JP2007121490A - Liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
Translated fromJapanese本発明は、液晶表示素子に関し、特に、車載用途にも使用可能なＶＡモード液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display element, and more particularly to a VA mode liquid crystal display element that can be used for in-vehicle applications.
一般に、透過型の液晶表示素子は、所定の方向に配向した数μｍ程度の極薄い液晶層と、この液晶層を挟持する透明な一対の薄い基板と、さらに、この基板を挟持して偏光子および検光子を構成する一対の偏光板とを有する。ここで、液晶層が設けられる側の基板面には、所定の形状にパターニングされた電極が形成されている。そして、この電極を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化して、液晶表示素子を透過する光の量または波長が変わる。これにより、所望の表示を行うことが可能となる。 In general, a transmissive liquid crystal display element includes an extremely thin liquid crystal layer of about several μm oriented in a predetermined direction, a pair of transparent thin substrates that sandwich the liquid crystal layer, and a polarizer that sandwiches the substrate. And a pair of polarizing plates constituting the analyzer. Here, an electrode patterned in a predetermined shape is formed on the substrate surface on the side where the liquid crystal layer is provided. When a voltage is applied to the liquid crystal layer through this electrode, the alignment of the liquid crystal changes, and the amount or wavelength of light transmitted through the liquid crystal display element changes. Thereby, a desired display can be performed.
このように、液晶表示素子は、比較的単純な構造からなっている。また、構成部材の選択によって薄型化および軽量化が容易であり、また、低電圧での駆動も可能であることから、近年では、民生用のみならず車載用の表示素子としても盛んに利用されている。 Thus, the liquid crystal display element has a relatively simple structure. In addition, since it is easy to reduce the thickness and weight by selecting components, and it is possible to drive at a low voltage, in recent years, it has been actively used as a display element for in-vehicle use as well as consumer use. ing.
ところで、液晶表示素子は、液晶層の初期配向状態並びに電圧印加時の動作状態および配向状態などから、いくつかのモードに分類される。例えば、液晶テレビや、自動車などの車両のインストルメントパネルなどいわゆる車載用に利用される液晶表示素子には、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが用いられる（例えば、特許文献１および２参照。）。ＶＡモードは、正面から見たときのコントラスト比が高く、また、視野角が広いことから、視認性に優れたモードである。 By the way, liquid crystal display elements are classified into several modes based on the initial alignment state of the liquid crystal layer, the operation state and the alignment state when a voltage is applied, and the like. For example, a VA (Vertical Alignment) mode is used for so-called in-vehicle liquid crystal display elements such as liquid crystal televisions and instrument panels of vehicles such as automobiles (see, for example,
ＶＡモードは、一対の基板間に、初期配向状態が基板と概ね垂直（垂直配向）な負の誘電率異方性（△ε）を有する液晶層を挟持し、さらに、この基板を、通常はクロスニコルを構成するように配置した一対の偏光板で挟持することによって構成される。そして、基板面に形成された電極を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化して、液晶層が電界に対して垂直、すなわち、液晶の配向方向が基板と平行になる。これにより、電圧を印加した部分と印加していない部分とで、液晶の屈折率異方性（Δｎ）と液晶層厚（ｄ）との積（△ｎ・ｄ）によって定まる光の透過特性、特に、色味に違いが生じる。この違いを利用することによって、所望の表示を行うことができる。 In the VA mode, a liquid crystal layer having a negative dielectric anisotropy (Δε) whose initial alignment state is substantially perpendicular to the substrate (vertical alignment) is sandwiched between a pair of substrates. It is comprised by pinching with a pair of polarizing plate arrange | positioned so that cross Nicole may be comprised. When a voltage is applied to the liquid crystal layer through the electrode formed on the substrate surface, the alignment of the liquid crystal changes, and the liquid crystal layer is perpendicular to the electric field, that is, the alignment direction of the liquid crystal is parallel to the substrate. Thereby, the light transmission characteristics determined by the product (Δn · d) of the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness (d) in the portion where the voltage is applied and the portion where the voltage is not applied, In particular, a difference occurs in color. By utilizing this difference, a desired display can be performed.
上述したように、ＶＡモードでは、電圧無印加時に、液晶層がそれを挟持する一対の基板に対し略垂直な配向をしている。そのため、液晶セルの法線方向に平行な視角方向については良好な黒表示が得られ、高いコントラスト比の画像表示が実現できる。 As described above, in the VA mode, when no voltage is applied, the liquid crystal layer is oriented substantially perpendicular to the pair of substrates that sandwich the liquid crystal layer. Therefore, a good black display can be obtained in the viewing angle direction parallel to the normal direction of the liquid crystal cell, and an image display with a high contrast ratio can be realized.
しかし、垂直配向する液晶のリタデーション値は方向によって変化しており、液晶層のリタデーション値には視角依存性がある。従って、視角を変化させて、液晶セルの法線方向に対して斜め方向から観察した場合には、液晶層のリタデーション値の視角依存性に起因して光漏れが観測され、表示画像のコントラスト比が低下する。 However, the retardation value of the vertically aligned liquid crystal changes depending on the direction, and the retardation value of the liquid crystal layer has a viewing angle dependency. Therefore, when the viewing angle is changed and observed from an oblique direction with respect to the normal direction of the liquid crystal cell, light leakage is observed due to the viewing angle dependency of the retardation value of the liquid crystal layer, and the contrast ratio of the display image is observed. Decreases.
また、偏光板の特性にも視角依存性が見られる。このため、液晶層の視角依存性と偏光板自身の視角依存性とが重なり合うことによって、ＶＡモードの互いに直交配置された偏光板の吸収軸から角度４５度ずれた方向を中心に、顕著な光漏れ現象が発生する。これにより、一対の偏光板それぞれの吸収軸から４５度ずれた方向を中心として、視角特性が低下した領域が現れる。 Further, the viewing angle dependency is also seen in the characteristics of the polarizing plate. For this reason, when the viewing angle dependency of the liquid crystal layer and the viewing angle dependency of the polarizing plate itself overlap, remarkable light is focused on the direction shifted by 45 degrees from the absorption axis of the polarizing plates arranged orthogonal to each other in the VA mode. Leakage phenomenon occurs. As a result, a region where the viewing angle characteristic is deteriorated appears around a direction shifted by 45 degrees from the absorption axis of each of the pair of polarizing plates.
その結果、ＶＡモードでは、一定の領域で表示画像のコントラスト比が低下し、ひいては表示性能が低下するという問題があった。 As a result, in the VA mode, there is a problem that the contrast ratio of the display image is lowered in a certain region, and consequently the display performance is lowered.
こうした問題を解決する手段としては、液晶表示素子に位相差補償層を設けることが考えられる。位相差補償層は、電圧無印加時に概ね垂直に配向している液晶層から斜め方向に出射する光が受けるリタデーションを補償するように機能する。したがって、位相差補償層を設けることによって、偏光板自体の特性による視角依存性および液晶層のリタデーション値の視角依存性を補償して、ＶＡモードの視角依存性を低減することが可能となる。 As a means for solving such a problem, it is conceivable to provide a phase difference compensation layer in the liquid crystal display element. The phase difference compensation layer functions to compensate for retardation received by light emitted obliquely from a liquid crystal layer that is aligned substantially vertically when no voltage is applied. Therefore, by providing the phase difference compensation layer, it is possible to compensate for the viewing angle dependency due to the characteristics of the polarizing plate itself and the viewing angle dependency of the retardation value of the liquid crystal layer, thereby reducing the viewing angle dependency of the VA mode.
こうして視角依存性の低減されたＶＡモードは、より高いコントラスト比とより広い視角特性などが評価され、高画質が要求される液晶ＴＶ等の民生用途として盛んに利用されるようになっている。そして、さらには、車載用途にも採用が求められる状況となっている。 Thus, the VA mode with reduced viewing angle dependency is evaluated for its higher contrast ratio and wider viewing angle characteristics, and is actively used for consumer applications such as liquid crystal TVs that require high image quality. Furthermore, it is in a situation where adoption is also required for in-vehicle use.
