JPH10206860A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

Info

Publication number
JPH10206860A
JPH10206860A JP9008298A JP829897A JPH10206860A JP H10206860 A JPH10206860 A JP H10206860A JP 9008298 A JP9008298 A JP 9008298A JP 829897 A JP829897 A JP 829897A JP H10206860 A JPH10206860 A JP H10206860A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
spacer
dielectric constant
spacers
crystal layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9008298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuuka Uchiumi
夕香 内海
Shinichi Komura
真一 小村
Shin Yonetani
慎 米谷
Sukekazu Araya
介和 荒谷
Naoki Kikuchi
直樹 菊地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9008298A priority Critical patent/JPH10206860A/en
Publication of JPH10206860A publication Critical patent/JPH10206860A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a normally closed type liquid crystal display device which suppresses a light leak accompanying a drop in threshold voltage in a spacer peripheral area to obtain a high contrast ratio and has, specially, excellent display characteristics by making the dielectric constant of spacers higher than that of a liquid crystal material. SOLUTION: The liquid crystal display device is constituted by sandwiching a liquid crystal layer 54 and spacers 50 between a 1st substrate 51 and a 2nd substrate 52, providing the 2nd substrate 52 with electrodes 41 and 42 in matrix for applying an electric field 55 to the liquid crystal layer 54 almost at right angles to the 1st substrate 51, and thus laminating them across the spacers 50 so that the thickness of the liquid crystal layer 54 is made constant. The dielectric constant of the spacers 50 is >=4/3 as large as that of the liquid crystal material. Then when a voltage is applied between the liquid crystal layer 54 between the electrodes 41 formed on the 1st substrate 51 and the 2nd electrodes 52 formed on the 2nd substrate 52, the electric field 55 becomes close in the spacers 50 and rough nearby the spacer surfaces. The electric field is made weak nearby the spacer surfaces and the threshold value appears to rise.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、暗表示及び暗めの
表示の際に目立つ、液晶層の厚みを制御するスペーサ起
因による光漏れを低減し、良好な画質を得られる液晶表
示装置に関し、特にノーマリークローズ特性を有する液
晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device capable of reducing light leakage due to spacers for controlling the thickness of a liquid crystal layer, which is conspicuous in dark display and dark display, and obtaining good image quality. The present invention relates to a liquid crystal display device having normally closed characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置においては、液晶パネルの
ギャップのばらつきが生じると、コントラスト低下,輝
度むら,色むら等、表示品質低下に大きく影響する。液
晶パネルのギャップを制御するために、パネル面内にス
ペーサを配設するが、スペーサの散布密度は多ければ多
いほど、液晶パネルのギャップのばらつきは抑制でき
る。ところが、液晶パネルの表示領域部にスペーサが存
在すると、スペーサからの光漏れや、スペーサ周辺の液
晶層の光漏れの影響が大きくなり、コントラスト等の表
示品質が低下してしまう。特にノーマリークローズ型液
晶表示装置の場合、スペーサ周辺の液晶層の光漏れが暗
表示の際に目立つため、コントラストに与える影響は非
常に大きい。このため、スペーサ自体を黒色等に着色さ
せ光がスペーサ内を透過しないようにする方法(特開昭
63−89890号,特開平5−257150号,特開平7−5474号,
特開平8−40707 号)が提案されている。スペーサ周辺
に着目した方法としては、表面処理によりスペーサ界面
における液晶層を垂直配向とすることで、スペーサ近辺
の配向乱れを小さくする方法(特開平4−177324 号),
スペーサの表面を粗にして、液晶分子をランダム配向さ
せる方法(特開平8−146433 号)、また、誘電率が3.
0 以上である重合性単量体及び重合体から構成される
スペーサを用いる方法(特開平6−67182号),液晶とス
ペーサの誘電率を等しくする方法(特開平5−19266号)
が提案されている。
2. Description of the Related Art In a liquid crystal display device, when the gap of a liquid crystal panel varies, it greatly affects display quality such as contrast reduction, brightness unevenness, and color unevenness. In order to control the gap of the liquid crystal panel, a spacer is provided in the panel surface. The higher the scattering density of the spacer, the more the variation in the gap of the liquid crystal panel can be suppressed. However, if a spacer is present in the display area of the liquid crystal panel, the effect of light leakage from the spacer and light leakage from the liquid crystal layer around the spacer increases, and display quality such as contrast deteriorates. In particular, in the case of a normally closed type liquid crystal display device, light leakage of the liquid crystal layer around the spacer is conspicuous in dark display, so that the influence on the contrast is very large. For this reason, the spacer itself is colored black or the like to prevent light from passing through the spacer (Japanese Patent Laid-Open No.
63-89890, JP-A-5-257150, JP-A-7-5474,
JP-A-8-40707) has been proposed. As a method focusing on the periphery of the spacer, a method in which the liquid crystal layer at the interface of the spacer is vertically aligned by surface treatment to reduce alignment disturbance near the spacer (Japanese Patent Laid-Open No. 4-177324),
A method in which the surface of the spacer is roughened to randomly align liquid crystal molecules (JP-A-8-146433).
A method using a spacer composed of a polymerizable monomer and a polymer having a molecular weight of 0 or more (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-67182), and a method of making the dielectric constant of the liquid crystal and the spacer equal (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-19266).
Has been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スペー
サ内の光を不透過にしても、スペーサ周辺の液晶層の光
漏れが与える影響は大きく、無視することはできない。
また、スペーサの表面で液晶層の配向を制御する方法
は、電圧印加や振動等の衝撃を受けたときにその配向秩
序が変化すると、スペーサ周辺の光漏れが大きくなって
しまうことがある。このとき、光漏れ量が大きいスペー
サが局所的に集中すると、コントラスト低下だけでな
く、輝度むらの原因にもなる。また、スペーサ周辺の光
漏れは、この領域において、しきい値電圧が低下してい
ることによって発生している。この要因として、スペー
サと液晶材料の誘電率の差による電界への影響、並びに
スペーサによる液晶層の配向秩序の乱れが考えられる。
従って、スペーサの誘電率だけが光漏れに影響している
のではなく、また、液晶とスペーサの誘電率を等しくし
て印加される電界を等しくするだけではしきい値電圧低
下を抑制することは難しい。
However, even if the light in the spacer is impermeable, the effect of light leakage of the liquid crystal layer around the spacer is large and cannot be ignored.
In the method of controlling the orientation of the liquid crystal layer on the surface of the spacer, if the orientation order changes when a shock such as voltage application or vibration is applied, light leakage around the spacer may increase. At this time, if the spacers having a large light leakage amount are locally concentrated, not only the contrast is reduced but also the luminance is uneven. Light leakage around the spacer is caused by a decrease in threshold voltage in this region. The factors may be the influence on the electric field due to the difference in the dielectric constant between the spacer and the liquid crystal material, and the disorder of the alignment order of the liquid crystal layer due to the spacer.
Therefore, not only the dielectric constant of the spacer affects the light leakage, but it is not possible to suppress the decrease in the threshold voltage only by making the dielectric constants of the liquid crystal and the spacer equal and making the applied electric field equal. difficult.

