JPH07234400A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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- JPH07234400A JPH07234400A JP6027040A JP2704094A JPH07234400A JP H07234400 A JPH07234400 A JP H07234400A JP 6027040 A JP6027040 A JP 6027040A JP 2704094 A JP2704094 A JP 2704094A JP H07234400 A JPH07234400 A JP H07234400A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばワープロ、パソ
コンなどの個人用表示装置、携帯情報端末などの多人数
で使用する表示装置、特に２〜４人で周りを囲んで使用
する表示装置などに使用される液晶表示装置に関する。
具体的には、液晶分子をセル内で多方向に配向させた広
視野角用液晶表示モードであり、表示画面の縦横方向
（左右−上下方向）に視角特性の優れた方向を配し、見
やすい特性の液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a personal display device such as a word processor and a personal computer, a display device used by a large number of people such as a personal digital assistant, and a display device used by 2 to 4 people. The present invention relates to a liquid crystal display device used in.
Specifically, it is a liquid crystal display mode for wide viewing angles in which liquid crystal molecules are oriented in multiple directions within the cell, and the direction with excellent viewing angle characteristics is arranged in the vertical and horizontal directions (left-right-up and down directions) of the display screen for easy viewing. A liquid crystal display device having characteristics.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の液晶表示素子として、図７に示す
構成のものが知られている。この液晶表示素子は、ＴＮ
モードであり、一対の基板２、３の間に挟持された液晶
層４の液晶分子６が一方向に揃っており、また、液晶層
４には電源５により電圧が印加される構成となってい
る。表示状態は、電圧無印加のとき図７（ａ）に示すよ
うになり、飽和電圧印加のとき図７（ｂ）に示すように
なる。2. Description of the Related Art A conventional liquid crystal display device having a structure shown in FIG. 7 is known. This liquid crystal display device is
Mode, the liquid crystal molecules 6 of the liquid crystal layer 4 sandwiched between the pair of substrates 2 and 3 are aligned in one direction, and a voltage is applied to the liquid crystal layer 4 from a power source 5. There is. The display state is as shown in FIG. 7A when no voltage is applied, and as shown in FIG. 7B when a saturation voltage is applied.
【０００３】このような液晶表示素子においては、両方
の基板上で一方向に互いに直交するように、液晶分子が
配列しているため光学特性に異方性があり、いわゆる反
転現象が生じる。特に、液晶表示素子の中間調状態で
Ａ、Ｂ両方向から見た場合に、Ａ、Ｂ両方向での見かけ
上のｄ・△ｎが異なるためにコントラストが異なり、視
角特性が悪いものとなる。In such a liquid crystal display element, liquid crystal molecules are arranged so as to be orthogonal to each other in one direction on both substrates, so that optical characteristics have anisotropy and a so-called inversion phenomenon occurs. In particular, when the liquid crystal display element is viewed from both A and B directions in the halftone state, the apparent d / Δn in both A and B directions are different, resulting in different contrast and poor viewing angle characteristics.
【０００４】そこで、視角特性の改善を図った、図８に
示す液晶表示素子が提案されている。この液晶表示素子
は、一対の基板１２、１３の間に、液晶領域２６と高分
子壁２４とからなる表示媒体が挟持されており、液晶領
域２６の液晶分子２７がその配向方向を、１絵素内で、
かつ少なくとも一方の基板上で少なくとも３以上で異な
らせた広視角モードとなっている。具体的には、液晶分
子２７が液晶領域２６の中心軸（図の上下方向）の周り
に放射状や渦巻き状になるように向いている。表示状態
は、電圧無印加のとき図８（ａ）に示すようになり、飽
和電圧印加のとき図８（ｂ）に示すようになる。Therefore, there has been proposed a liquid crystal display device shown in FIG. 8 for improving the viewing angle characteristics. In this liquid crystal display element, a display medium composed of a liquid crystal region 26 and a polymer wall 24 is sandwiched between a pair of substrates 12 and 13, and liquid crystal molecules 27 in the liquid crystal region 26 are aligned in one direction. Within the element
In addition, the wide viewing angle mode is set so that at least three or more substrates are different on at least one substrate. Specifically, the liquid crystal molecules 27 are oriented so as to be radial or spiral around the central axis (vertical direction in the drawing) of the liquid crystal region 26. The display state is as shown in FIG. 8A when no voltage is applied, and as shown in FIG. 8B when a saturation voltage is applied.
【０００５】このような配向状態を持つ液晶表示素子で
は、中間調状態でＡ、Ｂ両方向から見た場合、液晶分子
２７の見かけ上の屈折率が平均化されて、Ａ、Ｂ両方向
からのコントラストが等しくなり、視角特性が図７のＴ
Ｎモードに比べて改善されることとなる。なお、飽和電
圧印加状態では、図８（ｂ）に示すように液晶分子２７
が電場に沿って配向しており、また、初期配向の状態に
かかわらず同様な配向状態になる。In the liquid crystal display device having such an alignment state, when viewed from both A and B directions in the halftone state, the apparent refractive index of the liquid crystal molecules 27 is averaged, and the contrast from both A and B directions is increased. Are equal to each other, and the viewing angle characteristic is T in FIG.
This is an improvement over the N mode. In the saturation voltage applied state, as shown in FIG.
Are oriented along the electric field, and the same orientation state is obtained regardless of the initial orientation state.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、この視角特
性を改善できる液晶表示素子に対して偏光板を設ける場
合、図９に示すように、通常どおり偏光板の偏光軸を相
互に直交させ、かつ、液晶表示素子の表示画面の対角方
向にほぼ一致させて両偏光板を貼り合わされる。このこ
とは、後述する多方向に配向した広視角モードの液晶表
示素子の場合にも同様に行われる。When a polarizing plate is provided for the liquid crystal display element capable of improving the viewing angle characteristics, as shown in FIG. 9, the polarizing axes of the polarizing plates are normally orthogonal to each other, and The polarizing plates are attached to each other so that they are substantially aligned with the diagonal direction of the display screen of the liquid crystal display element. This is similarly performed in the case of a wide-viewing-angle mode liquid crystal display element that is oriented in multiple directions, which will be described later.
