JP2856466B2 - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP2856466B2
JP2856466B2 JP526090A JP526090A JP2856466B2 JP 2856466 B2 JP2856466 B2 JP 2856466B2 JP 526090 A JP526090 A JP 526090A JP 526090 A JP526090 A JP 526090A JP 2856466 B2 JP2856466 B2 JP 2856466B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示素子、特に、DAP型の液晶表示素子
の改良に関し、詳しくは、単純マトリクス駆動されるDA
P型の液晶表示素子に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to an improvement of a DAP type liquid crystal display device.
The present invention relates to a P-type liquid crystal display device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

液晶表示素子としては、従来より、TN型液晶表示素子
やSTN型液晶表示素子、DAP型液晶表示素子が知られてい
る。
As a liquid crystal display element, a TN type liquid crystal display element, an STN type liquid crystal display element, and a DAP type liquid crystal display element have been conventionally known.

この中で、TN型液晶表示素子は、白黒表示であり構成
が単純であるため、時計や電卓の表示部を中心に広く使
われているが、電圧透過率特性の急峻性が悪いため、薄
膜トランジスターなどのスイッチング素子なしでは大容
量表示に用いることができないという欠点がある。
Among them, TN type liquid crystal display elements are widely used mainly for display parts of watches and calculators because they are black and white display and have a simple configuration. There is a drawback that a large-capacity display cannot be used without a switching element such as a transistor.

また、STN型液晶表示素子は、電圧透過率特性の急峻
性に優れ、大容量表示が可能であるが、その反面、表示
が着色するという問題がある。このため、補償板を用い
て白黒表示する方法も開発されたが、この方法では、構
成が複雑でコストが高くなり、また、セル厚の精度が厳
しく、そのため生産性が悪いという問題が生じる。
Further, the STN-type liquid crystal display element has excellent steepness in voltage transmittance characteristics and is capable of large-capacity display, but has a problem in that the display is colored. For this reason, a black-and-white display method using a compensator has also been developed. However, this method has a problem that the configuration is complicated and the cost is high, and the accuracy of the cell thickness is strict, resulting in poor productivity.

これに対して、DAP(Deformation of Vertically Ali
gned Phase)型液晶表示素子は、古くから知られた表示
方式であり、電圧透過率特性の急峻性に優れ、大容量表
示が可能であり、しかも、白黒表示、またはセル条件の
設定によってはカラーフィルターを用いずに多色表示が
可能であるという特徴を有している。
In contrast, the DAP (Deformation of Vertically Ali
gned Phase) type liquid crystal display device is a display method that has been known for a long time, has excellent steepness in voltage transmittance characteristics, is capable of large-capacity display, and has a monochrome display or a color display depending on the setting of cell conditions. It has the feature that multicolor display is possible without using a filter.

以下、DAP型液晶表示素子の構成、原理について第1
図を参照して説明する。
Hereinafter, the configuration and principle of the DAP type liquid crystal display device will be described in the first.
This will be described with reference to the drawings.

第1図はDAP型液晶表示素子の基本構成の一例を示す
断面図であって、同図に示すように、透明電極12,22を
有するガラスやプラスチック等の一対の透光性基板11,2
1の間に、負の誘電率異方性を有する液晶組成物からな
る液晶層3を形成し、その外周をシール14,24によって
密封してDAP型液晶表示素子の液晶セルが形成される。
このセルの上記基板11,21と透明電極12,22の液晶と接す
る側には、液晶を基板11,21に対して垂直に配向させる
ような配向膜15,25が形成されている。また、セルの外
側には、一対の偏光板16,26が設けられており、セルと
一対の偏光板とでDAP型液晶表示素子が構成される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the basic configuration of a DAP type liquid crystal display element. As shown in FIG. 1, a pair of light-transmitting substrates 11 and 2 having transparent electrodes 12 and 22 such as glass and plastic are provided.
A liquid crystal layer 3 made of a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy is formed between them, and the outer periphery thereof is sealed with seals 14 and 24 to form a liquid crystal cell of a DAP type liquid crystal display device.
On the sides of the cell where the substrates 11 and 21 and the transparent electrodes 12 and 22 are in contact with the liquid crystal, alignment films 15 and 25 are formed so as to align the liquid crystal vertically to the substrates 11 and 21. A pair of polarizing plates 16 and 26 are provided outside the cell, and the cell and the pair of polarizing plates constitute a DAP type liquid crystal display device.

