JPH08122784A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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JPH08122784A
JPH08122784A JP6257198A JP25719894A JPH08122784A JP H08122784 A JPH08122784 A JP H08122784A JP 6257198 A JP6257198 A JP 6257198A JP 25719894 A JP25719894 A JP 25719894A JP H08122784 A JPH08122784 A JP H08122784A
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JP
Japan
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liquid crystal
alignment film
handedness
crystal display
substrates
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6257198A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Yamaguchi
雅彦 山口
Koji Takashina
浩二 高科
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to KR1019950036488A priority patent/KR960015044A/en
Publication of JPH08122784A publication Critical patent/JPH08122784A/en
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G02F1/133749Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for low pretilt angles, i.e. lower than 15 degrees

Abstract

PURPOSE: To provide a liquid crystal display element in which dependence on the visual angle is decreased while characteristics of a TN mode liquid crystal are maintained so that good contrast can be obtd. at any visual angles. CONSTITUTION: This liquid crystal display element consists of a pair of substrates 21, 22 disposed at a specified distance, oriented films 28, 29 formed on the surfaces of the substrates facing to each other, and a liquid crystal material held between these substrates. In this liquid crystal display element, the liquid crystal material shows both of dextrorotatory and levorotatory and the pretilt angle of the oriented films 28, 29 is controlled to <2 deg..

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、広視野角を示す液晶表
示素子の技術に関わり、更に詳しくは、広視野角を発現
し得る配向膜、液晶材料およびスペーサを用いた液晶表
示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique of a liquid crystal display device having a wide viewing angle, and more particularly to a liquid crystal display device using an alignment film, a liquid crystal material and a spacer capable of exhibiting a wide viewing angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタ駆動型の液晶素子は、
応答速度が速く、フルカラーの表示も可能であるなどと
いった高画質が得られる薄型ディスプレイとして広く一
般に知られているが、一般にこの種の液晶素子において
は、視野角が狭いという問題がある。従来、この種の液
晶素子の視野角を広くする技術として、画素単位の配向
分割化技術が知られている。配向分割構造とは、画素を
構成するR、G、Bそれぞれのドットにおいて、電圧を
印可した時に液晶分子が立ち上がる向きが異なる領域を
持たせた構造を示し、この種の構造は、通常、ドットを
2分割し、それぞれ異なる配向処理を施した構造になっ
ている。この配向分割化技術により、薄膜トランジスタ
駆動型の液晶素子において問題となっていた、上下方向
での急激でかつ非対称なコントラストの変化が緩和され
て対称化し、中間調における階調の反転が生じない領域
が拡大する効果を得ることができ、これにより、広視野
角の液晶素子が提供される可能性が生み出されるに至っ
た。
2. Description of the Related Art A thin film transistor drive type liquid crystal element is
It is widely known as a thin display that can obtain high image quality such as high response speed and full-color display, but this type of liquid crystal element generally has a problem of a narrow viewing angle. Conventionally, as a technique for widening the viewing angle of this type of liquid crystal element, an alignment division technique for each pixel is known. The alignment division structure refers to a structure in which each of R, G, and B dots forming a pixel has a region in which liquid crystal molecules rise in different directions when a voltage is applied, and this type of structure is usually a dot. Is divided into two, and each has a different orientation treatment. With this alignment division technology, a sharp and asymmetrical change in contrast in the vertical direction, which has been a problem in a thin film transistor drive type liquid crystal element, is alleviated and made symmetrical, and grayscale inversion does not occur in the halftone. It is possible to obtain the effect of enlarging the liquid crystal display device, which has created the possibility of providing a liquid crystal device with a wide viewing angle.

【0003】ここで従来、前記配向分割構造の液晶素子
を製造する方法の一例として、図9(a)に示すように
基板1の上面に配向膜準備層2を形成し、この配向膜準
備層2に図9(b)に示すように1回目のラビング処理
を施し、次いでその上に図9(c)に示すようにフォト
レジスト3を塗布し、図9(d)に示すようにレジスト
パターンに沿って現像し、更に図9(e)に示すように
レジスト3の上から前記1回目のラビング処理とは逆方
向に2回目のラビング処理を施し、次いで図9(f)に
示すようにレジスト3を剥離することで配向膜5付きの
基板1を得ることができる方法が知られている。なお、
前記のラビング処理は、ラビング布を外周部に取り付け
たローラ6を配向膜準備層2の上などに擦り付けること
により実施している。
Here, as an example of a conventional method of manufacturing a liquid crystal device having the above-mentioned alignment division structure, an alignment film preparation layer 2 is formed on the upper surface of a substrate 1 as shown in FIG. 2 is subjected to a first rubbing treatment as shown in FIG. 9B, and then a photoresist 3 is applied thereon as shown in FIG. 9C, and a resist pattern is formed as shown in FIG. 9D. 9B. Further, as shown in FIG. 9E, a second rubbing treatment is performed from the top of the resist 3 in the direction opposite to the first rubbing treatment, and then as shown in FIG. 9F. A method is known in which the substrate 1 with the alignment film 5 can be obtained by removing the resist 3. In addition,
The rubbing treatment is carried out by rubbing the roller 6 having a rubbing cloth attached to the outer peripheral portion onto the alignment film preparation layer 2 or the like.

【0004】また、この構造の配向膜5を用いた液晶素
子の一構造例として図9(g)に示すように、カラーフ
ィルタ側の基板1および配向膜5とそれらに対向する薄
膜トランジスタ側の基板1’および配向膜5’との間に
液晶の分子7・・・を封入してなる構造であって、配向膜
5、5’の配向制御により、カラーフィルタ側の配向膜
5側の液晶分子と薄膜トランジスタ側の配向膜5’側の
液晶分子とが平行になるようなプレチルト角に設定にさ
れた液晶素子が知られている。
Further, as a structural example of a liquid crystal element using the alignment film 5 of this structure, as shown in FIG. 9 (g), the substrate 1 on the color filter side and the alignment film 5 and the substrate on the thin film transistor side facing them are shown. 1'and the alignment film 5'have a structure in which liquid crystal molecules 7 ... Are enclosed, and by controlling the alignment of the alignment films 5 and 5 ', liquid crystal molecules on the alignment film 5 side on the color filter side. There is known a liquid crystal element in which a pretilt angle is set such that the liquid crystal molecules on the thin film transistor side and the alignment film 5 ′ side are parallel to each other.

【0005】ところが、前述のような従来方法において
は、全面ラビング処理を1回行った後に、レジスト3を
介する2回目のラビング処理により、微細なドットの半
分の開口を用いて逆方向にラビングを行う必要があり、
しかも大面積のマスクを用いる必要があるが、このよう
なラビング処理は、工業的には実現が難しい問題があ
る。また、ラビング面にフォトレジストを塗布し、現像
する際に、現像液のアルカリ成分により配向膜が溶解さ
れ、消失しないまでも表面の一部が変質し、ラビング処
理による安定な配向状態が実現できない問題がある。ま
た、その後、残ったフォトレジストの剥離処理を行う必
要があるために、配向膜が更に損傷するおそれが高く、
初期のラビング状態を維持することができず、広い面積
にわたり安定な配向分割化が難しい問題がある。
However, in the conventional method as described above, the entire surface rubbing process is performed once, and then the second rubbing process through the resist 3 is used to perform rubbing in the opposite direction using the openings of half the fine dots. You have to do
Moreover, it is necessary to use a mask having a large area, but such a rubbing process has a problem that it is difficult to realize industrially. In addition, when the photoresist is applied to the rubbing surface and developed, the alignment film is dissolved by the alkaline component of the developer and a part of the surface is altered until it disappears, and a stable alignment state cannot be realized by the rubbing treatment. There's a problem. In addition, since it is necessary to remove the remaining photoresist after that, the alignment film is more likely to be damaged,
There is a problem that the initial rubbing state cannot be maintained, and stable alignment division over a wide area is difficult.