【０００７】しかしながら、このようにして作製された
液晶表示装置においては、互いに直交している偏光板の
偏光軸から４５゜方向に視角特性の比較的悪い領域が発
生する。その理由を以下に説明する。However, in the liquid crystal display device manufactured in this manner, a region having relatively poor viewing angle characteristics occurs in the direction of 45 ° from the polarization axes of the polarizing plates which are orthogonal to each other. The reason will be described below.
【０００８】上記広視角モードの液晶表示素子に偏光板
の偏光軸方向から入った光は、液晶層の屈折率楕円体を
横切る時、常光もしくは異常光のみの成分しか有さない
が、偏光板の偏光軸から４５゜傾いた方向から光が入っ
た場合、液晶層の屈折率楕円体を横切る時、常光と異常
光との両成分を有するために（見かけ上、互いに直交し
た偏光板の偏光軸が互いに開いた状態に対応してい
る。）、楕円偏光となり光の漏れが顕著になる。また、
飽和電圧印加時に液晶分子が基板に対してほぼ直立（△
ε＞０の場合）しているために、視角特性が観測される
ようになる。Light entering the wide viewing angle mode liquid crystal display element from the polarization axis direction of the polarizing plate has only a component of ordinary light or extraordinary light when traversing the refractive index ellipsoid of the liquid crystal layer. When light enters from a direction tilted at 45 ° from the polarization axis of the liquid crystal layer, it has both ordinary and extraordinary components when traversing the refractive index ellipsoid of the liquid crystal layer (apparently, polarization of polarizing plates orthogonal to each other). Corresponding to the state where the axes are open to each other.), The light becomes elliptically polarized and the light leakage becomes significant. Also,
When a saturation voltage is applied, the liquid crystal molecules are almost upright (△
Therefore, the viewing angle characteristic is observed.
【０００９】このような光の漏れと偏光板の視角特性と
の相乗効果により、互いに直交している偏光板の偏光軸
から４５゜方向に視角特性の比較的悪い領域が発生する
のである。その結果、液晶表示素子を見るときに気にな
る縦横方向（上下−左右方向）の表示特性が多少悪化す
る。その場合において、特に液晶表示素子の表示画面の
４辺のそれぞれから人が観察する場合、各人の視角特性
は悪いものとなるという問題がある。Due to the synergistic effect of the light leakage and the viewing angle characteristic of the polarizing plate, a relatively poor viewing angle characteristic occurs in the direction of 45 ° from the polarization axes of the polarizing plates which are orthogonal to each other. As a result, the display characteristics in the vertical and horizontal directions (vertical-horizontal direction) which are worrisome when viewing the liquid crystal display element are slightly deteriorated. In that case, there is a problem that the viewing angle characteristic of each person becomes bad especially when a person observes from each of the four sides of the display screen of the liquid crystal display element.
【００１０】なお、１絵素内で少なくとも一方の基板上
で液晶分子の配向方向が３以上となった広視角モードの
具体例としては、次のものが知られている。The following are known as specific examples of the wide viewing angle mode in which the orientation directions of the liquid crystal molecules are 3 or more on at least one substrate in one picture element.
【００１１】その１つとして、液晶セル内に高分子壁
を有し、偏光板を有さず、しかも配向処理を不要とする
液晶表示素子として、液晶の複屈折率を利用して透明ま
たは白濁状態を電気的にコントロールする方式のものが
ある。この方式の液晶表示素子は、基本的には液晶分子
の常光屈折率と支持媒体の屈折率とを一致させ、電圧を
印加して液晶の配向が揃うときには、透明状態を表示
し、電圧無印加時には、液晶分子の配向の乱れによる光
散乱状態を表示する。この方式の液晶表示素子の製造方
法としては、液晶と光または熱硬化性樹脂とを混合し、
その後、樹脂を硬化することにより液晶を析出させ樹脂
中に液晶滴を形成させる方法が開示されている（特表昭
６１−５０２１２８）。As one of them, as a liquid crystal display element having a polymer wall in a liquid crystal cell, having no polarizing plate, and requiring no alignment treatment, it is transparent or cloudy by utilizing the birefringence of liquid crystal. There is a method of electrically controlling the state. In this type of liquid crystal display element, basically, the ordinary refractive index of liquid crystal molecules and the refractive index of the support medium are made to match, and when a voltage is applied to align the liquid crystals, a transparent state is displayed and no voltage is applied. At times, a light scattering state due to disordered alignment of liquid crystal molecules is displayed. As a method of manufacturing a liquid crystal display element of this system, a liquid crystal and a light or thermosetting resin are mixed,
After that, a method of precipitating liquid crystals by curing the resin to form liquid crystal droplets in the resin is disclosed (Japanese Patent Publication No. 61-502128).
【００１２】さらに、上記液晶表示素子の外側に、互い
に直交する偏光板を設けた広視角モードの液晶表示装置
もある（特開平４−３３８９２３，４−２１２９２
８）。Further, there is a wide viewing angle mode liquid crystal display device in which polarizing plates orthogonal to each other are provided outside the liquid crystal display element (Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-338923 and 4-21292).
8).
【００１３】また、他のものとして、一対の基板の間
に、液晶と光硬化性樹脂との混合物を注入し、その混合
物を相分離させて、液晶と高分子材料との複合した表示
媒体を有する非散乱型の液晶表示素子を得、この液晶表
示素子の外側に偏光板を配し、液晶セルの視角特性を改
善した液晶表示装置がある（特開平５−２７２４２）。As another example, a mixture of liquid crystal and photocurable resin is injected between a pair of substrates, and the mixture is phase-separated to form a display medium in which liquid crystal and a polymer material are combined. There is a liquid crystal display device in which a non-scattering type liquid crystal display element is obtained, and a polarizing plate is arranged outside the liquid crystal display element to improve the viewing angle characteristics of a liquid crystal cell (Japanese Patent Laid-Open No. 27242/1993).