このような構成からなるDAP型液晶表示素子では、電
圧無印加時には液晶は基板11,21に対して垂直に配向
し、この時、液晶による複屈折は生ぜず、上下の偏光板
16,26の偏光軸が直交している場合、黒表示が得られ
る。また、上下の透明電極間に電圧を印加すると、液晶
分子は第2図(b)に示すように基板11,21に対して傾
き、傾きの方向が偏光板の透過軸または吸収軸と平行ま
たは直交以外の場合には複屈折を生じ、光を透過する。
この透過光の分光スペクトルはレターデーションに対応
し、液晶層3の厚さ、液晶の複屈折、印加電圧を調整す
ることによって、白または着色表示を行わせることが可
能である。
In a DAP-type liquid crystal display device having such a configuration, when no voltage is applied, the liquid crystal is oriented perpendicular to the substrates 11 and 21.
When the polarization axes of 16, 26 are orthogonal to each other, a black display is obtained. When a voltage is applied between the upper and lower transparent electrodes, the liquid crystal molecules are inclined with respect to the substrates 11, 21 as shown in FIG. 2 (b), and the direction of the inclination is parallel to the transmission axis or the absorption axis of the polarizing plate. In cases other than orthogonal, birefringence occurs and light is transmitted.
The spectral spectrum of the transmitted light corresponds to the retardation, and white or colored display can be performed by adjusting the thickness of the liquid crystal layer 3, the birefringence of the liquid crystal, and the applied voltage.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、上述のDAP型液晶表示素子では、大容量表
示が可能であり、しかも、白黒表示、またはセル条件の
設定によってはカラーフィルターを用いずに多色表示が
可能であるという特徴を有しているが、液晶の配向制御
が難しいという欠点がある。
By the way, the above-mentioned DAP type liquid crystal display element has a feature that large-capacity display is possible, and moreover, monochrome display or multi-color display is possible without using a color filter depending on the setting of cell conditions. However, there is a disadvantage that it is difficult to control the alignment of the liquid crystal.

すなわち、DAP型液晶表示素子において、均質な表示
を得るためには、電圧印加時の液晶の傾く方向を制御す
る必要があり、そのため、電圧無印加時の配向を完全な
垂直配向ではなく、第2図(a)に示すように、垂直方
向からθ0傾けた配向制御を行う必要あるが、このチル
ト角θ0が小さい場合には、電圧印加時の液晶の傾く方
向が一様でなくなり、リバースチルトと呼ばれる配向欠
陥によって表示むらを生じ、コントラストが低下すると
いう問題がおこる。また、チルト角θ0を大きくする
と、上記配向欠陥は生じないが、視野角が狭くなった
り、電圧透過率特性の急峻性が悪化し、単純マトリック
ス駆動時のコントラスト低下を来たしてしまい、表示性
能が損なわれてしまう。
That is, in the DAP type liquid crystal display device, in order to obtain a uniform display, it is necessary to control the direction in which the liquid crystal tilts when a voltage is applied. As shown in FIG. 2 (a), it is necessary to perform an alignment control tilted by θ 0 from the vertical direction. However, when the tilt angle θ 0 is small, the tilt direction of the liquid crystal when voltage is applied becomes non-uniform, There is a problem that uneven display is caused by an alignment defect called reverse tilt, and the contrast is reduced. When the tilt angle θ 0 is increased, the above-mentioned alignment defects do not occur, but the viewing angle becomes narrower, the sharpness of the voltage transmittance characteristic deteriorates, and the contrast during simple matrix driving decreases. Is impaired.

また、従来のDAP型液晶表示素子においては、製造面
においても欠点があった。
Further, the conventional DAP type liquid crystal display element has a drawback in production.

