CN102062973A - 液晶元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用两个配向状态之间的转变的新的TN型液晶元件。该液晶元件包括在各自的一面上实施了配向处理并相对配置的第一基板(11)和第二基板(15)；设置在第一基板的一面与第二基板的一面之间的液晶层(14)；以及用于对液晶层施加电场的电场施加单元(12、16、18、19)，第一基板和第二基板以液晶层的液晶分子容易产生往第一旋转方向扭曲的第一配向状态的方式相对配置，液晶层添加有具有以下性质的手性剂，该性质使液晶分子产生往与第一旋转方向相反的第二旋转方向扭曲的第二配向状态，通过电场施加单元在与第一基板和第二基板的各自一面大致垂直的方向上施加电场，由此液晶层向第一配向状态转变。

Description

液晶元件

技术领域

本发明涉及液晶元件和具有该液晶元件的液晶显示装置等。

背景技术

在日本特许第2510150号公报(专利文献1)中公开了这样的液晶显示装置(现有技术例1)：使液晶分子在与通过配向处理的方向组合来规定的旋转方向相反的旋转方向上扭曲配向，由此提高电光特性，所述配向处理被实施于相对配置的一对基板的各基板上。

另外，在日本特开2007-293278号公报(专利文献2)中公开了这样的液晶元件(现有技术例2)：既施加在与通过配向处理的方向组合来规定的旋转方向(第一旋转方向)相反的旋转方向(第二旋转方向)上扭曲的手性剂，又使液晶分子在上述第一旋转方向上扭曲配向，由此，使液晶层内的应变增加，进而使阈值电压降低，可以进行低电压驱动，所述配向处理被实施于相对配置的一对基板的各基板上。

然而，上述的现有技术例1的液晶显示装置具有这样的缺点：反扭曲的配向状态不稳定，虽然可以通过对液晶层施加比较高的电压来获得反扭曲的配向状态，但是随着时间流逝，向正扭曲的配向状态转变。此外，如上所述，虽然现有技术例2的液晶元件具有降低阈值电压的优点，但是具有这样的缺点：如果关闭电压，则立即(例如，几秒钟左右)转成为正扭曲的配向状态，反而使阈值升高。此外，不论在哪一个现有技术例中，都没有设想积极地利用正扭曲和反扭曲这两个配向状态来作为显示等用途。也就是说，针对为了积极地利用双稳定性而需要的结构、驱动方法等技术思想，完全没有公开，也不存在启示。而且，在如专利文献1和2中所记载的反扭曲向列(reverse twisted nematic，RTN)型液晶元件中，一般地，在液晶分子向第一旋转方向扭曲的排列状态(反扭曲排列状态)和向第二旋转方向扭曲的排列状态(分散扭曲(splay twist)排列状态)下，外观上的显示状态(光透过率)不存在较大区别，即使赋予双稳定性也很难获得高对比度比。

【专利文献1】日本特开2510150号公报

【专利文献2】日本特开2007-293278号公报

发明内容

本发明具体方式的目的之一在于，提供一种利用两个配向状态之间的转变的新TN型液晶元件。

另外，本发明具体方式的另一目的在于，提供一种使用新TN型液晶元件并能以低耗电进行驱动的液晶显示装置。

再者，本发明具体方式的又一目的在于，提供一种显示品质高的液晶元件。

本发明的一个方式的液晶元件包括：(a)在各自的一面上实施了配向处理并相对配置的第一基板和第二基板；(b)设置在所述第一基板的一面与所述第二基板的一面之间的液晶层；以及(c)用于对所述液晶层施加电场的电场施加单元，(d)所述第一基板和所述第二基板以所述液晶层的液晶分子容易产生往第一旋转方向扭曲的第一配向状态的方式相对配置，(e)所述液晶层添加有具有以下性质的手性剂，该性质使所述液晶分子产生往与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向扭曲的第二配向状态，(f)通过所述电场施加单元在与所述第一基板和所述第二基板的各自一面大致垂直的方向上施加电场，由此所述液晶层向所述第一配向状态转变。