【００１４】この液晶表示装置においては、生成した高
分子体により液晶ドメインの配向状態がランダム状態に
なり、電圧印加時に個々のドメインで液晶分子の立ち上
がる方向が異なるために、各方向から見た見かけ上の屈
折率が等しくなり、中間調状態での視角特性が改善され
る。In this liquid crystal display device, the orientation of the liquid crystal domains becomes random due to the produced polymer, and the rising directions of the liquid crystal molecules are different in each domain when a voltage is applied. The upper refractive indexes are equalized, and the viewing angle characteristics in the halftone state are improved.
【００１５】また、本願発明者らが提案した液晶表示
素子がある（特願平４−２８６４８７）。この液晶表示
装置は、一対の基板の間に注入した、液晶と光硬化性樹
脂との混合物を光重合させる時に、ホトマスクなどを用
いて光制御することにより、液晶分子を各絵素領域内で
全方向的な配向状態（渦巻き状）となし、かかる液晶分
子を電圧で制御することにより、渦巻き状配向があたか
も傘が開いたり閉じたりするような動作をさせ、視角特
性を著しく改善したものである。There is also a liquid crystal display element proposed by the inventors of the present application (Japanese Patent Application No. 4-286487). In this liquid crystal display device, when a mixture of a liquid crystal and a photocurable resin injected between a pair of substrates is photopolymerized, light control is performed using a photomask or the like, so that liquid crystal molecules within each pixel region are controlled. It has an omnidirectional orientation (spiral shape), and by controlling such liquid crystal molecules with a voltage, the spiral orientation causes the umbrella to open and close, thus significantly improving the viewing angle characteristics. is there.
【００１６】また、基板の液晶側表面に、結晶性高分
子であり、かつ、球晶構造を有する軸対称な配向規制手
段を形成し、広視角表示モードとなっている液晶表示装
置がある（特願平５−９６２８９）。Further, there is a liquid crystal display device which is in a wide viewing angle display mode by forming an axially symmetric alignment regulating means which is a crystalline polymer and has a spherulite structure on the liquid crystal side surface of a substrate ( Japanese Patent Application No. 5-96289).
【００１７】さらに、基板上に配向膜を形成するもの
の、配向膜に対してラビングなどの配向処理を行わず、
液晶分子をランダム方向に配向させた液晶表示装置があ
る（ＳＩＤ’９３ Ｄｉｇｅｓｔ ２４（１９９３）６
２２）。Further, although the alignment film is formed on the substrate, the alignment film is not subjected to alignment treatment such as rubbing.
There is a liquid crystal display device in which liquid crystal molecules are randomly oriented (SID'93 Digest 24 (1993) 6
22).
【００１８】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、縦横方向の視角特性を改
善できる液晶表示装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of improving the viewing angle characteristics in the vertical and horizontal directions.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、一対の基板の間に表示媒体が設けられた液晶表示素
子の両側に、２枚の偏光板が各偏光軸を互いに直交さ
せ、かつ、一方の偏光板の偏光軸を液晶表示素子の表示
画面の縦方向または横方向にほぼ一致させて設けられて
いるので、そのことにより上記目的が達成される。In the liquid crystal display device of the present invention, two polarizing plates are provided on both sides of a liquid crystal display element in which a display medium is provided between a pair of substrates, and their polarization axes are orthogonal to each other. Moreover, since the polarizing axis of one of the polarizing plates is provided so as to be substantially aligned with the vertical direction or the horizontal direction of the display screen of the liquid crystal display element, the above object is achieved thereby.
【００２０】この液晶表示装置において、前記液晶表示
素子が、高分子壁に囲まれた液晶領域を有し、該液晶領
域内の液晶分子の配向方向を少なくとも一方の基板上で
少なくとも３以上で異ならせた構成であるようにしても
よい。In this liquid crystal display device, the liquid crystal display element has a liquid crystal region surrounded by polymer walls, and the alignment direction of liquid crystal molecules in the liquid crystal region is different by at least 3 or more on at least one substrate. It may be configured to have a different structure.
【００２１】また、前記一対の基板は、前記表示媒体の
配向方向を少なくとも一方の基板上で少なくとも３以上
で異ならせるための配向膜を具備するものとすることが
できる。前記配向膜が、結晶性高分子であり、球晶構造
を有する構成とすることができる。Further, the pair of substrates may be provided with an alignment film for making the alignment direction of the display medium different by at least 3 or more on at least one of the substrates. The alignment film may be a crystalline polymer and may have a spherulite structure.
【００２２】この液晶表示装置において、前記液晶表示
素子が無配向の配向膜を備え、かつ、前記液晶領域がラ
ンダム配向している構成とすることができる。In this liquid crystal display device, the liquid crystal display element may be provided with a non-aligned alignment film, and the liquid crystal regions may be randomly aligned.
【００２３】この液晶表示装置において、液晶層の厚み
ｄと液晶の複屈折△ｎとの積ｄ・△ｎが３００ｎｍ以上
６５０ｎｍ以下であるようにするのが好ましい。In this liquid crystal display device, it is preferable that the product d · Δn of the thickness d of the liquid crystal layer and the birefringence Δn of the liquid crystal is 300 nm or more and 650 nm or less.
【００２４】[0024]
【作用】本発明にあっては、図１に示すように、液晶表
示素子に偏光板を貼り合わせる時、偏光板の偏光軸を液
晶表示素子の表示画面の縦方向または横方向にほぼ一致
させ、かつ、２枚の偏光板を互いに直交するように貼り
合わせることに特徴がある。According to the present invention, as shown in FIG. 1, when a polarizing plate is attached to a liquid crystal display element, the polarizing axis of the polarizing plate is made to substantially coincide with the vertical or horizontal direction of the display screen of the liquid crystal display element. Moreover, it is characterized in that the two polarizing plates are attached so as to be orthogonal to each other.
【００２５】このように偏光板を貼り合わせると、広視
角モードの視角特性の優れた方向がほぼ縦横方向とな
り、液晶表示装置を使用者が見やすくなる。特に、液晶
表示装置を４方向から使用者が観察する場合、従来の液
晶表示素子（ＴＮモード）では反転現象により２方向の
人が他の２人と異なる表示を観察することになり、表示
を見ながら議論することができなかったが、それを解消
できることとなる。When the polarizing plates are attached to each other in this manner, the directions in which the viewing angle characteristics in the wide viewing angle mode are excellent are substantially in the vertical and horizontal directions, and the user can easily see the liquid crystal display device. Particularly, when a user observes the liquid crystal display device from four directions, in the conventional liquid crystal display element (TN mode), a person in the two directions observes a different display from the other two persons due to the inversion phenomenon. I couldn't discuss while watching it, but I can solve it.
