JPH06194655A - Liquid crystal display element and its production - Google Patents

Liquid crystal display element and its production

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JPH06194655A
JPH06194655A JP5210320A JP21032093A JPH06194655A JP H06194655 A JPH06194655 A JP H06194655A JP 5210320 A JP5210320 A JP 5210320A JP 21032093 A JP21032093 A JP 21032093A JP H06194655 A JPH06194655 A JP H06194655A
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liquid crystal
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crystal display
display element
pair
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康夫 都甲
Takashi Sugiyama
貴 杉山
Shunsuke Kobayashi
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Abstract

PURPOSE:To make visual angle characteristics nearly uniform in all bearings and to prevent the degradation in contrast by the specific position of an observer by constituting the liquid crystal display element in such a manner that the orientation directions of the liquid crystal molecules of a liquid crystal layer distribute at an equal probability in macroscopically nearly all directions with respect to the intra-surface direction of substrates and exhibit a nearly specified twist angle with respect to a direction perpendicular to the substrates. CONSTITUTION:The liquid crystal molecules 3 of a chiral nematic type are clamped between the transparent glass substrates 1 and 2. Macrossopically the orientation directions of the liquid crystal molecules 3 are randomly distributed with respect to the intra-surface direction of the substrates 1, 2. The chiral nematic liquid crystal rotates the axis of polarization of incident light at a prescribed angle as a whole with respect to the direction perpendicular to the plane of the substrates 1, 2. A positive display, etc., are realized if a pair of such polarizers are used. As a result, a rubbing treatment is not executed and, therefore, the destruction of elements and wirings by static electricity do not arise and the display defects by generation and pickup of dust are decreased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子とその製造
方法に関し、特に視野角を改善できる液晶表示素子とそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display element and a manufacturing method thereof, and more particularly to a liquid crystal display element capable of improving a viewing angle and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示ディスプレイ等に使用される液
晶表示素子いわゆる液晶セルは、液晶の特定な分子配列
を電界等の外部からの作用によって別の異なる分子配列
に変化させて、その間の光学的特性の変化を視覚的な変
化として表示に利用している。無電界(電界オフ)時に
液晶分子をある特定の配列状態にするために液晶をはさ
むガラス基板の表面には配向処理を行うのが普通であ
る。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display element used in a liquid crystal display or the like, a so-called liquid crystal cell, changes a specific molecular arrangement of liquid crystal into another different molecular arrangement by an action from the outside such as an electric field and causes an optical difference between them. The changes in characteristics are used as visual changes for display. In order to bring the liquid crystal molecules into a specific alignment state when there is no electric field (electric field off), it is usual to perform an alignment treatment on the surface of the glass substrate that holds the liquid crystal.

【0003】従来のツイストネマチック(TN)形液晶
セルなどでは、配向処理として、液晶を挟むガラス基板
を綿布のようなもので一方向に擦るいわゆるラビングが
採用されている。
In a conventional twisted nematic (TN) type liquid crystal cell or the like, so-called rubbing in which a glass substrate sandwiching liquid crystal is unidirectionally rubbed with a glass cloth is used as an alignment treatment.

【0004】たとえば、ラビングの方向は上下の基板間
でラビング方向が互いに直交するように一対の基板を組
み立てる。液晶セルがネガ表示の場合にはセルを挟む平
行ニコル配置の偏光板をその偏光軸がどちらか一方のラ
ビング方向と平行になるように配置し、またポジ表示の
場合には、直交ニコル配置の偏光板をその偏光軸が基板
のラビング方向と平行になるように配置する。
For example, a pair of substrates is assembled so that the rubbing directions are perpendicular to each other between the upper and lower substrates. When the liquid crystal cell is a negative display, the polarizing plates with parallel Nicols arrangement sandwiching the cell are arranged so that the polarization axis is parallel to one of the rubbing directions. The polarizing plate is arranged so that its polarization axis is parallel to the rubbing direction of the substrate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このようなラビングで
配向処理をすると、液晶分子の配向方向が一様なため
に、観測者から画面を見たとき、表示が見やすい角度が
特定の角度範囲に制限される視角特性が生じる。
When the alignment treatment is carried out by such rubbing, the alignment direction of the liquid crystal molecules is uniform, so that when the screen is viewed from the observer, the angle at which the display is easy to see falls within a specific angle range. Limited viewing angle characteristics result.

【0006】図4(A)はTN形液晶セルの視角特性を
表す等コントラスト曲線の一例である。図4(A)にお
いて、液晶セルの法線方向をθ=0とし、そこを中心に
放射線状に法線からの角度θを取り、水平面内の観測位
置を方位角度φで示す。その定義を図4(B)に示す。
FIG. 4A is an example of an equal contrast curve representing the viewing angle characteristics of the TN type liquid crystal cell. In FIG. 4 (A), the normal direction of the liquid crystal cell is θ = 0, and an angle θ from the normal is taken in a radial pattern centered there, and the azimuth angle φ indicates the observation position in the horizontal plane. The definition is shown in FIG.