しかしながら、車載用途では新たな課題の発生が問題となっている。すなわち、車載用途では、炎天下で窓が閉め切られた環境下での使用など、民生用途より広い温度範囲で使用可能であることが要件となる。一方、位相差補償層を用いたＶＡモードでは、広い温度域、特に液晶層のリタデーション値が低下する高温側に広い温度域において、十分な特性を発揮することができず、上述した一定領域での光漏れを十分に抑制することができなくなるという問題があった。 However, the generation of new problems has become a problem in in-vehicle applications. That is, in the in-vehicle application, it is a requirement that it can be used in a wider temperature range than the consumer application, such as use in an environment where the window is closed under the sun. On the other hand, in the VA mode using the phase difference compensation layer, sufficient characteristics cannot be exhibited in a wide temperature range, particularly in a wide temperature range on the high temperature side where the retardation value of the liquid crystal layer is lowered. There is a problem that it becomes impossible to sufficiently suppress light leakage.
特に、液晶層のリタデーション値が、位相差補償層のリタデーション値より小さくなるような高温の条件下では、一定領域での光漏れの増大による黒表示性能の低下およびコントラスト比の低下が起こることによって視角特性の低下が顕著となる。 In particular, under high temperature conditions where the retardation value of the liquid crystal layer is smaller than the retardation value of the retardation compensation layer, the black display performance and contrast ratio decrease due to increased light leakage in a certain region. The reduction in viewing angle characteristics becomes significant.
本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、高温域下での光漏れを低減して、優れたコントラスト比の表示と視角特性を実現できる液晶表示素子を提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems. That is, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of reducing light leakage under a high temperature range and realizing an excellent contrast ratio display and viewing angle characteristics.
本発明の他の目的および利点は以下の記載から明らかとなるであろう。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
本発明は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を備えた液晶セルと、この液晶セルを挟持し、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が９０°±５°になるように配置された一対の偏光板と、この一対の偏光板の少なくとも一方と液晶セルとの間に設けられた位相差補償層とを有する液晶表示素子において、位相差補償層の６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいことを特徴とするものである。 The present invention provides a liquid crystal cell having a liquid crystal layer composed of a liquid crystal having negative dielectric anisotropy sandwiched between a pair of substrates whose surfaces are each subjected to vertical alignment treatment, and one polarizing plate sandwiching the liquid crystal cell A pair of polarizing plates arranged so that the crossing angle between the absorption axis of the first polarizing plate and the absorption axis of the other polarizing plate is 90 ° ± 5 °, and provided between at least one of the pair of polarizing plates and the liquid crystal cell In the liquid crystal display element having the obtained retardation compensation layer, the retardation value at 60 ° C. of the retardation compensation layer is 3% to 25% smaller than the retardation value at 25 ° C.
本発明において、位相差補償層は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および前記液晶セルの厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間で、ｎｘとｎｙは実質的に等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きいという関係が成立するものとすることができる。In the present invention, the phase difference compensating layer which has a refractive index anisotropy, x-axis, y-axis and the a thickness direction of the liquid crystal cell z-axis direction of the principal refractive indices nx mutuallyorthogonal, ny and It can be assumed that a relationship is established betweennz , wherenx andny are substantially equal andnx andny are greater thannz .
また、本発明において、位相差補償層は、屈折率異方性を有し、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セルの厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間で、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きいという関係が成立する層を２つ組み合わせて構成されており、これら２つの層を合成したときの主屈折率ｎｘ′、ｎｙ′およびｎｚ′の間に、ｎｘ′とｎｙ′が実質的に等しく且つｎｘ′とｎｙ′はｎｚ′より大きいという関係が成立するものとすることもできる。この場合、位相差補償層を構成する２つの層の内の一方の層の遅相軸と、他方の層の進相軸とが一致していることが好ましい。Further, in the present invention, the retardation compensation layer has refractive index anisotropy, and the main refractive indices nx and ny in the direction of the x-axis, y-axis and z-axis which is the thickness direction of the liquid crystal cell, which are orthogonal to each other during the in and nz, ny and nz are equal and nx is composed by combining two layers relationship larger ny and nz is satisfied, upon combining these two layers Between the main refractive indicesnx ',ny ' andnz ', a relation is established thatnx ' andny 'are substantially equal andnx ' andny 'are greater thannz '. It can also be. In this case, it is preferable that the slow axis of one of the two layers constituting the retardation compensation layer coincides with the fast axis of the other layer.
さらに、本発明において、位相差補償層は、屈折率異方性を有し、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セルの厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚとの間に、ｎｘとｎｙは実質的に等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きいという関係が成立する層と、屈折率異方性を有し、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きいという関係が成立する層とを含む複数の層からなるものとすることもできる。Furthermore, in the present invention, the retardation compensation layer has refractive index anisotropy, and the main refractive indexes nx and ny in the direction of the x-axis, y-axis and z-axis which is the thickness direction of the liquid crystal cell, which are orthogonal to each other and between then z,n x andn y has a layer substantially equal andn x andn y are relationship greater thann z is satisfied, the refractive index anisotropy,n y and n It can also be composed of a plurality of layers including layers in whichz is equal and nx is in the relationship of ny and greater thannz .
そして、本発明における液晶表示素子は、パッシブマトリクス型の液晶表示素子とすることができる。 The liquid crystal display element in the present invention can be a passive matrix liquid crystal display element.
本発明によれば、位相差補償層の６０℃でのリタデーション値を２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さくすることによって、高温条件下で黒表示をしたときにおける一定領域での光漏れを抑制し、視角特性に優れた高コントラスト比の画像表示を可能とすることができる。 According to the present invention, the retardation value at 60 ° C. of the retardation compensation layer is made 3% to 25% smaller than the retardation value at 25 ° C., so that light in a certain region when black display is performed under high temperature conditions. Leakage can be suppressed and high contrast ratio image display with excellent viewing angle characteristics can be achieved.
実施の形態１．
図１は、本実施の形態における液晶表示素子１の部分断面図である。尚、液晶表示素子１は、ＶＡモード液晶表示素子であるとする。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a liquid
図１において、液晶表示素子１は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板（図示せず）に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を有する液晶セル２と、液晶セル２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対の視認者側偏光板（以下、Ｆ偏光板と称する。）３および反視認者側偏光板（以下、Ｒ偏光板と称する。）４と、Ｆ偏光板３と液晶セル２との間に設けられた位相差補償層５とを有する。尚、クロスニコル配置とは、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が９０°±５°になるような配置を言う（以下、本明細書において同じ。）。 In FIG. 1, a liquid
位相差補償層５の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差補償層５として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。 The temperature compensation performance of the phase
また、位相差補償層５として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。 Moreover, it is more preferable to use the
さらに、位相差補償層５は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間で、ｎｘとｎｙが等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きい（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。Further, the phase
次に、図２（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、液晶表示素子１の光学仕様の一例について説明する。尚、図２（ａ）は図１のＦ偏光板３に、図２（ｂ）は図１の位相差補償層５に、図２（ｃ）は図１の液晶セル２に、図２（ｄ）は図１のＲ偏光板４にそれぞれ対応する。また、この例では、位相差補償層５は、２５℃で２７０ｎｍのリタデーション値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、液晶セル２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。 Next, an example of the optical specifications of the liquid
図２（ａ）で、Ｆ偏光板３に示された矢印６は、Ｆ偏光板３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図２（ｃ）および（ｄ）についても同様。）。同様に、図２（ｄ）で、Ｒ偏光板４に示された矢印７は、Ｒ偏光板４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。 In FIG. 2A, the arrow 6 indicated on the
また、図２（ｃ）で、液晶セル２に示された矢印８は、液晶層を挟持する視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。同様に、液晶セル２に示された矢印９は、液晶層を挟持する反視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。 Further, in FIG. 2C, the arrow 8 shown in the
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印８，９と平行な方向に配向を変化させる。そして、数字は、電圧印加時に液晶が略水平に配向したときの液晶の方位角を、水平方向を基準（０度）として示したものである。 When a voltage is applied, the liquid crystal changes its alignment from the vertical alignment state in a direction parallel to the
次に、液晶表示素子１の製造方法の一例について説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the liquid
まず、一対のガラス基板の上に、所望の画像表示ができるようにパターニングされた電極層を設ける。電極層は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極とすることができる。 First, an electrode layer patterned so as to display a desired image is provided on a pair of glass substrates. The electrode layer can be, for example, an ITO (Indium Tin Oxide) electrode.