【００２６】ここで、本明細書で言う、液晶表示装置の
表示画面の縦横方向とは、液晶表示素子の表示画面にお
ける外周の４辺のうち互いに直交する２辺の方向で定義
される。縦方向と横方向は、液晶表示素子の使用方法に
より異なり、通常、長辺側が横方向、短辺側が縦方向に
相当するが、本発明では特に限定しない。Here, the vertical and horizontal directions of the display screen of the liquid crystal display device, as referred to in the present specification, are defined as the directions of two sides of the four sides of the outer periphery of the display screen of the liquid crystal display element which are orthogonal to each other. The vertical direction and the horizontal direction differ depending on how the liquid crystal display element is used, and the long side corresponds to the horizontal direction and the short side corresponds to the vertical direction. However, the present invention is not particularly limited to this.
【００２７】本発明を適用できる広視角表示モードとし
ては、液晶分子が少なくとも一方の基板上で３以上の方
向に配向している液晶表示モードを使用することができ
る。そのモードとしては、１列として上述したから
の広視角モードのものや、図８に示したものなどを使用
することができる。As the wide viewing angle display mode to which the present invention can be applied, a liquid crystal display mode in which liquid crystal molecules are aligned in three or more directions on at least one substrate can be used. As the mode, the wide viewing angle mode described above for one column, the mode shown in FIG. 8 and the like can be used.
【００２８】このような液晶表示装置ににおいて、視角
特性が劣る偏光軸から４５゜方向における領域が、観察
者が余り気にならない液晶表示素子の対角方向に設定さ
れるため、見やすくなる。In such a liquid crystal display device, the region in the direction of 45 ° from the polarization axis having the poor viewing angle characteristic is set in the diagonal direction of the liquid crystal display element, which is less noticeable to the observer, so that it is easy to see.
【００２９】また、本発明の液晶表示装置は、液晶表示
素子を１組のクロスニコル条件とした偏光板で挟持され
た構成であり、そのため各広視角表示モードであって
も、飽和電圧印加時に液晶分子（△ε＞０の場合）が電
場方向に揃った配向となり、ほぼ同じ黒レベルの視角特
性依存性となる。なお、各表示モード毎にコントラスト
は異なるものの、視角特性依存性は同様な傾向を有す
る。Further, in the liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal display element is sandwiched between a pair of polarizing plates under the crossed Nicols condition. Therefore, even in each wide viewing angle display mode, when a saturation voltage is applied, The liquid crystal molecules (when Δε> 0) are aligned in the direction of the electric field, and the viewing angle characteristic dependence of the black level is almost the same. Although the contrast differs for each display mode, the viewing angle characteristic dependence has a similar tendency.
【００３０】図２に、広視角表示モードを持つ本発明の
液晶表示装置における視角特性（電圧飽和時の等コント
ラスト曲線）の一例を示す。図２（ａ）は液晶表示素子
の４辺と直交する方向を０゜、９０゜、１８０゜、２７
０゜とし、全方位における視角方向の角度を示してお
り、図２（ｂ）は偏光板の偏光軸をその液晶表示装置に
対してどのように設けたかを示す。FIG. 2 shows an example of viewing angle characteristics (isocontrast curve at the time of voltage saturation) in the liquid crystal display device of the present invention having a wide viewing angle display mode. In FIG. 2A, the directions orthogonal to the four sides of the liquid crystal display device are 0 °, 90 °, 180 °, 27
The angle of the viewing angle in all directions is shown as 0 °, and FIG. 2B shows how the polarization axis of the polarizing plate is provided for the liquid crystal display device.
【００３１】この図から理解されるように、視角特性
は、偏光板の偏光軸方向から４５゜傾いた方向では劣化
するものの、偏光軸方向と同じ方向では比較的広いもの
になっている。As can be seen from this figure, the viewing angle characteristic deteriorates in the direction inclined by 45 ° from the polarization axis direction of the polarizing plate, but becomes relatively wide in the same direction as the polarization axis direction.
【００３２】また、本発明における液晶層のリタデーシ
ョン（ｄ・△ｎ）は、液晶層の屈折率楕円体を横切る時
に楕円偏光となって光漏れが発生するのを防止すべく、
なるべく小さくするのが良い。但し、電圧印加しない時
の透過率Ｔ0が、液晶層のリタデーションに影響を及ぼ
すため、６５０ｎｍ以下であることが視角特性の全方位
性とセルの明るさを確保する観点から好ましい。また、
３００ｎｍ未満では、電圧ＯＦＦ時の明るさが確保でき
ず暗い表示となる。よって、なるべく小さくするのが良
いが、３００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲が好まし
い。Further, the retardation (d.Δn) of the liquid crystal layer in the present invention is to prevent elliptically polarized light from leaking when it crosses the refractive index ellipsoid of the liquid crystal layer.
It is good to make it as small as possible. However, since the transmittance T 0 when no voltage is applied affects the retardation of the liquid crystal layer, it is preferably 650 nm or less from the viewpoint of ensuring the omnidirectionality of the viewing angle characteristics and the brightness of the cell. Also,
If the thickness is less than 300 nm, the brightness when the voltage is OFF cannot be ensured and the display becomes dark. Therefore, it is preferable to make it as small as possible, but a range of 300 nm or more and 650 nm or less is preferable.
【００３３】また、本発明のツイスト角は、４５〜１５
０゜が好ましく、特に、ファーストミニマム条件を満た
す９０゜付近が最も明るく好ましい。Further, the twist angle of the present invention is 45 to 15
0 ° is preferable, and particularly, 90 ° is the brightest and preferable, which satisfies the first minimum condition.