【0004】本発明の目的は、暗表示及び暗表示付近に
おける、しきい値電圧低下によるスペーサ周辺の光漏れ
を抑制し、かつ衝撃等を受けても光漏れ量の変化が少な
く、高いコントラストを有する液晶表示装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to suppress light leakage around a spacer due to a decrease in threshold voltage in a dark display and in the vicinity of a dark display. Liquid crystal display device having the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】複数のスペーサを介して
所定の間隔を持って形成され、それぞれの対向面に電極
を設けた一対の基板と、前記一対の基板に挾持された所
定の厚さからなる液晶層を有する液晶表示装置におい
て、そのスペーサを前記液晶層の液晶材料の誘電率垂直
方向成分に比べ、4/3倍以上の誘電率を有するスペー
サとする。
SUMMARY OF THE INVENTION A pair of substrates formed at a predetermined interval with a plurality of spacers interposed therebetween and provided with electrodes on their respective opposing surfaces, and a predetermined thickness sandwiched between the pair of substrates. In a liquid crystal display device having a liquid crystal layer composed of a liquid crystal layer, the spacer is a spacer having a dielectric constant that is at least 4/3 times the vertical component of the dielectric constant of the liquid crystal material of the liquid crystal layer.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明の概要について述べ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The outline of the present invention will be described below.

【0007】STN(Super Twisted Nematic )方式液
晶表示装置の場合、暗状態は電圧無印加時ではなく、あ
る電圧を印加したときに表示される。このとき、スペー
サ周辺の光漏れ領域は電圧無印加時よりも大きくなって
いる。このことは、スペーサ周辺の光漏れ領域は、電圧
印加に伴う透過率変化であることを示す。さらに、この
光漏れ領域はしきい値電圧が他の領域よりも低くなって
いる。そこで、しきい値電圧が低下している領域に印加
する電界を他の領域より抑制することにより、見かけの
しきい値電圧を増大させ、液晶分子が周囲よりも早く立
ち上がって生じる光漏れを抑制する。
In the case of an STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal display device, the dark state is displayed not when no voltage is applied but when a certain voltage is applied. At this time, the light leakage area around the spacer is larger than when no voltage is applied. This indicates that the light leakage area around the spacer is a change in transmittance due to voltage application. Further, the light leakage region has a lower threshold voltage than other regions. Therefore, by suppressing the electric field applied to the region where the threshold voltage is lowered more than in other regions, the apparent threshold voltage is increased and the light leakage caused by the liquid crystal molecules rising faster than the surroundings is suppressed. I do.

【0008】特にノーマリークローズ特性を有するST
N型液晶表示装置においては、スペーサ表面のごく近傍
の液晶層にかかる電界を、基板上に形成された電極間の
電圧で決まる電界よりも低下させることにより、スペー
サ表面近傍の液晶層の見掛け上のしきい値電圧を増加さ
せ、この領域の光漏れを低減してコントラスト向上を図
ることができる。
[0008] In particular, ST having normally closed characteristics
In an N-type liquid crystal display device, the electric field applied to the liquid crystal layer in the immediate vicinity of the spacer surface is made lower than the electric field determined by the voltage between the electrodes formed on the substrate, so that the apparent appearance of the liquid crystal layer in the vicinity of the spacer surface is reduced. , The light leakage in this region can be reduced, and the contrast can be improved.