【0007】図4(A)の太い実線の曲線は等コントラ
スト線で、それぞれの曲線にはコントラスト値が示され
ている。図4(A)で示されるように、コントラストの
高い視角領域は特定の角度領域に偏っていることがわか
る。したがって、このような液晶セルはある方向からは
見えやすく、別の方向からは見えにくいといった視角依
存性を持つことになる。
The thick solid curve in FIG. 4A is an equal contrast line, and the contrast value is shown on each curve. As shown in FIG. 4A, it can be seen that the viewing angle region with high contrast is biased to a specific angle region. Therefore, such a liquid crystal cell has a viewing angle dependency that it is easy to see from one direction and hard to see from another direction.

【0008】このような視角依存性をもつ液晶セルを表
示装置として利用した場合には、表示画面に対してある
角度(図4(A)の例ではφ=180°付近)ではコン
トラストが極端に低下し、甚だしい場合には表示の明暗
が反転してしまう。
When a liquid crystal cell having such a viewing angle dependency is used as a display device, the contrast becomes extremely extreme at a certain angle (around φ = 180 ° in the example of FIG. 4A) with respect to the display screen. When it is extremely low, the brightness of the display is reversed.

【0009】図4(A)のような視角特性を持つのは、
ラビングによって液晶分子が図5で示すようなプレチル
トが生じるからである。液晶分子がプレチルトを持つ方
向は、図5の矢印で示すラビングするベクトル方向に一
致する。
The view angle characteristic as shown in FIG.
This is because the rubbing causes pretilt of the liquid crystal molecules as shown in FIG. The direction in which the liquid crystal molecules have a pretilt coincides with the vector direction for rubbing indicated by the arrow in FIG.

【0010】液晶セルに電圧が印加されると、液晶分子
はプレチルトしている方向に立ち上がってくるために、
その方向から観測した場合に、旋光性が解消されやすく
なる。したがってベクトルの終端方向が一番見やすくな
る。
When a voltage is applied to the liquid crystal cell, the liquid crystal molecules rise in the pretilt direction.
When observed from that direction, the optical activity tends to be eliminated. Therefore, the end direction of the vector is the easiest to see.

【0011】さらに、ラビングする際には、摩擦による
静電気が発生して配向膜に絶縁破壊が起きたり、その部
分の配向不良によって表示不良の原因となる場合があ
る。また、アクティブマトリックス(AM)駆動方式を
採用する液晶セルで、TFT(薄膜トランジスタ)など
の駆動素子や配線が表面に形成された基板をラビングす
る場合には、ラビングによる静電気によって素子や配線
が破壊されるという場合がある。単純マトリックスの場
合にも、細い配線の切断等が生じる場合がある。
Further, during rubbing, static electricity may be generated due to friction to cause dielectric breakdown in the alignment film, or defective alignment may cause defective display. Further, in a liquid crystal cell adopting an active matrix (AM) driving method, when rubbing a substrate on which driving elements such as TFTs (thin film transistors) and wiring are formed, the elements and wiring are destroyed by static electricity due to rubbing. There is a case that Even in the case of a simple matrix, cutting of fine wiring may occur.

【0012】さらに、配向膜形成時やラビング時に微小
なゴミが大量に発生し、そのゴミが静電気によって基板
に付着し、それが液晶セルのギャップ不良や黒点や白点
といった表示不良の原因となる場合がある。
Further, a large amount of fine dust is generated during alignment film formation and rubbing, and the dust adheres to the substrate due to static electricity, which causes display defects such as gap defects in liquid crystal cells and black and white dots. There are cases.

【0013】本発明の目的は、視野角の特性を改善し、
ラビング処理に起因する問題を解決できる液晶表示素子
とその製造方法を提供することである。
The object of the present invention is to improve the characteristics of the viewing angle,
It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof that can solve the problems caused by the rubbing process.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示素
子は、一対の基板と、該一対の基板間に挟持されたカイ
ラルネマチック液晶あるいはネマチック液晶を含む液晶
層とを有する液晶表示素子であって、前記液晶層の液晶
分子の配向方向は基板面内方向に関して巨視的にはほぼ
あらゆる方向に等確率で分布し、基板と垂直な方向に関
してはほぼ一定のツイスト角を示す。
A liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device having a pair of substrates and a liquid crystal layer containing a chiral nematic liquid crystal or a nematic liquid crystal sandwiched between the pair of substrates. The orientation directions of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are macroscopically distributed in almost all directions with equal probability in the in-plane direction of the substrate, and show a substantially constant twist angle in the direction perpendicular to the substrate.