【００３４】本発明に適用可能な駆動法については、単
純マトリックス駆動や、ａ−Ｓｉ・ＴＦＴ、ｐ−Ｓｉ・
ＴＦＴ、ＭＩＭなどのアクティブ駆動などの駆動法を適
用できるが、本発明では特に限定しない。Driving methods applicable to the present invention include simple matrix driving, a-Si.TFT, p-Si.
A driving method such as active driving of TFT and MIM can be applied, but the present invention is not particularly limited thereto.
【００３５】本発明において用いることができる基板材
料は、ガラス、高分子フィルム、プラスチック基板など
の透明固体や、反射型を狙った金属薄膜つき基板、Ｓｉ
基板などの非透明固体が利用できる。プラスチック基板
としては、可視光に吸収を持たない材料が好ましく、Ｐ
ＥＴ、アクリル系ポリマー、スチレン、ポリカーボネー
トなどが使用できる。さらに、これらの基板のうちの２
種類のものを組み合わせて異種基板でセルを作製するよ
うにしてもよく、又、同種異種を問わず基板厚みの異な
った基板を２枚組み合わせて使用することもできる。Substrate materials that can be used in the present invention include transparent solids such as glass, polymer films and plastic substrates, substrates with a metal thin film aimed at a reflective type, and Si.
A non-transparent solid such as a substrate can be used. As the plastic substrate, a material that does not absorb visible light is preferable.
ET, acrylic polymer, styrene, polycarbonate, etc. can be used. In addition, two of these substrates
Cells of different types may be manufactured by combining different types of substrates, or two substrates having the same type and different types but different substrate thicknesses may be used in combination.
【００３６】また、プラスチック基板の場合、基板自身
に偏光能を持たせることにより偏光板を一体化した液晶
表示素子を作製することができる。Further, in the case of a plastic substrate, it is possible to manufacture a liquid crystal display device in which a polarizing plate is integrated by making the substrate itself have a polarizing ability.
【００３７】[0037]
【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited thereto.
【００３８】実施例１ 本実施例に係る液晶表示装置が得られる製造工程を説明
する。 Example 1 A manufacturing process for obtaining a liquid crystal display device according to this example will be described.
【００３９】先ず、例えば、１．１ｍｍ厚のガラス基板
２枚の片面に、ＩＴＯ（酸化インジュウムおよび酸化ス
ズの混合物）からなる透明電極を厚み５０ｎｍに形成す
る。なお、予めそのように構成されたガラス基板２枚を
用いてもよい。First, for example, a transparent electrode made of ITO (a mixture of indium oxide and tin oxide) having a thickness of 50 nm is formed on one surface of two 1.1 mm-thick glass substrates. It should be noted that two glass substrates configured in advance as described above may be used.
【００４０】次に、上記２枚のガラス基板を、透明電極
を内側にして対向させ、間に５μｍのスペーサーを介在
させてセル厚を保たせ、セルを構成した。Next, the two glass substrates were made to face each other with the transparent electrode inside, and a cell thickness was maintained by interposing a spacer of 5 μm therebetween to form a cell.
【００４１】次に、作製したセルの上に、図３に示すよ
うに遮光部ｂと透光部ｃとを有するホトマスクを絵素部
分が遮光されるように配置し、さらにセル中に表示媒体
形成用の混合物を毛管注入する。混合物としては、例え
ばイソボルニルアクリレート０．４０ｇと、イソボルニ
ルメタクリレート０．４０ｇと、ｐフェニルスチレン
０．１０ｇと、以下に示す化合物Ａ０．１０ｇと、液晶
材料ＺＬＩ−４７９２（メルク社製：△ｎ＝０．０９
４）４ｇと、光開始剤Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ６５１０．０
２５ｇとを均一に混合したものを使用した。これに限ら
ず、他の組成のものを使用できる。Next, as shown in FIG. 3, a photomask having a light-shielding portion b and a light-transmitting portion c is arranged on the fabricated cell so that the picture element portion is shielded, and the display medium is placed in the cell. Capillary injection of the forming mixture. As the mixture, for example, isobornyl acrylate 0.40 g, isobornyl methacrylate 0.40 g, p-phenylstyrene 0.10 g, compound A 0.10 g shown below, and liquid crystal material ZLI-4792 (manufactured by Merck: Δn = 0.09
4) 4 g and photoinitiator Irugacure 6510.0
25 g and a homogeneous mixture were used. The composition is not limited to this, and other compositions can be used.
【００４２】[0042]
【化１】 [Chemical 1]
【００４３】なお、ホトマスクの配置と混合物の注入と
は、どちらを先に行ってもよい。Either of the arrangement of the photomask and the injection of the mixture may be performed first.
【００４４】次に、セルの温度を１００℃に保持すると
共に、平行光線が得られる高圧水銀ランプ下１０ｍＷ／
ｃｍ2のところにセルを配置した状態で、透明電極間に
±４Ｖの電圧を印加しながら、ホトマスク側から５分照
射した。この状態で、紫外線は、セルに対して空間的に
規則性を有したパターンとして照射される。Next, while maintaining the cell temperature at 100 ° C., a parallel light beam was obtained at 10 mW / under a high pressure mercury lamp.
Irradiation was performed from the photomask side for 5 minutes while applying a voltage of ± 4 V between the transparent electrodes with the cell placed at cm 2 . In this state, the ultraviolet rays are applied to the cell as a spatially regular pattern.
【００４５】次に、電圧を印加したまま、例えば１０℃
／ｈｒの冷却速度でセルを徐々に冷却してセル温度を２
５℃（液晶はネマティック状態）にし、さらの３分間連
続で紫外線を照射し樹脂を硬化させた。作製されたセル
を偏光顕微鏡で観察したところ、図４に示すようにホト
マスクどうりの液晶領域ｇが形成され、かつ、中心軸を
中心に渦巻き状の配向状態になっていることが観察され
た。なお、図４中のｄは絵素領域、ｅは高分子壁、ｆは
消光模様を示す。Next, with the voltage applied, for example, 10 ° C.
The cell temperature is set to 2 by gradually cooling the cell at a cooling rate of / hr.