次いで、ガラス基板の上に、電極層を被覆するようにして絶縁膜を設ける。絶縁膜は、例えば、ゾル−ゲル法によって形成されたＳｉＯ２−ＴｉＯ２からなる膜とすることができる。Next, an insulating film is provided on the glass substrate so as to cover the electrode layer. The insulating film can be, for example, a film made of SiO2 —TiO2 formed by a sol-gel method.
次に、液晶層において、液晶が初期配向状態として垂直に配向するように配向膜を形成する。例えば、ＪＳＲ株式会社製の配向膜材料（商品名：ＪＡＬＳ−２０２１）をフレキソ印刷法にて成膜し、基板を１８０℃で焼成することによって、厚さ６００Å程度の配向膜を形成することができる。次いで、配向膜の表面にラビング処理を施して、上記した電界印加時の液晶の動作方向を定める。 Next, an alignment film is formed in the liquid crystal layer so that the liquid crystal is vertically aligned as an initial alignment state. For example, an alignment film having a thickness of about 600 mm can be formed by forming an alignment film material (trade name: JALS-2021) manufactured by JSR Corporation by flexographic printing and baking the substrate at 180 ° C. it can. Next, a rubbing process is performed on the surface of the alignment film to determine the operation direction of the liquid crystal when the electric field is applied.
次に、配向膜の形成工程までを終えた基板によって、液晶層を挟み込む。この際、例えば、樹脂スペーサを用いることによって、基板の間の距離（ｄ）を一定に保つことができる。また、液晶層としては、例えば、屈折率異方性（Δｎ）が０．０８７５であるものを用いることができる。この場合、ｄ＝４μｍとすると、液晶表示素子１のリタデーション（Δｎ・ｄ）は３５０ｎｍとなる。 Next, the liquid crystal layer is sandwiched between the substrates after the alignment film formation step. At this time, for example, the distance (d) between the substrates can be kept constant by using a resin spacer. As the liquid crystal layer, for example, a liquid crystal layer having a refractive index anisotropy (Δn) of 0.0875 can be used. In this case, when d = 4 μm, the retardation (Δn · d) of the liquid
次に位相差補償層を設ける。具体的には、液晶セル２の視認者側の面に一軸フィルムを配置する。この際、たとえば、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて形成した一軸フィルムを、温度補償機能を備えた位相差補償層として使用することができる。 Next, a retardation compensation layer is provided. Specifically, a uniaxial film is disposed on the viewer side surface of the
次に、偏光板３，４の設置を行う。具体的には、位相差補償層５が設けられた液晶セル２を挟持して、偏光板３，４がクロスニコル配置となるように貼り付ける。 Next, the
尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子１は、パッシブマトリクス構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、ＴＦＴ等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。 Although not shown in detail, the liquid
次に、本実施の形態の液晶表示素子１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。 Next, an example of the result of evaluating the light leakage phenomenon that occurs at each temperature of room temperature (25 ° C.), 40 ° C., and 60 ° C. in the liquid
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差補償層を用いた以外は液晶表示素子１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子１と同じとした。 For comparison, a VA mode liquid crystal display element having the same structure as that of the liquid
図３（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子１について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図３（ａ）は２５℃での評価結果、図３（ｂ）は４０℃での評価結果、図３（ｃ）は６０℃での評価結果である。尚、評価は、シンテック株式会社製のシュミレーションソフト（ＬＣＤ ＭＡＳＴＥＲ Ｖｅｒ．６．１４）を用いて行っている。（以下、本明細書において同じ。） 3A to 3C show the viewing angle characteristics of the transmittance in the black display when the liquid
また、図４（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子１の比較例について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図４（ａ）は２５℃での評価結果、図４（ｂ）は４０℃での評価結果、図４（ｃ）は６０℃での評価結果である。 4A to 4C show the viewing angle characteristics of transmittance in black display when the liquid
尚、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、半径方向は０度から８０度までの視角（表示面法線からの傾き角）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．１％、０．５％および１．０％である領域であって、それぞれ光漏れの起きている領域の位置および大きさを示している。したがって、これらの図を比較することによって、各温度における液晶表示素子１の光漏れの状況を評価することができる。 In FIGS. 3A to 3C and FIGS. 4A to 4C, the surrounding numbers are azimuth angles (angles in the display surface), and the radial direction is a viewing angle from 0 degrees to 80 degrees. (Inclination angle from display surface normal). In addition, the area surrounded by the curve in the figure is an area where the transmittance is 0.1%, 0.5% and 1.0%, and the position and size of the area where light leakage occurs, respectively. Is shown. Therefore, the situation of light leakage of the liquid
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子１の比較例では、透過率１．０％の領域は、２５℃から４０℃、さらに６０℃と高温になるにしたがって広がっており、温度とともに光漏れが顕著となることが分かる。 As shown in FIGS. 4A to 4C, in the comparative example of the liquid
これに対して、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子１では、２５℃、４０℃および６０℃の各温度条件で評価した透過率の視角特性に殆ど変化は見られない。このことは、温度補償機能を備えた温度補償型位相差補償層を用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。 On the other hand, as shown in FIGS. 3A to 3C, the liquid
次に、本実施の形態における液晶表示素子１の別の例について述べる。 Next, another example of the liquid
位相差補償層５は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙは若干大きさが異なり且つｎｘとｎｙはｎｚより大きいという関係が成立する。The phase
具体的には、液晶表示素子１における液晶層の厚みを用いて、ＲｏをＲｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×液晶層厚、ＲｔｈをＲｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×液晶層厚とそれぞれ定義し、Ｒｏ＝５０ｎｍ、Ｒｔｈ＝２５０ｎｍとする。図５（ａ）〜（ｃ）は、このようなＲｏ値とＲｔｈ値を持つ液晶表示素子１について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図５（ａ）は２５℃での評価結果、図５（ｂ）は４０℃での評価結果、図５（ｃ）は６０℃での評価結果である。Specifically, by using the thickness of the liquid crystal layer in the liquid
また、図６（ａ）〜（ｃ）は、Ｒｏ＝５０ｎｍ、Ｒｔｈ＝２５０ｎｍである液晶表示素子１の比較例について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図６（ａ）は２５℃での評価結果、図６（ｂ）は４０℃での評価結果、図６（ｃ）は６０℃での評価結果である。FIGS. 6A to 6C show the viewing angle characteristics of the transmittance in black display at the time of initial vertical alignment of the liquid crystal for the comparative example of the liquid
尚、図５（ａ）〜（ｃ）および図６（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、半径方向は０度から８０度までの視角（表示面法線からの傾き角）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．０５％である領域であって、それぞれ光漏れの起きている領域の位置および大きさを示している。したがって、これらの図を比較することによって、各温度における液晶表示素子１の光漏れの状況を評価することができる。 In FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A to 6C, the surrounding numbers are azimuth angles (angles within the display surface), and the radial direction is a viewing angle from 0 degrees to 80 degrees. (Inclination angle from display surface normal). In addition, the region surrounded by the curve in the figure is a region where the transmittance is 0.05%, and shows the position and size of the region where light leakage occurs. Therefore, the situation of light leakage of the liquid
図５（ｃ）と図６（ｃ）を比較すると、６０℃において、液晶表示素子１における透過率０．０５％の領域は比較例より小さい。したがって、本実施の形態によれば、高温時の光漏れが抑制されていることが分かる。このことは、温度補償機能を備えた温度補償型位相差補償層を用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。 Comparing FIG. 5C and FIG. 6C, at 60 ° C., the area of the liquid
図７は、本実施の形態における他の例である液晶表示素子１１の部分断面図である。 FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal display element 11 which is another example of the present embodiment.