【0009】スペーサ周辺の領域でしきい値電圧が低下
する主要因として2点が挙げられる。まず、スペーサの
誘電率が液晶の誘電率よりも小さいと、電極間に印加さ
れる電界がスペーサ内では弱められ、スペーサ表面及び
近傍では強められることと、液晶分子の配向がスペーサ
によってしきい値電圧が低下するような配向へと乱され
ることである。前者のみの要因ならば、スペーサと液晶
の誘電率を等しくすることが、後者のみの要因ならば液
晶分子がスペーサ表面で垂直配向するような処理を施す
ことが手段として挙げられる。しかし、両者を解決する
には、しきい値電圧低下を抑制することが肝要である。
そこで、スペーサ周辺の液晶層に印加される電界を弱
め、しきい値電圧をむしろ増大させることにより、光漏
れを大幅に縮小することができる。このとき、スペーサ
周辺の領域の明るさは、他の領域の明るさと異なること
になるが、コントラストに悪影響を及ぼすのは周囲が暗
状態の中で光が漏れるときであり、しきい値電圧が高い
場合の周囲との透過率の差は、実用上、ほとんど無視で
きる程度である。
There are two main factors that cause the threshold voltage to decrease in the region around the spacer. First, if the dielectric constant of the spacer is smaller than the dielectric constant of the liquid crystal, the electric field applied between the electrodes is weakened in the spacer and strengthened on and around the spacer, and the alignment of the liquid crystal molecules is controlled by the spacer. It is disturbed to an orientation that reduces the voltage. If the former is the only factor, the dielectric constant of the spacer and the liquid crystal are made equal, and if the latter is the only factor, the liquid crystal molecules are processed to be vertically aligned on the spacer surface. However, in order to solve both of them, it is important to suppress a decrease in threshold voltage.
Therefore, light leakage can be significantly reduced by weakening the electric field applied to the liquid crystal layer around the spacer and rather increasing the threshold voltage. At this time, the brightness of the area around the spacer is different from the brightness of the other areas, but the adverse effect on the contrast is when light leaks while the surroundings are dark, and the threshold voltage is increased. The difference in transmittance from the surroundings when it is high is almost negligible in practical use.

【0010】スペーサと液晶の界面における電界は次式
で表わされる。
The electric field at the interface between the spacer and the liquid crystal is expressed by the following equation.

【0011】 E′=E0・3ε1/(2ε1+ε2) …(1) ここで、E′はスペーサと液晶の界面における電界、E
0は電極間の電圧で決まる電界、ε1は液晶の誘電率、
ε2はスペーサの誘電率を表わす。尚、液晶の誘電率
は、垂直方向成分(ε⊥)と水平方向成分(ε‖)の異
方性を有する。液晶分子が基板に完全に水平であればε
⊥が計測され、垂直であればε‖が計測される。ここで
は、しきい値電圧近傍であることから、ε1≒ε⊥と仮
定する。
E ′ = E0 · 3ε1 / (2ε1 + ε2) (1) where E ′ is the electric field at the interface between the spacer and the liquid crystal,
0 is the electric field determined by the voltage between the electrodes, ε1 is the dielectric constant of the liquid crystal,
ε2 represents the dielectric constant of the spacer. The dielectric constant of the liquid crystal has anisotropy of a vertical component (ε () and a horizontal component (ε‖). If the liquid crystal molecules are perfectly horizontal to the substrate, ε
⊥ is measured, and if vertical, ε で あ れ ば is measured. Here, since it is near the threshold voltage, it is assumed that ε1 ≒ ε⊥.

【0012】一方、スペーサ周辺部の光漏れ領域のしき
い値電圧について鋭意検討を重ねた結果、しきい値電圧
が低下する割合は、概ね10%以内であることが判明し
た。従って、スペーサ周辺の液晶に印加される電界を1
0%減じることで、ほぼしきい値電圧低下を抑制できる
と考える。上式より、E′≦0.9E0 とするには、ε
2≧4/3・ε1の条件を満たすことが必要であること
がわかる。
On the other hand, as a result of intensive studies on the threshold voltage of the light leakage region around the spacer, it has been found that the rate of decrease in the threshold voltage is generally within 10%. Therefore, the electric field applied to the liquid crystal around the spacer is 1
It is considered that the threshold voltage drop can be substantially suppressed by reducing 0%. From the above equation, to make E ′ ≦ 0.9E0, ε
It is understood that it is necessary to satisfy the condition of 2 ≧ 4/3 · ε1.