The temperature was set to 5 ° C. (the liquid crystal was in a nematic state), and ultraviolet rays were continuously irradiated for another 3 minutes to cure the resin. When the manufactured cell was observed with a polarization microscope, it was observed that a liquid crystal region g like a photomask was formed as shown in FIG. 4 and was in a spiral alignment state around the central axis. . In FIG. 4, d is a pixel region, e is a polymer wall, and f is a quenching pattern.
【００４６】最後に、図１に示すように、作製したセル
に対し、その画面の縦横方向に偏光板の偏光軸が一致す
るように偏光板を貼り合わせた。Finally, as shown in FIG. 1, a polarizing plate was attached to the produced cell so that the polarizing axes of the polarizing plate were aligned in the vertical and horizontal directions of the screen.
【００４７】図５および図６は作製したセルの電気光学
特性（透過率と電圧との関係）を示し、図５は偏光軸方
向の電気光学特性であり、図６は偏光軸から４５゜傾い
た方向の電気光学特性である。FIGS. 5 and 6 show the electro-optical characteristics (relationship between the transmittance and the voltage) of the fabricated cell. FIG. 5 shows the electro-optical characteristics in the polarization axis direction, and FIG. 6 shows a tilt of 45 ° from the polarization axis. It is the electro-optical characteristic of the vertical direction.
【００４８】これら両図から理解されるように、偏光軸
から４５゜傾いた方向では、飽和電圧印加時に黒レベル
の浮き上がりが観察され、垂直面から４０゜以上で表示
の劣化が認められるのに対し、偏光板の偏光軸方向では
視角特性が優れている。As can be seen from both these figures, in the direction inclined by 45 ° from the polarization axis, black level rise was observed when a saturation voltage was applied, and display deterioration was observed at 40 ° or more from the vertical plane. On the other hand, the viewing angle characteristics are excellent in the polarization axis direction of the polarizing plate.
【００４９】したがって、本発明のように偏光板の偏光
軸を液晶表示素子の縦横方向に一致するように設定する
と、縦横方向で視角特性が改善され、見やすい表示素子
となる。Therefore, when the polarization axes of the polarizing plate are set so as to match the vertical and horizontal directions of the liquid crystal display element as in the present invention, the viewing angle characteristics are improved in the vertical and horizontal directions, and the display element is easy to see.
【００５０】比較例１ 実施例１で作製したセルを用い、図７に示すように液晶
表示素子の対角方向に偏光軸がくるように偏光板を貼り
合わせた。 Comparative Example 1 Using the cell prepared in Example 1, polarizing plates were attached so that the polarization axis was in the diagonal direction of the liquid crystal display element as shown in FIG.
【００５１】得られた本比較例１の液晶表示装置におい
ては、偏光板の偏光軸が上下−左右方向に配置している
ために、液晶表示素子の上下−左右方向で視角特性が劣
化しており、見にくい表示であった。In the obtained liquid crystal display device of Comparative Example 1, since the polarization axes of the polarizing plates are arranged in the vertical and horizontal directions, the viewing angle characteristics are deteriorated in the vertical and horizontal directions of the liquid crystal display element. The display was difficult to see.
【００５２】実施例２ 本発明の他の実施例について説明する。 Embodiment 2 Another embodiment of the present invention will be described.
【００５３】先ず、例えば１．１ｍｍ厚の２枚のガラス
基板各々の片面に、厚み５０ｎｍのＩＴＯ（酸化インジ
ュウムおよび酸化スズの混合物）からなる透明電極を形
成する。First, a transparent electrode made of ITO (a mixture of indium oxide and tin oxide) having a thickness of 50 nm is formed on one surface of each of two glass substrates having a thickness of 1.1 mm, for example.
【００５４】次に、上記２枚のガラス基板の透明電極の
上に、例えばスピンコート法によりナイロン６６をコー
トし、球晶構造を有する基板を作製した。Next, nylon 66 was coated on the transparent electrodes of the above-mentioned two glass substrates by, for example, a spin coating method to prepare a substrate having a spherulite structure.
【００５５】次に、作製した２枚の基板を対向配設し、
間に５μｍのスペーサーを介在させることによりセル厚
を保たせることにより、セルを構成した。Next, the two substrates thus prepared are arranged facing each other,
A cell was constructed by maintaining a cell thickness by interposing a spacer of 5 μm therebetween.
【００５６】次に、該セル内に、液晶材料ＺＬＩ−４７
９２（メルク社製：螺旋ピッチが９０゜となるようにカ
イラル剤Ｓ−８１１で調整）を注入した。これにより得
られた液晶表示素子は、内部の液晶分子が基板上の球晶
構造に沿って渦巻き状に配向しており、中間調における
視角特性が優れている。Next, the liquid crystal material ZLI-47 was placed in the cell.
92 (manufactured by Merck Co., Ltd .: adjusted with a chiral agent S-811 so that the spiral pitch was 90 °) was injected. In the liquid crystal display element thus obtained, the liquid crystal molecules inside are spirally oriented along the spherulite structure on the substrate, and the viewing angle characteristics in the halftone are excellent.
【００５７】次に、かかる中間調における視角特性が優
れた液晶表示素子の両側に、実施例１と同様に、縦横方
向（上下−左右方向）に偏光軸を一致させて偏光板を設
置した。Next, polarizing plates were installed on both sides of the liquid crystal display element having excellent viewing angle characteristics in the halftone, with the polarization axes aligned in the vertical and horizontal directions (vertical-horizontal direction) as in Example 1.
【００５８】このようにして製造された本実施例２に係
る液晶表示装置は、上下−左右に視角特性の優れたもの
であった。The liquid crystal display device according to the second embodiment manufactured as described above had excellent viewing angle characteristics in the vertical and horizontal directions.
【００５９】実施例３ 本発明の更に他の実施例について説明する。 Embodiment 3 Still another embodiment of the present invention will be described.
【００６０】先ず、例えば１．１ｍｍ厚の２枚のガラス
基板各々の片面に、厚み５０ｎｍのＩＴＯ（酸化インジ
ュウムおよび酸化スズの混合物）からなる透明電極を形
成する。First, a transparent electrode made of ITO (a mixture of indium oxide and tin oxide) having a thickness of 50 nm is formed on one surface of each of two glass substrates having a thickness of 1.1 mm, for example.