【0015】[0015]

【作用】巨視的には基板面内方向に関しては、液晶分子
は配向方向がランダムに分布している。基板面垂直方向
に関しては、カイラルネマチック液晶は入射光の偏光軸
を全体として所定角度回転させる。一対の偏光子を用い
ればポジ表示等を実現できる。ラビングを行わないため
にラビングに基づく種々の問題は生じない。
FUNCTION: Macroscopically, the orientation directions of liquid crystal molecules are randomly distributed in the in-plane direction of the substrate. In the direction perpendicular to the substrate surface, the chiral nematic liquid crystal rotates the polarization axis of incident light as a whole by a predetermined angle. Positive display and the like can be realized by using a pair of polarizers. Since no rubbing is performed, various problems based on rubbing do not occur.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1(A)〜1
(C)と図2を参照して説明する。図1(A)は本発明
の実施例による液晶表示セルの模式的な断面図である。
透明ガラス基板1、2の間にカイラルネマチック形の液
晶分子3が挟持されている。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be described with reference to (C) and FIG. FIG. 1A is a schematic sectional view of a liquid crystal display cell according to an embodiment of the present invention.
Chiral nematic liquid crystal molecules 3 are sandwiched between transparent glass substrates 1 and 2.

【0017】この液晶セルを製造するには、従来の技術
によるプロセスをそのまま利用できる。但し、ラビング
は行なわない。ラビング等の積極的配向処理を行なわな
い時、片側の基板面上において、微小領域を見れば、少
なくとも近似的にある一定の方向にほぼ液晶分子が揃っ
た形で平行配向しているものと考えられる。
In order to manufacture this liquid crystal cell, the conventional process can be used as it is. However, rubbing is not performed. When a positive alignment process such as rubbing is not performed, it is considered that liquid crystal molecules are aligned in parallel at least approximately in a certain direction when observing a minute area on one substrate surface. To be

【0018】より広い範囲を全体として見た場合は、こ
れらの微小領域(ミクロドメイン)が多数(マルチ)存
在していて、そのマルチドメイン内の配向方向はあらゆ
る方向であり、全ての方向が同じ確率で存在するものと
考えられる。
When a wider range is viewed as a whole, a large number (multi) of these minute regions (microdomains) exist, the orientation directions in the multidomain are all directions, and all the directions are the same. It is thought to exist with a probability.

【0019】つまり、セル全体の界面分子の配向方向を
考えた場合は、全ての方向を向いていることになり、各
微小ドメイン内を見た場合はある一定の方向を向いてい
ると近似できることになる。
That is, when considering the orientation directions of the interface molecules of the entire cell, it means that they are oriented in all directions, and it can be approximated that they are oriented in a certain direction when viewed in each minute domain. become.

【0020】カイラルネマチック液晶は、図1(B)に
示すように、厚さpで液晶分子の配向方向が360度回
転する。液晶分子は一方の基板表面から離れるに従っ
て、次第に旋回し、他方の基板表面上ではd/pで規定
される角度まで旋回するツイスト構造をとる。なお、ネ
マチック液晶の場合はp=∞である。これらは、マルチ
ドメイン毎に同じようなツイストを示すので、反対側の
界面ではあるツイスト角だけ配向方向がずれた同様のマ
ルチドメイン状の配向をする。
In the chiral nematic liquid crystal, as shown in FIG. 1 (B), the orientation direction of liquid crystal molecules is rotated by 360 degrees with a thickness p. The liquid crystal molecules have a twist structure in which the liquid crystal molecules gradually rotate with distance from the surface of one substrate, and on the surface of the other substrate, rotate to an angle defined by d / p. In the case of nematic liquid crystal, p = ∞. Since these show the same twist for each multi-domain, at the interface on the opposite side, the same multi-domain orientation is obtained in which the orientation direction is deviated by a certain twist angle.

【0021】カイラルネマチック液晶のカイラルピッチ
をpとし、ガラス基板で挟持される方向の液晶層の厚み
をdとしたときに、0(<または≒)d/p(<または
≒)0.75なる条件を満たすようにする。好ましく
は、0.15<d/p<0.75となる条件を満たすよ
うに液晶セルを形成する。すなわち、角度に直すと54
度から270度の旋光性を有するようにpとdを定め
る。
When the chiral pitch of the chiral nematic liquid crystal is p and the thickness of the liquid crystal layer in the direction sandwiched by the glass substrates is d, 0 (<or ≈) d / p (<or ≈) 0.75. Meet the conditions. Preferably, the liquid crystal cell is formed so as to satisfy the condition of 0.15 <d / p <0.75. That is, when converted to an angle, 54
P and d are determined so as to have an optical rotatory power of 270 degrees to 270 degrees.