すなわち、従来好ましいとされるチルト角θ0は1°
から3°であるが、このような配向制御の方法として
は、長鎖アルキル基を有するアルコキシシランなどの垂
直配向剤を基板上に塗布した後、ラッピング処理を施す
方法、SiOを基板に斜め蒸着して水平配向処理を施した
後、表面を垂直配向剤で処理する方法などが知られてい
るが、これらの方法で得られた液晶のチルト角は再現性
に乏しく、このため、歩留まりの低下を招きやすいとい
う問題があった。
That is, the conventionally preferred tilt angle θ 0 is 1 °
However, the alignment may be controlled by applying a vertical alignment agent such as an alkoxysilane having a long-chain alkyl group onto the substrate and then subjecting the substrate to a lapping process. After the horizontal alignment treatment, the surface is treated with a vertical alignment agent, etc., but the tilt angle of the liquid crystal obtained by these methods is poor in reproducibility, and therefore, the yield decreases. There was a problem that it was easy to invite.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、配
向欠陥が無く、広視角で、且つ、小さいチルト角でも配
向欠陥を生ぜず、コントラストが高く、しかも、配向処
理が容易で生産性が高く配向安定性に優れ、高い時分割
駆動特性を有するDAP型の液晶表示素子を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, has no alignment defects, has a wide viewing angle, does not generate alignment defects even at a small tilt angle, has high contrast, and is easy in alignment processing and has high productivity. An object of the present invention is to provide a DAP-type liquid crystal display device having high alignment stability and high time-division driving characteristics.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するため、本発明による液晶表示素子
は、わずかに傾斜した垂直配向処理が施された2枚の基
板と、該基板間に封入されたネマティック液晶と光学活
性物質(コレステリック液晶若しくは非液晶性光学活性
物質)の混合組成物からなる負の誘電異方性を有する液
晶組成物と、一対の偏光板とから構成され、前記光学活
性物質によって液晶にはねじれ構造が誘起され、電圧印
加時に液晶分子が厚み方向に1°以上100°未満の角度
範囲のねじれ配向をとるように構成したことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention comprises two substrates that have been subjected to vertical alignment processing with a slight inclination, a nematic liquid crystal sealed between the substrates, and an optically active substance (cholesteric liquid crystal or non-cholesteric liquid crystal). A liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy comprising a mixed composition of a liquid crystal optically active substance) and a pair of polarizing plates, wherein a twisted structure is induced in the liquid crystal by the optically active substance, and a voltage is applied. It is characterized in that the liquid crystal molecules are sometimes twisted in the angle range of 1 ° or more and less than 100 ° in the thickness direction.

〔作用〕[Action]

ここで、素子の基本構成としては、第1図に示したも
のと同一であるが、本発明の素子では、液晶分子は、電
圧印加時に1°以上100°未満の角度範囲のねじれ配向
をとるように構成されている。
Here, the basic configuration of the device is the same as that shown in FIG. 1, but in the device of the present invention, the liquid crystal molecules take a twisted orientation in an angle range of 1 ° or more and less than 100 ° when a voltage is applied. It is configured as follows.

このような配向は、液晶組成物として、例えば、ネマ
ティック液晶と光学活性物の混合組成物であって誘電率
異方性が負、具体的には誘電率異方性が負のネマティッ
ク液晶と少量のコレステリック液晶の混合組成物、若し
くは、誘電率異方性が負のネマティック液晶と少量の非
液晶性光学活性物質の混合組成物等の組成物を用い、且
つ、基板上に液晶を特定の方向に微小な角度だけ傾けて
配向させる処理を施すことにより達成される。
Such an alignment is, as a liquid crystal composition, for example, a mixed composition of a nematic liquid crystal and an optically active substance, having a negative dielectric anisotropy, specifically, a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy. A mixture of cholesteric liquid crystal or a mixture of a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy and a small amount of a non-liquid crystalline optically active substance. This is achieved by performing a process of tilting and orienting the substrate at a small angle.

ここで、上記液晶組成物を用いた場合、光学活性物質
によって液晶にはねじれ構造が誘起されるが、誘起され
た自然ピッチ(配向規制の無いときのピッチ)P0と液晶
層3の厚さdの関係には好ましい条件がある。この関係
はd/P0で表され、0.005≦d/P0≦0.5であることが好まし
い。
Here, when the above liquid crystal composition is used, a twisted structure is induced in the liquid crystal by the optically active substance, and the induced natural pitch (the pitch when there is no alignment regulation) P 0 and the thickness of the liquid crystal layer 3. There are favorable conditions for the relation of d. This relationship is represented by d / P 0 , and preferably 0.005 ≦ d / P 0 ≦ 0.5.