【００６１】次に、かかる２枚の基板の透明電極の上
に、例えばスピンコート法により配向膜としてのポリイ
ミド膜をコートした。なお、このポリイミド膜はラビン
グ処理を行わないままとした。Next, a polyimide film as an alignment film was coated on the transparent electrodes of the two substrates by spin coating, for example. The polyimide film was left unrubbed.
【００６２】次に、作製した２枚の基板を、ポリイミド
膜を内側にして対向配設し、間に５μｍのスペーサーを
介在させて一定のセル厚を持つセルを構成した。Next, the two substrates thus prepared were arranged to face each other with the polyimide film inside, and a spacer having a thickness of 5 μm was interposed therebetween to form a cell having a constant cell thickness.
【００６３】次に、該セル内に、液晶材料ＺＬＩ−４７
９２（メルク社製：螺旋ピッチが９０゜となるようにカ
イラル剤Ｓ−８１１で調整）を注入した。これにより得
られた液晶表示素子は、ポリイミド膜にラビング処理を
施していないため。つまり基板上には配向規制力が少な
いため、液晶分子がランダムな配向状態と成っており、
中間調における視角特性の優れたものとなっている。Next, the liquid crystal material ZLI-47 was placed in the cell.
92 (manufactured by Merck Co., Ltd .: adjusted with a chiral agent S-811 so that the spiral pitch was 90 °) was injected. The liquid crystal display element thus obtained has no rubbing treatment on the polyimide film. In other words, since the alignment control force is small on the substrate, the liquid crystal molecules are in a random alignment state,
It has excellent viewing angle characteristics in the halftone.
【００６４】次に、該液晶表示素子の両側に、実施例１
と同様に縦横方向（上下−左右方向）に偏光軸を一致さ
せて偏光板を設置した。Next, Example 1 is provided on both sides of the liquid crystal display element.
In the same manner as above, a polarizing plate was installed with the polarization axes aligned in the vertical and horizontal directions (vertical-horizontal direction).
【００６５】以上のようにして作製された液晶表示装置
は、上下−左右に視角特性の優れたものであった。The liquid crystal display device manufactured as described above had excellent viewing angle characteristics in the vertical and horizontal directions.
【００６６】なお、ここで、本発明において少なくとも
一方の基板上での配向方向が３以上である液晶表示装置
に適用する理由を説明する。The reason why the present invention is applied to a liquid crystal display device in which the orientation direction on at least one substrate is 3 or more will be described.
【００６７】１方向に液晶材料が配向している場合（例
えば、ＴＮモード）には、基板上の配向方向と偏光板の
偏光軸とを一致させることにより、あたかもねじれた導
波路が形成されたように、入射した光がほぼ通過するよ
うになる。しかし、モード自体に異方性が存在するため
に、この状態から基板上の配向方向と偏光板の偏光軸と
をずらせると、セルの光線透過率が減少し、コントラス
トを低下させる。したがって、基板上の配向方向と偏光
板の偏光軸との間には、一定の最適な関係があり、自由
にこの関係を変更することはできない。When the liquid crystal material is oriented in one direction (for example, TN mode), a twisted waveguide is formed by aligning the orientation direction on the substrate with the polarization axis of the polarizing plate. Thus, the incident light almost passes through. However, since the mode itself has anisotropy, if the alignment direction on the substrate and the polarization axis of the polarizing plate are deviated from this state, the light transmittance of the cell decreases and the contrast decreases. Therefore, there is a certain optimum relationship between the orientation direction on the substrate and the polarization axis of the polarizing plate, and this relationship cannot be freely changed.
【００６８】また、このようなセルは、視角特性にも異
方性を有しており、現在、ＴＮモードのセルは、偏光板
の偏光軸を液晶表示画面の縦横から４５゜傾いた方向に
設定し、視角特性が優れた方向を一人の観察者が一人用
としてディスプレーを見た場合に、最も気になる横方向
になるように設定している。偏光軸と基板の配向方向の
セットをそのままにして、４５゜方向に回転すると、視
角特性が優れた方向も回転し見にくい表示特性となる。Further, such a cell also has anisotropy in the viewing angle characteristic, and in the TN mode cell at present, the polarization axis of the polarizing plate is tilted by 45 ° from the vertical and horizontal directions of the liquid crystal display screen. It is set so that the direction in which the viewing angle characteristic is excellent is the most noticeable lateral direction when one observer looks at the display for one person. If the polarization axis and the orientation direction of the substrate are left as they are and rotated in the direction of 45 °, the display characteristics which are difficult to see are also rotated in the directions having excellent viewing angle characteristics.
【００６９】また、２方向に配向している場合について
も、液晶分子の配向に関して平均化が十分にされておら
ず、同様の理由により偏光軸の配置方向を変更すること
は難しい。Even in the case where the liquid crystal molecules are oriented in two directions, the orientation of the liquid crystal molecules is not sufficiently averaged, and it is difficult to change the arrangement direction of the polarization axes for the same reason.
【００７０】これに対し、３方向以上に液晶分子が配向
している場合、ツイスト角とｄ・△ｎとが最適条件にあ
るとき、明るさは、上述した１または２の方向に配向し
ている場合と殆ど遜色が無くなり、かつ、異方性は均一
化される効果があるため、偏光板の貼り合わせ方向に対
して殆ど明るさが変化しなくなる。但し、偏光軸の軸方
向から４５゜方向に視角特性が少し劣る領域が存在する
ために、本発明のように偏光板を貼り合わせることが有
効になってくる。このようなセルの場合、基板状態を考
慮せずに、かつ、表示特性を落とすことなく自由に偏光
板の偏光軸を設定できる。そのために、本発明のよう
に、偏光板の偏光軸を表示画面の縦横方向にすることが
できるのである。On the other hand, when the liquid crystal molecules are aligned in three or more directions and the twist angle and d · Δn are in the optimum condition, the brightness is aligned in the direction 1 or 2 described above. The brightness is almost the same as that in the case where it is present and the anisotropy is made uniform, so that the brightness hardly changes in the bonding direction of the polarizing plate. However, since there is a region in which the viewing angle characteristic is slightly inferior in the direction of 45 ° from the axis of the polarization axis, it becomes effective to attach a polarizing plate as in the present invention. In the case of such a cell, the polarization axis of the polarizing plate can be freely set without considering the substrate state and without deteriorating the display characteristics. Therefore, as in the present invention, the polarization axes of the polarizing plate can be aligned in the vertical and horizontal directions of the display screen.