【0006】そこで近年、前記従来方法の欠点を解消し
て工業的に実現し得る方法が提供されるようになった。
その方法は、図10(a)に示すように、基板10上に
無機材料製の低プレチルト配向膜11を形成し、その上
に図10(b)に示すように高プレチルト配向膜12を
積層し、更に図10(c)に示すようにフォトレジスト
13を積層し、次いで図10(d)に示すように現像し
て高プレチルト配向膜12をエッチングし、続いて図1
0(e)に示すようにローラ16を用いてラビング処理
を施して配向膜15を製造する方法である。この方法に
よれば、ラビング処理が1回で済むとともに、レジスト
剥離後に高プレチルト角配向膜16のラビング処理を行
うので、配向状態を安定化できること、一層目の低プレ
チルト角配向膜を無機配向膜とすることにより、フォト
レジストの現像液に対する影響をなくして安定な配向膜
を得ることができる特徴がある。
Therefore, in recent years, there has been provided a method which can be industrially realized by eliminating the drawbacks of the conventional method.
In that method, as shown in FIG. 10A, a low pretilt alignment film 11 made of an inorganic material is formed on a substrate 10, and a high pretilt alignment film 12 is laminated thereon as shown in FIG. 10B. Then, a photoresist 13 is further laminated as shown in FIG. 10C, and then developed as shown in FIG. 10D to etch the high pretilt alignment film 12, and subsequently, as shown in FIG.
As shown in 0 (e), a rubbing process is performed using the roller 16 to manufacture the alignment film 15. According to this method, the rubbing treatment is performed only once, and since the rubbing treatment of the high pretilt angle alignment film 16 is performed after the resist is peeled off, the alignment state can be stabilized, and the first low pretilt angle alignment film can be used as the inorganic alignment film. With the above, it is possible to obtain a stable alignment film by eliminating the influence of the photoresist on the developing solution.

【0007】また、この構造の配向膜15を用いた液晶
素子の一構造例として図10(f)に示すように、カラ
ーフィルタ側の基板10と低プレチルト角配向膜11と
高プレチルト角配向膜12と、それらに対向して設けら
れる薄膜トランジスタ側の基板10’と低プレチルト角
配向膜11’と高プレチルト角配向膜12’との間に液
晶の分子17・・・を封入してなる構造であって、低プレ
チルト角配向膜11、11’と高プレチルト角配向膜1
2、12’の配向制御により、カラーフィルタ側の配向
膜側の液晶分子のプレチルト角と薄膜トランジスタ側の
配向膜側の液晶分子のプレチルト角とが異なるように設
定にされた液晶素子が知られている。
Further, as a structural example of a liquid crystal element using the alignment film 15 of this structure, as shown in FIG. 10F, the substrate 10 on the color filter side, the low pretilt angle alignment film 11, and the high pretilt angle alignment film. 12, and a structure in which liquid crystal molecules 17 ... Are enclosed between the thin film transistor side substrate 10 ′, the low pretilt angle alignment film 11 ′, and the high pretilt angle alignment film 12 ′ that are provided so as to face them. Therefore, the low pretilt angle alignment films 11 and 11 'and the high pretilt angle alignment film 1
A liquid crystal element is known in which the pretilt angle of the liquid crystal molecule on the alignment film side of the color filter side and the pretilt angle of the liquid crystal molecule on the alignment film side of the thin film transistor side are set to be different by controlling the alignment of 2 and 12 ′. There is.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この構造の
液晶素子を製造する方法においても、依然としてフォト
リソグラフィ工程が必要であり、工程が煩雑になり易
く、生産性が悪く、コスト高になる傾向がある。また、
フォトリソグラフィ工程の残渣が発生し易く、配向膜上
に残渣が生じ、製品歩留まりが低下するおそれがある。
更に、ラビング工程は、ラビング布を用いて配向膜準備
層を擦り付ける工程であるので、一種の発塵工程であ
り、しかもその上にフォトリソマスキングなどのクリー
ンルーム工程が混在することになるので、工程全体の管
理が煩雑になり、高品質の維持が困難になる問題があ
る。
However, even in the method of manufacturing a liquid crystal element having this structure, a photolithography step is still required, and the steps tend to be complicated, the productivity tends to be poor, and the cost tends to increase. is there. Also,
Residues in the photolithography process are likely to be generated, and residues may be generated on the alignment film, which may reduce the product yield.
Further, the rubbing step is a kind of dusting step because it is a step of rubbing the alignment film preparation layer with a rubbing cloth, and a clean room step such as photolithographic masking is mixed on the rubbing step. However, there is a problem that the management becomes complicated and it becomes difficult to maintain high quality.

【0009】また、図9に示すように、1回目のラビン
グの後にレジスト3を形成し、レジスト3にパターニン
グによる窓を形成し、ラビングした配向膜2の一部を保
護した状態で、レジスト3の窓の上から2回目のラビン
グを行って部分的に他の配向方向のラビングを行う従来
方法においては、レジスト3に開いた窓の中の領域を2
回ラビングすることになるために、レジスト3の窓の際
の部分まで高精度でラビングすることは不可能であり、
この方法で対応できる画素の大きさは100μm角程度
が限界であった。
Further, as shown in FIG. 9, a resist 3 is formed after the first rubbing, a window is formed in the resist 3 by patterning, and a part of the rubbing alignment film 2 is protected. In the conventional method in which the second rubbing is performed from above the window and the rubbing in another alignment direction is partially performed, the area in the window opened in the resist 3 is
Since it is to be rubbed once, it is impossible to rub the window of the resist 3 with high precision.
The size of pixels that can be handled by this method is limited to about 100 μm square.

【0010】更に、カラーフィルタ側の配向膜のラビン
グ方向と薄膜トランジスタ側の配向膜のラビング方向と
の組み合わせが各薄膜トランジスタの画素毎に異なるよ
うに設定された液晶素子においては、一方の配向膜を備
えた基板と他方の配向膜を備えた基板を画素単位の大き
さで誤差を生じることなく正確に位置決めしてから接合
し、それらの間に液晶を封入することになるが、前記位
置決め精度が少しでも低下すると、望みの液晶配向性が
得られなくなる問題がある。
Further, in a liquid crystal element in which the combination of the rubbing direction of the alignment film on the color filter side and the rubbing direction of the alignment film on the thin film transistor side is set to be different for each pixel of each thin film transistor, one alignment film is provided. The substrate with the other alignment film and the other substrate with the alignment film are positioned accurately without causing an error in the size of the pixel unit and then bonded, and the liquid crystal is sealed between them. However, if it decreases, there is a problem that the desired liquid crystal alignment cannot be obtained.