【0013】尚、プレチルトやスペーサ周辺の配向乱れ
等により液晶分子が立ち上がればε‖の成分が加味さ
れ、誘電率はε⊥より大きくなるので、より好ましくは
E′≦0.8E0となるようにε2≧3/2・ε1 とす
るか、もしくは平均誘電率(εave=(2ε⊥+ε‖)
/3)を定義し、ε2≧εaveとすればより確実で効果
的である。
When the liquid crystal molecules rise due to pretilt or disturbance of the alignment around the spacer, the component of ε‖ is added, and the dielectric constant becomes larger than ε⊥. Therefore, it is more preferable that E ′ ≦ 0.8E0. ε2 ≧ 3/2 · ε1 or average permittivity (εave = (2ε⊥ + ε‖)
/ 3) and ε2 ≧ εave is more reliable and effective.

【0014】上記の関係は、スペーサと用いる液晶材料
の誘電率の比で決定されるので、この条件を満たし、ギ
ャップ制御を可能とする程度の硬度を有するものであれ
ば、架橋性重合体等の有機物,溶融結晶型金属酸化物等
の無機物等々、スペーサ材料の制約はない。
Since the above relationship is determined by the ratio of the dielectric constant of the liquid crystal material used to the spacer, a cross-linkable polymer such as a cross-linkable polymer can be used as long as it satisfies this condition and has such a hardness that the gap can be controlled. There are no restrictions on the spacer material, such as organic substances and inorganic substances such as molten crystal type metal oxides.

【0015】また、高誘電率を有する材料をスペーサ母
材の表面に厚みを持たせて被覆することでも、同様の効
果を得ることが可能である。
The same effect can be obtained by covering the surface of the spacer base material with a thickness with a material having a high dielectric constant.

【0016】たとえば、液晶材料として(ε⊥=3.
6,εave=5.6)の材料特性,(ε⊥=4.1,εave
=7.5)の材料特性,(ε⊥=4.6,εave=8.3
)の材料特性,(ε⊥=4.0,εave =6.8)の材
料特性を有する液晶材料を用いるならば、スペーサ材料
としては、CaF2(ε=6.8),MgF2(ε=6.
5),Al23(ε=9.3),MgO(ε=9.7)等
の溶融結晶型金属酸化物を挙げることができる。これら
のスペーサは光不透過性を有するので、スペーサ内部の
光漏れを防止できる効果をも期待できる。また、ジビニ
ルベンゼン、ポリスルホン、ポリスチレン等でスペーサ
母材を構成し、その表面をポリふっ化ビニル(ε=6.
8〜8.5),シアノエチルプルラン(ε=18.5 )
等の高誘電率材料で被覆したスペーサが挙げられる。こ
のとき、被覆層は、薄膜では効果が薄いので、若干の厚
みが必要である。
For example, as a liquid crystal material (ε⊥ = 3.
6, εave = 5.6), (ε⊥ = 4.1, εave
= 7.5), (ε⊥ = 4.6, εave = 8.3)
) And the liquid crystal material having the material characteristics of (ε⊥ = 4.0, εave = 6.8), the spacer materials are CaF 2 (ε = 6.8) and MgF 2 (ε = 6.
5), a molten crystalline metal oxide such as Al 2 O 3 (ε = 9.3) and MgO (ε = 9.7). Since these spacers have light impermeability, an effect of preventing light leakage inside the spacers can be expected. The spacer base material is made of divinylbenzene, polysulfone, polystyrene, or the like, and the surface thereof is made of polyvinyl fluoride (ε = 6.
8-8.5), cyanoethyl pullulan (ε = 18.5)
And a spacer coated with a high dielectric constant material. At this time, the coating layer is required to have a small thickness because the effect is small in a thin film.

【0017】また、たとえば、シクロヘキシル基,シク
ロペンチル基,シクロブチル基,シクロプロピル基,ビ
シクロペンチル基,ビシクロオクチル基等を有する液晶
化合物で液晶材料を用い、ε⊥を2.7程度に低減すれ
ば、溶融性シリカ(ε=3.7)等のスペーサを用いるこ
とができる。架橋性重合体のスペーサは、たとえば、ジ
ビニルベンゼンを主成分とするスペーサの誘電率は約
3,ポリスチレンで2.6,ポリスルホンで3.2 程度
であるので、さらにε⊥を低減した液晶材料を用いる必
要がある。
For example, if a liquid crystal material is used as a liquid crystal compound having a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a cyclobutyl group, a cyclopropyl group, a bicyclopentyl group, a bicyclooctyl group and the like, and ε⊥ is reduced to about 2.7, Spacers such as fusible silica (ε = 3.7) can be used. As the spacer of the crosslinkable polymer, for example, the dielectric constant of the spacer containing divinylbenzene as a main component is about 3, that of polystyrene is about 2.6, and that of polysulfone is about 3.2. Must be used.

【0018】次に、本発明の具体的な実施形態につい
て、図面を参照して説明する。
Next, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明の液晶表示装置のビーズ近
辺の液晶層と及びビーズ内部の電界の状況を示す図であ
る。図1において液晶表示装置は、第一基板51と第二
基板52の間に液晶層54及びスペーサ50を挟持し
て、第二基板52は第一基板51とほぼ垂直に液晶層5
4に電界55を印加するためのマトリクスの電極41,
42を有し、液晶層54の厚みをほぼ一定にするようス
ペーサ50を介して積層されている構成である。
FIG. 1 is a diagram showing the state of a liquid crystal layer near beads and the state of an electric field inside the beads of the liquid crystal display device of the present invention. In FIG. 1, the liquid crystal display device has a liquid crystal layer 54 and a spacer 50 sandwiched between a first substrate 51 and a second substrate 52, and the second substrate 52 is substantially perpendicular to the first substrate 51.
4, a matrix electrode 41 for applying an electric field 55 to
The liquid crystal layer 54 is laminated via a spacer 50 so as to make the thickness of the liquid crystal layer 54 substantially constant.