ただし、より好ましい範囲はねじれ角に依存する。例
えば、電圧印加時のねじれ角が90°である場合には、d/
P0は0.15から0.5であることが好ましい。このような条
件を満たすd/P0の範囲においては、電圧印加時のリバー
スチルトによる配向欠陥をきわめて効果的に減少若しく
は消失させることができる。
However, a more preferable range depends on the twist angle. For example, if the torsion angle during voltage application is 90 °, d /
P 0 is preferably from 0.15 to 0.5. In the range of d / P 0 that satisfies such conditions, alignment defects due to reverse tilt during voltage application can be reduced or eliminated very effectively.

尚、電圧印加時のねじれ角が1°より小である場合、
ティルトディスクリネーションを生じ、表示品質が低下
する。
When the torsion angle at the time of voltage application is smaller than 1 °,
Tilt disclination occurs and the display quality deteriorates.

また、電圧印加時のねじれ角が100°より大である場
合、電圧透過率特性の急峻性が悪化し、高時分割時には
コントラストが低下する。
Further, when the torsion angle at the time of applying a voltage is larger than 100 °, the sharpness of the voltage transmittance characteristic deteriorates, and at the time of high time division, the contrast decreases.

また、上述の光学活性物質の添加量は液晶層3の厚さ
d、ネマティック液晶の種類、光学活性物質の種類に依
存するため、一概にいえないが、おおむね0.01%から10
%の範囲である。
The amount of the optically active substance depends on the thickness d of the liquid crystal layer 3, the type of the nematic liquid crystal, and the type of the optically active substance.
% Range.

次に、配向処理としては、好ましくはわずかに傾斜し
た垂直配向処理が行われる。
Next, as the alignment treatment, a vertical alignment treatment that is preferably slightly inclined is performed.

配向剤としては、長鎖アルキル基を有するアルコキシ
シラン,アルコキシチタン,アルコキシジルコニウム,
長鎖アルキルカルボン酸または弗素置換アルキルカルボ
ン酸のクロム錯体などの有機金属化合物,弗素置換ポリ
アルキレン樹脂など、一般に垂直配向処理に用いられて
いる材料を用いることができる。上記材料から形成され
た配向膜は、1方向にラビング処理されていることが好
ましい。また、SiOの斜め蒸着法も採用することができ
る。この配向処理によって得られる好ましいチルト角
は、0.1°から5°の範囲であり、さらに好ましくは、
0.1°から3°の範囲である。
Examples of the aligning agent include alkoxysilanes having a long-chain alkyl group, alkoxytitanium, alkoxyzirconium,
Materials generally used for vertical alignment treatment, such as organometallic compounds such as chromium complexes of long-chain alkylcarboxylic acids or fluorine-substituted alkylcarboxylic acids, and fluorine-substituted polyalkylene resins can be used. It is preferable that the alignment film formed from the above material is subjected to rubbing treatment in one direction. Further, an oblique evaporation method of SiO can also be adopted. The preferred tilt angle obtained by this alignment treatment is in the range of 0.1 ° to 5 °, more preferably,
It is in the range of 0.1 ° to 3 °.

このように本発明を用いることにより、非常に小さな
チルト角であっても配向不良なしにセルを製造できるた
め、配向剤の使用範囲を大きく広げる事ができる。ま
た、小さいプレティルト角でセルを作製した場合には、
視野角を大きくすることもでき、表示品質の点でもきわ
めて優れた特徴を有する。尚、本発明は、配向処理の方
法を限定するものではない。
As described above, by using the present invention, cells can be manufactured without poor alignment even at a very small tilt angle, so that the range of use of the alignment agent can be greatly expanded. Also, if the cell was made with a small pretilt angle,
The viewing angle can be increased, and it has a very excellent display quality. The present invention does not limit the method of the alignment treatment.