【0011】一方、前記カラーフィルタ側の配向膜のラ
ビング方向と薄膜トランジスタ側の配向膜のラビング方
向が異なるように設定にされた液晶素子の一構造例とし
て、配向膜のラビング方向を図11のように平面視する
と、矢印A方向と矢印B方向に示すように互いに直交す
る関係になる構造の液晶素子が知られている。ところ
が、この構造の液晶素子は、図12に示すような視野角
特性を有し、特定の方向に著しく視野角が狭くなる問題
があった。図12に示される視野角特性は、CR≧10
のエリアを示している。ここでCRとは、コントラスト
の意で、ノーマリーホワイト(電圧非印可時は白色表示
で、電圧印可時は黒色表示)型の液晶素子では次の式で
定義されるものである。 CR=(電圧非印可時の透過率)/(電圧印可時の透過
率) なお、ノーマリーブラック(電圧非印可時は黒色表示
で、電圧印可時は白色表示)型の液晶素子では逆になり
次の式で定義されるものである。 CR=(電圧印可時の透過率)/(電圧非印可時の透過
率)
On the other hand, as one structural example of the liquid crystal device in which the rubbing direction of the alignment film on the color filter side and the rubbing direction of the alignment film on the thin film transistor side are set differently, the rubbing direction of the alignment film is as shown in FIG. There is known a liquid crystal element having a structure in which, when viewed two-dimensionally, the directions are orthogonal to each other as shown by the arrow A and arrow B directions. However, the liquid crystal element having this structure has a viewing angle characteristic as shown in FIG. 12, and there is a problem that the viewing angle is significantly narrowed in a specific direction. The viewing angle characteristic shown in FIG. 12 has CR ≧ 10.
Shows the area. Here, CR means contrast and is defined by the following equation in a normally white (white display when no voltage is applied, black display when voltage is applied) type liquid crystal element. CR = (Transmittance when voltage is not applied) / (Transmittance when voltage is applied) Note that the reverse is true for normally black (black display when no voltage is applied, white display when voltage is applied) type liquid crystal element. It is defined by the following formula. CR = (transmittance when voltage is applied) / (transmittance when voltage is not applied)

【0012】また、前記の構造で矢印A方向と矢印B方
向に示すように互いに直交する関係になる構造の液晶素
子においては、液晶分子が上下の基板の間で90゜旋回
することで知られるTN液晶(ツイステッドネマチック
液晶)が使用されるが、図12に示すような視野角依存
性が生じるのは、TN液晶のツイスト角が90゜である
ことに起因している。従ってこの液晶のツイスト角を9
0゜以上、例えば、180゜に変更すると、図12に示
すような視野角の問題を回避できるが、ツイスト角を1
80゜にすると液晶がTNモードではなく、STNモー
ド(スーパーツイステッドネマチックモード)になって
しまい、別の問題、例えば、表示に色が付く、応答が遅
いなどの問題を生じるので、TN液晶の良さを生かした
ままで前記視野角依存性を改良することが望まれる。
Further, in the liquid crystal device having the above-described structure in which the directions are orthogonal to each other as shown by the arrow A direction and the arrow B direction, it is known that the liquid crystal molecules rotate 90 ° between the upper and lower substrates. Although TN liquid crystal (twisted nematic liquid crystal) is used, the viewing angle dependency as shown in FIG. 12 is caused by the twist angle of the TN liquid crystal being 90 °. Therefore, the twist angle of this liquid crystal is 9
If the angle is changed to 0 ° or more, for example 180 °, the problem of viewing angle as shown in FIG. 12 can be avoided, but the twist angle is set to 1
If it is set to 80 °, the liquid crystal becomes the STN mode (super twisted nematic mode) instead of the TN mode, which causes another problem, for example, the display is colored or the response is slow. It is desired to improve the viewing angle dependency while still utilizing the above.

【0013】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、TNモードの液晶の特徴を維持した上で視野角依
存性を少なくしてどの角度からみても良好なコントラス
トが得られるようにした液晶表示素子の提供を目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and while maintaining the characteristics of the TN mode liquid crystal, the viewing angle dependency is reduced so that good contrast can be obtained from any angle. An object is to provide a liquid crystal display device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は前
記課題を解決するために、一定の間隔を有して対向配置
された一組の基板の前記対向する表面に配向膜が形成さ
れており、前記間隔に液晶材料が保持されてなる液晶表
示素子であって、前記液晶材料が右旋性と左旋性を両方
示し得る液晶材料であり、前記配向膜のプレチルト角が
2゜より小さくされてなるものである。
According to a first aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, an alignment film is formed on the facing surfaces of a pair of substrates arranged facing each other with a certain distance. A liquid crystal display element in which a liquid crystal material is held in the space, and the liquid crystal material is a liquid crystal material capable of exhibiting both right-handedness and left-handedness, and the pretilt angle of the alignment film is smaller than 2 °. It has been done.

【0015】請求項2記載の発明は前記課題を解決する
ために、前記液晶材料の右旋性と左旋性が、カイラル剤
の無添加か、液晶材料への右旋性カイラル剤と左旋性カ
イラル剤の等量添加により実現されたものであり、液晶
材料がツイステッドネマチック液晶とされたものであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 2, the right-handedness and left-handedness of the liquid crystal material are not added with a chiral agent, or a right-handed chiral agent and a left-handed chiral agent are added to the liquid crystal material. This is realized by adding an equal amount of the agent, and the liquid crystal material is a twisted nematic liquid crystal.

【0016】請求項3記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項1または2記載のプレチルト角が0.5
゜より小さくされてなるものである。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 3 has a pretilt angle of 0.5 according to claim 1 or 2.
It is made smaller than °.

【0017】請求項4記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項1、2、または3記載の配向膜の表面に
は、前記基板の間隔の半分以上の高さの凸部と、前記基
板の間隔の半分以上の深さの凹部の少なくとも一方が、
複数形成されてなるものである。更に、請求項5記載の
発明は前記課題を解決するために、請求項4記載の凸部
または凹部が配向膜の表面に100〜900個/mm2
の割合で形成されてなるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in order to solve the above problems, the surface of the alignment film according to the first, second or third aspect is provided with a convex portion having a height which is at least half the distance between the substrates. At least one of the recesses having a depth equal to or more than half the distance between the substrates,
A plurality is formed. Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 5 has 100 to 900 protrusions or recesses according to claim 4 on the surface of the alignment film / mm 2.
It is formed at a ratio of.

【0018】請求項6記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項4または5記載の凸部が基板間隔を一定
に保つために基板間に挿入されたスペーサにより形成さ
れてなるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the convex portions according to the fourth or fifth aspect are formed by spacers inserted between the substrates in order to keep the distance between the substrates constant. is there.

【0019】[0019]

【作用】請求項1記載の発明によれば、右旋性と左旋性
の両方を有する液晶材料に接する配向膜のプレチルト角
を2゜以下にすることで、液晶分子の右旋性と左旋性が
自由に発揮されることになり、これにより液晶材料内に
存在する無数の液晶分子がランダムに右旋性と左旋性を
発揮できるようになり、液晶分子が90゜右旋したもの
と90゜左旋したものがランダムに存在するようになる
ので、見かけ上液晶分子のツイスト角が180゜に拡大
されたようになる。しかしながら液晶材料自体はツイス
テッドネマチック液晶(TN液晶)であるので、TN液
晶の良さを有している。よって、TNモードを維持した
ままで視野角依存性が向上する。
According to the first aspect of the invention, the pretilt angle of the alignment film in contact with the liquid crystal material having both right-handedness and left-handedness is set to 2 ° or less, so that the right-handedness and left-handedness of the liquid crystal molecules are increased. As a result, the innumerable liquid crystal molecules present in the liquid crystal material can randomly exhibit right-handedness and left-handedness. Since the left-handed ones are randomly present, the twist angle of the liquid crystal molecules is apparently enlarged to 180 °. However, since the liquid crystal material itself is twisted nematic liquid crystal (TN liquid crystal), it has the advantages of TN liquid crystal. Therefore, the viewing angle dependency is improved while maintaining the TN mode.