【0020】ここで、スペーサの誘電率は、液晶材料の
誘電率の4/3倍以上の値を有している。そして、第一
基板上に形成された電極と第二基板上に形成された電極
間の液晶層に電界が印加された場合、電界55は、スペ
ーサ内で密になり、スペーサ表面近傍で粗になる。従っ
て、スペーサ表面近傍では電界が弱められるので、見か
け上、しきい値電圧が増大するようになる。このとき、
特に、ノーマリークローズ特性を有するSTN型液晶表
示装置においては、しきい値電圧増大は光透過率の上昇
を抑制するため、スペーサ周辺光漏れは抑制されること
になる。
Here, the dielectric constant of the spacer has a value that is at least 4/3 times the dielectric constant of the liquid crystal material. When an electric field is applied to the liquid crystal layer between the electrode formed on the first substrate and the electrode formed on the second substrate, the electric field 55 becomes dense in the spacer and coarsely near the spacer surface. Become. Accordingly, the electric field is weakened in the vicinity of the spacer surface, so that the threshold voltage apparently increases. At this time,
In particular, in an STN type liquid crystal display device having normally closed characteristics, an increase in threshold voltage suppresses an increase in light transmittance, so that light leakage around the spacer is suppressed.

【0021】以下、さらに本発明の特徴について詳説す
る。
Hereinafter, the features of the present invention will be described in more detail.

【0022】図2は、本発明の液晶表示装置の構成を示
す模式断面図である。上下の基板51,52は、XY電
極41,42と配向膜31,32とを備え、液晶層54
を挟持している。基板51は、カラーフィルタ61とブ
ラックマトリクス62,平坦化膜63を備えている。上
下の基板51,52上のXY電極41,42は駆動回路
91,92に接続され、上下の基板の外側には位相板2
1,22が置かれている。このとき、位相板21は位相
板22と基板52の間、あるいは位相板22と偏光板1
2との間にあるような配置でもよい。それらの外側には
偏光板11,12が置かれ、基板51の下方には光源8
1,導光体82,反射体83がある。なお、ここではプ
リズムシ−トを省略してあるが、正面方向の輝度向上の
ために、導光体82の上にプリズムシ−トが置かれるこ
ともある。上下の基板51,52はガラス製で、XY電
極41,42はITOからなる。配向膜31,32はポ
リイミド系高分子からなり、ラビング法により配向処理
されている。液晶層54は、誘電率の垂直方向成分ε⊥
が5.20 、水平方向成分ε‖が20.0で、Δnが0.
144(589nm,20℃)であるネマティック液晶
組成物に、カイラル剤を添加した混合物であり、ツイス
ト角は240度とした。上記カイラル剤は240度ツイ
ストさせるために必要な量(ここでは0.85重量%)を添
加している。溶融結晶型球状アルミナ粒子(誘電率9.
3 )を分級処理し、球径6.25μmで標準偏差0.4
8μmとしたものを基板上に散布し、液晶層厚6.2μ
mを得た。d・Δnは0.893μmである。下側偏光
板の偏光軸の方位角を80度,上側偏光板の偏光軸の方
位角を10度,下側位相板の遅相軸角度を110度,上
側位相板の遅相軸角度を70度,位相板のリタデーショ
ンを上下とも400nm(波長555nm)とした。こ
の液晶パネルにおいて、暗状態表示の際のスペーサ近傍
の光漏れは抑制され、コントラスト比が43:1であ
る、良好な画質を有する液晶表示装置を得た。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of the liquid crystal display device of the present invention. The upper and lower substrates 51 and 52 include XY electrodes 41 and 42 and alignment films 31 and 32, respectively.
Is sandwiched. The substrate 51 includes a color filter 61, a black matrix 62, and a flattening film 63. The XY electrodes 41 and 42 on the upper and lower substrates 51 and 52 are connected to drive circuits 91 and 92, and the phase plate 2 is provided outside the upper and lower substrates.
1 and 22 are placed. At this time, the phase plate 21 is located between the phase plate 22 and the substrate 52 or between the phase plate 22 and the polarizing plate 1.
2 may be arranged. Polarizing plates 11 and 12 are placed outside them, and a light source 8
1, a light guide 82 and a reflector 83. Although the prism sheet is omitted here, the prism sheet may be placed on the light guide 82 in order to improve the brightness in the front direction. The upper and lower substrates 51 and 52 are made of glass, and the XY electrodes 41 and 42 are made of ITO. The alignment films 31 and 32 are made of a polyimide polymer and are subjected to an alignment treatment by a rubbing method. The liquid crystal layer 54 has a vertical component ε⊥ of the dielectric constant.
Is 5.20, the horizontal component ε‖ is 20.0, and Δn is 0.2.
This mixture was prepared by adding a chiral agent to a nematic liquid crystal composition of 144 (589 nm, 20 ° C.), and the twist angle was 240 degrees. The above-mentioned chiral agent is added in an amount necessary for twisting 240 degrees (here, 0.85% by weight). Melted crystal type spherical alumina particles (dielectric constant 9.
3) Classified, a sphere diameter of 6.25 μm and a standard deviation of 0.4
The liquid crystal layer having a thickness of 8 μm was sprayed on the substrate, and the liquid crystal layer thickness was 6.2 μm.
m was obtained. d · Δn is 0.893 μm. The azimuth of the polarization axis of the lower polarizer is 80 degrees, the azimuth of the polarization axis of the upper polarizer is 10 degrees, the slow axis angle of the lower phase plate is 110 degrees, and the slow axis angle of the upper phase plate is 70 degrees. The retardation of the phase plate was set to 400 nm (wavelength: 555 nm) for both upper and lower sides. In this liquid crystal panel, light leakage near the spacer during dark state display was suppressed, and a liquid crystal display device having a good image quality with a contrast ratio of 43: 1 was obtained.

