXの方向が光源LSの光軸の方向に対応することになる。 From the viewpoint of increasing the degree of scattering of the liquid crystal layer LC to which the voltage is applied, it is preferable that the direction in which the streaky polymer 30 extends and the direction in which the light axis emitted by the light source LS are orthogonal to each other in a plan view. The direction of the optical axis of the light emitted by the light source LS coincides with, for example, the second direction Y shown in FIG. In order to realize such a polymer 30, the orientation regulation direction R of each of the alignment films 14 and 23 may be parallel to the first direction X. When the direction in which the polymer 30 extends and the direction of the optical axis of the light source LS coincide with each other, in the spatial frequency spectra shown in FIGS. 7B to 9B and 11B to 14B, the direction of the long axis LX is the light source. It corresponds to the direction of the optical axis of LS.

以上、本発明の実施形態として説明した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 As described above, all display devices that can be appropriately designed and implemented by those skilled in the art based on the display devices described as the embodiments of the present invention also belong to the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 Within the scope of the idea of the present invention, those skilled in the art can come up with various modifications, and it is understood that these modifications also belong to the scope of the present invention. For example, for each of the above-described embodiments, those skilled in the art appropriately add, delete, or change the design of components, or add, omit, or change the conditions of the process of the present invention. As long as it has a gist, it is included in the scope of the present invention.

また、各実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。 In addition, with respect to other actions and effects brought about by the aspects described in each embodiment, those that are clear from the description of the present specification or those that can be appropriately conceived by those skilled in the art are naturally understood to be brought about by the present invention. Will be done.

以下に、本実施形態から得られる表示装置を例示する。
[1]
第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板の間に配置され、筋状のポリマーおよび液晶分子を含む液晶層と、
前記第1基板または前記第2基板に配置された画素電極と、
前記第1基板または前記第2基板に配置された共通電極と、
前記液晶層に光を照射する光源と、を備え、
平面視における前記筋状のポリマーのパターンを第1周波数成分と第2周波数成分に関して2次元フーリエ変換することで得られる空間周波数スペクトルにおいて、最大値の75%以上の領域の輪郭が、前記第1周波数成分および前記第2周波数成分で規定される平面において楕円状である、表示装置。
[2]
楕円状である前記輪郭の長軸の長さを短軸の長さで割った値が1.1以上である、
上記[1]に記載の表示装置。
[3]
楕円状である前記輪郭の長軸の長さを短軸の長さで割った値が2.0以上である、
上記[2]に記載の表示装置。
[4]
楕円状である前記輪郭の長軸の長さを短軸の長さで割った値が6.0以下である、
上記[1]乃至[3]のうちいずれか1つに記載の表示装置。
[5]
楕円状である前記輪郭の長軸の長さを短軸の長さで割った値が4.5以下である、
上記[4]に記載の表示装置。
[6]
前記光源は、前記第1基板または前記第2基板の側面に光を照射する、
上記[1]乃至[5]のうちいずれか1つに記載の表示装置。
[7]
前記長軸の方向は、前記光源が放つ光の光軸の方向に対応する、
上記[1]乃至[6]のうちいずれか1つに記載の表示装置。
The display device obtained from the present embodiment will be illustrated below.
[1]
1st board and
The second substrate facing the first substrate and
A liquid crystal layer arranged between the first substrate and the second substrate and containing streaky polymers and liquid crystal molecules,
With the pixel electrodes arranged on the first substrate or the second substrate,
With the common electrode arranged on the first substrate or the second substrate,
A light source for irradiating the liquid crystal layer with light is provided.
In the spatial frequency spectrum obtained by performing a two-dimensional Fourier transform on the streaky polymer pattern with respect to the first frequency component and the second frequency component in a plan view, the contour of a region of 75% or more of the maximum value is the first. A display device that is elliptical in a plane defined by a frequency component and the second frequency component.
[2]
The value obtained by dividing the length of the long axis of the elliptical contour by the length of the short axis is 1.1 or more.
The display device according to the above [1].
[3]
The value obtained by dividing the length of the long axis of the elliptical contour by the length of the short axis is 2.0 or more.
The display device according to the above [2].
[4]
The value obtained by dividing the length of the long axis of the elliptical contour by the length of the short axis is 6.0 or less.
The display device according to any one of the above [1] to [3].
[5]
The value obtained by dividing the length of the long axis of the elliptical contour by the length of the short axis is 4.5 or less.
The display device according to the above [4].
[6]
The light source irradiates the side surface of the first substrate or the second substrate with light.
The display device according to any one of the above [1] to [5].
[7]
The direction of the long axis corresponds to the direction of the optical axis of the light emitted by the light source.
The display device according to any one of the above [1] to [6].