【0022】たとえば、d/p=0.25(90°ツイ
ストに対応)でそのカイラルピッチpが規定された液晶
を平行に配置したギャップdの透明ガラス基板1と2の
間に注入して封止する。
For example, a liquid crystal having a chiral pitch p of d / p = 0.25 (corresponding to a 90 ° twist) is injected between the transparent glass substrates 1 and 2 having a gap d arranged in parallel and sealed. Stop.

【0023】液晶材料としては、たとえば、知られてい
るネマチック液晶、コレステリック液晶のいずれをも用
いることができる。ツイストを持たせる場合は、ネマチ
ック液晶にカイラル剤を添加すればよい。
As the liquid crystal material, for example, any known nematic liquid crystal or cholesteric liquid crystal can be used. When it has a twist, a chiral agent may be added to the nematic liquid crystal.

【0024】もちろん、アクティブ駆動方式の場合に
は、図1(C)に示すように、アモルファスSiや多結
晶Siを用いた薄膜トランジスタ(TFT)のような駆
動素子QやCr等の金属で形成した配線W、インジウム
−錫酸化物(ITO)等で形成した透明画素電極P等が
ガラス基板1や2に形成される。これらの表面を絶縁保
護膜13で覆うことが好ましい。さらに、ブラックスト
ライプやカラーフィルタ等を形成してもよい。対向基板
上には、全面に共通電極を形成する。単純マトリックス
の場合は、一対の基板上に互に交差する配線群を形成す
る。絶縁保護膜ないし配向膜については、基板1,2上
に形成することは必ずしも必要ないが、形成してもかま
わない。ただし、ラビングは行なわない。
Of course, in the case of the active drive system, as shown in FIG. 1C, a drive element Q such as a thin film transistor (TFT) using amorphous Si or polycrystalline Si and a metal such as Cr are used. Wirings W, transparent pixel electrodes P formed of indium-tin oxide (ITO), etc. are formed on the glass substrates 1 and 2. It is preferable to cover these surfaces with the insulating protective film 13. Further, black stripes, color filters, etc. may be formed. A common electrode is formed on the entire surface of the counter substrate. In the case of a simple matrix, a wiring group intersecting with each other is formed on a pair of substrates. It is not always necessary to form the insulating protective film or the alignment film on the substrates 1 and 2, but it may be formed. However, rubbing is not performed.

【0025】たとえば、d/p=0.25とした場合、
各ドメイン内では2枚の基板間で液晶分子が90°ツイ
ストした配列をとる。しかし、多数のドメインを含むマ
ルチドメイン内の界面での配向は、あらゆる方向を向い
ている。
For example, when d / p = 0.25,
In each domain, liquid crystal molecules are twisted by 90 ° between two substrates. However, the orientation at interfaces within a multi-domain containing multiple domains is in all directions.

【0026】なお、液晶を注入する際に、液晶の温度を
液晶のN−I(N:ネマティック,I:アイソトロピッ
ク)相転移点以上の温度に保ちながらアイソトロピック
相で注入して、N−I点以下まで徐々に温度を下げて液
晶セルを製作した方が、表示素子としての表示が綺麗に
なる。
When injecting the liquid crystal, the liquid crystal is injected in the isotropic phase while maintaining the temperature of the liquid crystal at a temperature above the NI (N: nematic, I: isotropic) phase transition point of the liquid crystal, and N- When the liquid crystal cell is manufactured by gradually lowering the temperature to point I or lower, the display as a display element becomes clearer.

【0027】さらに、液晶のみならず、液晶注入前の基
板の温度も液晶のN−I点以上に保ちながら液晶を注入
して、徐々にN−I点以下に温度を下げることが好まし
い。このように液晶セルを製作した方が表示品質はさら
に向上する。
Further, it is preferable to inject the liquid crystal while maintaining not only the temperature of the liquid crystal but also the temperature of the substrate before injecting the liquid crystal above the NI point of the liquid crystal, and gradually lowering the temperature to below the NI point. The display quality is further improved by manufacturing the liquid crystal cell in this manner.

【0028】バルク(外部から何らの配向規制力を与え
ない状態)の液晶の性質がマルチドメインを形成するこ
とを考えれば、一般的に配向規制力のないセル内ではマ
ルチドメイン構造をとるであろうことが予想される。特
に、液晶をN−I点以上に保って注入するときほどこの
傾向が強く、しかもマルチドメインの各ドメインサイズ
等がより揃ったものになると考えられる。
Considering that the property of the liquid crystal in bulk (a state in which no alignment regulating force is applied from the outside) forms a multi-domain, a multi-domain structure is generally adopted in a cell having no alignment regulating force. Expected to be deaf. In particular, it is considered that this tendency becomes stronger as the liquid crystal is injected while being kept above the NI point, and moreover the domain sizes of the multi-domains are more uniform.