优选的是，所述电场施加单元至少具有：设置在所述第一基板的一面侧的第一电极；以及设置在所述第二基板的一面侧的第二电极。

优选的是，通过在与所述第一基板和所述第二基板的各自一面大致平行的方向上施加电场，由此所述液晶层向所述第二配向状态转变。

优选的是，所述电场施加单元还具有第三电极和第四电极，所述第三电极和第四电极隔着绝缘层设置在所述第二基板的所述第二电极的上侧，并相互隔开地配置。

优选的是，所述第一基板和所述第二基板分别以呈现20°以上45°以下的预倾角的方式进行了配向处理。

更优选的是，所述第一基板和所述第二基板分别以呈现31°以上37°以下的预倾角的方式进行了配向处理。

在这些情况下，优选的是，添加到所述液晶层的所述手性剂的添加量以下述方式调整：在设手性间距为p、设所述液晶层的厚度为d时，d/p大于0.04小于0.25。

此外，优选的是，所述第一基板以呈现40°以上65°以下的预倾角的方式进行了配向处理，所述第二基板以呈现1°以上15°以下的预倾角的方式进行了配向处理。

在该情况下，优选的是，添加到所述液晶层的所述手性剂的添加量以下述方式调整：在设手性间距为p、所述液晶层的厚度为d时，d/p为0.125以上0.5以下。

更优选的是，当从所述第一基板和所述第二基板各自的法线方向观察时，所述第一基板的配向处理方向与所述第二基板的配向处理方向所构成的角为90°以上100°以下。

附图说明

图1是示出一个实施方式的液晶元件的构造的示意性剖面图。

图2是示意性示出各电极的构造的平面图。

图3是说明可以使用各电极来提供给液晶层的电场的示意性剖面图。

图4是用于说明没有施加电压时的液晶层的液晶分子的配向状态的示意性立体图。

图5是用于说明没有施加电压时的液晶层的液晶分子的配向状态的示意性立体图。

图6是用于更详细地说明获得双稳定性的条件的图。

图7是针对液晶元件，观察使用各电极对液晶层施加电场并进行了转换时的样子的图(显微镜照片)。

图8是示出实施例的液晶元件的电光特性(电压-透过率特性)的测定结果的图。

图9是示出实施例的液晶元件的电光特性(电压-透过率特性)的测定结果的图。

图10是示出实施例的液晶元件的电光特性(电压-透过率特性)的测定结果的图。

图11是示出通过理论计算对场合I和场合II求解配向的稳定性与单元条件之间的关系的结果的图。

图12是示出通过理论计算对场合III求解配向的稳定性与单元条件之间的关系的结果的图。

图13是用于说明通过实验研究摩擦方向与横电场的方向之间的关系的结果的图。

图14是示出实施例的液晶元件的透过率特性的测定例的图。

图15是示出总结了透过率特性的测定结果的特性表的图。

图16是示出总结了透过率特性的测定结果的特性表的图。

图17是示出总结了透过率特性的测定结果的特性表的图。

图18是示意性地示出液晶显示装置的构成例的图。

图19是示出实施例的液晶元件的制造方法的流程图。

图20是示出形成配向膜时的烘焙温度和摩擦处理时的压入量的组合的表。

图21的(A)～(C)是示出所制作的多个液晶元件的外观的照片。

图22的(A)～(F)是示出液晶元件的制作条件的表以及示出观察结果的表和照片。

图23是实施例的液晶元件的一个像素内的概略剖面图。

图24是示出形成在上侧透明基板111a上的ITO膜的图案的概略平面图。

图25是示出形成在下侧透明基板111b上的ITO膜的图案的概略平面图。

图26是示出在ITO膜的蚀刻中使用的光掩模的概略平面图。

图27是示出形成在下侧基板110b上的下侧配向膜114b的形成区域的一部分的概略平面图。

图28是示出实施例的液晶元件的构造的概略平面图。

图29中，(A)～(C)是实施例的液晶元件的外观照片，(D)～(F)是示出施加电压时的电场方向的概略剖面图。

图30的(A)～(D)是示出实施例的液晶元件以及在其它优选条件下制作的液晶元件的电压-光透过率特性的曲线图。

图31的(A)和(B)是示出实施例的液晶元件的视角-对比度特性的曲线图。

图32是实施例的液晶元件200的一个像素内的概略剖面图。

图33是示出实施例的液晶层203内的液晶分子的配向状态的概略平面图和剖面图。

图34是示出实施例的液晶元件的制造方法的流程图。

图35是示出液晶元件的单元制作条件的显示状态的肉眼观察结果的表。

图36是示出利用单元制作条件No.1～3制成的实施例的液晶元件的电压-光透过率特性的曲线图。

图37是示出对基于单元制作条件No.3制成的液晶元件改变手性剂的添加量对黑色显示状态的保持时间进行肉眼观察的结果的表。

标号说明

11第一基板

12第一电极

13、20配向膜

14、115、203液晶层

15第二基板

16第二电极

17绝缘层

18第三电极

19第四电极

21第一偏光板

22第二偏光板

31、32、33驱动器

34像素部

110a、201上侧基板

110b、202下侧基板

111a、212上侧透明基板

111b、222下侧透明基板

112a上侧电极

112b下侧电极

112c第一梳齿电极

112d第二梳齿电极

113绝缘膜

114a、214上侧配向膜

114b、224下侧配向膜

116a、211上侧偏光板

116b、221下侧偏光板

120电源

213上侧ITO电极

223下侧ITO电极

220驱动电源

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。

图1是示出一个实施方式的液晶元件的构造的示意性剖面图。作为基本构成，图1所示的本实施方式的液晶元件具有被相对配置的第一基板11和第二基板15、以及被配置在两基板之间的液晶层14。在第一基板11的外侧配置有第一偏光板21，在第二基板15的外侧配置有第二偏光板22。下面，更详细地说明液晶元件的构造。另外，关于对液晶层14的周围进行密封的密封材料等部件，省略图示和说明。

第一基板11例如是玻璃基板、塑料基板等透明基板。第二基板15与第一基板11相同，例如是玻璃基板、塑料基板等透明基板。在第一基板11和第二基板15之间例如分散地配置有许多间隔体(粒状体)，利用这些间隔体来保持第一基板11与第二基板15之间的相互间隔。

第一电极12被设置在第一基板11的一面侧。同样地，第二电极16被设置在第二基板15的一面侧。此外，第三电极18和第四电极19隔着绝缘层17(例如氧化硅膜等)被设置在第二基板15的第二电极16的上侧，并且相互间隔。对于第一电极12、第二电极16、第三电极18和第四电极19，例如分别通过适当对铟锡氧化物(ITO)等透明导电膜进行构图来构成。

配向膜13以覆盖第一电极12的方式设置在第一基板11的一面侧。同样地，配向膜20以覆盖第二电极16的方式设置在第二基板15的一面侧。在本实施方式中，使用将液晶层14的初始状态(没有施加电压时)的配向状态规定为水平配向状态的膜(水平配向膜)，作为配向膜13和配向膜20。对于这些配向膜13、20，典型的作法是通过实施摩擦处理来发挥既产生对液晶层14的配向约束力又赋予预倾角的效果。也就是说，分别在第一基板11、第二基板15的一面上实施配向处理。

液晶层14被设置在第一基板11的第一电极12与第二基板15的第二电极16的相互之间。在本实施方式中，使用介电各向异性Δε为正(Δε＞0)的液晶材料(向列液晶材料)来构成液晶层14。被图示在液晶层14中的椭圆示意性示出液晶层14内的液晶分子。没有施加电压时的液晶分子相对于第一基板11和第二基板15的各基板面具有规定的预倾角，配向为大致水平。在本实施方式中，通过使第一基板11和第二基板15中分别产生配向约束力的方向交叉，由此成为液晶层14中的液晶分子的配向方位在第一基板11和第二基板15之间逐渐扭曲的扭曲向列型配向状态。关于此，在后面进一步地详细叙述。

图2是示意性地示出各电极的构造的平面图。如图2所示，第三电极18和第四电极19分别具有梳齿状的形状，两者的电极枝被配置为相互错开。第一电极12和第二电极16被配置为分别与第三电极18和第四电极19的各电极枝重叠。第一电极12和第二电极16被配置为至少有一部分相互重叠。这些各电极都发挥对液晶层14提供电场的电场施加单元的功能。

图3是说明可以使用各电极来提供给液晶层的电场的示意性剖面图。在图3中，为了便于说明，仅示意性地示出各电极。如图3(a)所示，通过在第一电极12与第二电极16之间施加电压，可以在两电极间产生电场。如图所示，该情况下的电场为沿着第一基板11和第二基板15的厚度方向(单元厚度方向)的电场。在下面，有时也将该电场称为“纵电场”。

另外，如图3(b)所示，通过在第三电极18与第四电极19之间施加电压，可以在两电极间产生电场。如图所示，该情况下的电场为沿着与第一基板11和第二基板15的各自一面大致平行的方向的电场。在下面，有时也将该电场称为“横电场”。在后面，有时也将使用这种电场的模式称为“IPS模式”。

再者，如图3(c)所示，通过在第三电极18与第二电极16之间、以及第四电极19与第二电极16之间施加电压，可以在两电极间产生电场。如图所示，该情况下的电场为沿着与第一基板11和第二基板15的各自一面大致平行的方向的电场。在下面，有时也将该电场称为“横电场”。在后面，有时也将使用这种电场的模式称为“FFS模式”。

图4和图5是用于说明没有施加电压时的液晶层的液晶分子的配向状态的示意性立体图。本实施方式的液晶元件是所谓的双稳定性的液晶元件，即具有两个稳定的配向状态作为没有施加电压时的配向状态。而且，通过使用上述的各电极对液晶层14施加电场，可以从一种配向状态转成为另一种配向状态。

具体地说，图4所示的液晶元件处于液晶层14的液晶分子向第一旋转方向扭曲的配向状态(第一配向状态)。如果从第一基板11侧俯视该液晶层14的液晶分子，则向逆时针方向产生扭曲。基于因在第一基板11和第二基板15的各自一面上实施的配向处理而产生的预倾角的相对关系，液晶分子向容易扭曲的方向(优势方向)扭曲，由此，实现这样的第一配向状态。即使在没有施加电压的时候，也稳定地维持该第一配向状态。另一方面，图5所示的液晶元件处于液晶层14的液晶分子向与上述第一旋转方向相反的第二旋转方向扭曲的配向状态(第二配向状态)。如果从第一基板11侧俯视该液晶层14的液晶分子，则向顺时针方向产生扭曲。这样的第二配向状态是通过向液晶层14添加手性剂来实现的，所述手性剂具有下述性质：基于因在第一基板11和第二基板15的各自一面上实施的配向处理而产生的预倾角的相对位置关系，产生向与容易扭曲的方向相反的方向的扭曲。即使在没有施加电压的时候，也稳定地维持该第二配向状态。

使用上述的各电极，适当地对液晶层14施加横电场或纵电场，由此，可以从第一配向状态转变成第二配向状态或者产生与此相反的配向状态的转变。具体地说，使用第一电极12和第二电极16(参照图3(a))，在与第一基板11和第二基板15的各自一面大致垂直的方向上施加电场(纵电场)，由此，液晶层14的配向状态向第一配向状态转变(参照图4)。另外，使用第三电极18和第四电极19(参照图3(b))、或者对第三电极18、第四电极19和第二电极16进行组合使用(参照图3(c))，在与第一基板11和第二基板15的各自一面大致水平的方向上施加电场(横电场)，由此，液晶层14的配向状态向第二配向状态转变(参照图5)。在任一种情况下，施加电场后，即使不施加电场，也维持第一配向状态或第二配向状态。即，呈现双稳定性。