【0020】前記液晶分子に右旋性と左旋性の両方を発
揮させるには、液晶材料にカイラル剤を添加しないか、
添加した場合であっても、右カイラル剤と左カイラル剤
を等しい効果を奏するように等量添加した場合に発揮さ
れる。また、配向膜のプレチルト角を0.5゜以下とす
るならば、液晶分子の右旋性と左旋性が極めて円滑に実
現される。
In order to make the liquid crystal molecule exhibit both right-handedness and left-handedness, it is necessary to add no chiral agent to the liquid crystal material,
Even when added, it is exhibited when the right chiral agent and the left chiral agent are added in equal amounts so as to have the same effect. If the pretilt angle of the alignment film is 0.5 ° or less, the right-handedness and left-handedness of the liquid crystal molecules can be realized very smoothly.

【0021】液晶材料中の無数の液晶分子の右旋性と左
旋性はランダムに生じるが、そのままでは右旋性と左旋
性を完全に制御できないので、配向膜表面に凸部または
凹部を多数形成するとこれらを核として右旋性と左旋性
の両方が確実に生成される。前記凸部または凹部が配向
膜上に100〜900個/mm2存在すると、表示素子
全体においてはこれらの数に対応した右旋性または左旋
性が生じてマルチドメイン化がなされたことになり、ム
ラのない表示が可能になる。前記の凸部や凹部の一具体
例として、対向配置される一組の基板の間隔を規定する
ためのスペーサを用いることができる。これにより、配
向膜上に特に凸部や凹部を別途設けなくとも、液晶表示
素子には必須構成のスペーサを利用して、右旋性と左旋
性の核を導入することができ、マルチドメイン化が実現
する。
The right-handedness and the left-handedness of the innumerable liquid crystal molecules in the liquid crystal material are randomly generated, but the right-handedness and the left-handedness cannot be completely controlled as they are, and therefore a large number of convex portions or concave portions are formed on the surface of the alignment film. Then, with these as the core, both dextrorotatory and levorotatory are surely generated. When 100 to 900 pieces / mm 2 of the convex portions or concave portions are present on the alignment film, it means that right-handedness or left-handedness corresponding to these numbers occurs in the entire display element, and multi-domain is formed, A uniform display is possible. As a specific example of the above-mentioned convex portion or concave portion, a spacer can be used for defining the space between a pair of substrates arranged to face each other. As a result, it is possible to introduce dextrorotatory and levorotatory nuclei by using spacers that are indispensable for liquid crystal display devices, without the need to separately provide convex portions or concave portions on the alignment film, and to realize multi-domain formation. Will be realized.

【0022】以下、本発明を更に詳細に説明する。図1
は本発明を適用した液晶表示素子の一実施例を示すもの
で、この例の液晶表示素子20は、一定の間隔を有して
上下に対向配置された一組の基板21、22と、上部の
基板21の上面側に設けられた偏光板23と、下部の基
板22の下面側に設けられた偏光板24と、基板21、
22の対向する内表面側に形成された液晶駆動用の電極
(図示略)を主体として構成されている。また、上下の
基板21、22の周縁部にはシール材26が装着されて
上下の基板21、22の間の間隙は密閉され、この間隙
にTN(ツイステッドネマチック)型の液晶材料が封入
されるとともに、上下の基板21、22の間にはスペー
サ27が多数分散されていて、上下の基板21、22の
間隙がスペーサ27により所定の幅に保持されている。
更に、上部の基板21の下面の電極上には配向膜28が
形成されるとともに、下部の基板22の上面の電極上に
は配向膜29が形成されている。なお、基板21あるい
は22の内表面に形成される電極は、マトリックス電極
配線でも良いし、薄膜トランジスタを用いたTFT回路
に設けられる画素電極と共通電極等のいずれでも良い
が、図1では簡略化のために電極と配向膜を省略して記
載している。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. FIG.
Shows an embodiment of a liquid crystal display device to which the present invention is applied. A liquid crystal display device 20 of this example includes a pair of substrates 21 and 22 vertically opposed to each other with a certain space, and an upper part. A polarizing plate 23 provided on the upper surface side of the substrate 21, a polarizing plate 24 provided on the lower surface side of the lower substrate 22,
22 is mainly composed of electrodes (not shown) for driving the liquid crystal formed on the inner surface sides of the 22 facing each other. A sealing material 26 is attached to the peripheral portions of the upper and lower substrates 21 and 22 to seal the gap between the upper and lower substrates 21 and 22, and a TN (twisted nematic) type liquid crystal material is sealed in this gap. At the same time, a large number of spacers 27 are dispersed between the upper and lower substrates 21 and 22, and the gap between the upper and lower substrates 21 and 22 is held at a predetermined width by the spacer 27.
Furthermore, an alignment film 28 is formed on the lower electrode of the upper substrate 21, and an alignment film 29 is formed on the upper electrode of the lower substrate 22. The electrodes formed on the inner surface of the substrate 21 or 22 may be matrix electrode wiring, or may be pixel electrodes or common electrodes provided in a TFT circuit using thin film transistors, but in FIG. Therefore, the electrodes and the alignment film are omitted.

【0023】更に、前記配向膜28、29の表面にはラ
ビング処理が施されているが、これらの基板21、22
のラビング方向は、図11を基に説明したラビング方向
と同一に、即ち、上部の基板21の配向膜28のラビン
グ方向が基板21を平面視した場合に右斜め上方に向け
られ、下部の基板22の配向膜29のラビング方向が基
板22を平面視した場合に右斜め下方にそれぞれ向けら
れていて、上下の配向膜28、29のラビング方向が9
0゜ねじれた関係になっている。また、配向膜表面に液
晶分子が接する場合に規定されるプレチルト角θpは少
なくとも一方の配向膜で2゜以下、好ましくは0.5゜
以下にされている。なお、この実施例においては液晶分
子が右旋性と左旋性の両方を示す必要がある関係上最も
好ましいプレチルト角θpは0となる。
Further, the surfaces of the alignment films 28 and 29 are subjected to a rubbing treatment, and the substrates 21 and 22 of these films are processed.
The rubbing direction is the same as the rubbing direction described with reference to FIG. 11, that is, the rubbing direction of the alignment film 28 of the upper substrate 21 is diagonally right upward when the substrate 21 is viewed in plan, and the lower substrate is The rubbing directions of the alignment films 29 of 22 are respectively directed obliquely downward right when the substrate 22 is viewed in a plan view, and the rubbing directions of the upper and lower alignment films 28 and 29 are 9
It has a twisted relationship of 0 °. The pretilt angle θ p defined when the liquid crystal molecules are in contact with the surface of the alignment film is 2 ° or less, preferably 0.5 ° or less in at least one of the alignment films. In this embodiment, the most preferable pretilt angle θ p is 0 because the liquid crystal molecules need to exhibit both right-handedness and left-handedness.