図７において、液晶表示素子１１は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板（図示せず）に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を有する液晶セル１２と、液晶セル１２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対のＦ偏光板１３およびＲ偏光板１４と、Ｆ偏光板１３と液晶セル１２との間に設けられた位相差フィルム１５と、Ｒ偏光板１４と液晶セル１２との間に設けられた位相差フィルム１６とを有する。 In FIG. 7, a liquid crystal display element 11 includes a
液晶表示素子１１では、位相差フィルム１５および位相差フィルム１６によって位相差補償層を構成している。位相差フィルム１５，１６の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差フィルム１５，１６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。 In the liquid crystal display element 11, the
また、位相差フィルム１５，１６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子１１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。 Moreover, it is more preferable to use the
さらに、液晶表示素子１１においては、位相差フィルム１５，１６が屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル１２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙが等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きい（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。Further, in the liquid crystal display element 11, the
次に、図８（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、液晶表示素子１１の光学仕様の一例について説明する。尚、図８（ａ）は図７のＦ偏光板１３に、図８（ｂ）は図７の位相差フィルム１５に、図８（ｃ）は図７の液晶セル１２に、図８（ｄ）は図７の位相差フィルム１６に、図８（ｅ）は図７のＲ偏光板１４にそれぞれ対応する。また、この例では、位相差フィルム１５，１６は、２５℃で１３５ｎｍのリタデーション値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、液晶セル１２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。 Next, an example of the optical specifications of the liquid crystal display element 11 will be described with reference to FIGS. 8A is the
図８（ａ）で、Ｆ偏光板１３に示された矢印１７は、Ｆ偏光板１３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図８（ｂ）〜（ｅ）についても同様。）。同様に、図８（ｅ）で、Ｒ偏光板１４に示された矢印１８は、Ｒ偏光板１４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。 In FIG. 8A, the
また、図８（ｃ）で、液晶セル１２に示された矢印１９は、液晶層を挟持する視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。同様に、液晶セル１２に示された矢印２０は、液晶層を挟持する反視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。 In FIG. 8C, the arrow 19 shown in the
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印１９，２０と平行な方向に配向を変化させる。そして、数字は、電圧印加時に液晶が略水平に配向したときの液晶の方位角を、水平方向を基準（０度）として示したものである。 When a voltage is applied, the liquid crystal changes its orientation in the direction parallel to the
尚、本実施の形態における液晶表示素子１１の製造方法については、位相差フィルムを２枚使用し、それぞれを液晶セル１２の両面に配置して位相差補償層を形成すること以外は、すでに説明した液晶表示素子１の製造方法と同様である。 In addition, the manufacturing method of the liquid crystal display element 11 in the present embodiment has already been described except that two retardation films are used, and each is disposed on both surfaces of the
ここで、位相差フィルム１５，１６としては、液晶表示素子１の場合と同様に、一軸フィルムを用いることができる。具体的には、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて一軸フィルムを形成したものを、温度補償機能を有した位相差補償層として使用することができる。 Here, as the
尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子１１は、パッシブマトリクス構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、ＴＦＴ等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。 Although not shown in detail, the liquid crystal display element 11 in the present embodiment has a passive matrix structure. That is, each pixel portion constituting the image display is not provided with a switching element such as a TFT, and a target image is displayed by passive driving using an electrode layer.
次に、本実施の形態の液晶表示素子１１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。 Next, an example of the result of evaluating the light leakage phenomenon generated at each temperature of room temperature (25 ° C.), 40 ° C., and 60 ° C. in the liquid crystal display element 11 of the present embodiment will be described.
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差フィルムを用いた以外は液晶表示素子１１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子１１と同じとした。 For comparison, a VA mode liquid crystal display element having the same structure as the liquid crystal display element 11 was prepared except that a retardation film having no temperature compensation performance was used, and the same evaluation was performed. In addition, as the retardation compensation layer of the comparative example, a polycarbonate resin uniaxially stretched film was used, and the retardation value was the same as that of the liquid crystal display element 11.
図９（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子１１について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図９（ａ）は２５℃での評価結果、図９（ｂ）は４０℃での評価結果、図９（ｃ）は６０℃での評価結果である。 FIGS. 9A to 9C show the viewing angle characteristics of the transmittance in black display when the liquid crystal display element 11 is in the initial vertical alignment of the liquid crystal. 9A shows an evaluation result at 25 ° C., FIG. 9B shows an evaluation result at 40 ° C., and FIG. 9C shows an evaluation result at 60 ° C.
また、図１０（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子１１の比較例について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図１０（ａ）は２５℃での評価結果、図１０（ｂ）は４０℃での評価結果、図１０（ｃ）は６０℃での評価結果である。 FIGS. 10A to 10C show the viewing angle characteristics of the transmittance in black display when the liquid crystal display element 11 is comparative, in the initial vertical alignment of the liquid crystal. 10A shows the evaluation result at 25 ° C., FIG. 10B shows the evaluation result at 40 ° C., and FIG. 10C shows the evaluation result at 60 ° C.
尚、図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、半径方向は０度から８０度までの視角（表示面法線からの傾き角）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．１％および０．５％である領域であって、それぞれ光漏れの起きている領域の位置および大きさを示している。したがって、これらの図を比較することによって、各温度における液晶表示素子１１の光漏れの状況を評価することができる。 In FIGS. 9A to 9C and FIGS. 10A to 10C, the surrounding numbers are azimuth angles (angles within the display surface), and the radial direction is a viewing angle from 0 degrees to 80 degrees. (Inclination angle from display surface normal). In addition, the area surrounded by the curve in the figure is an area where the transmittance is 0.1% and 0.5%, and indicates the position and size of the area where light leakage occurs, respectively. Therefore, the situation of light leakage of the liquid crystal display element 11 at each temperature can be evaluated by comparing these figures.
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子１１の比較例において、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。温度が６０℃になると、透過率０．５％の領域が明らかに大きくなっている。 As shown in FIGS. 10A to 10C, in the comparative example of the liquid crystal display element 11, there is no great difference in the size of the high transmittance region at 25 ° C. and 40 ° C. When the temperature reaches 60 ° C., the region with a transmittance of 0.5% clearly increases.
これに対して、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子１１では、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。温度が６０℃になっても同様であり、透過率の視角特性全体では２５℃と比較して高温になっても大きな変化はない。
したがって、液晶表示素子１１では、特に高温の６０℃における透過率０．５％の領域が、比較例に比べ明確に狭くなっていることが分かる。すなわち、高温条件下で、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性が向上していることが分かる。このことは、温度補償機能を備えた一対の位相差フィルムを用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。On the other hand, as shown in FIGS. 9A to 9C, in the liquid crystal display element 11, there is no great difference in the size of the high transmittance region at 25 ° C. and 40 ° C. The same is true when the temperature reaches 60 ° C., and the entire viewing angle characteristic of the transmittance does not change greatly even when the temperature becomes higher than 25 ° C.
Therefore, it can be seen that in the liquid crystal display element 11, the region having a transmittance of 0.5% particularly at a high temperature of 60 ° C. is clearly narrower than the comparative example. That is, it can be seen that the viewing angle characteristics of the transmittance in black display during the initial vertical alignment of the liquid crystal are improved under high temperature conditions. This has shown that the light leakage of the diagonal direction in a wide temperature range, especially a high temperature range can be effectively suppressed by using a pair of retardation film provided with the temperature compensation function.
次に、本実施の形態における液晶表示素子１１の別の例について述べる。 Next, another example of the liquid crystal display element 11 in the present embodiment will be described.