【0023】比較例として、ポリスチレン−ジビニルベ
ンゼン共重合体であるスペーサ(誘電率2.9 )を用い
て上記と同様にして液晶表示装置を得た。このとき、暗
状態表示の際のスペーサ近傍の光漏れは大きく、コント
ラスト比は20:1であった。
As a comparative example, a liquid crystal display device was obtained in the same manner as described above using a spacer (dielectric constant: 2.9) which was a polystyrene-divinylbenzene copolymer. At this time, light leakage near the spacer during the dark state display was large, and the contrast ratio was 20: 1.

【0024】液晶層54は、誘電率の垂直方向成分ε⊥
が3.7 、水平方向成分ε‖が10.6で、Δnが0.13
8(589nm,20℃)であるネマティック液晶組成
物に、カイラル剤を添加した混合物であり、ツイスト角
は220度とした。溶融結晶型球状アルミナ粒子(誘電
率9.3)を分級処理し、球径6.25μmで標準偏差
0.48μmとしたものを基板上に散布し、液晶層厚6.
2μmを得た。d・Δnは0.893μm である。下側
偏光板の偏光軸の方位角を80度,上側偏光板の偏光軸
の方位角を10度,下側位相板の遅相軸角度を110
度,上側位相板の遅相軸角度を70度,位相板のリタデ
ーションを上下とも400nm(波長555nm)とし
た。この液晶パネルにおいて、暗状態表示の際のスペー
サ近傍の光漏れは抑制され、コントラスト比が40:1
である、良好な画質を有する液晶表示装置を得た。
The liquid crystal layer 54 has a vertical component ε⊥ of the dielectric constant.
Is 3.7, the horizontal component ε‖ is 10.6, and Δn is 0.13.
8 (589 nm, 20 ° C.) is a mixture obtained by adding a chiral agent to a nematic liquid crystal composition having a twist angle of 220 degrees. The molten crystal type spherical alumina particles (dielectric constant: 9.3) were subjected to classification treatment, and those having a sphere diameter of 6.25 μm and a standard deviation of 0.48 μm were scattered on a substrate to give a liquid crystal layer thickness of 6.25 μm.
2 μm was obtained. d · Δn is 0.893 μm. The azimuth of the polarization axis of the lower polarizer is 80 degrees, the azimuth of the polarization axis of the upper polarizer is 10 degrees, and the slow axis angle of the lower phase plate is 110.
Degree, the slow axis angle of the upper phase plate was set to 70 degrees, and the retardation of the phase plate was set to 400 nm (wavelength: 555 nm) for both upper and lower sides. In this liquid crystal panel, light leakage near the spacer during dark state display is suppressed, and the contrast ratio is 40: 1.
That is, a liquid crystal display device having good image quality was obtained.