下面，更详细地说明获得双稳定性的条件。上面所述的双稳定性是通过利用特殊的状态来获得的，所述特殊状态是将第一基板11和第二基板15的各自一面中的预倾角和液晶层14的液晶分子的扭曲角的关系以及添加到液晶层14中的手性剂的扭曲力(手性)设定为某特定范围时而获得的。使用图6的表来说明该“特殊的状态”。所谓特殊的状态是指“在分为图示的场合(CASE)I～III的时候，第一配向状态和第二配向状态中的任一状态都被十分稳定地维持”的状态。具体地说，场合I是指如下条件：将分别针对配向膜13、20的摩擦方向所构成的角度设为100°，将单元厚度(液晶层14的层厚)d与手性剂的手性间距(chiral pitch)p之比d/p设置为0.04。场合II是指如下条件：将摩擦方向所构成的角度设为87°，将d/p设为0。此外，场合III是指如下条件：将摩擦方向所构成的角度设为75°，将d/p设为0.04。

下面，通过更具体的实施例来进一步地详细叙述本发明。

首先，说明液晶元件的制造方法的具体例子。

使用预先形成有作为透明导电膜之一的ITO(铟锡氧化物)膜的玻璃基板，作为第一基板11和第二基板15。关于第一基板11，利用光刻等方法对带有该ITO膜的玻璃基板的ITO膜进行构图，由此形成第一电极12。作为蚀刻方法，采用了基于氯化铁溶液的湿蚀刻。此处的构图使得未图示的引出电极部分和相当于第一电极12的部分。关于第二基板15，也同样地通过构图来形成第二电极16。

接着，在第二基板15的第二电极16的上侧形成绝缘层17。此时，在引出电极部分，需要设法不形成绝缘层17。例如，可以列举出预先在引出电极部分形成抗蚀剂，在形成绝缘层17之后进行剥离的方法，或者在利用金属掩模等隐藏引出电极部分的状态下，采用溅射成膜等成膜方法来形成绝缘层17的方法等。作为绝缘层17，可以列举出有机绝缘膜、氧化硅膜或氮化硅膜等无机绝缘膜以及它们的组合(层叠膜)等。在本实施例中，使用丙烯基有机绝缘膜和氧化硅膜的层叠膜来作为绝缘层17。另外，作为成膜方法，除了溅射法之外，还可采用旋转涂布法、狭缝涂布法、喷墨法等不利用制版的印刷法、柔版印刷代表的利用制版的印刷法。再者，还可采用真空蒸镀法、离子束法、化学气相淀积法(CVD法)等各种成膜方法(以下也相同)。

在玻璃基板上的引出电极部分(端子部分)粘贴耐热性的薄膜(聚酰亚胺胶带)，在该状态下，将有机绝缘膜材料旋转涂布在玻璃基板上。在以2000rpm旋转30秒的条件下获得膜厚为1μm的膜。使用清洁烘箱以220℃、1小时的条件来烘焙该玻璃基板。接着，在保持粘贴着耐热性薄膜的状态下，利用溅射法(交流放电)形成氧化硅膜。将玻璃基板加热到80℃，形成1000埃的氧化硅膜。在此，如果剥下耐热性薄膜，则都能够干净地剥下有机绝缘膜、氧化硅膜。进一步使用清洁烘箱以220℃、1小时的条件来烘焙该玻璃基板。这是用于提高氧化硅膜的绝缘性和透明性的处理。

另外，虽然不一定要形成氧化硅膜，但是通过形成氧化硅膜，可以获得提高随后形成的ITO膜等透明导电膜的粘着性和图案精度的效果。而且，还提高绝缘层17整体的绝缘性。另一方面，也考虑这样的情况：不形成有机绝缘膜，而只以氧化硅膜来形成绝缘层17。在该情况下，由于氧化硅膜容易为多孔性，因此期望将膜的厚度设置得足够厚(例如设为4000～8000埃的程度)。此外，也可以设为氮化硅膜和氧化硅膜的层叠膜。在该情况下，例如可以利用溅射法等使两者交替地成膜。

接着，在作为第二基板15的玻璃基板的绝缘层17上，利用溅射法(交流放电)来形成ITO膜。具体地说，将基板加热到100℃，在基板的整个表面上形成大约1200埃的ITO膜。利用光刻等对该ITO膜进行构图。作为光掩模，采用具有与最终想获得的第三电极18和第四电极19的形状(参照图2)对应的梳齿状的掩模图案的掩模。关于各第三电极18和第四电极19，形成为梳齿状的各电极枝的宽度被设定为20μm和30μm这两种中的任一种，各电极枝的相互间隔被设定为20、30、50、100、200μm这五种中的任一种。此外，因为如果在引出电极部分也没有图案，则通过蚀刻会除去下侧的ITO膜，因此，使用引出电极部分也形成有图案的光掩模。通过以上所述，制成了具有第二电极16、第三电极18和第四电极19的第二基板15。

接着，使用按上面所述制作的第一基板11和第二基板15来制作液晶元件(液晶单元)。具体地说，首先，对第一基板11和第二基板15进行水洗净(刷子洗净或喷射洗净、纯水洗净等)、脱水、紫外线洗净、干燥的各工序。

随后，在第一基板11和第二基板15的各自一面上涂覆配向膜材料。作为配向膜，在本实施例中，采用通常用作用于STN型液晶的元件配向膜的、示出较高预倾角的聚酰亚胺膜。在第一基板11和第二基板15的各自一面上涂覆配向膜材料，使用清洁烘箱在180℃下对它们进行烘焙一个小时。作为配向膜材料的涂覆方法，可采用柔版印刷、喷墨印刷或旋转涂布法等各种方法。在本实施例中，采用旋转涂布法。关于旋转涂布法的条件，调整为：配向膜的膜厚被设置为500～800埃。随后，分别对第一基板11的配向膜13和第二基板15的配向膜20进行作为配向处理之一的摩擦处理。摩擦时的压入量被设为0.4mm，但一般只要是被称为强锚定(stong anchoring)条件的条件，就没有特别的差别。此时，通过各配向膜赋予液晶分子的预倾角为6°～12°的程度。

接着，将第一基板11和第二基板15以彼此一面相对的状态进行粘合。关于扭曲角，在场合I中设为作为摩擦方向所构成的角度的100°，在场合II中设为87°，在场合III中设为75°。此外，将第一基板11和第二基板15的间隙，即液晶层14的层厚(单元厚度)设为4μm。之后，通过在第一基板11与第二基板15的间隙中注入液晶材料来形成液晶层14。在液晶材料中添加手性剂。关于该手性剂的添加量，如上面所述，在场合I中调整成d/p为0.04，在场合II中调整成d/p为0，在场合III中调整成d/p为0.04。

接着，将第一偏光板21粘合在第一基板11的外侧，将第二偏光板22粘合在第二基板15的外侧。关于各偏光板的吸收轴，对于一个偏光板(例如第一偏光板21)，使吸收轴与摩擦方向平行，对于另一个偏光板(例如第二偏光板22)，使摩擦方向与吸收轴错开45°。一般来说，摩擦方向与偏光板的吸收轴之间往往被配置成平行或垂直，但是在本实施例的情况下，由于通过这样的配置很难在第一配向状态与第二配向状态之间获得透过率的差，因此，特意将吸收轴的配置从相对于摩擦方向平行或垂直的任一方式偏移。

关于按上面所述来制作的液晶元件，在图7中示出观察使用各电极对液晶层14施加电场并进行了转变时的样子的显微镜照片。图7所示的显微镜照片涉及上述场合II(参照图6)的液晶元件，即将第三电极18和第四电极19的各电极枝的宽度设为20μm、将电极枝的相互间隔设为20μm、将摩擦方向所构成的角度设为87°的液晶元件。此外，虽然省略图示，但是即使在场合I和场合III，也是相同的结果。