DSP…表示装置、PNL…表示パネル、SUB1…第1基板、SUB2…第2基板、LC…液晶層、LS…光源、DA…表示領域、PX…画素、PE…画素電極、CE…共通電極、30…ポリマー、31…液晶分子、CR…評価円、LX…評価円の長軸、SX…評価円の短軸。 DSP ... Display device, PNL ... Display panel, SUB1 ... 1st substrate, SUB2 ... 2nd substrate, LC ... Liquid crystal layer, LS ... Light source, DA ... Display area, PX ... Pixel, PE ... Pixel electrode, CE ... Common electrode, 30 ... polymer, 31 ... liquid crystal molecule, CR ... evaluation circle, LX ... major axis of evaluation circle, SX ... minor axis of evaluation circle.

Claims (7)

第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板の間に配置され、筋状のポリマーおよび液晶分子を含む液晶層と、
前記液晶層に光を照射する光源と、を備え、
平面視における前記筋状のポリマーのパターンを第1周波数成分と第2周波数成分に関して2次元フーリエ変換することで得られる空間周波数スペクトルにおいて、最大値の75%以上の領域の輪郭が、前記第1周波数成分および前記第2周波数成分で規定される平面において楕円状である、表示装置。
1st board and
The second substrate facing the first substrate and
A liquid crystal layer arranged between the first substrate and the second substrate and containing streaky polymers and liquid crystal molecules,
A light source for irradiating the liquid crystal layer with light is provided.
In the spatial frequency spectrum obtained by performing a two-dimensional Fourier transform on the streaky polymer pattern with respect to the first frequency component and the second frequency component in a plan view, the contour of a region of 75% or more of the maximum value is the first. A display device that is elliptical in the plane defined by the frequency component and the second frequency component.
楕円状である前記輪郭の長軸の長さを短軸の長さで割った値が1.1以上である、
請求項1に記載の表示装置。
The value obtained by dividing the length of the long axis of the elliptical contour by the length of the short axis is 1.1 or more.
The display device according to claim 1.
楕円状である前記輪郭の長軸の長さを短軸の長さで割った値が2.0以上である、
請求項2に記載の表示装置。
The value obtained by dividing the length of the long axis of the elliptical contour by the length of the short axis is 2.0 or more.
The display device according to claim 2.
楕円状である前記輪郭の長軸の長さを短軸の長さで割った値が6.0以下である、
請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の表示装置。
The value obtained by dividing the length of the long axis of the elliptical contour by the length of the short axis is 6.0 or less.
The display device according to any one of claims 1 to 3.
楕円状である前記輪郭の長軸の長さを短軸の長さで割った値が4.5以下である、
請求項4に記載の表示装置。
The value obtained by dividing the length of the long axis of the elliptical contour by the length of the short axis is 4.5 or less.
The display device according to claim 4.
前記光源は、前記第1基板または前記第2基板の側面に光を照射する、
請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の表示装置。
The light source irradiates the side surface of the first substrate or the second substrate with light.
The display device according to any one of claims 1 to 5.
前記長軸の方向は、前記光源が放つ光の光軸の方向に対応する、
請求項2乃至5のうちいずれか1項に記載の表示装置。
The direction of the long axis corresponds to the direction of the optical axis of the light emitted by the light source.
The display device according to any one of claims 2 to 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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