【0025】液晶層54は、誘電率の垂直方向成分ε⊥
が5.20 、水平方向成分ε‖が20.0で、Δnが0.
144(589nm,20℃)であるネマティック液晶
組成物に、カイラル剤を添加した混合物であり、ツイス
ト角は240度とした。上記カイラル剤は240度ツイ
ストさせるために必要な量(ここでは0.85 重量%)
を添加している。ジビニルベンゼン−ポリスチレン共重
合体からなる球径5.9μm の粒子を、シアノエチルプ
ルラン50%溶液(溶媒は9:1重量比アセトン−DM
F)に浸漬し、取り出した後に120℃4時間乾燥によ
り、球径6.3μmとしたスペーサを基板上に散布し、
液晶層厚6.2μmを得た。d・Δnは0.893μm
である。下側偏光板の偏光軸の方位角を80度,上側偏
光板の偏光軸の方位角を10度,下側位相板の遅相軸角
度を110度,上側位相板の遅相軸角度を70度,位相
板のリタデーションを上下とも400nm(波長555
nm)とした。この液晶パネルにおいて、暗状態表示の
際のスペーサ近傍の光漏れは抑制され、コントラスト比
が35:1である、良好な画質を有する液晶表示装置を
得た。なお、本発明においては、スペーサ母材を高誘電
率重合体の高濃度溶液に浸漬する方法を用いたが、たと
えば、スペーサ母材存在下で高誘電率重合性単量体を重
合させることにより、スペーサ表面に高誘電率樹脂層を
形成させる方法、あるいはスペーサ母材表面にビニル基
を導入し、これを起点として高誘電率重合性単量体を側
鎖に持つ重合性ビニル単量体を重合する等、スペーサ母
材の表面と化学結合を介して高誘電率の樹脂層を導入す
る方法でもよい。
The liquid crystal layer 54 has a vertical component ε⊥ of the dielectric constant.
Is 5.20, the horizontal component ε‖ is 20.0, and Δn is 0.2.
This mixture was prepared by adding a chiral agent to a nematic liquid crystal composition of 144 (589 nm, 20 ° C.), and the twist angle was 240 degrees. The amount of the chiral agent required for twisting 240 degrees (0.85% by weight here)
Is added. Particles having a sphere diameter of 5.9 μm made of a divinylbenzene-polystyrene copolymer were mixed with a 50% solution of cyanoethyl pullulan (solvent was 9: 1 by weight acetone-DM).
F), and after taking out, drying at 120 ° C. for 4 hours, a spacer having a sphere diameter of 6.3 μm was sprayed on the substrate,
A liquid crystal layer thickness of 6.2 μm was obtained. d · Δn is 0.893 μm
It is. The azimuth of the polarization axis of the lower polarizer is 80 degrees, the azimuth of the polarization axis of the upper polarizer is 10 degrees, the slow axis angle of the lower phase plate is 110 degrees, and the slow axis angle of the upper phase plate is 70 degrees. And the retardation of the phase plate are both 400 nm (wavelength 555
nm). In this liquid crystal panel, light leakage near the spacer during dark state display was suppressed, and a liquid crystal display device having a good image quality and a contrast ratio of 35: 1 was obtained. In the present invention, a method of immersing the spacer base material in a high-concentration solution of a high dielectric constant polymer was used.For example, by polymerizing a high dielectric constant polymerizable monomer in the presence of the spacer base material. , A method of forming a high dielectric constant resin layer on the spacer surface, or a method of introducing a vinyl group on the surface of the spacer base material, and starting with the polymerizable vinyl monomer having a high dielectric constant polymerizable monomer in the side chain. A method of introducing a resin layer having a high dielectric constant through chemical bonding with the surface of the spacer base material, such as polymerization, may be used.

【0026】[0026]

【発明の効果】スペーサ表面近傍の液晶層に印加される
電界が少なくとも10%低減するように、スペーサの誘
電率を液晶材料の誘電率よりも高誘電率とする。これに
より、スペーサ周辺領域における、しきい値電圧低下に
伴う光漏れを抑制し、高いコントラスト比を有する液晶
表示装置を提供でき、特に良好な表示特性を有するノー
マリークローズ型液晶表示装置を提供できる。
The dielectric constant of the spacer is made higher than that of the liquid crystal material so that the electric field applied to the liquid crystal layer near the spacer surface is reduced by at least 10%. Accordingly, light leakage due to a decrease in threshold voltage in the region around the spacer can be suppressed, and a liquid crystal display device having a high contrast ratio can be provided. A normally closed liquid crystal display device having particularly good display characteristics can be provided. .

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

【図1】本発明の液晶表示装置のビーズ近辺の液晶層と
及びビーズ内部の電界の状況を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a liquid crystal layer near beads and a state of an electric field inside the beads of the liquid crystal display device of the present invention.

【図2】本発明の液晶表示装置の構成を示す模式断面
図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12…偏光板、21,22…位相板、31,32
…配向膜、41,42…電極、50…スペーサ、51,
52…基板、54…液晶層、55…電界、61…カラー
フィルタ、62…ブラックマトリクス、63…平坦化
膜、81…光源、82…導光体、83…反射体、91,
92…駆動回路。
11, 12 ... polarizing plate, 21, 22 ... phase plate, 31, 32
... Orientation film, 41, 42 ... Electrode, 50 ... Spacer, 51,
52: substrate, 54: liquid crystal layer, 55: electric field, 61: color filter, 62: black matrix, 63: flattening film, 81: light source, 82: light guide, 83: reflector, 91,
92 ... Drive circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒谷 介和 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 菊地 直樹 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor, Kazuwa Araya 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor, Naoki Kikuchi 3300, Hayano, Mobara City, Chiba Hitachi, Ltd. Electronic Device Division