さて、基板表面における液晶分子のプレティルトの方
向は、ラビング法ではラビング方向によって、斜め蒸着
法では蒸着方向によって決定される。第3図に示すよう
に、本発明においては、液晶は電圧印加時にはティルト
角を持ったねじれ配向をとるが、このとき、液晶がスプ
レイ配向をとることは好ましくなく、リバースチルト抑
制効果が低下してしまう。したがって、本発明において
は、このプレティルトの方向を制御することが好まし
い。そのため、第4図(基板上の液晶分子の基板面への
投影図)で定義される上下基板のプレティルトの方向の
成す角αは、光学活性物質によって決まるねじれの方向
d/P0によって決まる自然ねじれ角(=d/P0×360°)と
同じ向きであり、且つ1°から100°以内であることが
必要であり、自然ねじれ角の2倍以内であることが好ま
しい。
The pretilt direction of the liquid crystal molecules on the substrate surface is determined by the rubbing direction in the rubbing method, and is determined by the evaporation direction in the oblique evaporation method. As shown in FIG. 3, in the present invention, the liquid crystal takes a torsional orientation with a tilt angle when a voltage is applied. At this time, it is not preferable that the liquid crystal takes a splay orientation, and the reverse tilt suppressing effect is reduced. Would. Therefore, in the present invention, it is preferable to control the direction of the pretilt. Therefore, the angle α between the pretilt directions of the upper and lower substrates defined in FIG. 4 (projection of liquid crystal molecules on the substrate onto the substrate surface) is the direction of the twist determined by the optically active material.
It must be in the same direction as the natural torsion angle determined by d / P 0 (= d / P 0 × 360 °), and must be within 1 ° to 100 °, and within 2 times the natural torsion angle Is preferred.

尚、上下に配設される偏光板16,26の透過軸は隣接す
る基板上での液晶分子のプレティルトの方向とおおむね
30°から60°の角度を成すように設けることが好まし
い。
Note that the transmission axes of the polarizing plates 16 and 26 disposed above and below are substantially the same as the directions of the pretilt of the liquid crystal molecules on the adjacent substrates.
It is preferable to provide an angle of 30 ° to 60 °.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の具体的な実施例について説明する。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.

尚、液晶表示素子の基本構成としては、第1図に示し
たものと同一である。
The basic configuration of the liquid crystal display device is the same as that shown in FIG.

実施例1. ITO(Indium Tin Oxide)からなる透明電極12,22を有
するガラス基板11,21の一方にシラン系垂直配向剤(例
えばチッソ社製ODS−E)を塗布し、120℃で乾燥後、綿
布で一方向にラビング処理を施す。そして他方の基板に
も同様の処理を施し、両基板11,21を配向膜面が対向す
るように、且つラビング方向が直交するようにスペーサ
ーを介して貼り合わせる。そして両基板間の空隙に誘電
率異方性が負であるチッソ社製の液晶組成物EN37とコレ
ステリック液晶であるメルク社製のS811の混合液晶組成
物を注入し、液晶セルを作製した。
Example 1. One of glass substrates 11 and 21 having transparent electrodes 12 and 22 made of ITO (Indium Tin Oxide) was coated with a silane-based vertical alignment agent (for example, ODS-E manufactured by Chisso Corporation) and dried at 120 ° C. Rubbing in one direction with a cotton cloth. Then, the same processing is performed on the other substrate, and the two substrates 11 and 21 are bonded via a spacer such that the alignment film surfaces face each other and the rubbing directions are orthogonal to each other. A mixed liquid crystal composition of a liquid crystal composition EN37 having a negative dielectric anisotropy and a cholesteric liquid crystal S811 manufactured by Merck was injected into a gap between the two substrates to produce a liquid crystal cell.

ここで用いた液晶のピッチは30μmであり、液晶層3
の厚さdは7.5μmである。また、プレティルト角は0.2
°であった。
The pitch of the liquid crystal used here is 30 μm, and the liquid crystal layer 3
Has a thickness d of 7.5 μm. The pretilt angle is 0.2
°.