【0024】次に、前記基板21、22間の間隙に封入
された液晶材料には、液晶分子に右旋性あるいは左旋性
を発揮させるカイラル剤が含有されていないものが用い
られている。なお、通常のTN型液晶材料においては、
必ず、カイラル剤が添加されているが、この例で用いる
TN型液晶材料には、特にカイラル剤を添加していない
ものが用いられる。なお、この例ではカイラル剤を添加
していない液晶材料を用いているが、右旋性を発揮させ
る右カイラル剤と左旋性を発揮させる左カイラル剤を同
じ効力分、例えば等量添加してなる液晶材料を用いても
良い。以上のようにするならば、この実施例で用いる液
晶材料の液晶分子Eは、右にも左にも容易に旋回する性
質を有するようになる。
Next, the liquid crystal material filled in the gap between the substrates 21 and 22 is a liquid crystal material which does not contain a chiral agent which causes liquid crystal molecules to exhibit dextrorotatory or levorotatory properties. In addition, in a normal TN type liquid crystal material,
Although the chiral agent is always added, the TN type liquid crystal material used in this example is one to which the chiral agent is not added. In this example, a liquid crystal material to which a chiral agent is not added is used, but a right chiral agent that exhibits dextrorotatory property and a left chiral agent that exhibits levorotatory property are added with the same effect, for example, in equal amounts. A liquid crystal material may be used. According to the above, the liquid crystal molecules E of the liquid crystal material used in this embodiment have the property of easily turning to the right or left.

【0025】なお、カイラル剤を添加しないことは、液
晶分子のねじりピッチを無限大化することと等価にな
る。即ち、ネマチック液晶にカイラル剤を添加すると、
カイラル剤の種類により液晶分子は右または左にねじれ
ることになる。この時、1回転ねじれるのに必要な距離
をピッチと称している。従って、ピッチが無限大とは、
1回転ねじれる距離が無限大、つまり、ねじれていない
ということになる。そこで本願発明では望ましくはピッ
チ無限大となるが、通常の液晶装置においてはセルギャ
ップの20倍以上であれば、無限大に近い位のピッチと
みなすことができる。
Not adding the chiral agent is equivalent to making the twist pitch of the liquid crystal molecules infinite. That is, when a chiral agent is added to nematic liquid crystal,
Depending on the type of chiral agent, the liquid crystal molecules will be twisted to the right or left. At this time, the distance required to make one twist is called a pitch. Therefore, infinite pitch means
It means that the distance twisted by one rotation is infinite, that is, it is not twisted. Therefore, in the present invention, the pitch is preferably infinite, but in an ordinary liquid crystal device, if the pitch is 20 times or more the cell gap, it can be regarded as a pitch close to infinity.

【0026】また、前記スペーサ27は図面では大きさ
を誇張して記載しているが、実際には数μmの大きさで
あり、100〜900個/mm2の割合で、望ましくは
800個/mm2程度の割合で基板21、22間に均一
に分散されている。なお、従来の液晶表示素子において
スペーサは、100〜150個/mm2程度設けられる
が、本発明ではスペーサ27の数は800個/mm2
度がより好ましい。スペーサ27を前記の個数配置する
のは、スペーサ27の周囲の液晶分子Eにスペーサ27
を核として右旋性と左旋性の2状態を作り易くするため
である。このような数のスペーサ27を配置することで
基板21、22の間に存在する液晶分子に多数のドメイ
ンを形成させ得ることになり、マルチドメイン化を実現
できる。従って、配向膜上に特に凸部や凹部を別途設け
なくとも、液晶表示素子には必須構成のスペーサ27・・
・を有効に利用して、右旋性と左旋性の核を導入し、マ
ルチドメイン化を実現できる。
Although the size of the spacer 27 is exaggerated in the drawing, it is actually several μm, and it is 100 to 900 pieces / mm 2 , preferably 800 pieces / mm 2. It is uniformly dispersed between the substrates 21 and 22 at a ratio of about mm 2 . In the conventional liquid crystal display element, the spacers are provided at about 100 to 150 pieces / mm 2, but in the present invention, the number of spacers 27 is more preferably about 800 pieces / mm 2 . The spacers 27 are arranged in the above-mentioned number so that the spacers 27 are provided on the liquid crystal molecules E around the spacers 27.
This is because it is easy to create the two states of dextrorotatory and levorotatory with the nucleus as the core. By arranging such a number of spacers 27, a large number of domains can be formed in the liquid crystal molecules existing between the substrates 21 and 22, and a multi-domain can be realized. Therefore, the spacer 27, which is an essential component of the liquid crystal display element, does not need to be provided with a convex portion or a concave portion separately on the alignment film.
・ By effectively utilizing, the dextrorotatory and levorotatory nuclei can be introduced to realize multidomain.

【0027】以上のように構成された液晶素子20にお
いて、無電界時においては下部の基板21の配向膜29
に形成されたラビング方向に液晶分子Eが配向し、その
上の方の液晶分子Eは徐々にねじれて上部の基板22の
配向膜28のラビング方向に揃うようになる結果、液晶
分子Eが図2に示すように基板21、22間で90゜ね
じれを起こして配向する。次に電極に通電して電界を印
加すると液晶分子Eは自身の誘電性により電界の方向に
沿って配向して図3に示す配列状態となる。なお、ここ
で、上下の偏光板23、24の偏光軸が90゜ずれてい
る場合は、図2に示す状態で光が透過し、図3に示す状
態で光を透過しないノーマリーホワイト表示となる。こ
れに対して上下の偏光板23、24で偏光軸を平行に設
定すると、これとは逆の表示のノーマリーブラック表示
となる。
In the liquid crystal element 20 configured as described above, the alignment film 29 of the lower substrate 21 is formed when no electric field is applied.
The liquid crystal molecules E are aligned in the rubbing direction formed in the above, and the liquid crystal molecules E on the upper side are gradually twisted and aligned in the rubbing direction of the alignment film 28 of the upper substrate 22. As shown in FIG. 2, the substrates 21 and 22 are twisted by 90 ° and oriented. Next, when an electric field is applied to the electrodes and an electric field is applied, the liquid crystal molecules E are oriented along the direction of the electric field due to their dielectric properties, and the array state shown in FIG. Here, when the polarization axes of the upper and lower polarizing plates 23 and 24 are deviated from each other by 90 °, light is transmitted in the state shown in FIG. 2 and normally white display in which light is not transmitted in the state shown in FIG. Become. On the other hand, if the polarization axes of the upper and lower polarizing plates 23 and 24 are set to be parallel, a normally black display, which is the opposite display, is obtained.

【0028】前記構造の液晶表示素子20にあっては、
少なくとも一方の基板の配向膜でプレチルト角が2゜以
下と小さく、しかもカイラル剤が含まれていないので、
液晶材料自体が右旋性と左旋性のどちらでも発揮できる
態勢にあるので、液晶材料の液晶分子Eは、1つ1つラ
ンダムに、あるいは、ある領域、ドメイン毎に右旋性と
左旋性を発揮するようになる。このことから、全ての液
晶分子Eの同一方向への90゜ねじれに起因して起こる
図12に示す視野角依存性は解消され、より広い視野角
依存性が得られるようになる。
In the liquid crystal display element 20 having the above structure,
At least one of the substrates has a small pretilt angle of 2 ° or less in the alignment film and does not contain a chiral agent.
Since the liquid crystal material itself is capable of exhibiting both right-handedness and left-handedness, each liquid crystal molecule E of the liquid-crystal material is randomly or individually provided with right-handedness and left-handedness in a certain region or domain. It will come to exert. From this, the viewing angle dependence shown in FIG. 12 caused by the 90 ° twist of all the liquid crystal molecules E in the same direction is eliminated, and a wider viewing angle dependence can be obtained.