【0029】なお、液晶セルの外側に配置する偏光板1
1、12の配置は、ポジ表示の場合には直交ニコル、ネ
ガ表示の場合には平行ニコルとする。基板面内にはラビ
ング方向のような基準方向がないことからも判るよう
に、偏光板の偏光軸の面内角度は任意である。
The polarizing plate 1 arranged outside the liquid crystal cell
The positions of 1 and 12 are orthogonal Nicols for positive display and parallel Nicols for negative display. As can be seen from the fact that there is no reference direction such as the rubbing direction in the substrate surface, the in-plane angle of the polarization axis of the polarizing plate is arbitrary.

【0030】d/p=0.25の場合、マルチドメイン
のうち、界面の液晶分子の配向方向が入射偏光の偏光方
向と平行、若しくは垂直の関係にあるものは、通常のT
Nセルと同様にその旋光能により出射偏光の偏光方向は
90°ツイストしたものとなる。
In the case of d / p = 0.25, among the multi-domains, the one in which the orientation direction of the liquid crystal molecules at the interface is parallel or perpendicular to the polarization direction of the incident polarized light is a normal T.
As with the N cell, the polarization direction of outgoing polarized light is twisted by 90 ° due to its optical rotatory power.

【0031】これに対して、入射偏光方向と平行および
垂直の関係にないものは、その旋光能プラスリターデー
ション(△n・d:△n:液晶の屈折率異方性)により
出射光のツイスト角が決まり、しかもそれは波長依存性
を持つものになる。
On the other hand, those that are not parallel or perpendicular to the incident polarization direction are twisted by the optical rotation plus retardation (Δn · d: Δn: refractive index anisotropy of liquid crystal) of the emitted light. The angle is fixed, and it becomes wavelength-dependent.

【0032】したがって、これらのマルチドメインおよ
び反対側の偏光板を通過した光は色付くことになる。し
かし、これらのマルチドメイン内の配向方向は全ての方
向に対して等確率で存在しているため、出射光の波長依
存性は全体としてほぼ打ち消されてしまい、ポジ表示に
おいては、OFF時は色付きのない透過状態を示すもの
と考えられる。
Therefore, the light passing through these multi-domains and the polarizing plate on the opposite side is colored. However, since the orientation directions in these multi-domains are present with equal probability in all directions, the wavelength dependence of the emitted light is almost canceled out as a whole, and in positive display, there is coloring when turned off. It is considered that the transparent state is shown.

【0033】図2に、以上説明した方法で製作した液晶
セルの視角特性を示す。製造条件としては、複屈折率の
屈折率差△n=0.093、相転移温度TNI=98℃の
TFT用の一般的な液晶を用い、ギャップ5.5μmの
透明電極(インジウム錫酸化物ITO)膜を設けたテス
ト用セルに液晶を封入した。
FIG. 2 shows the viewing angle characteristics of the liquid crystal cell manufactured by the method described above. As a manufacturing condition, a general liquid crystal for TFT having a refractive index difference Δn = 0.093 of birefringence and a phase transition temperature T NI = 98 ° C. was used, and a transparent electrode (indium tin oxide) having a gap of 5.5 μm was used. The liquid crystal was enclosed in a test cell provided with an (ITO) film.

【0034】配向膜はなしで、液晶注入は液晶及び基板
の両方をN−I点以上の温度に保って行なった。ニュー
トラル高偏光タイプ(日東電工G−1220)の偏光板
配置は直交ニコルとし、前後それぞれの偏光軸を(0°
−180°)方向及び(90°−270°)方向に配置
してポジ表示とした。
The liquid crystal was injected without the alignment film while keeping both the liquid crystal and the substrate at a temperature of NI or higher. The polarizing plate of the neutral high-polarization type (Nitto Denko G-1220) has a crossed nicols, and the front and rear polarization axes are (0 °
The positive display was provided by arranging in the (-180 °) direction and the (90 ° -270 °) direction.

【0035】図2から明らかなように、本発明の実施例
においては、全方位にわたってほぼ同じ視角特性を有し
ており、図4(A)の従来の液晶セルで見られるよう
な、特定の角度から見た時のコントラストの悪化が見ら
れない。
As is apparent from FIG. 2, the embodiment of the present invention has substantially the same viewing angle characteristics in all directions, and a specific liquid crystal cell as seen in the conventional liquid crystal cell of FIG. No deterioration in contrast is seen when viewed from an angle.