【００７１】なお、液晶分子が少なくとも一方の基板上
で３方向以上に配向する状態とは、液晶分子の配向方向
が最低でも３方向あればよく、それ以上であってもよ
い。また、その範囲には、放射状や渦巻き状はもちろん
のこと、ランダム状態や同心円状であってもよい。更に
は、同心円ではなく、大小異なる円がその中心を異なら
せて大の円の中に小の円が入った状態でもよく、また、
円ではなく楕円などでもよい。The state in which the liquid crystal molecules are aligned in three or more directions on at least one substrate is sufficient if the liquid crystal molecules are aligned in at least three directions, or more. The range may be a radial state or a spiral shape, or may be a random state or a concentric circle shape. Furthermore, instead of concentric circles, different circles of different sizes may have different centers, and small circles may be inside large circles.
It may be an ellipse instead of a circle.
【００７２】[0072]
【発明の効果】本発明による場合には、３方向以上の配
向方向を有する液晶表示素子において、視角特性が劣る
偏光軸から４５゜方向における領域が観察者があまり気
にならない液晶表示素子の対角方向に設定することによ
り、液晶表示素子を観察者から見やすくできる。このよ
うな本発明に係る液晶表示装置における特性を生かすこ
とにより、本発明においては大型・高詳細の液晶表示素
子、携帯用情報端末装置などの表示装置として使用する
ことができる。特に、２〜４人で同時に使用する液晶表
示装置において効果があり好ましい。According to the present invention, in a liquid crystal display device having an alignment direction of three or more directions, a pair of liquid crystal display devices in which a region in a direction of 45 ° from a polarization axis having a poor viewing angle characteristic is less noticeable to an observer. By setting in the angular direction, the liquid crystal display element can be easily seen by an observer. By utilizing such characteristics of the liquid crystal display device according to the present invention, the liquid crystal display device according to the present invention can be used as a display device such as a large-sized and highly detailed liquid crystal display device and a portable information terminal device. In particular, it is effective and preferable in a liquid crystal display device used by 2 to 4 people at the same time.
【図１】本発明において偏光板の貼り合わせ方向を説明
する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a bonding direction of polarizing plates in the present invention.
【図２】広視角モードの視角特性（電圧飽和時の等コン
トラスト曲線）を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a viewing angle characteristic in a wide viewing angle mode (isocontrast curve at voltage saturation).
【図３】実施例１で使用したホトマスクを示す平面図で
ある。3 is a plan view showing a photomask used in Example 1. FIG.
【図４】実施例１で作製された液晶表示素子を示す概略
図である。FIG. 4 is a schematic view showing a liquid crystal display device manufactured in Example 1.
【図５】実施例１で作製された液晶表示素子の偏光軸方
向での電気光学特性を示す図である。5 is a diagram showing electro-optical characteristics in the polarization axis direction of the liquid crystal display element manufactured in Example 1. FIG.
【図６】実施例１で作製された液晶表示素子の偏光軸か
ら４５゜方向での電気光学特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing electro-optical characteristics of the liquid crystal display device manufactured in Example 1 in a direction of 45 ° from the polarization axis.
【図７】従来例の液晶表示素子を示す断面図であり、
（ａ）は電圧無印加時を示し、（ｂ）は飽和電圧印加時
を示す。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display element of a conventional example,
(A) shows the time when no voltage is applied, and (b) shows the time when a saturation voltage is applied.
【図８】他の従来例の液晶表示素子を示す断面図であ
り、（ａ）は電圧無印加時を示し、（ｂ）は飽和電圧印
加時を示す。8A and 8B are cross-sectional views showing another conventional liquid crystal display element, in which FIG. 8A shows the state when no voltage is applied, and FIG. 8B shows the state when a saturation voltage is applied.
【図９】従来例の液晶表示素子に対する偏光板の貼り合
わせ方向を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a bonding direction of a polarizing plate to a liquid crystal display element of a conventional example.
ｂ 遮光部 ｃ 透光部 ｄ 絵素領域 ｅ 高分子壁 ｆ 消光模様 ｇ 液晶領域 b light-shielding portion c light-transmitting portion d picture element region e polymer wall f extinction pattern g liquid crystal region
Claims (6)
液晶表示素子の両側に、２枚の偏光板が各偏光軸を互い
に直交させ、かつ、一方の偏光板の偏光軸を該液晶表示
素子の表示画面の縦方向または横方向にほぼ一致させて
設けられている液晶表示装置。1. A liquid crystal display device having a display medium provided between a pair of substrates, and two polarizing plates having polarization axes orthogonal to each other on both sides of the liquid crystal display element, and one polarizing plate having the polarization axis. A liquid crystal display device provided so as to be substantially aligned with the vertical or horizontal direction of the display screen of the display element.
た液晶領域を有し、該液晶領域内の液晶分子の配向方向
を少なくとも一方の基板上で少なくとも３以上で異なら
せた構成である請求項１に記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display element has a liquid crystal region surrounded by polymer walls, and liquid crystal molecules in the liquid crystal region have different alignment directions on at least one substrate by at least three or more. The liquid crystal display device according to claim 1.
方向を少なくとも３以上で異ならせるための配向膜を具
備する請求項１に記載の液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pair of substrates include an alignment film for making the alignment directions of the display medium different by at least three or more.
晶構造を有する請求項３に記載の液晶表示装置。4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the alignment film is a crystalline polymer and has a spherulite structure.
え、かつ、前記液晶領域がランダム配向している請求項
２に記載の液晶表示装置。5. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal display element includes a non-aligned alignment film, and the liquid crystal regions are randomly aligned.
積ｄ・△ｎが３００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である請求
項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the product d · Δn of the thickness d of the liquid crystal layer and the birefringence Δn of the liquid crystal is 300 nm or more and 650 nm or less.
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