次に、上述のようにして作製された液晶セルの上下に
ニュートラルグレーの一対の直線偏光板16,26を、互い
の偏光軸が直交し且つラビングの方向と45°の角度を成
すように配置して液晶表示素子を形成した。
Next, a pair of neutral gray linear polarizers 16 and 26 are arranged above and below the liquid crystal cell manufactured as described above such that their polarization axes are orthogonal to each other and form an angle of 45 ° with the rubbing direction. Thus, a liquid crystal display device was formed.

この実施例1に示す液晶表示素子は、電圧無印加時に
は黒色であり、2.8Vの電圧印加によって無色となった。
また、ティルトディスクリネーション等の配向欠陥は全
く観察されず、きわめて均一な表示が得られた。また、
透過率が10%変化する電圧と50%変化する電圧の比で表
される急峻度は1.13であり、優れた時分割駆動特性を有
していることが確認された。
The liquid crystal display element shown in Example 1 was black when no voltage was applied, and became colorless when a voltage of 2.8 V was applied.
Also, no alignment defects such as tilt disclination were observed at all, and a very uniform display was obtained. Also,
The steepness expressed by the ratio of the voltage at which the transmittance changes by 10% to the voltage at which the transmittance changes by 50% was 1.13, and it was confirmed that the device had excellent time-division driving characteristics.

実施例2. 実施例1と同様の配向処理を施したガラス基板11,21
を、配向膜面が対向するように、且つラビング方向が45
°の角度を成すようにスペーサーを介して貼りあわせ、
両基板間の空隙に誘電率異方性が負であるチッソ社製の
液晶組成物EN37とコレステリック液晶であるメルク社製
のS811の混合液晶組成物を注入し、液晶セルを作製し
た。尚、ここで用いた液晶のピッチは70μmであり。液
晶層3の厚さdは7.5μmである。
Example 2. Glass substrates 11 and 21 subjected to the same orientation treatment as in Example 1.
With the rubbing direction 45
Paste through the spacer so as to form an angle of °,
A mixed liquid crystal composition of a liquid crystal composition EN37 having a negative dielectric anisotropy and a cholesteric liquid crystal S811 manufactured by Merck was injected into a gap between the two substrates to produce a liquid crystal cell. The pitch of the liquid crystal used here was 70 μm. The thickness d of the liquid crystal layer 3 is 7.5 μm.

次に、上述のようにして作製された液晶セルの上下に
ニュートラルグレーの一対の直線偏光板16,26を偏光軸
がラビングの方向と45°の角度を成すように配置して液
晶表示素子を形成した。
Next, a pair of neutral gray linear polarizers 16 and 26 are arranged above and below the liquid crystal cell manufactured as described above such that the polarization axis forms an angle of 45 ° with the rubbing direction to form a liquid crystal display element. Formed.

この実施例2に示す液晶表示素子は、電圧無印加時に
は黒色であり、2.8Vの電圧印加によって無色となった。
また、ティルトディスクリネーション等の配向欠陥は全
く観察されず、きわめて均一な表示が得られた。また、
急峻度は1.12であり、優れた時分割駆動特性を有してい
ることが確認された。
The liquid crystal display element shown in Example 2 was black when no voltage was applied, and became colorless when a voltage of 2.8 V was applied.
Also, no alignment defects such as tilt disclination were observed at all, and a very uniform display was obtained. Also,
The steepness was 1.12, and it was confirmed that the device had excellent time-division driving characteristics.

次に、比較例として、以下に示す構成の液晶表示素子
を作製して比較した。
Next, as a comparative example, a liquid crystal display device having the following configuration was manufactured and compared.

比較例1。Comparative example 1.

ITO(Indium Tin Oxide)からなる透明電極12,22を有
するガラス基板11,21の一方にチッソ社製のシラン系垂
直配向剤ODS−Eを塗布し、120℃で乾燥後、綿布で一方
向にラビング処理を施す。そして他方の基板にも同様の
処理を施し、両基板11,21を配向膜面が対向するよう
に、且つラビング方向が反平行となるようにスペーサー
を介して貼り合わせる。そして両基板間の空隙に誘電率
異方性が負であるチッソ社製の液晶組成物EN37を注入
し、液晶セルを作製した。この液晶セルの液晶層3の厚
さdは7.5μmである。
One of glass substrates 11 and 21 having transparent electrodes 12 and 22 made of ITO (Indium Tin Oxide) is coated with a silane-based vertical alignment agent ODS-E manufactured by Chisso, dried at 120 ° C., and then unidirectionally with a cotton cloth. A rubbing treatment is performed. Then, the same processing is performed on the other substrate, and the substrates 11 and 21 are bonded together via a spacer such that the alignment film surfaces face each other and the rubbing directions are antiparallel. Then, a liquid crystal composition EN37 manufactured by Chisso Corporation having a negative dielectric anisotropy was injected into a gap between the two substrates to produce a liquid crystal cell. The thickness d of the liquid crystal layer 3 of this liquid crystal cell is 7.5 μm.