在已制成液晶元件的状态下，液晶层14的配向状态为上述的第二配向状态(分散扭曲状态)。其显微镜照片为图7(a)。而且，使用第一电极12和第二电极16对液晶层14施加纵电场时的显微镜照片为图7(b)。如图7(b)所示，通过施加纵电场，液晶层14的配向状态转成为上述的第一配向状态(反扭曲状态)。根据该情况，即使在第一电极12和第二电极16之间夹着绝缘层17而存在第三电极18与第四电极19的状态下，也可确认施加了纵电场。

图7(c)是在使液晶层14转成为第一配向状态后，使用第三电极18和第四电极19施加与第一基板11和第二基板15的各自一面大致平行的电场时(IPS模式)的显微镜照片。在该情况下，可知转成为作为初始状态的第二配向状态。

此外，图7(d)是使液晶层14转成为第一配向状态后使用第二电极16、第三电极18以及第四电极19来施加与第一基板11和第二基板15的各自一面大致平行的电场时(FFS模式)的显微镜照片。在该情况下，可知转变成为作为初始状态的第二配向状态。

在此，考察IPS模式和FFS模式的差别。在IPS模式中，基本上认为：因为只在第三电极18和第四电极19之间产生横电场(参照图3(b))，所以优先在产生了横电场的区域发生了配向状态的转变。因此认为：如图7(c)所示，配向状态不同的部分线状地产生。与此相对，在FFS模式中，认为：由于在第三电极18和第四电极19的上侧也产生横电场(参照图3(c))，因此同样发生了配向状态的转变。所以，如果从开口率(透过率和对比度比)方面来评价本实施方式的液晶元件，则可以说FFS模式比IPS模式优越。

考察可进行配向状态转变(转换)的理由。在第二配向状态(分散扭曲状态)中，在液晶层14的单元厚度方向的中央的液晶分子几乎为水平，但是如果因纵电场而成为第一配向状态(反扭曲状态)，则中央的液晶分子稍微倾斜。之后，通过横电场(IPS模式或FFS模式)对第一配向状态的单元厚度中央的液晶分子施加横电场，朝向第二配向状态下单元厚度中央的液晶分子应有的主导方向，因此再转成为作为初始状态的第二配向状态。

接下来，对实施例的液晶元件的电光特性(电压-透过率特性)的测定结果进行说明。图8是上述场合I的液晶元件的电光特性，图9是上述场合II的液晶元件的电光特性，图10是上述场合III的液晶元件的电光特性。任何一幅图都示出下述情况时的电光特性，即：设定为第一偏光板21的透过轴与第一基板11的摩擦方向平行而第二偏光板22的透过轴与第二基板15的摩擦方向平行，使用第一电极12和第二电极16对第一配向状态(反扭曲状态：图中标记为“R-TN”)或第二配向状态(分散扭曲状态：图中标记为“S-TN”)的液晶层14施加纵电场。在各图中，虚线表示第一配向状态下的特性，实线表示第二配向状态下的特性。

在图8所示的场合I的液晶元件中，对于上述的偏光板配置，第一配向状态的电光特性与第二配向状态的电光特性几乎重叠。而在图9所示的场合II和图10所示的场合III的液晶元件中，在第一配向状态和第二配向状态各自的电光特性中可看到差别。如果关注施加电压为2V左右的特性，则可明白：由于因配向状态的不同所引起的电光特性中的阈值电压的差异，在第二配向状态的情况下，可获得相对较亮(即透过率高)的状态，在第一配向状态的情况下，可获得相对较暗(即透过率低)的状态。因此，设置多个本实施例的液晶元件，在各液晶元件中，通过施加电场任意地切换两个配向状态，之后，使用第一电极12和第二电极16对液晶层14施加2V左右的电压(称为保持电压)，由此，可构成能更清晰地显示明暗的二值图像(静止图)的液晶显示装置。

然而，在上面的说明中，在第一配向状态下作为稳定的条件例示了三种情况，但是稳定的条件并不限于这些。下面，根据图11和图12来说明关于稳定条件的理论性的检验结果。图11是示出针对场合I和场合II通过理论计算求解配向稳定性与单元条件之间的关系的结果的图。同样地，图12是示出针对场合III通过理论计算求解配向稳定性与单元条件之间的关系的结果的图。

在图11和图12的图中，用圆形标记示出上述实施例中的条件(第一配向状态下的稳定条件)。如这样，上述实施例只是第一配向状态下的稳定条件的一个例子，在理论上示出可在更宽的范围内获得第一配向状态的配向稳定性。如果详细地研究圆形标记的位置，则可知其位于比预倾角为8°的情况下的理论曲线稍微下方的位置。对于在理论曲线上方的位置，由于成为在第一配向状态下不能保持稳定的区域，因此期望至少比该位置更位于下侧。此外，如果成为离理论曲线很远的下侧的区域，则很难返回第二配向状态，或者不成为第二配向状态，因此优选比圆形标记的位置稍微往下的区域，将在某d/p的理论曲线上的摩擦方向所构成的角度设置为Φ_X时，只要是大约Φ_X-10°的范围，就可以进行双稳定转换。

因此，在场合I和场合II的情况下，摩擦方向所构成的角度ΦI(°)与d/p的关系符合下式(1)那样的关系时，可以进行双稳定转换。

80≤ΦI-((d/p)×360)≤90(其中，预倾角为8°以下)...(1)

另一方面，在场合III的情况下，摩擦方向所构成的角度ΦI(°)与d/p的关系符合下式(2)那样的关系时，可以进行双稳定转换。

80≤ΦI+((d/p)×360)≤90(其中，预倾角为8°以下)...(2)

另外，上述式(1)和式(2)是在预倾角大约为8°以下的情况下成立的关系，例如，在预倾角为15°的情况下，式(1)修改为如下样子。

75≤ΦI-((d/p)×360)≤85...(1)

此外，例如，在预倾角为25°的情况下，式(1)修改为如下样子。

68≤ΦI-((d/p)×360)≤78...(1)”

再者，关于式(2)，也是同样的，上限值和下限值根据预倾角而变化。

下面，对通过实验研究了摩擦方向与横电场方向之间的关系的结果进行说明。图13是用于说明研究结果的示意图。在图中左侧，示出电场的方向与第一基板11和第二基板15各自的摩擦方向的对应关系，所述电场是通过组合液晶元件的第三电极18和第四电极19、或者它们和第二电极16而产生的。另外，在图中右侧，示意性地示出从上侧观察到的液晶层14的液晶分子的配向状态的样子。如图所示，根据横电场的电场方向和摩擦方向的关系，可看到发生和不发生配向状态的转变的样子。

具体地说，在横电场的电场方向与在第二配向状态(向右扭曲的S-TN配向)下液晶层14中央附近或者下侧基板(例如第二基板15)的界面附近的液晶分子的方向平行的情况下，容易从第一配向状态(向左扭曲的R-TN配向)向第二配向状态转变(参照图13(a)和图13(b))。另一方面，在横电场的电场方向与在第二配向状态下液晶层14中央附近或者下侧基板的界面附近的液晶分子的方向垂直的情况下，难以向第二配向状态转变(参照图13(c)和图13(d))。

在容易发生配向状态的转变的条件的情况下，横电场7V为阈值，在施加了10V的情况下，当经过了1分钟左右时，返回原来的配向状态。因为在将第二电极16、第三电极18和第四电极19组合而产生横电场的情况(FFS模式)下施加更强的电场，所以可看到容易发生配向状态的转变的倾向。但是，在第三电极18和第四电极19的各电极枝的相互间隔较宽的情况下，将第三电极18和第四电极19组合而产生横电场的情况(IPS模式)更容易发生配向状态的转变。