【0029】即ち、図2に示すような上下一列の液晶分
子Eについて視野角依存性を見ると、図12に示すよう
な視野角依存性を示すが、この上下1列の液晶分子Eの
隣、あるいは、離れた場所に存在する他の上下1列の液
晶分子が図2とは逆の旋回性(即ち、90゜ねじれに関
しては同一であるが、ねじれの方向が異なる旋回性)を
示すようになるので、逆の旋回性の液晶分子が示す視野
角依存性は、図12の等コントラスト曲線をその視野中
心軸まわりに90゜回転させた形状に近い形になる。即
ち、図12に示すような上方が凹んだ曲線ではなく、例
えば左側が凹んだ曲線となる。そして、このように異な
る視野角依存性を有するドメインは、ランダムに無数存
在するようになるので、液晶表示素子20の全体で見る
と、例えば図8に示すような視野角依存性を示すように
なる。従って、等コントラスト曲線上において視野角が
著しく低下する部分は図12に示す従来例の場合よりも
少なくなる。
That is, looking at the viewing angle dependence of the upper and lower rows of liquid crystal molecules E as shown in FIG. 12, the viewing angle dependence is shown as shown in FIG. Or, the other upper and lower rows of liquid crystal molecules existing at distant places may show the gyration opposite to that of FIG. 2 (that is, the gyration of 90 ° twist is the same, but the twist direction is different). Therefore, the viewing angle dependence of the liquid crystal molecules having the opposite gyration has a shape close to the shape obtained by rotating the isocontrast curve of FIG. 12 by 90 ° around the central axis of the viewing field. That is, instead of the curved line having an upward concave as shown in FIG. 12, for example, the curved line having a concave left side. Since domains having such different viewing angle dependences are randomly present, the liquid crystal display element 20 as a whole has a viewing angle dependence as shown in FIG. 8, for example. Become. Therefore, the portion of the isocontrast curve where the viewing angle is significantly reduced is smaller than that in the conventional example shown in FIG.

【0030】次に、この実施例の構造ではスペーサ27
が100個/mm2以上と数多く配置されているので、
これらのスペーサ27・・・を核として液晶分子Eに対
し、右旋性と左旋性の両方を生じさせるようにできるの
で、異なった視野角依存性を有するドメインを確実に多
数形成することができ、マルチドメイン化を確実になす
ことができる。即ち、スペーサ27・・・が核となって、
その周囲に右旋性と左旋性の両方を生じ易い状態を作る
ので、マルチドメイン化が自動的に確実になされる。
これに対して、仮に、基板21の表示領域の全体におい
て、右旋性を示す液晶が存在する領域と左旋性を示す液
晶が存在する領域が、数カ所であって、それらが目視で
きる程度の大きさで存在してしまうと、一部分は図12
に示す等コントラスト曲線を示し、他の部分は図12に
示す等コントラスト曲線を90゜回転させた等コントラ
スト曲線を示すようになるので、ある特定の角度から見
た場合にムラを生じる領域が表示領域内で大きく目立っ
てしまうので好ましくない。
Next, in the structure of this embodiment, the spacer 27
Since many are arranged at 100 pieces / mm 2 or more,
It is possible to generate both right-handedness and left-handedness with respect to the liquid crystal molecule E by using these spacers 27 as cores, so that it is possible to surely form a large number of domains having different viewing angle dependences. , It is possible to surely realize multi-domain. That is, the spacer 27 ...
Since a state in which both right-handedness and left-handedness are likely to occur is created around it, multidomainization is automatically ensured.
On the other hand, in the entire display area of the substrate 21, there are several areas in which liquid crystals exhibiting dextrorotation are present and areas in which liquid crystals exhibit levorotation are present, which are large enough to be visually recognized. If it exists, part of it is shown in FIG.
Shows the iso-contrast curve and the other parts show the iso-contrast curve obtained by rotating the iso-contrast curve shown in FIG. 12 by 90 °, so that the area where unevenness appears when viewed from a certain angle is displayed. It is not preferable because it becomes noticeable in the area.

【0031】ところで、前記の実施例においては、スペ
ーサ27を液晶分子Eの右旋性発現あるいは左旋性発現
の核としたが、これらの核になり得るのは、基板21、
2間の間隔の半分程度の凸部や半分程度の深さの凹部で
あっても良い。よって、スペーサ27を従来と同数程度
用い、配向膜上に凸部や凹部を複数形成してこれらを右
旋性発現の核あるいは左旋性発現の核とすることもでき
る。
By the way, in the above-mentioned embodiment, the spacer 27 is used as the nucleus for expressing the dextrorotatory or levorotatory direction of the liquid crystal molecule E. However, these nuclei can be the substrate 21,
It may be a convex portion having a half of the interval between the two or a concave portion having a half depth. Therefore, it is possible to use the same number of spacers 27 as the conventional one and form a plurality of convex portions and concave portions on the alignment film to make these nuclei expressing dextrorotatory or nucleating levorotatory.

【0032】[0032]

【実施例】【Example】

「実施例1」以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。カイラル剤の添加されていないTN液晶として、チ
ッソ株式会社製商品名APー5019を用いた。ガラス
基板上に形成する配向膜は、一方の基板にシランカップ
リング剤SH6020(トーレシリコン製:商品名)、
他方の基板にオプトマーALー1051(日本合成ゴム
製:商品名)をそれぞれ薄膜形成した。次いで、基板を
ステージに保持し、基板上にラビングロールを擦り付け
ることでラビング処理を行った。
"Example 1" The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited thereto. As the TN liquid crystal to which the chiral agent was not added, trade name AP-5019 manufactured by Chisso Corporation was used. The alignment film formed on the glass substrate has a silane coupling agent SH6020 (manufactured by Torre Silicone: product name) on one substrate.
A thin film of Optomer AL-1051 (manufactured by Japan Synthetic Rubber: trade name) was formed on the other substrate. Then, the substrate was held on a stage and a rubbing roll was rubbed on the substrate to perform a rubbing process.

【0033】上部の基板の配向膜のラビング方向は図8
の実線の矢印の方向に、下部の基板の配向膜のラビング
方向は図8の鎖線の矢印の方向にそれぞれ施した。ラビ
ング処理は、厚さ1.6mmのレーヨン布をロールに巻
き付けたラビングロールを用い、押込量を0.4mm、
ラビングロールの回転数を150rpm、基板を保持し
たステージ側の移動速度を10mm/秒に設定して行っ
た。
The rubbing direction of the alignment film on the upper substrate is shown in FIG.
8 and the rubbing direction of the alignment film on the lower substrate was applied in the direction of the arrow indicated by the chain line in FIG. The rubbing process uses a rubbing roll in which a rayon cloth having a thickness of 1.6 mm is wrapped around a roll, and the pushing amount is 0.4 mm.
The rotation speed of the rubbing roll was set to 150 rpm, and the moving speed on the stage side holding the substrate was set to 10 mm / sec.

【0034】次にガラス基板の間に挟むスペーサとし
て、粒径5.0μmの積水ファインケミカル製商品名ミ
クロバールを用い、散布密度を800個/mm2として
下部の基板上に散布し、次いで上部の基板を張り合わ
せ、基板間の間隙に液晶を封入して液晶表示素子を製造
した。得られた液晶表示素子について、偏光顕微鏡を用
いたツイスト角チェックと画像処理装置によるドメイン
面積の評価と、Cryst. Rotat 法によるプレチルト角
(θp)測定と視角依存性の評価を行った結果を図4か
ら図8に示す。
Next, as a spacer to be sandwiched between the glass substrates, Sekisui Fine Chemical's trade name Microbar having a particle size of 5.0 μm was used, and the dispersion density was 800 pieces / mm 2 . The substrates were bonded together, and liquid crystal was sealed in the gap between the substrates to manufacture a liquid crystal display element. Regarding the obtained liquid crystal display element, the result of the twist angle check using a polarization microscope, the evaluation of the domain area by the image processing device, the pretilt angle (θ p ) measurement by the Cryst. Rotat method, and the evaluation of the viewing angle dependence are shown. It is shown in FIGS.