このようにして作製された液晶セルの上下にニュート
ラルグレーの一対の直線偏光板16,26を互いの偏光軸が
直交し、且つラビングの方向と45°の角度を成すように
配置して液晶表示素子を形成した。
A pair of neutral gray linear polarizers 16 and 26 are arranged above and below the liquid crystal cell manufactured in this way so that their polarization axes are orthogonal to each other and form an angle of 45 ° with the rubbing direction. An element was formed.

この液晶表示素子は、電圧無印加時には黒色であり、
2.8Vの電圧印加によって無色となるが、ティルトディス
クリネーション等の配向欠陥が多数発生し、きわめて不
均一な表示であった。
This liquid crystal display element is black when no voltage is applied,
Although it became colorless by the application of a voltage of 2.8 V, a large number of alignment defects such as tilt disclination occurred, and the display was extremely uneven.

比較例2. ITO(Indium Tin Oxide)からなる透明電極12,22を有
するガラス基板11,21の一方の基板にSiOを基板法線から
60°の方向から約300Åの厚さに斜め蒸着し、ついでチ
ッソ社製のシラン系垂直配向剤ODS−Eを塗布し、120℃
で乾燥した。次に、他方の基板にも同様の処理を施し、
両基板11,21を配向膜面が対向するように、且つ蒸着方
向が反平行となるようにスペーサーを介して貼り合わせ
る。そして両基板間の空隙に誘電率異方性が負であるチ
ッソ社製の液晶組成物EN37を注入し、液晶セルを作製し
た。この液晶セルの液晶層3の厚さdは7.5μmであ
る。また、プレティルト角は2°であった。
Comparative Example 2. One of the glass substrates 11 and 21 having the transparent electrodes 12 and 22 made of ITO (Indium Tin Oxide) was coated with SiO from the substrate normal.
Obliquely vapor-deposited from the direction of 60 ° to a thickness of about 300 °, and then applied a silane vertical alignment agent ODS-E manufactured by Chisso Co.
And dried. Next, the same processing is performed on the other substrate,
The two substrates 11 and 21 are bonded together via a spacer such that the alignment film surfaces face each other and the deposition directions are antiparallel. Then, a liquid crystal composition EN37 manufactured by Chisso Corporation having a negative dielectric anisotropy was injected into a gap between the two substrates to produce a liquid crystal cell. The thickness d of the liquid crystal layer 3 of this liquid crystal cell is 7.5 μm. The pretilt angle was 2 °.

このようにして作製された液晶セルの上下にニュート
ラルグレーの一対の直線偏光板16,26を互いの偏光軸が
直交し、且つ蒸着方向と45°の角度を成すように配置し
て液晶表示素子を形成した。
A pair of neutral gray linear polarizers 16 and 26 are arranged above and below the liquid crystal cell manufactured in this manner so that their polarization axes are orthogonal to each other and form an angle of 45 ° with the vapor deposition direction. Was formed.