接着，对第一偏光板21和第二偏光板22的各光学轴所构成的角度与透过率以及对比度之间的关系进行说明。将标准光源C(色温为6740K)使用于透过率的测定。图14示出代表性的测定例。该测定例与场合II的液晶元件有关。关于该液晶元件，虽然对比度较低(为2以下)，但是用肉眼观察可以认识到差别。这是因色调的不同而引起的，具体地说，可视觉确认出接近粉色的红色系色调与蓝色系色调这两种。在图15～图17中示出总结了测定结果的特性表。

在图15中，对于场合II的液晶元件，示出了上侧偏光板(例如第一偏光板21)和下侧偏光板(例如第二偏光板22)的角度(单位：°)、某波长下的第一配向状态与第二配向状态的透过率之差(单位：％)、对比度(Cr)、透过率。分别在表的左侧示出在蓝色附近(440-480nm)或者红色附近(610-650nm)的波长显示出好的结果的特性，在表的右侧示出相同条件下在相反侧的波长上的特性。如果限定波长进行比较，则对于透射得到2～3左右的对比度。其结果表示：如果将背光设置为蓝色或红色的单色光源，则可以获得相对较高的对比度的显示。此外，可知在蓝色和红色之间切换光源时，能够获得适当的对比度。在该情况下，可以进行负/正反转显示。当考察偏光板彼此所构成的角度时，可知为30°、45°、60°中的任一个角度，在0°或90°的情况下，不能获得良好的结果。根据该情况，可以说优选：在本实施方式和实施例的液晶元件中，为了将色调的差设置得更清晰，而将偏光板彼此所构成的角度设定在30°～60°的范围。

图16示出关于场合I的液晶元件的结果，图17示出关于场合III的液晶元件的结果。关于场合I的液晶元件，示出了与上述场合II的液晶元件非常相似的倾向。另外，关于场合III的液晶元件，虽然与上述场合II的液晶元件有一些不同的倾向，但是可一定程度地获得基于色调的对比度。

如上所述，根据本实施方式和实施例，可提供利用在两个配向状态之间的转变的新的TN型液晶元件。而且，已确认：该液晶元件可在较宽的温度范围(例如，-20℃～80℃)获得稳定的阈值特性和清晰度特性。即，根据本实施方式和实施例，可以利用两个配向状态之间的转变，将透过光的状态控制为两个不同的状态。因为在除了转成为两个配向状态中的任一状态的时候之外，基本上不需要施加电场，所以能够以极低的耗电来驱动液晶元件。尤其是，在设置成反射型的液晶元件的情况下，低耗电的优点较大。此外，该液晶元件与一般的TN型液晶元件同样具有较优良的视角特性。在进行视角补偿的情况下，可以采用与一般的TN型液晶元件中所使用的光学补偿膜同样便宜的光学补偿膜。因为制造工艺也与一般的TN型液晶元件基本相同，所以可以低成本地制造本发明的液晶元件。

接着，对利用了上述液晶元件所具有的记忆性的、可进行低耗电驱动的液晶显示装置的结构例进行说明。

图18是示意性示出液晶显示装置的结构例的图。图18所示的液晶显示装置是将多个像素部34排列为矩阵状而构成的单纯矩阵型的液晶显示装置，使用上述实施方式等的液晶元件作为各像素部34。具体地说，液晶显示装置被构造成具有：在X方向上延伸的m条控制线B1～Bm；对这些控制线B1～Bm提供控制信号的驱动器31；分别与控制线B1～Bm交叉且在Y方向上延伸的n条控制线A1～An；对这些控制线A1～An提供控制信号的驱动器32；分别与控制线B1～Bm交叉且在Y方向上延伸的n条控制线C1～Cn以及D1～Dn；对这些控制线C1～Cn以及D1～Dn提供控制信号的驱动器33；被设置在控制线B 1～Bm和控制线A1～An的各个交点处的像素部34。

各控制线B1～Bm、A1～An、C1～Cn以及D1～Dn例如由形成为条状的ITO等透明导电膜构成。控制线B1～Bm和A1～An所交叉的部分作为上述的第一电极12和第二电极16来发挥功能(参照图2)。另外，控制线C1～Cn与被设置在相当于各像素部34的区域中并且作为第三电极18的梳齿状的电极枝(在图18中省略图示)相连接。同样地，控制线D1～Dn与被设置在相当于各像素部34的区域中并且作为第三电极18的梳齿状的电极枝(在图18中省略图示)相连接。

作为图18所示结构的液晶显示装置的驱动方法，可考虑各种方法。例如，说明针对控制线B1、B2、B3......按每行进行显示改写的方法(线依次驱动法)。在该情况下，可以在期望进行相对亮的显示的像素部34上施加纵电场，在期望进行相对暗的显示的像素部34上施加横电场。

例如，对控制线B1施加不发生配向状态转变的程度的矩形波电压(例如，1.5V左右、150Hz)，对控制线A1～An、C1～Cn以及D1～Dn施加与其同步或错开半个周期的阈值电压程度的矩形波电压(例如，1.5V左右、150Hz)。

具体地说，对控制线A1～An中的、与期望进行亮显示的像素部34对应的控制线，施加与施加到控制线B1的矩形波电压错开半个周期的矩形波电压。此时，对控制线C1～Cn以及D1～Dn不施加电压。由此，成为在像素部34的液晶元件上实际施加了3.0V左右的电压(纵电场)的状态。如果将该电压设置为饱和电压以上，则可以在液晶层14上发生配向状态的转变，使该像素部34的光透过率变化。另一方面，对控制线A1～An中的、与不需要使显示变化的像素部34对应的控制线，施加与施加到控制线B1的矩形波电压同步的矩形波电压。此时，对控制线C1～Cn以及D1～Dn也不施加电压。由此，在该像素部34中，实际成为没有施加电压的状态。因此，在液晶层14中不发生配向状态的转变，光透过率不变化。

此外，对控制线C1～Cn以及D1～Dn中的、与期望进行亮显示的像素部34对应的控制线，施加与施加到控制线B 1的矩形波电压错开半个周期的矩形波电压。此时，对控制线A1～An不施加电压。由此，成为在像素部34的液晶元件上实际施加了3.0V左右的电压(横电场)的状态。如果将该电压设置为饱和电压以上，则在液晶层14上发生配向状态的转变，可以使该像素部34的光透过率变化。另一方面，对控制线C1～Cn以及D1～Dn中的、与不需要变化显示的像素部34对应的控制线，施加与施加到控制线B1的矩形波电压同步的矩形波电压。此时，对控制线A1～An也不施加电压。由此，在该像素部34中，实际成为没有施加电压的状态。因此，在液晶层14中不发生配向状态的转变，光透过率不变化。

通过对控制线B1、B2、B3......依次进行上述的驱动，可以实现点阵显示。利用这样的驱动，能够半永久性地保持被改写的显示状态。为了改写该显示，只要再从控制线B1开始执行上述控制就可。另外，在这里，虽然示出了将本发明适用于所谓的单纯矩阵型的液晶显示装置的例子，但是也可以将本发明适用于使用了薄膜晶体管等的有源矩阵型的液晶显示装置中。在有源矩阵型的液晶显示装置的情况下，因为不需要针对控制线B1等的每行进行改写，所以能够缩短改写时间。此外，也可以施加相对于阈值为2倍以上的电压，因此可以更快速地进行改写。但是，由于在一侧的基板上具有用于横电场的电极和用于纵电场的电极，所以针对每个像素需要两个薄膜晶体管等。