位相差補償層を構成する位相差フィルム１５，１６は、それぞれ屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル１２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙは若干大きさが異なり且つｎｘとｎｙはｎｚより大きいという関係が成立する。The
具体的には、液晶表示素子１１における液晶層の厚みを用いて、ＲｏをＲｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×液晶層厚、ＲｔｈをＲｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×液晶層厚とそれぞれ定義し、Ｒｏ＝４０ｎｍ、Ｒｔｈ＝１３０ｎｍとする。図１１（ａ）〜（ｃ）は、このようなＲｏ値とＲｔｈ値を持つ液晶表示素子１について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図１１（ａ）は２５℃での評価結果、図１１（ｂ）は４０℃での評価結果、図１１（ｃ）は６０℃での評価結果である。Specifically, by using the thickness of the liquid crystal layer in the liquid crystal display device 11, theR o R o = (n x -n y) × liquid crystal layerthickness, theR th R th = ((n x + n y) / 2-nz ) × liquid crystal layer thickness, and Ro = 40 nm and Rth = 130 nm. FIGS. 11A to 11C show the viewing angle characteristics of transmittance in black display when the liquid
また、図１２（ａ）〜（ｃ）は、位相差フィルム１５，１６がそれぞれＲｏ＝４０ｎｍ、Ｒｔｈ＝１３０ｎｍである液晶表示素子１１の比較例について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図１２（ａ）は２５℃での評価結果、図１２（ｂ）は４０℃での評価結果、図１２（ｃ）は６０℃での評価結果である。FIGS. 12A to 12C show black display at the time of initial vertical alignment of the liquid crystal for the comparative example of the liquid crystal display element 11 in which the
尚、図１１（ａ）〜（ｃ）および図１２（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、半径方向は０度から８０度までの視角（表示面法線からの傾き角）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．０２％である領域であって、それぞれ光漏れの起きている領域の位置および大きさを示している。したがって、これらの図を比較することによって、各温度における液晶表示素子１１の光漏れの状況を評価することができる。 In FIGS. 11A to 11C and FIGS. 12A to 12C, the surrounding numbers are azimuths (angles within the display surface), and the radial direction is a viewing angle from 0 degrees to 80 degrees. (Inclination angle from display surface normal). Also, the area surrounded by the curve in the figure is an area where the transmittance is 0.02%, and shows the position and size of the area where light leakage occurs. Therefore, the situation of light leakage of the liquid crystal display element 11 at each temperature can be evaluated by comparing these figures.
図１１（ｃ）と図１２（ｃ）を比較すると、液晶表示素子１１における透過率０．０２％の領域は、４０℃および６０℃において比較例より明らかに小さい。したがって、本実施の形態によれば、２５℃から４０℃、さらには６０℃と高温になった場合に、比較例と比べて光漏れを抑制できることが分かる。すなわち、高温条件下で、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性が向上していることが分かる。このことは、温度補償機能を備えた温度補償型位相差補償層を用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。 Comparing FIG. 11C and FIG. 12C, the region of the transmittance 0.02% in the liquid crystal display element 11 is clearly smaller than the comparative example at 40 ° C. and 60 ° C. Therefore, according to the present embodiment, it can be seen that light leakage can be suppressed compared to the comparative example when the temperature is increased from 25 ° C. to 40 ° C., and further to 60 ° C. That is, it can be seen that the viewing angle characteristics of the transmittance in black display during the initial vertical alignment of the liquid crystal are improved under high temperature conditions. This indicates that by using a temperature compensation type phase difference compensation layer having a temperature compensation function, light leakage in an oblique direction in a wide temperature range, particularly in a high temperature range, can be effectively suppressed.
実施の形態２．
図１３は、本実施の形態における液晶表示素子３１の部分断面図である。尚、液晶表示素子３１は、ＶＡモード液晶表示素子であるとする。
FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the liquid
図１３において、液晶表示素子３１は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板（図示せず）に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を有する液晶セル３２と、液晶セル３２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対のＦ偏光板３３およびＲ偏光板３４と、Ｆ偏光板３３と液晶セル３２との間に設けられた位相差フィルム３５と、Ｒ偏光板３４と液晶セル３２との間に設けられた位相差フィルム３６とを有する。 In FIG. 13, a liquid
液晶表示素子３１では、位相差フィルム３５および位相差フィルム３６によって位相差補償層を構成している。位相差フィルム３５，３６の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差フィルム３５，３６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子３１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。 In the liquid
また、位相差フィルム３５，３６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子３１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。 Moreover, it is more preferable to use a
さらに、液晶表示素子３１においては、位相差フィルム３５，３６が屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル３２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きい（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。Further, in the liquid
ここで、位相差フィルム３５の主屈折率をｎｘ１、ｎｙ１およびｎｚ１とし、位相差フィルム３６の主屈折率をｎｘ２、ｎｙ２およびｎｚ２とし、さらに、位相差補償層の主屈折率をｎｘ′とｎｙ′およびｎｚ′とすると、次式の関係が成立する。Here, the main refractive index of the
ｎｘ′＝（ｎｘ１＋ｎｙ２）／２
ｎｙ′＝（ｎｙ１＋ｎｘ２）／２
ｎｚ′＝ｎｚ１＝ｎｚ２
ｎｘ′≒ｎｙ′＞ｎｚ′nx '= (nx1 +ny2 ) / 2
ny ′ = (ny1 + nx2 ) / 2
nz ′ = nz1 = nz2
nx '≈ny '> nz '
次に、図１４（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、液晶表示素子３１の光学仕様の一例について説明する。尚、図１４（ａ）は図１３のＦ偏光板３３に、図１４（ｂ）は図１３の位相差フィルム３５に、図１４（ｃ）は図１３の液晶セル３２に、図１４（ｄ）は図１３の位相差フィルム３６に、図１４（ｅ）は図１３のＲ偏光板３４にそれぞれ対応する。また、この例では、位相差フィルム３５，３６は、２５℃で１０５ｎｍのリタデーション値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、液晶セル３２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。 Next, an example of the optical specifications of the liquid
図１４（ａ）で、Ｆ偏光板３３に示された矢印３７は、Ｆ偏光板３３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図１４（ｂ）〜（ｅ）についても同様。）。同様に、図１４（ｅ）で、Ｒ偏光板３４に示された矢印３８は、Ｒ偏光板３４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。 In FIG. 14A, an
また、図１４（ｃ）で、液晶セル３２に示された矢印３９は、液晶層を挟持する視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。同様に、液晶セル３２に示された矢印４０は、液晶層を挟持する反視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。 In FIG. 14C, an arrow 39 shown in the
さらに、図１４（ｂ）および（ｄ）における矢印４１，４２は、それぞれ主屈折率が最大となるｎｘ方向、すなわち位相差フィルム３５，３６の遅相軸方向を示している。よって、位相差補償層を構成する２つの層については、これら２つの層の内の一方の層の遅相軸と、他方の層の進相軸とが一致するよう配置されている。Further,
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印３９，４０と平行な方向に配向を変化させる。そして、数字は、電圧印加時に液晶が略水平に配向したときの液晶の方位角を、水平方向を基準（０度）として示したものである。 When a voltage is applied, the liquid crystal changes its orientation in the direction parallel to the
尚、本実施の形態における液晶表示素子３１の製造方法については、位相差フィルムを２枚使用し、それぞれを液晶セル３２の両面に配置して位相差補償層を形成すること以外は、実施の形態１で説明した液晶表示素子１の製造方法と同様である。 In addition, about the manufacturing method of the liquid
ここで、位相差フィルム３５，３６としては、液晶表示素子１の場合と同様に、一軸フィルムを用いることができる。具体的には、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて一軸フィルムを形成したものを、温度補償機能を有した位相差補償層として使用することができる。 Here, as the
尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子３１は、パッシブマトリクス構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、ＴＦＴ等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。 Although not shown in detail, the liquid
次に、本実施の形態の液晶表示素子３１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。 Next, an example of the result of evaluating the light leakage phenomenon that occurs at room temperature (25 ° C.), 40 ° C., and 60 ° C. in the liquid
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差フィルムを用いた以外は液晶表示素子３１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子３１と同じとした。 For comparison, a VA mode liquid crystal display element having the same structure as the liquid
図１５（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子３１について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図１５（ａ）は２５℃での評価結果、図１５（ｂ）は４０℃での評価結果、図１５（ｃ）は６０℃での評価結果である。 FIGS. 15A to 15C show the viewing angle characteristics of the transmittance in black display when the liquid
また、図１６（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子３１の比較例について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図１６（ａ）は２５℃での評価結果、図１６（ｂ）は４０℃での評価結果、図１６（ｃ）は６０℃での評価結果である。 FIGS. 16A to 16C show the viewing angle characteristics of transmittance in black display when the liquid
尚、図１５（ａ）〜（ｃ）および図１６（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、半径方向は０度から８０度までの視角（表示面法線からの傾き角）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．１％、０．５％および１．０％である領域であって、それぞれ光漏れの起きている領域の位置および大きさを示している。したがって、これらの図を比較することによって、各温度における液晶表示素子１の光漏れの状況を評価することができる。 In FIGS. 15A to 15C and FIGS. 16A to 16C, the surrounding numbers are azimuth angles (angles within the display surface), and the radial direction is a viewing angle from 0 degrees to 80 degrees. (Inclination angle from display surface normal). In addition, the area surrounded by the curve in the figure is an area where the transmittance is 0.1%, 0.5% and 1.0%, and the position and size of the area where light leakage occurs, respectively. Is shown. Therefore, the situation of light leakage of the liquid
図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子３１の比較例において、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。温度が６０℃になると、透過率１．０％の領域が若干狭くなっているものの、透過率の視角特性全体では２５℃と比較しても大きな変化はない。 As shown in FIGS. 16A to 16C, in the comparative example of the liquid
これに対して、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子３１では、２５℃での透過率の視角特性と比べ、特に高温の６０℃における透過率０．５％および１．０％の領域が明確に狭くなっていることが分かる。すなわち、高温条件下で、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性が向上していることが分かる。このことは、温度補償機能を備えた一対の位相差フィルムを用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。 On the other hand, as shown in FIGS. 15A to 15C, the liquid
図１７は、本実施の形態における別の例である液晶表示素子５１の部分断面図である。 FIG. 17 is a partial cross-sectional view of a liquid
図１７において、液晶表示素子５１は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板（図示せず）に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を有する液晶セル５２と、液晶セル５２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対のＦ偏光板５３およびＲ偏光板５４と、Ｆ偏光板５３と液晶セル５２との間に設けられた位相差フィルム５５
，５６とを有する。In FIG. 17, a liquid
, 56.