この液晶表示素子は、電圧無印加時には黒色であり、
2.8Vの電圧印加によって無色となる。また、ティルトデ
ィスクリネーション等は発生せず均一な表示が得られた
が、実施例1,2の液晶表示素子に比べて視野角の狭いも
のとなってしまった。
This liquid crystal display element is black when no voltage is applied,
It becomes colorless by applying a voltage of 2.8V. Although a uniform display was obtained without occurrence of tilt disclination or the like, the viewing angle was narrower than the liquid crystal display elements of Examples 1 and 2.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明は、DAP型液晶表示素子
の液晶組成物として、ネマティック液晶と光学活性物質
(コレステリック液晶若しくは非液晶性光学活性物質)
の混合組成物からなる負の誘電異方性を有する液晶組成
物を用い、前記光学活性物質によって液晶にはねじれ構
造が誘起され、電圧印加時に液晶分子が厚み方向に1°
以上100°未満の角度範囲のねじれ配向をとるように構
成したことにより、配向欠陥(リバースティルト)の発
生を効果的に抑制することができ、その結果、配向欠陥
のない均一な表示の液晶表示素子が得られるものであ
る。
As described above, the present invention provides a nematic liquid crystal and an optically active substance (a cholesteric liquid crystal or a non-liquid crystal optically active substance) as a liquid crystal composition of a DAP type liquid crystal display device.
A liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy comprising a mixed composition of
By adopting a configuration in which the twisted orientation is set within an angle range of less than 100 °, the occurrence of alignment defects (reverse tilt) can be effectively suppressed, and as a result, a liquid crystal display having a uniform display without alignment defects. An element is obtained.

また、本発明によれば、小さいプレチルト角でも配向
欠陥を生じないという特徴から、コントラストが高く、
広視野角の液晶表示素子を得ることができる。さらに、
配向処理が容易であるため生産性が高く、配向安定性に
優れた液晶表示素子を容易に提供することができる。
Further, according to the present invention, since the alignment defect does not occur even at a small pretilt angle, the contrast is high,
A liquid crystal display device having a wide viewing angle can be obtained. further,
Since the alignment treatment is easy, a liquid crystal display device having high productivity and excellent alignment stability can be easily provided.

また、本発明による液晶表示素子では、電圧透過率特
性の急峻性に優れているため、高い時分割駆動特性をも
有するものである。
Further, the liquid crystal display element according to the present invention has excellent steepness in the voltage transmittance characteristic, and thus has a high time-division driving characteristic.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はDAP型液晶表示素子の基本構成の一例を示す断
面図、第2図はDAP型液晶表示素子の液晶分子の配向方
向の説明図、第3図は本発明による液晶表示素子の液晶
分子の配向方向の説明図、第4図は基板上の液晶分子の
基板面への投影図である。 3……液晶層、11,21……基板、12,22……透明電極、1
4,24……外周シール、15,25……配向膜、16,26……偏光
板。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the basic configuration of a DAP type liquid crystal display element, FIG. 2 is an explanatory view of the orientation direction of liquid crystal molecules of the DAP type liquid crystal display element, and FIG. FIG. 4 is an explanatory view of the orientation direction of molecules, and FIG. 4 is a projection view of liquid crystal molecules on the substrate onto the substrate surface. 3 ... liquid crystal layer, 11,21 ... substrate, 12,22 ... transparent electrode, 1
4,24 ... outer peripheral seal, 15,25 ... alignment film, 16,26 ... polarizing plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−192220(JP,A) 特開 昭55−57824(JP,A) 特開 平3−85538(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/137──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-192220 (JP, A) JP-A-55-57824 (JP, A) JP-A-3-85538 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) G02F 1/137

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】わずかに傾斜した垂直配向処理が施された
2枚の基板と、該基板間に封入されたネマティック液晶
と光学活性物質(コレステリック液晶若しくは非液晶性
光学活性物質)の混合組成物からなる負の誘電異方性を
有する液晶組成物と、一対の偏光板とから構成され、前
記光学活性物質によって液晶にはねじれ構造が誘起さ
れ、電圧印加時に液晶分子が厚み方向に1°以上100°
未満の角度範囲のねじれ配向をとるように構成したこと
を特徴とする液晶表示素子。
1. A mixed composition of two substrates subjected to a slightly inclined vertical alignment treatment, a nematic liquid crystal and an optically active material (cholesteric liquid crystal or non-liquid crystalline optically active material) sealed between the substrates. A liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy, and a pair of polarizing plates, wherein a twisted structure is induced in the liquid crystal by the optically active substance, and when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are 1 ° or more in a thickness direction. 100 °
A liquid crystal display device characterized in that the liquid crystal display device is configured to have a twist alignment in an angle range of less than.
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