下面，参照附图来说明本发明的其它实施方式。

将如下所述的液晶元件称为反扭曲向列(RTN)型液晶元件，即：该液晶元件具有以第一旋转方向和第二旋转方向为相反方向的方式制作的液晶层，该第一旋转方向是由一组配向膜的配向处理方向和预倾角的组合所确定的液晶分子的扭曲方向，该第二旋转方向是由光学活性物质(手性剂)引起的液晶分子的扭曲方向，例如，该液晶元件可以通过向液晶层赋予物理性的作用，来可换地实现液晶分子向各方向扭曲的状态(在第一旋转方向上为反扭曲(均匀扭曲)排列状态，在第二旋转方向上为分散扭曲排列状态)。在没有向液晶层添加光学活性物质(手性剂)的情况下，第一旋转方向是液晶分子扭曲的旋转方向。

图19是示出实施例的液晶元件(液晶显示元件)的制造方法的流程图。本申请的发明人首先按照该图所示的流程图来制作多个液晶元件，预备性地考察实现良好显示的预倾角的范围。

准备两片形成有透明电极、例如ITO(indium tin oxide：铟锡氧化物)电极的透明基板(步骤S101)。在此，采用具有平行平板类型的电极的测试单元，将两片透明基板洗净、干燥(步骤S102)。

在透明基板上，按覆盖ITO电极的方式涂覆配向膜材料(步骤S103)。使用旋转涂布来进行配向膜材料的涂覆。也可以进行柔版印刷或喷墨印刷。通常，降低在形成垂直配向膜所使用的聚酰亚胺配向膜材料的侧链密度，用作配向膜材料。以配向膜的厚度为500～800

的方式来涂覆配向膜材料。对涂覆有配向膜材料的透明基板实施预烘焙(步骤S104)以及正式烘焙(步骤S105)。正式烘焙在160℃、180℃、200℃、220℃这四个条件下进行。这样形成了覆盖ITO电极的配向膜(步骤S103～S105)。

接着，进行摩擦处理(配向处理)(步骤S106)。摩擦处理是例如使卷绕着布的圆筒形的辊高速地旋转以在配向膜上摩擦的处理工序，由此，可以将与基板相接的液晶分子向一个方向排列(进行配向)。在将压入量设置为0.4mm、0.8mm、1.2mm的三个条件下进行摩擦处理。另外，摩擦处理以液晶元件的扭曲角为90°的方式实施摩擦处理。

图20是示出形成配向膜时的烘焙温度和摩擦处理时的压入量的组合的表。其中，关于使用材料，配向材料使用降低了用于垂直配向膜的材料的侧链密度的聚酰亚胺膜，单元厚度为4μm(塑料珠)，粘贴材料使用添加了玻璃纤维的4μm的密封材料，使用Merck公司制造的液晶，手性剂使用d/p＝0.16或0.25的CB-15。本申请的发明人利用本图所示的No.1～No.9这9个条件来制作液晶元件。

再参照图19。为了固定地保持液晶单元的厚度(基板之间的距离)，例如采用干式散布法将间隔控制材料散布在一个透明基板面上(步骤S107)。间隔控制材料使用粒径为4μm的塑料珠。

在另一透明基板面上印刷密封材料，形成主密封图案(步骤S108)。例如，使用丝网印刷法来印刷包含粒径为4μm的玻璃纤维的热硬化性的密封材料。可以使用分散器来涂覆密封材料。此外，也可以使用不是热硬化性而是光硬化性的密封材料或光/热并用硬化型的密封材料。

使透明基板重叠在一起(步骤S109)。在规定的位置将两片透明基板重叠在一起并单元化，在按压的状态下实施热处理，使密封材料硬化。例如，使用热压法进行密封材料的热硬化。以这种方式来制作空单元。

例如，使用真空注入法将向列液晶注入到空单元(步骤S110)。液晶材料使用了Merck公司制造的ZLI2293。在液晶中添加手性剂。手性剂使用了Merck公司制造的CB15。以在设手性间距为p、液晶层的厚度(单元厚度)为d时，d/p为0.16或者0.25的方式，调整手性剂的添加量。

例如使用紫外线(UV)硬化类型的端部密封材料来密封液晶注入口(步骤S111)，将单元加热到液晶的相变温度以上，以调整液晶分子的配向(步骤S112)。之后，沿着利用划线装置加在透明基板上的划痕进行分切，分割成单个的单元。

对分割后的单元实施倒角(步骤S113)和洗净(步骤S114)。

最后，在两片透明基板的与液晶层相反的一侧的面上粘贴偏光板(步骤S115)。两片偏光板以交叉尼科尔且透过轴的方向和摩擦方向平行的方式配置。也可以以正交的方式配置。在两透明基板的ITO电极之间连接电源。

图21的(A)～(C)是示出已制作的多个液晶元件的外观的照片。已制作的液晶元件在初始状态下为分散扭曲排列状态。当在两透明基板的ITO电极之间施加饱和电压值以上的电压时，转成为反扭曲排列状态。

参照图21(A)。对于利用图20所示的表的No.1条件(烘焙温度160℃，摩擦处理时的压入量0.8mm)制作的液晶元件、以及利用No.3条件(烘焙温度180℃，摩擦处理时的压入量0.8mm)制作的液晶元件，不管在设d/p为0.16的情况还是设d/p为0.25的情况下，在反扭曲排列状态的没有施加电压时，呈现本图所示的外观，即比较暗的黑显示。对光透过率进行了测定，大约为4％。另外，在反扭曲排列状态下施加电压时，观察到了非常暗的黑显示。可以将光透过率几乎降低到0％。而且，对分散扭曲排列状态下的光透过率进行了测定，在没有施加电压时大约为18％。对于利用No.1和No.3条件制作的液晶元件，在反扭曲排列状态和分散扭曲排列状态下，可以进行外观差别较大的的显示。即，可以在反扭曲排列状态下进行黑显示，在分散扭曲排列状态下进行白显示。使用分光椭圆偏振法进行了测定，结果在这些液晶元件中发现了23～25°的预倾角。

参照图21(B)。对于利用图20所示的表的No.2条件(烘焙温度为180℃，摩擦处理时的压入量为0.4mm)制作的液晶元件，不管在设d/p为0.16的情况还是设d/p为0.25的情况下，都从初始状态起表示暗显示。由于摩擦处理时的压入量变小，预倾角变高，因此成为接近垂直配向的液晶分子配向状态。显示的亮度不会因电压的施加而发生较大的变化，光透过率与有无施加电压以及所施加的电压值无关，大约为1％以下。

参照图21(C)。关于利用图20所示的表的No.1～No.3条件以外的条件制作的液晶元件，与d/p的值是0.16还是0.25无关，在分散扭曲排列状态和反扭曲排列状态下，在光透过率上不存在较大的差别，示出几乎相等的显示外观。对于没有施加电压时的光透过率，在两种排列状态下都为大约25％，通过施加电压，在两种排列状态下都能够使光透过率降低到大约1％以下。图21(C)示出了在反扭曲排列状态下没有施加电压时的显示(淡蓝色的显示)外观。使用分光椭圆偏振法测定了利用图20所示的表的No.1～No.3条件以外的条件所制作的液晶元件的预倾角，发现了8～15°的预倾角。

本申请的发明人对多数的液晶元件测定了预倾角，在反扭曲排列状态下没有施加电压时可实现良好黑显示的预倾角的范围是31.5°～36.2°。此外，在反扭曲排列状态下没有施加电压时不能进行黑显示的最大预倾角为17.1°。再者，在分散扭曲排列状态下没有施加电压时进行黑显示的预倾角的最小值为48°。

根据这些情况，将赋予上下基板的预倾角设为20°以上45°以下，更优选为31°以上37°以下，来制作RTN型液晶元件，由此可以实现在反扭曲排列状态下没有施加电压时进行黑显示，在分散扭曲排列状态下没有施加电压时(没有施加纵电场时)进行白显示。

在具有上述预倾角范围的RTN型液晶元件中，关于在反扭曲排列状态下没有施加电压时可实现较暗的黑显示的原理，虽然没有完全能弄清，但推测出：RTN型液晶元件具有倒下时(反扭曲排列状态)的阈值比立起时(分散扭曲排列状态)的阈值低的性质，利用特殊的条件使阈值低于0V，因此实现这样的显示。