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のスペーサを介して所定の間隔を持っ
て配置され、それぞれの対向面に電極を設けた一対の基
板と、前記一対の基板に挾持された所定の厚さからなる
液晶層を有する液晶表示装置において、 前記複数のスペーサは、前記液晶層の液晶材料の誘電率
垂直方向成分に比べ、4/3倍以上の誘電率を有するこ
とを特徴とする液晶表示装置。
1. A pair of substrates arranged at a predetermined interval via a plurality of spacers and provided with electrodes on respective opposing surfaces, and a liquid crystal layer having a predetermined thickness sandwiched between the pair of substrates. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the plurality of spacers have a dielectric constant that is at least 4/3 times as large as a vertical component of a dielectric constant of a liquid crystal material of the liquid crystal layer.
【請求項2】請求項1において、前記複数のスペーサ
は、前記液晶層の液晶材料の平均誘電率よりも大きい誘
電率を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the plurality of spacers have a dielectric constant larger than an average dielectric constant of a liquid crystal material of the liquid crystal layer.
【請求項3】複数のスペーサを介して所定の間隔を持っ
て配置され、それぞれの対向面に電極を設けた一対の基
板と、前記一対の基板に挾持された所定の厚さからなる
液晶層を有する液晶表示装置において、 前記複数のスペーサの少なくとも一部は、その表面の少
なくとも一部に前記液晶の平均誘電率よりも大きい誘電
率の層を有していることを特徴とする液晶表示装置。
3. A pair of substrates arranged at a predetermined interval via a plurality of spacers, each having an electrode on its opposing surface, and a liquid crystal layer having a predetermined thickness sandwiched between the pair of substrates. Wherein at least a part of the plurality of spacers has a layer having a dielectric constant larger than an average dielectric constant of the liquid crystal on at least a part of the surface thereof. .
【請求項4】請求項3において、前記複数のスペーサの
うち、その表面の少なくとも一部に前記液晶の平均誘電
率よりも大きい誘電率の層を有しているスペーサのその
表面の層は、重合体を含むことを特徴とする液晶表示装
置。
4. The spacer according to claim 3, wherein at least a part of the surface of the plurality of spacers has a layer having a dielectric constant larger than the average dielectric constant of the liquid crystal, A liquid crystal display device comprising a polymer.
【請求項5】請求項1,2,3,4において、 前記液晶層はツイスト角が200〜270度であるツイ
ステッドネマティック液晶で形成され、前記一対の基板
の対向面には配向膜が形成され、前記一対の基板を挾持
するように前記一対の偏光板が形成され、その偏光板の
吸収軸と前記配向膜の配向軸をノーマリークロ−ズ特性
を有するように形成したことを特徴とする液晶表示装
置。
5. The liquid crystal layer according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is formed of a twisted nematic liquid crystal having a twist angle of 200 to 270 degrees, and an alignment film is formed on a pair of substrates facing each other. A liquid crystal display, wherein the pair of polarizing plates are formed so as to sandwich the pair of substrates, and the absorption axis of the polarizing plate and the alignment axis of the alignment film have normally closed characteristics. apparatus.
JP9008298A 1997-01-21 1997-01-21 Liquid crystal display device Pending JPH10206860A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9008298A JPH10206860A (en) 1997-01-21 1997-01-21 Liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9008298A JPH10206860A (en) 1997-01-21 1997-01-21 Liquid crystal display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10206860A true JPH10206860A (en) 1998-08-07

Family

ID=11689258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9008298A Pending JPH10206860A (en) 1997-01-21 1997-01-21 Liquid crystal display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10206860A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6411360B1 (en) * 1999-06-18 2002-06-25 Hitachi, Ltd. Inplane switching type liquid crystal display with alignment layer formed on columnar spacer directly

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6411360B1 (en) * 1999-06-18 2002-06-25 Hitachi, Ltd. Inplane switching type liquid crystal display with alignment layer formed on columnar spacer directly
KR100375240B1 (en) * 1999-06-18 2003-03-08 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Liquid Crystal Display Device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5396356A (en) Color liquid crystal device with non-driving electrodes under the sealant for providing an even cell gap
JPH09105925A (en) Liquid crystal display device and its production
JPH10282498A (en) Liquid crystal display panel and liquid crystal display device
JPH11194353A (en) Active matrix liquid crystal display device
JP3824275B2 (en) Liquid crystal display
JPH07191313A (en) Liquid crystal display device
JPH11305256A (en) Active matrix type liquid crystal display device
JP4100941B2 (en) Manufacturing method of liquid crystal display device
JP5323276B2 (en) Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
JP3061119B2 (en) Liquid crystal display
JP3367901B2 (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing liquid crystal display device
JPH10206860A (en) Liquid crystal display device
JP3395884B2 (en) Liquid crystal display panel and method of manufacturing the same
JPH07114020A (en) Liquid crystal display element
JPH08201761A (en) Liquid crystal display element
JP4103207B2 (en) Liquid crystal display
JPH07120764A (en) Liquid crystal display panel and its production
JPH0854629A (en) Liquid crystal display element and its production
JP3303766B2 (en) Liquid crystal display
EP1116986A1 (en) Reflection liquid crystal display
JP3131508B2 (en) Liquid crystal display
JPH10232401A (en) Liquid crystal display device
JPH112816A (en) Liquid crystal display element and its manufacture
JP3210652B2 (en) Liquid crystal display panel manufacturing method
JPH10142591A (en) Liquid crystal display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050330

A977 Report on retrieval

Effective date: 20060929

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20061010

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070306