【0036】この液晶セルの組織を偏光顕微鏡で観察し
てみたところ、セル全面にわたって微小なマルチドメイ
ンが観察された。これが視角依存性がなくなった理由で
あると考えられる。
When the structure of this liquid crystal cell was observed with a polarization microscope, minute multi-domains were observed over the entire cell surface. It is considered that this is the reason why the viewing angle dependence disappeared.

【0037】すなわち、表示面内に多数のドメインが発
生し、全体として基板と平行な面内にあらゆる配向の液
晶分子が分布すると、入射光の偏光軸がどのようなもの
であっても、出射光の全体としての偏光軸は90度回転
したものとなる。90度の偏光軸回転と直交偏光子との
組合せにより、表示が可能となる。また、マルチドメイ
ンによって角度依存性がなくなる。
That is, when a large number of domains are generated in the display surface and liquid crystal molecules of all orientations are distributed in the surface parallel to the substrate as a whole, no matter what the polarization axis of the incident light is, it will appear. The polarization axis of the emitted light is rotated by 90 degrees. A display is possible by a combination of 90 ° polarization axis rotation and a crossed polarizer. Also, the multi-domain eliminates the angle dependence.

【0038】偏光軸の角度は、マルチドメイン構造であ
るため、任意になる。実際、偏光板の角度を変化させて
も、特性面での差は観察されなかった。なお、平行ニコ
ルのネガ表示の場合、先に述べた波長依存性のため、O
FF時の黒が充分に出にくい傾向があった。すなわち、
ポジ表示がより好ましい。
The angle of the polarization axis is arbitrary because it has a multi-domain structure. Actually, even if the angle of the polarizing plate was changed, no difference in terms of characteristics was observed. In the case of the negative display of parallel Nicols, the wavelength dependence described above causes O
There was a tendency that black was not sufficiently produced at FF. That is,
Positive display is more preferable.

【0039】以上説明した実施例は、積極的配向処理を
しない場合であった。但し、近年ラビング処理を行わな
くても配向処理が可能なことか判った。たとえば、偏光
記憶膜を用いると、光照射によって微小領域の配向処理
が行なえる。このような配向処理を行なった基板を使用
しても上記実施例と同様なマルチドメイン構造が形成で
き、同様な効果が得られる。
The embodiment described above is the case where the positive alignment treatment is not performed. However, in recent years, it has been found that the alignment treatment can be performed without the rubbing treatment. For example, when a polarization memory film is used, it is possible to perform alignment processing on a minute area by light irradiation. Even if a substrate subjected to such an alignment treatment is used, a multi-domain structure similar to that of the above-mentioned embodiment can be formed, and the same effect can be obtained.

【0040】なお、光偏光記憶膜としては、 (1)ジアゾアミン系染料をドープしたシリコンポリイ
ミドを用いたもの:Wayne M.Gibbons
他,NATURE Vol.351(1991)p.4
9、 (2)アゾ系染料をドープしたPVA(ポリビニルアル
コール)を用いたもの:飯村靖文他:第18回液晶討論
会−日本化学会第64秋期年会−,p.34,平成4年
9月11日発行,社団法人日本化学会。もしくは、Jp
n.J.Appl.Phys.Vol.32(199
3)pp.L93−L96、 (3)光重合フォトポリマーを用いたもの:Marti
n Schadt他,Jpn.J.Appl.Phy
s.Vol.31(1992)pp.2155−216
4 等を利用することができる。
As the optical polarization memory film, (1) one using a silicon polyimide doped with a diazoamine dye: Wayne M .; Gibbons
Others, NATURE Vol. 351 (1991) p. Four
9, (2) Using PVA (polyvinyl alcohol) doped with an azo dye: Yasufumi Iimura et al .: 18th Liquid Crystal Symposium-The 64th Annual Meeting of the Chemical Society of Japan-, p. 34, Published September 11, 1992, The Chemical Society of Japan. Or Jp
n. J. Appl. Phys. Vol. 32 (199
3) pp. L93-L96, (3) using photopolymerization photopolymer: Marti
n Schadt et al., Jpn. J. Appl. Phy
s. Vol. 31 (1992) pp. 2155-216
4 etc. can be used.

【0041】以上の実施例におけるマルチドメイン構造
を模式的に拡大図示すると図3(A)のようになる。図
3(A)はセルの平面拡大図である。多数の微小領域す
なわちミクロドメイン4が形成され、各ドメイン4の内
部の液晶分子は、矢印で示すようにある一定の方向にほ
ぼ揃った形で平行配向している。但し、セル全体として
巨視的に見るとランダムな配向をしており視角特性が実
質的に等方的であることが理解できるであろう。
FIG. 3 (A) is a schematic enlarged view of the multi-domain structure in the above embodiment. FIG. 3A is an enlarged plan view of the cell. A large number of minute regions, that is, micro domains 4, are formed, and the liquid crystal molecules inside each domain 4 are aligned in parallel in a substantially uniform manner in a certain direction as indicated by the arrow. However, it can be understood that the cells as a whole have a random orientation when viewed macroscopically and the viewing angle characteristics are substantially isotropic.