此外，一般在反扭曲排列状态下，由于在基板的配向处理中赋予的预倾角和因手性剂赋予的扭曲力，使得在液晶层内部产生大的应变，由于该应变即使在没有施加电压时，液晶层厚度方向的中央附近的液晶分子也处于相对于基板平面倾斜的状态。在具有20°以上的高预倾角的RTN型液晶元件中，液晶层厚度方向的中央附近的液晶分子的倾斜角非常大，推测出相对于基板几乎垂直地立起。因此，认为在没有施加电压时也可以进行较暗的黑显示。另外，一般在反扭曲排列状态下，整体上的倾斜角比与基板的界面的预倾角大。这也可以通过基于连续体理论的液晶分子配向仿真来确认。

接着，本申请的发明人以图20所示的表的No.1或者No.3条件为前提，按照图19所示的流程图制作多个液晶元件，预备性地考察在反扭曲排列状态下没有施加电压时所实现的、比较暗的黑显示的保持时间变长的烘焙温度、扭曲角、单元厚度(液晶层的厚度)。在图22(A)～(F)中，示出液晶元件的制作条件和观察结果。

图22(A)是示出液晶元件的制作条件的表。其中，关于使用材料，配向材料使用降低了用于垂直配向膜的材料的侧链密度的聚酰亚胺膜，粘贴材料使用添加了玻璃纤维的密封材料，使用Merck公司制造的液晶，手性剂使用CB-15。首先，准备两片形成有ITO电极的透明基板。在此，使用具有平行平板类型的电极的测试单元，将两片透明基板洗净、干燥。

以覆盖ITO电极的方式在透明基板上涂覆配向膜材料。采用旋转涂布进行配向膜材料的涂覆。通常降低在形成垂直配向膜所使用的聚酰亚胺配向膜材料的侧链密度，用作配向膜材料。以配向膜的厚度为500～800

的方式来涂覆配向膜材料。对涂覆了配向膜材料的透明基板实施了预烘焙和正式烘焙。如图22(A)所示，在160℃或180℃下进行正式烘焙。以这种方式形成了覆盖ITO电极的配向膜。

接着，将压入量设为0.8mm来进行摩擦处理。如图22(A)所示，在将上下基板之间的扭曲角设置为80°、90°、100°的三个条件下，实施摩擦处理。

将间隔控制材料散布在一个透明基板面上。间隔控制材料使用粒径为3μm、4μm、5μm的塑料珠。如图22(A)所示，制作单元厚度为3μm、4μm、5μm的多个液晶元件。在另一透明基板面上，使用丝网印刷法印刷包含玻璃纤维的热硬化性的密封材料，形成主密封图案。在规定位置上重叠两片透明基板，实施热处理，使密封材料硬化，制作空单元。

使用真空注入法将向列液晶注入到空单元。液晶材料使用Merck公司制造的ZLI2293。在液晶中添加了手性剂。手性剂使用Merck公司制的CB15。调整手性剂的添加量，使得d/p为0.04、0.08、0.125、0.16、0.20、0.25、0.33。

使用紫外线硬化类型的端部密封材料来密封液晶注入口，将单元加热到液晶的相变温度以上。沿着利用划线装置加在透明基板上的划痕进行分切，分割成单个的单元。

对分割后的单元实施倒角和洗净，在两片透明基板的与液晶层相反的一侧的面上粘贴偏光板。两片偏光板以交叉尼科尔且透过轴的方向和摩擦方向平行的方式配置。在两透明基板的ITO电极之间连接电源。在以这种方式制作的液晶元件的ITO电极之间施加5V的交流电压，由此可以从分散扭曲排列状态转成为反扭曲排列状态(比较暗的黑显示)。

图22(B)是示出测定较暗的黑显示(反扭曲排列状态)的保持时间的结果的表，其中，所述较暗的黑显示是改变添加到液晶材料中的手性剂的添加量时的显示。

比较利用图22(A)所示的条件A制作的液晶元件和利用条件B制作的液晶元件。对于利用条件A制作的液晶元件，在d/p＝0.08、0.125、0.16、0.20这四种情况下，在从分散扭曲排列状态转变为反扭曲排列状态(比较黑的显示)之后，反扭曲排列状态就这样被保持数周以上(在表中表示为“∞”)。另外，在d/p＝0.04的情况下，虽然部分地进行期望的动作，但是混杂有从初始起成为黑显示状态的部分。由此，认为d/p＝0.04的情况是用于获得用作显示元件的均匀性的临界条件。

另一方面，对于利用条件B制作的液晶元件，在d/p＝0.08、0.125的情况下，反扭曲排列状态保持数周以上。即使在条件B下也与条件A相同，在d/p＝0.04的情况下，混杂有从初始起成为黑显示状态的部分。

由此可知，比起将烘焙温度设为180℃以制作液晶元件，设为160℃进行制作时，d/p裕量更宽，该d/p裕量用于使反扭曲排列状态稳定化，即用于获得反扭曲排列状态和分散扭曲排列状态的双稳定性。此外，图22(C)示出在使用条件A且d/p＝0.125的情况下制作的液晶元件中所保持的反扭曲排列状态下的显示外观。通过将烘焙温度至少设为160℃以上180℃以下来制作液晶元件，由此，能够长时间地保持在反扭曲排列状态下没有施加电压时的黑显示。

接着，比较利用条件A、C、D制作的液晶元件。对于利用条件C制作的液晶元件，在任一d/p下都没有长时间地保持反扭曲排列状态。可知在将扭曲角设为80°来制作液晶元件的情况下，难以获得两排列状态的双稳定性。

另一方面，对于利用条件A制作的液晶元件和利用条件D制作的液晶元件，在保持时间上没有看到较大差别。但是，在条件D的情况下，在利用d/p＝0.125制作的液晶元件中，如图21(B)所示的照片的例子，从初始状态开始示出暗的显示。另外，d/p＝0.25和0.33时的保持时间比条件A的情况稍微短。由此可知，通过将扭曲角至少设为90°以上100°以下来制作液晶元件，能够长时间地保持反扭曲排列状态下没有施加电压时的黑显示，并且，比起将扭曲角设为100°来制作液晶元件，设为90°进行制作时更容易获得反扭曲排列状态和分散扭曲排列状态的双稳定性。

接着，以单元厚度为基准进行比较。在单元厚度为3μm的较薄情况(条件E)下，由于d/p的值在保持性上没有明显的差别，在所有的d/p下，反扭曲排列状态均保持数周以上。图22(D)示出利用条件E且d/p＝0.125所制作的液晶元件的显示外观。其中，在条件E下，当d/p的值增大到0.20、0.25时，与没有施加电压无关，可看到反扭曲排列状态逐渐扩大到电极外区域的现象。在图22(E)中示出了该情况。当反扭曲排列状态扩大到电极外的区域时，该部分的控制变得困难，因此需要注意。

与条件A或条件E相比，在单元厚度为5μm厚的情况(条件F)下保持时间较长的d/p的范围窄，只有作为d/p＝0.16制作的液晶元件将反扭曲排列状态保持了数周以上。图22(F)示出该液晶元件的显示外观。作为本申请的发明人的观察结果，不管是在单元厚度较厚的情况(条件F)下还是较薄的情况(条件E)下，与利用条件A制作的液晶元件相同，在反扭曲排列状态下没有施加电压时，都获得比较暗的黑显示。由此可知，即使在液晶元件的单元厚度上有一些变化，也可以实现例如对比度较高的双稳定性显示。通过观察图22(B)的表格所示的结果，可确认：通过将单元厚度至少设为3μm以上5μm以下来制作液晶元件，由此能够长时间地保持反扭曲排列状态下没有施加电压时的黑显示。