液晶表示素子５１では、位相差フィルム５５および位相差フィルム５６によって位相差補償層を構成している。位相差フィルム５５，５６の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差フィルム５５，５６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子５１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。 In the liquid
また、位相差フィルム５５，５６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子５１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。 Moreover, it is more preferable to use a
さらに、液晶表示素子５１においては、位相差フィルム５５，５６が屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル５２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きい（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。Further, in the liquid
ここで、位相差フィルム５５の主屈折率をｎｘ１、ｎｙ１およびｎｚ１とし、位相差フィルム５６の主屈折率をｎｘ２、ｎｙ２およびｎｚ２とし、さらに、位相差補償層の主屈折率をｎｘ′とｎｙ′およびｎｚ′とすると、次式の関係が成立する。Here, the main refractive index of the
ｎｘ′＝（ｎｘ１＋ｎｙ２）／２
ｎｙ′＝（ｎｙ１＋ｎｘ２）／２
ｎｚ′＝ｎｚ１＝ｎｚ２
ｎｘ′≒ｎｙ′＞ｎｚ′nx '= (nx1 +ny2 ) / 2
ny ′ = (ny1 + nx2 ) / 2
nz ′ = nz1 = nz2
nx '≈ny '> nz '
次に、図１８（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、液晶表示素子５１の光学仕様の一例について説明する。尚、図１８（ａ）は図１７のＦ偏光板５３に、図１８（ｂ）は図１７の位相差フィルム５５に、図１８（ｃ）は図１７の位相差フィルム５６に、図１８（ｄ）は図１７の液晶セル５２に、図１８（ｅ）は図１７のＲ偏光板５４にそれぞれ対応する。また、この例では、位相差フィルム５５，５６は、２５℃で１０５ｎｍのリタデーション値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、液晶セル５２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。 Next, an example of optical specifications of the liquid
図１８（ａ）で、Ｆ偏光板５３に示された矢印５７は、Ｆ偏光板５３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図１８（ｂ）〜（ｅ）についても同様。）。同様に、図１８（ｅ）で、Ｒ偏光板５４に示された矢印５８は、Ｒ偏光板５４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。 In FIG. 18A, an
また、図１８（ｄ）で、液晶セル５２に示された矢印５９は、液晶層を挟持する視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。同様に、液晶セル５２に示された矢印６０は、液晶層を挟持する反視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。 In FIG. 18D, an arrow 59 shown in the
さらに、図１８（ｂ）および（ｃ）における矢印６１，６２は、それぞれ主屈折率が最大となるｎｘ方向、すなわち位相差フィルム５５，５６の遅相軸方向を示している。よって、位相差補償層を構成する２つの層については、これら２つの層の内の一方の層の遅相軸と、他方の層の進相軸とが一致するよう配置されている。Further,
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印５９，６０と平行な方向に配向を変化させる。そして、数字は、電圧印加時に液晶が略水平に配向したときの液晶の方位角を、水平方向を基準（０度）として示したものである。 When a voltage is applied, the liquid crystal changes its orientation in the direction parallel to the arrows 59 and 60 from the vertically oriented state. The numbers indicate the azimuth angle of the liquid crystal when the liquid crystal is aligned substantially horizontally when a voltage is applied, with the horizontal direction as a reference (0 degree).
尚、本実施の形態における液晶表示素子５１の製造方法については、位相差フィルムを２枚使用し、それぞれを液晶セル５２とＦ板偏光板５３との間に配置して位相差補償層を形成すること以外は、実施の形態１で説明した液晶表示素子１の製造方法と同様である。 In addition, about the manufacturing method of the liquid
ここで、位相差フィルム５５，５６としては、液晶表示素子１の場合と同様に、一軸フィルムを用いることができる。具体的には、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて一軸フィルムを形成したものを、温度補償機能を有した位相差補償層として使用することができる。 Here, as the
尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子５１は、パッシブマトリクス構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、ＴＦＴ等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。 Although not shown in detail, the liquid
次に、本実施の形態の液晶表示素子５１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。 Next, an example of the result of evaluating the light leakage phenomenon that occurs at room temperature (25 ° C.), 40 ° C., and 60 ° C. in the liquid
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差フィルムを用いた以外は液晶表示素子５１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子５１と同じとした。 For comparison, a VA mode liquid crystal display element having the same structure as the liquid
図１９（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子５１について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図１９（ａ）は２５℃での評価結果、図１９（ｂ）は４０℃での評価結果、図１９（ｃ）は６０℃での評価結果である。 FIGS. 19A to 19C show the viewing angle characteristics of the transmittance in black display when the liquid
また、図２０（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子５１の比較例について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図２０（ａ）は２５℃での評価結果、図２０（ｂ）は４０℃での評価結果、図２０（ｃ）は６０℃での評価結果である。 20A to 20C show viewing angle characteristics of transmittance in black display when the liquid
尚、図１９（ａ）〜（ｃ）および図２０（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、半径方向は０度から８０度までの視角（表示面法線からの傾き角）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．１％、０．５％および１．０％である領域であって、それぞれ光漏れの起きている領域の位置および大きさを示している。したがって、これらの図を比較することによって、各温度における液晶表示素子１の光漏れの状況を評価することができる。 In FIGS. 19A to 19C and FIGS. 20A to 20C, the surrounding numbers are azimuths (angles in the display surface), and the radial direction is a viewing angle from 0 degrees to 80 degrees. (Inclination angle from display surface normal). In addition, the area surrounded by the curve in the figure is an area where the transmittance is 0.1%, 0.5% and 1.0%, and the position and size of the area where light leakage occurs, respectively. Is shown. Therefore, the situation of light leakage of the liquid
図２０（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子５１の比較例において、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。温度が６０℃になると、透過率１．０％の領域が若干狭くなっているものの、透過率の視角特性全体では２５℃と比較しても大きな変化はない。 As shown in FIGS. 20A to 20C, in the comparative example of the liquid
これに対して、図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子５１では、２５℃での透過率の視角特性と比べ、特に高温の６０℃における透過率０．５％および１．０％の領域が明確に狭くなっていることが分かる。すなわち、高温条件下で、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性が向上していることが分かる。このことは、温度補償機能を備えた一対の位相差フィルムを用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。 On the other hand, as shown in FIGS. 19A to 19C, the liquid
実施の形態３．
図２１は、本実施の形態における液晶表示素子７１の部分断面図である。尚、液晶表示素子７１は、ＶＡモード液晶表示素子であるとする。
FIG. 21 is a partial cross-sectional view of the liquid
図２１において、液晶表示素子７１は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板（図示せず）に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を有する液晶セル７２と、液晶セル７２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対のＦ偏光板７３およびＲ偏光板７４と、Ｆ偏光板７３と液晶セル７２との間に設けられた位相差フィルム７５と、Ｒ偏光板７４と液晶セル７２との間に設けられた位相差フィルム７６とを有する。 In FIG. 21, a liquid