【0035】図4に示す結果から、液晶分子のピッチが
大きいほどドメイン数が増加し、ドメイン面積が小さく
なることがわかる。図5に示す結果から、プレチルト角
を小さくする程ドメイン数が大きくなり、ドメイン面積
が小さくなる傾向があることが判明した。また、ドメイ
ン数はプレチルト角2゜付近以下では急激に増加し、ド
メイン面積も2゜付近から充分に小さくなるので、プレ
チルト角は2゜以下が好ましく、特に0.5゜以下で0
がより好ましい。図6に示す結果から、スペーサの密度
が600個/mm2でドメイン面積が小さくなってい
る。しかし、900個/mm2を超えるスペーサ密度と
した場合、スペーサ凝集によるギャップムラや光抜けが
多発し、好ましくなかった。従って望ましくは散布密度
を800個/mm2程度とすることが最も好ましい。
From the results shown in FIG. 4, it can be seen that the larger the pitch of the liquid crystal molecules, the larger the number of domains and the smaller the domain area. From the results shown in FIG. 5, it was found that the smaller the pretilt angle, the larger the number of domains and the smaller the domain area. In addition, the number of domains rapidly increases near a pretilt angle of 2 ° or less, and the domain area is sufficiently reduced from around 2 °, so the pretilt angle is preferably 2 ° or less, and particularly 0 ° or less.
Is more preferable. From the results shown in FIG. 6, the domain area is small when the spacer density is 600 pieces / mm 2 . However, when the spacer density exceeds 900 pieces / mm 2 , the gap unevenness and the light leakage frequently occur due to the spacer aggregation, which is not preferable. Therefore, it is most preferable to set the spray density to about 800 pieces / mm 2 .

【0036】また、この実施例の液晶表示素子の視野角
依存性を測定したところ、図8に示す曲線が得られた。
図8に示す結果は、図12に示す従来の視野角依存性よ
りも優れ、左右方向および上下方向いずれの方向にも高
いコントラスト比が得られていることが明らかである。
When the viewing angle dependence of the liquid crystal display device of this example was measured, the curve shown in FIG. 8 was obtained.
The results shown in FIG. 8 are clearly superior to the conventional viewing angle dependence shown in FIG. 12, and it is clear that a high contrast ratio is obtained in both the horizontal direction and the vertical direction.

【0037】「実施例2」また、実施例2として、上下
各々の基板に前記SH6020を薄膜形成処理したもの
を実施例1と同様にラビング処理してセルを形成した。
この場合、液晶も実施例1と同等のものを用いた。この
実施例のスペーサ密度とドメイン面積及びドメイン数と
の関係を図7に示す。この図から、スペーサ密度は、1
00個/mm2程度から良好な結果を示すことが明らか
になった。また、この液晶素子の視野角特性は実施例1
のものと同等の特性を示し、優れたものであった。な
お、図6と図7の結果を総合して判断すると、スペーサ
密度は100〜900個/mm2の範囲で良いが、好ま
しくは200〜900個/mm2、更に好ましくは60
0〜900個/mm2となる。
[Embodiment 2] As Embodiment 2, a cell was formed by subjecting the upper and lower substrates to the SH6020 thin film forming treatment by rubbing treatment in the same manner as in Embodiment 1.
In this case, the same liquid crystal as in Example 1 was used. FIG. 7 shows the relationship between the spacer density and the domain area and the number of domains in this example. From this figure, the spacer density is 1
It was clarified that a good result was exhibited from about 00 pieces / mm 2 . The viewing angle characteristics of this liquid crystal element are shown in Example 1.
It exhibited the same characteristics as those of No. 1 and was excellent. Incidentally, when it is determined by integrating the results of Figures 6 and 7, the spacer density is good in the range of 100 to 900 pieces / mm 2, preferably 200 to 900 pieces / mm 2, more preferably 60
It becomes 0-900 pieces / mm 2 .

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、右旋性と左旋性の両方を有する液晶材料に
接する配向膜のプレチルト角を2゜以下にすることで、
液晶分子の右旋性と左旋性が容易に発揮されることにな
り、これにより液晶材料内に存在する無数の液晶分子が
ランダムに右旋性と左旋性を発揮できるようになり、液
晶分子が90゜右旋したものと90゜左旋したものをラ
ンダムに存在するようにできるので、見かけ上液晶分子
のツイスト角を180゜に拡大したことになる。しか
し、TN液晶自体の特性には何等悪影響を及ぼさない。
よって、TNモードを維持したままの液晶で視野角依存
性を改善し、コントラスト比を向上させることができ
る。
As described above, according to the invention described in claim 1, the pretilt angle of the alignment film in contact with the liquid crystal material having both right-handedness and left-handedness is set to 2 ° or less,
The right-handedness and left-handedness of the liquid crystal molecules are easily exerted, which allows the innumerable liquid crystal molecules present in the liquid crystal material to randomly exhibit right-handedness and left-handedness. Since 90 ° clockwise and 90 ° counterclockwise can exist at random, the twist angle of liquid crystal molecules is apparently expanded to 180 °. However, it does not adversely affect the characteristics of the TN liquid crystal itself.
Therefore, the viewing angle dependence can be improved and the contrast ratio can be improved in the liquid crystal while maintaining the TN mode.

【0039】前記液晶分子Eに右旋性と左旋性の両方を
発揮させるには、液晶材料にカイラル剤を添加しない
か、添加した場合であっても、右カイラル剤と左カイラ
ル剤を同じ効力だけ発揮するように、例えば等量添加す
ると良い。また、液晶に接する配向膜のプレチルト角を
0.5゜以下とするならば、液晶分子Eの右旋性と左旋
性が極めて容易に発揮される。
In order to make the liquid crystal molecule E exhibit both right-handedness and left-handedness, a right chiral agent and a left chiral agent have the same effect even if no chiral agent is added to the liquid crystal material. It is advisable to add, for example, an equal amount so as to exert only this. Further, if the pretilt angle of the alignment film in contact with the liquid crystal is 0.5 ° or less, the right-handedness and left-handedness of the liquid crystal molecule E are very easily exhibited.

【0040】液晶材料中の無数の液晶分子Eの右旋性と
左旋性はランダムに生じるが、そのままでは右旋性と左
旋性を制御できないので、配向膜表面に凸部または凹部
を多数形成するとこれらを核として右旋性と左旋性の両
方を確実に生成できる。前記凸部または凹部が配向膜上
に100個/mm2以上存在すると、表示素子全体にお
いてはこれらの数に対応した右旋性または左旋性が生じ
て微細なマルチドメイン化がなされたことになり、肉眼
で見てもムラのない広視野角の表示が可能になる。前記
の凸部や凹部の一具体例として、対向配置される一組の
基板の間隔を規定するためのスペーサを用いることがで
きる。これにより、配向膜上に特に凸部や凹部を別途設
けなくとも、液晶表示素子には必須構成のスペーサを利
用して、右旋性と左旋性の核を導入し、マルチドメイン
化を実現できる。
The right-handedness and the left-handedness of the innumerable liquid crystal molecules E in the liquid crystal material are randomly generated, but the right-handedness and the left-handedness cannot be controlled as they are. Therefore, if a large number of projections or depressions are formed on the alignment film surface. With these as cores, both dextrorotatory and dextrorotatory can be reliably generated. When the convex portion or the concave portion is present 100 / mm 2 or more on the alignment film, the entire display element will be the dextrorotatory or levorotatory corresponding to these numbers fine multidomain occurred is made , It is possible to display a wide viewing angle that is even with the naked eye. As a specific example of the above-mentioned convex portion or concave portion, a spacer can be used for defining the space between a pair of substrates arranged to face each other. This makes it possible to realize a multi-domain structure by introducing dextrorotatory and levorotatory nuclei by using spacers which are indispensable components for liquid crystal display elements, without separately providing convex portions or concave portions on the alignment film. .