【0042】先に説明した実施例における液晶セルの製
造工程において、制作条件を種々変えることによって図
3(A)のマルチドメイン構造とは異なった次のような
配向構造が得られる。
In the manufacturing process of the liquid crystal cell in the above-described embodiment, the following alignment structure different from the multi-domain structure shown in FIG. 3A can be obtained by changing the manufacturing conditions.

【0043】たとえば、図3(B)に示すように、液晶
分子3が連続的にその配向方向を変化している構造が形
成される。セル全体としては配向方向がランダムで、液
晶分子3は全方向に等確率で配向している。
For example, as shown in FIG. 3B, a structure is formed in which the liquid crystal molecules 3 continuously change their alignment directions. The orientation of the entire cell is random, and the liquid crystal molecules 3 are oriented in all directions with equal probability.

【0044】また、図3(C)に示すように、図3
(A)と図3(B)の組み合わせのような構造も形成さ
れる。すなわち、微小領域内では一定方向に配向したミ
クロドメイン4が点在し、その間に液晶分子3が連続的
に配向方向を変化して存在している。この場合も、セル
全体としての配向方向はランダムである。
Further, as shown in FIG.
A structure like the combination of (A) and FIG. 3 (B) is also formed. That is, the micro domains 4 oriented in a certain direction are scattered in the minute region, and the liquid crystal molecules 3 are present while the orientation direction is continuously changed therebetween. Also in this case, the orientation direction of the cell as a whole is random.

【0045】図3(A)、(B)および(C)のいずれ
の構造でも上述の効果が得られることは言うまでもな
い。本発明は以上説明した実施例に限るものではなく、
開示の内容に基づき当業者であれば様々な改変や変更が
容易であろう。
Needless to say, the above effects can be obtained with any of the structures shown in FIGS. 3A, 3B and 3C. The present invention is not limited to the embodiments described above,
Various modifications and changes will be easily made by those skilled in the art based on the disclosure.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、視角特性が全方位にわ
たってほぼ均一であり観測者の特定の位置によってコン
トラストが低下することがない。
According to the present invention, the viewing angle characteristics are substantially uniform in all directions, and the contrast does not decrease depending on the specific position of the observer.

【0047】さらに、ラビング処理を行なわないため、
静電気による素子や配線の破壊が起きず、ゴミの発生や
付着による表示不良を低減することができる。また、配
向膜を形成しなければ、配向膜に起因すると考えられる
残像や焼きつき等の問題がなくなる。
Further, since the rubbing process is not performed,
It is possible to reduce display defects due to dust generation and adhesion without the destruction of elements and wiring due to static electricity. Further, if the alignment film is not formed, the problems such as afterimage and image sticking which are considered to be caused by the alignment film are eliminated.

【0048】ラビング処理あるいは配向膜形成をしなけ
れば、それらの工程がなくなるので、製造コストの低減
が可能となる。
If the rubbing treatment or the alignment film formation is not carried out, those steps are eliminated, so that the manufacturing cost can be reduced.

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

【図1】本発明の実施例による液晶表示セルの断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display cell according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例による液晶表示セルの視角特性
である。
FIG. 2 is a view angle characteristic of a liquid crystal display cell according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例による液晶セルの一部の拡大模
式図である。
FIG. 3 is an enlarged schematic view of a part of a liquid crystal cell according to an embodiment of the present invention.

【図4】従来の技術による液晶表示装置の視角特性であ
る。
FIG. 4 is a view angle characteristic of a conventional liquid crystal display device.

【図5】ラビングによるプレチルトを説明する図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating pretilt by rubbing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 ガラス基板 3 液晶分子 4 ミクロドメイン 11、12 偏光板 13 絶縁保護膜 Q 薄膜トランジスタ P 透明画素電極 W 配線 1, 2 Glass substrate 3 Liquid crystal molecule 4 Micro domain 11, 12 Polarizing plate 13 Insulating protective film Q Thin film transistor P Transparent pixel electrode W Wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 駿介 東京都練馬区西大泉3−13−40 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Susuke Kobayashi 3-13-40 Nishioizumi, Nerima-ku, Tokyo