液晶表示素子７１では、位相差フィルム７５および位相差フィルム７６によって位相差補償層を構成している。位相差フィルム７５，７６の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差フィルム７５，７６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子７１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。 In the liquid
また、位相差フィルム７５，７６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子７１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。 Moreover, it is more preferable to use a
位相差フィルム７５は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル７２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙが等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きい（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。The
一方、位相差フィルム７６は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル７２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きい（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。On the other hand, the
次に、図２２（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、液晶表示素子７１の光学仕様の一例について説明する。尚、図２２（ａ）は図２０のＦ偏光板７３に、図２２（ｂ）は図２０の位相差フィルム７５に、図２２（ｃ）は図２０の液晶セル７２に、図２２（ｄ）は図２０の位相差フィルム７６に、図２２（ｅ）は図２０のＲ偏光板７４にそれぞれ対応する。 Next, an example of the optical specifications of the liquid
また、この例では、位相差フィルム７５は、２５℃でのリタデーション値についてＲｔｈ＝２００ｎｍの値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、この例では、位相差フィルム７６は、２５℃でのリタデーション値についてＲo＝１１０ｎｍの値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。In this example, the
尚、ＲｔｈおよびＲｏの定義については上記した例と同様であり、液晶表示素子７１における液晶層の厚みを用いて、ＲｏをＲｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×液晶層厚、ＲｔｈをＲｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×液晶層厚と定義している。また、液晶セル７２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。Notethat the definition ofR th andR o are the same as in the example described above, with the thickness of the liquid crystal layer in the liquid
図２２（ａ）で、Ｆ偏光板７３に示された矢印７７は、Ｆ偏光板７３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図２２（ｂ）〜（ｅ）についても同様。）。同様に、図２２（ｅ）で、Ｒ偏光板７４に示された矢印７８は、Ｒ偏光板７４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。 In FIG. 22A, the
また、図２２（ｃ）で、液晶セル７２に示された矢印７９は、液晶層を挟持する視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。同様に、液晶セル７２に示された矢印８０は、液晶層を挟持する反視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。 In FIG. 22C, an
さらに、図２２（ｄ）における矢印８１は、それぞれ主屈折率が最大となるｎｘ方向、すなわち位相差フィルム７６の遅相軸方向を示している。Further,
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印７９，８０と平行な方向に配向を変化させる。そして、数字は、電圧印加時に液晶が略水平に配向したときの液晶の方位角を、水平方向を基準（０度）として示したものである。 When a voltage is applied, the liquid crystal changes its orientation in the direction parallel to the
尚、本実施の形態における液晶表示素子７１の製造方法については、位相差フィルムを２枚使用し、それぞれを液晶セル７２の両面に配置して位相差補償層を形成すること以外は、実施の形態１で説明した液晶表示素子１の製造方法と同様である。 In addition, about the manufacturing method of the liquid
ここで、位相差フィルム７５，７６としては、液晶表示素子１の場合と同様に、一軸フィルムを用いることができる。具体的には、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて一軸フィルムを形成したものを、温度補償機能を有した位相差補償層として使用することができる。 Here, as the
尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子７１は、パッシブマトリクス構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、ＴＦＴ等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。 Although not shown in detail, the liquid
次に、本実施の形態の液晶表示素子３１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。 Next, an example of the result of evaluating the light leakage phenomenon that occurs at room temperature (25 ° C.), 40 ° C., and 60 ° C. in the liquid
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差フィルムを用いた以外は液晶表示素子７１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子７１と同じとした。 For comparison, a VA mode liquid crystal display element having the same structure as the liquid
図２３（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子７１について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図２３（ａ）は２５℃での評価結果、図２３（ｂ）は４０℃での評価結果、図２３（ｃ）は６０℃での評価結果である。 FIGS. 23A to 23C show the viewing angle characteristics of the transmittance in black display when the liquid
また、図２４（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子７１の比較例について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図２４（ａ）は２５℃での評価結果、図２４（ｂ）は４０℃での評価結果、図２４（ｃ）は６０℃での評価結果である。 FIGS. 24A to 24C show the viewing angle characteristics of the transmittance in black display when the liquid
尚、図２３（ａ）〜（ｃ）および図２４（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、半径方向は０度から８０度までの視角（表示面法線からの傾き角）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．０３％である領域であって、それぞれ光漏れの起きている領域の位置および大きさを示している。したがって、これらの図を比較することによって、各温度における液晶表示素子７１の光漏れの状況を評価することができる。 In FIGS. 23 (a) to 23 (c) and FIGS. 24 (a) to 24 (c), the surrounding numbers are azimuths (angles within the display surface), and the radial direction is a viewing angle from 0 degrees to 80 degrees. (Inclination angle from display surface normal). In addition, the region surrounded by the curve in the figure is a region where the transmittance is 0.03%, and indicates the position and size of the region where light leakage occurs. Therefore, by comparing these figures, the state of light leakage of the liquid
図２４（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子７１の比較例において、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。しかし、温度が６０℃になると、透過率０．０３％の領域が顕著に広がっており、光漏れが顕著となって透過率の視角特性全体では２５℃と比較しても大きく劣っている。 As shown in FIGS. 24A to 24C, in the comparative example of the liquid
これに対して、図２３（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子７１では、２５℃での透過率の視角特性と比べ、４０℃、およびより高温の６０℃における透過率０．０３％の領域は大きな差はない。すなわち、６０℃においても透過率０．０３％領域が顕著に広がるということは無い。このことは、温度補償機能を備えた一対の位相差フィルムを用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。 On the other hand, as shown in FIGS. 23A to 23C, the liquid
図２５は、本実施の形態における別の例である液晶表示素子９１の部分断面図である。 FIG. 25 is a partial cross-sectional view of a liquid
図２５において、液晶表示素子９１は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板（図示せず）に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を有する液晶セル９２と、液晶セル９２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対のＦ偏光板９３およびＲ偏光板９４と、Ｆ偏光板９３と液晶セル９２との間に設けられた位相差フィルム９５
，９６とを有する。In FIG. 25, a liquid
, 96.