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

【図1】本発明に係る液晶表示素子の一実施例を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a liquid crystal display element according to the present invention.

【図2】無電界時のTN液晶の90゜ねじれを説明する
ための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a 90 ° twist of a TN liquid crystal when no electric field is applied.

【図3】電界印加時の液晶の配向状態を説明するための
図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an alignment state of liquid crystals when an electric field is applied.

【図4】実施例1の液晶表示素子の液晶ピッチとドメイ
ン数およびドメイン面積の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the liquid crystal pitch, the number of domains, and the domain area of the liquid crystal display element of Example 1.

【図5】実施例1の液晶表示素子の液晶分子のプレチル
ト角とドメイン数およびドメイン面積の関係を示す図で
ある。
5 is a diagram showing the relationship between the pretilt angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal display element of Example 1, the number of domains, and the domain area. FIG.

【図6】実施例1で得られた液晶表示素子のスペーサ密
度とドメイン面積の関係を示す図である。
6 is a diagram showing a relationship between a spacer density and a domain area of the liquid crystal display element obtained in Example 1. FIG.

【図7】実施例2で得られた液晶表示素子のスペーサ密
度とドメイン面積の関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the spacer density and the domain area of the liquid crystal display element obtained in Example 2.

【図8】実施例の液晶表示素子の視野角依存性を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing the viewing angle dependence of the liquid crystal display element of the example.

【図9】従来の配向膜の製造方法の一例を説明するため
のもので、(a)は基板上に形成された配向膜準備層を
示す側面図、(b)は配向膜準備層に転写型で凹凸模様
を形成している状態を示す側面図、(c)はレジストを
形成した状態を示す側面図、(d)はレジストの一部を
除去した状態を示す断面図、(e)は一部除去したレジ
ストの上から転写型で2回目の転写を行っている状態を
示す断面図、(f)は得られた配向膜を示す断面図、
(g)は領域分割配向を行った液晶素子の要部断面図で
ある。
9A and 9B are views for explaining an example of a conventional method for manufacturing an alignment film, wherein FIG. 9A is a side view showing an alignment film preparation layer formed on a substrate, and FIG. 9B is transferred to the alignment film preparation layer. A side view showing a state where an uneven pattern is formed by a mold, (c) a side view showing a state where a resist is formed, (d) a cross-sectional view showing a state where a part of the resist is removed, (e) A cross-sectional view showing a state in which a second transfer is being performed from above the partially removed resist by a transfer mold, (f) is a cross-sectional view showing the obtained alignment film,
(G) is a cross-sectional view of a main part of a liquid crystal element that has been subjected to region division alignment.

【図10】従来の配向膜の製造方法の他の例を説明する
ためのもので、(a)は基板上に形成された低プレチル
ト角の配向膜を示す側面図、(b)は低プレチルト角の
配向膜上に形成された高プレチルト角の配向膜を示す側
面図、(c)は高プレチルト角配向膜上に形成されたレ
ジストを示す断面図、(d)はレジストの一部を除去し
た状態を示す断面図、(e)は一部除去したレジストの
上から転写型で転写を行っている状態を示す断面図、
(f)は領域分割配向を行った液晶素子の要部断面図で
ある。
10A and 10B are views for explaining another example of a conventional method of manufacturing an alignment film, in which FIG. 10A is a side view showing an alignment film having a low pretilt angle formed on a substrate, and FIG. A side view showing an alignment film having a high pretilt angle formed on a corner alignment film, (c) a cross-sectional view showing a resist formed on a high pretilt angle alignment film, and (d) removing a part of the resist A cross-sectional view showing a state in which the transfer is performed by a transfer mold from above the partially removed resist,
(F) is a cross-sectional view of a main part of a liquid crystal element that has been subjected to region division alignment.

【図11】上下の基板において直交する2方向に配向処
理を施した従来構造を説明するための説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a conventional structure in which the upper and lower substrates are subjected to alignment treatment in two directions orthogonal to each other.

【図12】図11に示す配向処理を施した従来の液晶表
示素子の視野角特性を示す図である。
12 is a diagram showing viewing angle characteristics of a conventional liquid crystal display element subjected to the alignment treatment shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

E 液晶分子、 20 液晶表示素子、 21、22 基板、 23、24 偏光板、 27 スペーサ、 28、29 配向膜、 E liquid crystal molecule, 20 liquid crystal display element, 21, 22 substrate, 23, 24 polarizing plate, 27 spacer, 28, 29 alignment film,

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一定の間隔を有して対向配置された一組
の基板の前記対向する表面に配向膜が形成されており、
前記間隔に液晶材料が保持されてなる液晶表示素子であ
って、 前記液晶材料が右旋性と左旋性を両方示し得る液晶材料
であり、少なくとも一方の配向膜のプレチルト角が2゜
より小さくされてなることを特徴とする液晶表示素子。
1. An alignment film is formed on the facing surfaces of a pair of substrates arranged to face each other with a constant spacing,
A liquid crystal display device in which a liquid crystal material is held in the space, wherein the liquid crystal material is a liquid crystal material capable of exhibiting both right-handedness and left-handedness, and at least one alignment film has a pretilt angle smaller than 2 °. A liquid crystal display device characterized by the following.
【請求項2】 前記液晶材料の右旋性と左旋性が、カイ
ラル剤の無添加か、液晶材料への右旋性カイラル剤と左
旋性カイラル剤の等量添加により実現されたものであ
り、液晶材料がツイステッドネマチック液晶であること
を特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
2. The right-handedness and left-handedness of the liquid crystal material are achieved by not adding a chiral agent or by adding an equal amount of a right-handed chiral agent and a left-handed chiral agent to the liquid crystal material, The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal material is a twisted nematic liquid crystal.
【請求項3】 請求項1または2記載のプレチルト角が
0.5゜より小さくされてなることを特徴とする液晶表
示素子。
3. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pretilt angle is smaller than 0.5 °.
【請求項4】 請求項1、2または3記載の配向膜の表
面には、前記基板の間隔の半分以上の高さの凸部と前記
基板の間隔の半分以上の深さの凹部の少なくとも一方
が、複数形成されてなることを特徴とする液晶表示素
子。
4. The surface of the alignment film according to claim 1, 2 or 3, wherein at least one of a convex portion having a height equal to or more than half the distance between the substrates and a concave portion having a depth equal to or more than half the distance between the substrates. The liquid crystal display element is characterized in that a plurality of are formed.
【請求項5】 請求項4記載の凸部または凹部が配向膜
の表面に100〜900個/mm2の割合で形成されて
なることを特徴とする液晶表示素子。
5. A liquid crystal display device, characterized in that the projections or recesses according to claim 4 are formed on the surface of the alignment film at a rate of 100 to 900 pieces / mm 2 .
【請求項6】 請求項4または5記載の凸部が基板間隔
を一定に保つために基板間に挿入されたスペーサにより
形成されてなることを特徴とする液晶表示素子。
6. A liquid crystal display element, wherein the convex portion according to claim 4 or 5 is formed by a spacer inserted between the substrates in order to keep a constant gap between the substrates.
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