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の基板と、該一対の基板間に挟持さ
れたカイラルネマチック液晶あるいはネマチック液晶を
含む液晶層とを有する液晶表示素子であって、前記液晶
層の液晶分子の配向方向は基板面内方向に関して巨視的
にはほぼあらゆる方向に等確率で分布し、基板と垂直な
方向に関してはほぼ一定のツイスト角を示す液晶表示素
子。
1. A liquid crystal display device comprising a pair of substrates and a liquid crystal layer containing a chiral nematic liquid crystal or a nematic liquid crystal sandwiched between the pair of substrates, wherein the alignment direction of liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is the substrate. A liquid crystal display element that is distributed macroscopically in almost any direction with equal probability in the in-plane direction and exhibits a substantially constant twist angle in the direction perpendicular to the substrate.
【請求項2】 前記液晶層は、基板面内方向で多数の微
小領域を有し、各微小領域内では液晶分子の配向方向が
揃っている請求項1記載の液晶表示素子。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer has a large number of minute regions in the in-plane direction of the substrate, and the alignment directions of the liquid crystal molecules are aligned in each of the minute regions.
【請求項3】 前記液晶層は多数の微小領域間に液晶分
子の配向方向が基板面内方向でほぼ連続的に変化する領
域を含む請求項2記載の液晶表示素子。
3. The liquid crystal display element according to claim 2, wherein the liquid crystal layer includes a region in which the alignment direction of liquid crystal molecules changes substantially continuously in the in-plane direction of the substrate among a number of minute regions.
【請求項4】 前記液晶層の液晶分子の配向方向は基板
面内方向に関し、微視的にはほぼ連続的に変化する請求
項1記載の液晶表示素子。
4. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the alignment direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer changes microscopically substantially continuously with respect to the in-plane direction of the substrate.
【請求項5】 前記一対の基板は前記液晶分子に対する
積極的配向構造を有さない請求項1〜4のいずれかに記
載の液晶表示素子。
5. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the pair of substrates do not have a positive alignment structure for the liquid crystal molecules.
【請求項6】 前記一対の基板は前記液晶分子に対する
積極的配向構造を有する請求項1〜4のいずれかに記載
の液晶表示素子。
6. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the pair of substrates have a positive alignment structure for the liquid crystal molecules.
【請求項7】 前記一対の基板がギャップdを有し、前
記液晶層のカイラルピッチをpとしたときに、 0(<または≒)d/p(<または≒)0.75 となる条件を満たす請求項1〜6のいずれかに記載の液
晶表示素子。
7. A condition in which the pair of substrates has a gap d, and 0 (<or ≈) d / p (<or ≈) 0.75, where p is the chiral pitch of the liquid crystal layer. The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 6 which is satisfied.
【請求項8】 積極的配向構造を有さない一対の透明基
板とカイラルネマチック液晶あるいはネマチック液晶と
を用意する工程と、 前記透明基板間に前記カイラルネマチック液晶あるいは
ネマチック液晶を注入する工程とを有する液晶表示素子
の製造方法。
8. A step of preparing a pair of transparent substrates not having a positively oriented structure and a chiral nematic liquid crystal or a nematic liquid crystal, and a step of injecting the chiral nematic liquid crystal or the nematic liquid crystal between the transparent substrates. Liquid crystal display device manufacturing method.
【請求項9】 前記カイラルネマチック液晶あるいはネ
マチック液晶を注入する際に、該液晶の温度を該液晶の
N−I点以上に保ちながら注入することを特徴とする請
求項8記載の液晶表示素子の製造方法。
9. The liquid crystal display element according to claim 8, wherein when the chiral nematic liquid crystal or the nematic liquid crystal is injected, the temperature of the liquid crystal is maintained at a temperature higher than the NI point of the liquid crystal. Production method.
【請求項10】 前記カイラルネマチック液晶あるいは
ネマチック液晶を注入する時の該透明基板の温度を該液
晶のN−I点以上に保持して、前記液晶を注入すること
を特徴とする請求項8ないし9記載の液晶表示素子の製
造方法。
10. The liquid crystal is injected by maintaining the temperature of the transparent substrate at the time of injecting the chiral nematic liquid crystal or the nematic liquid crystal at the NI point or higher of the liquid crystal. 9. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to item 9.
【請求項11】 前記カイラルネマチック液晶またはネ
マチック液晶のカイラルピッチをpとし、前記一対の透
明基板で挟持される方向の前記液晶層の厚みをdとした
ときに、 0(<または≒)d/p(<または≒)0.75 となる条件を満たすように前記pとdを選択した請求項
8〜10のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
11. When the chiral pitch of the chiral nematic liquid crystal or nematic liquid crystal is p and the thickness of the liquid crystal layer in the direction sandwiched by the pair of transparent substrates is d, 0 (<or ≈) d / The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 8, wherein the p and d are selected so as to satisfy the condition of p (<or ≈) 0.75.
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