液晶表示素子９１では、位相差フィルム９５および位相差フィルム９６によって位相差補償層を構成している。位相差フィルム９５，９６の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差フィルム９５，９６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子９１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。 In the liquid
また、位相差フィルム９５，９６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子９１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。 Further, it is more preferable to use a
位相差フィルム９５は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル９２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙが等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きい（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。The
一方、位相差フィルム９６は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル９２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きい（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。On the other hand, the
次に、図２６（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、液晶表示素子９１の光学仕様の一例について説明する。尚、図２６（ａ）は図２５のＦ偏光板９３に、図２６（ｂ）は図２５の位相差フィルム９５に、図２６（ｃ）は図２５の位相差フィルム９６に、図２６（ｄ）は図２５の液晶セル９２に、図２６（ｅ）は図２５のＲ偏光板９４にそれぞれ対応する。 Next, an example of the optical specifications of the liquid
また、この例では、位相差フィルム９５は、２５℃でのリタデーション値についてＲｔｈ＝２００ｎｍの値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、この例では、位相差フィルム９６は、２５℃でのリタデーション値についてＲo＝１１０ｎｍの値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。In this example, the
尚、ＲｔｈおよびＲｏの定義については上記した例と同様であり、液晶表示素子９１における液晶層の厚みを用いて、ＲｏをＲｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×液晶層厚、ＲｔｈをＲｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×液晶層厚と定義している。また、液晶セル９２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。Notethat the definition ofR th andR o are the same as in the example described above, with the thickness of the liquid crystal layer in the liquid
図２６（ａ）で、Ｆ偏光板９３に示された矢印９７は、Ｆ偏光板９３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図２６（ｂ）〜（ｅ）についても同様。）。同様に、図２６（ｅ）で、Ｒ偏光板９４に示された矢印９８は、Ｒ偏光板９４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。 In FIG. 26A, an
また、図２６（ｄ）で、液晶セル９２に示された矢印９９は、液晶層を挟持する視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。同様に、液晶セル９２に示された矢印９０は、液晶層を挟持する反視認者側の基板における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。 In FIG. 26 (d), the arrow 99 shown in the
さらに、図２６（ｃ）における矢印９２は、それぞれ主屈折率が最大となるｎｘ方向、すなわち位相差フィルム９６の遅相軸方向を示している。Further,
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印９０，９９と平行な方向に配向を変化させる。そして、数字は、電圧印加時に液晶が略水平に配向したときの液晶の方位角を、水平方向を基準（０度）として示したものである。 When a voltage is applied, the liquid crystal changes its orientation in the direction parallel to the
尚、本実施の形態における液晶表示素子９１の製造方法については、位相差フィルムを２枚使用し、それぞれを液晶セル９２とＦ偏光板９３との間に配置して位相差補償層を形成すること以外は、実施の形態１で説明した液晶表示素子１の製造方法と同様である。 In addition, about the manufacturing method of the liquid
ここで、位相差フィルム９５，９６としては、液晶表示素子１の場合と同様に、一軸フィルムを用いることができる。具体的には、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて一軸フィルムを形成したものを、温度補償機能を有した位相差補償層として使用することができる。 Here, as the
尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子９１は、パッシブマトリクス構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、ＴＦＴ等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。 Although not shown in detail, the liquid
次に、本実施の形態の液晶表示素子９１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。 Next, an example of a result obtained by evaluating the light leakage phenomenon generated at each temperature of room temperature (25 ° C.), 40 ° C., and 60 ° C. in the liquid
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差フィルムを用いた以外は液晶表示素子９１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子９１と同じとした。 For comparison, a VA mode liquid crystal display element having the same structure as the liquid
図２７（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子９１について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図２７（ａ）は２５℃での評価結果、図２７（ｂ）は４０℃での評価結果、図２７（ｃ）は６０℃での評価結果である。 FIGS. 27A to 27C show the viewing angle characteristics of the transmittance in black display when the liquid
また、図２８（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子９１の比較例について、液晶の初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。図２８（ａ）は２５℃での評価結果、図２８（ｂ）は４０℃での評価結果、図２８（ｃ）は６０℃での評価結果である。 FIGS. 28A to 28C show the viewing angle characteristics of the transmittance in black display when the liquid
尚、図２７（ａ）〜（ｃ）および図２８（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、半径方向は０度から８０度までの視角（表示面法線からの傾き角）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．０３％である領域であって、それぞれ光漏れの起きている領域の位置および大きさを示している。したがって、これらの図を比較することによって、各温度における液晶表示素子９１の光漏れの状況を評価することができる。 In FIGS. 27A to 27C and FIGS. 28A to 28C, the surrounding numbers are azimuth angles (angles in the display surface), and the radial direction is a viewing angle from 0 degrees to 80 degrees. (Inclination angle from display surface normal). In addition, the region surrounded by the curve in the figure is a region where the transmittance is 0.03%, and indicates the position and size of the region where light leakage occurs. Therefore, the situation of light leakage of the liquid
図２８（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子９１の比較例において、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。しかし、温度が６０℃になると、透過率０．０３％の領域が顕著に広がっており、光漏れが顕著となって透過率の視角特性全体では２５℃と比較しても大きく劣っている。 As shown in FIGS. 28A to 28C, in the comparative example of the liquid
これに対して、図２７（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子９１では、２５℃での透過率の視角特性と比べ、４０℃、およびより高温の６０℃における透過率０．０３％の領域は大きな差はない。すなわち、６０℃においても透過率０．０３％領域が顕著に広がるということは無い。このことは、温度補償機能を備えた一対の位相差フィルムを用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。 In contrast, as shown in FIGS. 27A to 27C, the liquid
尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、本発明においては、温度補償型の位相差補償層として、屈折率異方性を有する位相差フィルムを一枚もしくは二枚組み合わせて使用しているが、より多くの位相差フィルムを組み合わせて光学補償層を構成することも可能である。 For example, in the present invention, one or two retardation films having refractive index anisotropy are used in combination as a temperature compensation type retardation compensation layer, but more retardation films are combined. It is also possible to constitute an optical compensation layer.
以上述べたように、本発明における液晶表示素子では、上記特性の温度補償型の位相差補償層を設けることによって、高温条件下において、黒表示時における一定領域での光漏れを抑制し、視角特性に優れた高コントラスト比の画像表示を可能とすることができる。 As described above, in the liquid crystal display element of the present invention, by providing a temperature compensation type phase difference compensation layer having the above characteristics, light leakage in a certain region during black display is suppressed under high temperature conditions, and the viewing angle is It is possible to display an image with a high contrast ratio and excellent characteristics.
１，１１，３１，５１，７１，９１ 液晶表示素子
２，１２，３２，５２，７２，９２ 液晶セル
３，４，１３，１４，３３，３４，５３，５４，７３，７４，９３，９４ 偏光板
５ 位相差補償層
１５，１６，３５，３６，５５，５６，７５，７６，９５，９６ 位相差フィルム1, 11, 31, 51, 71, 91 Liquid
Claims (6)
Translated fromJapanese前記液晶セルを挟持し、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が９０°±５°になるように配置された一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の少なくとも一方と前記液晶セルとの間に設けられた位相差補償層とを有する液晶表示素子において、
前記位相差補償層は、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいことを特徴とする液晶表示素子。A liquid crystal cell comprising a liquid crystal layer composed of a liquid crystal having negative dielectric anisotropy sandwiched between a pair of substrates whose surfaces are each subjected to vertical alignment treatment;
A pair of polarizing plates sandwiched between the liquid crystal cells and arranged such that the crossing angle between the absorption axis of one polarizing plate and the absorption axis of the other polarizing plate is 90 ° ± 5 °;
In a liquid crystal display element having a retardation compensation layer provided between at least one of the pair of polarizing plates and the liquid crystal cell,
The retardation compensation layer has a retardation value at 60 ° C. that is 3% to 25% smaller than the retardation value at 25 ° C.
互いに直交するｘ軸、ｙ軸および前記液晶セルの厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間で、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きいという関係が成立する層を２つ組み合わせて構成されており、
前記２つの層を合成したときの主屈折率ｎｘ′、ｎｙ′およびｎｚ′の間に、ｎｘ′とｎｙ′が実質的に等しく且つｎｘ′とｎｙ′はｎｚ′より大きいという関係が成立することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。The retardation compensation layer has refractive index anisotropy,
X-axis orthogonal to each other, y-axis and the a thickness direction of the liquid crystal cell z-axis direction of the principal refractive indexn x, betweenn y andn z,n y andn z are equal andn x isn y And two layers in which the relationship of greater thannz is established,
The principal refractive indicesn x of the two layers when synthesized ',n y' andn z 'between,n x' andn y 'is substantially equal andn x' andn y 'isn z The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a relationship of greater than is established.
屈折率異方性を有し、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きいという関係が成立する層とを含む複数の層からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。The retardation compensation layer has refractive index anisotropy, and the main refractive indexesnx ,ny, andnz in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction that is the thickness direction of the liquid crystal cell. during,n x andn y is a layer substantially equal andn x andn y are relationship greater thann z is satisfied,
Has a refractive index anisotropy, ny and nz are equal and nx are to claim 1, characterized in that a plurality of layers including a layer relationship of greater ny and nz is satisfied The liquid crystal display element as described.
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