关于d/p，虽然也依据其它条件，但是根据例如利用条件A、D和E制作的液晶元件的黑显示保持时间，优选大于0.04小于0.25。

本申请的发明人立足于上述的预备性考察，制作实施例的液晶元件。

图23是实施例的液晶元件的一个像素内的概略剖面图。

实施例的液晶元件构成为包括：相互平行地相对配置的上侧基板110a和下侧基板110b；以及被夹在两基板110a与110b之间的扭曲向列液晶层115。

上侧基板110a包括：上侧透明基板111a、形成在上侧透明基板111a上的上侧电极112a；以及形成在上侧电极112a上的上侧配向膜114a。下侧基板110b包括：下侧透明基板111b、形成在下侧透明基板111b上的下侧电极112b；形成在下侧电极112b上的绝缘膜113；形成在绝缘膜113上的第一梳齿电极112c和第二梳齿电极112d；以及以覆盖第一梳齿电极112c和第二梳齿电极112d的方式形成在绝缘膜113上的下侧配向膜114b。此外，上侧电极112a相当于“第一电极”、下侧电极112b相当于“第二电极”，第一梳齿电极112c相当于“第三电极”，第二梳齿电极112d相当于“第四电极”。

上侧透明基板111a和下侧透明基板111b例如由玻璃形成。上侧电极112a和下侧电极112b以及第一梳齿电极112c和第二梳齿电极112d例如由ITO等透明导电材料形成。第一梳齿电极112c和第二梳齿电极112d分别是具有多个梳齿部分的梳齿电极。第一梳齿电极112c和第二梳齿电极112d的梳齿部分以沿着本图的左右方向相互错开的方式配置。

液晶层115被配置于上侧基板110a的上侧配向膜114a与下侧基板110b的下侧配向膜114b之间。

在上侧配向膜114a和下侧配向膜114b上，通过摩擦实施配向处理。在从上侧基板110a和下侧基板110b的法线方向观察时，上侧配向膜114a和下侧配向膜114b的配向处理方向相互垂直。将上侧配向膜114a的摩擦方向设为第一方向、将下侧配向膜114b的摩擦方向设为第二方向，从上侧基板110a的法线方向观察，第二方向是以第一方向为基准在向逆时针的方向上形成90°的方向。对于由上侧基板110a和下侧基板110b的配向处理方向和预倾角的组合所规定的液晶层115的液晶分子的排列状态，从上侧基板110a的法线方向观察，该排列状态是向顺时针方向扭曲90°的均匀扭曲(反扭曲)排列。

在形成液晶层115的液晶材料中添加手性剂。对于因手性剂的影响力而产生的液晶分子的排列状态，从上侧基板110a的法线方向观察，该排列状态是沿着从上侧基板110a朝下侧基板110b的方向往左扭曲方向扭曲的分散排列。

在液晶单元完成状态下的液晶分子的扭曲方向是与由手性剂引起的扭曲方向相同的方向的左扭曲(分散排列)。

电源120与上侧电极112a和下侧电极112b以及第一梳齿电极112c和第二梳齿电极112d电连接。可以利用电源120对电极112a～112d施加电压。例如，通过在两电极112a、112b之间施加阈值电压以上的交流电压，可以将液晶分子的排列状态从分散扭曲排列转变为均匀扭曲(反扭曲)排列。

在上侧基板110a和下侧基板110b的、与液晶层115相反的一侧的表面上，分别配置有上侧偏光板116a和下侧偏光板116b。两偏光板116a和116b以交叉尼科尔并且光透过轴与上侧基板110a和下侧基板110b的摩擦方向平行的方式配置。实施例的液晶元件是常白(normally white)类型的液晶元件。

参照图24～图28来详细地说明实施例的液晶元件的结构和制造方法。

图24是示出形成在上侧透明基板111a上的ITO膜的图案的概略平面图。使用本图所示的ITO膜，例如形成像素电极(在各像素中形成上侧电极112a的电极)和该像素电极的引出电极。

ITO膜图案例如以ITO膜在本图左右方向上延伸成条纹状的方式形成。在本图中，对构成像素电极的ITO膜标注112A₁～112A₁₀的标号来表示。

在对具有ITO的玻璃基板进行洗净后，使用光刻工序来进行ITO膜的构图。通过使用了氯化铁的湿蚀刻来实施ITO的蚀刻。也可以通过照射激光束并除去ITO膜来进行构图。

图25是示出形成在下侧透明基板111b上的ITO膜的图案的概略平面图。使用本图所示的ITO膜，例如形成像素电极(在各像素中形成下侧电极112b的电极)和该像素电极的引出电极。

ITO膜图案例如以ITO膜在本图左右方向上延伸成条纹状的方式形成。在本图中，对构成像素电极的ITO膜的一部分标注112B₁～112B₉的标号来表示。另外，本图上下方向与图24的左右方向为相互垂直的方向。

可以通过与参照图24进行了说明的ITO膜构图的形成方法相同的方法，来进行ITO膜的构图。

对ITO膜进行了构图后，在包含ITO膜的下侧透明基板111b上形成绝缘膜113。例如在引出电极112BT₁～112BT₉部分(端子部分)不形成绝缘膜113。在本图中，在没有形成绝缘膜113的区域上标上斜线。绝缘膜113可以通过下述的方法来形成，即：在引出电极部分等形成抗蚀剂，在形成绝缘膜之后通过剥离除去抗蚀剂的方法；以及在利用金属掩模覆盖引出电极部分等的状态下，采用溅射来形成的方法。此外，绝缘膜113可以设为有机绝缘膜或SiO₂、SiN_x等无机绝缘膜。也可以采用它们的组合来形成。在实施例中，使用丙烯基有机绝缘膜和SiO₂的层叠膜作为绝缘膜113。

在实施例中，首先在引出电极部分等粘贴耐热性薄膜(聚酰亚胺胶带)，对有机绝缘膜进行旋转涂布(以2000rpm旋转30秒)达膜厚为1μm。然后，使用清洁烘箱以220℃对旋转涂布了有机绝缘膜的下侧透明基板111b烘焙一个小时。接着，在粘贴着耐热性薄膜的状态下，将下侧透明玻璃基板111b加热到80℃，利用溅射法(交流放电)将SiO₂膜形成为1000

的厚度。可以采用真空蒸镀法、离子束法、CVD法等来形成SiO₂膜。

在此，当剥下耐热性薄膜时，可以在粘贴了耐热性薄膜的位置上除去有机绝缘膜和SiO₂膜。接着，为了提高SiO₂膜的绝缘性和透明性，使用清洁烘箱以220℃对下侧透明玻璃基板111b烘焙一个小时。

虽然不一定要形成SiO₂膜，但是可以通过形成SiO₂膜来提高绝缘膜113的绝缘性。此外，也可以提高形成在绝缘膜113上的第一梳齿电极112c和第二梳齿电极112d的粘着性和构图性。

也可以不形成有机绝缘膜，而只利用SiO₂膜来构成绝缘膜113。由于SiO₂膜容易为多孔性，因此在该情况下期望将SiO₂膜的厚度设为4000

～8000

也可以选择由SiO₂膜和SiN_X膜的层叠层构成的无机绝缘膜113。

在绝缘膜113上形成ITO膜。将下侧透明基板111b加热到100℃，利用溅射法(交流放电)将ITO膜形成在基板的整个面上。膜的厚度设为大约1200ITO膜可以采用真空蒸镀法、离子束法、CVD法等来形成。利用光刻工序对该ITO膜进行构图，形成第一梳齿电极112c、第二梳齿电极112d以及这些电极112c、112d的引出电极。

图26是示出在ITO膜的蚀刻中使用的光掩模的概略平面图。图26示出了下侧基板掩模。光掩模包括：第一梳齿电极112c对应部分、第二梳齿电极112d对应部分、第一梳齿电极112c的引出电极对应部分、第二梳齿电极112d的引出电极对应部分以及下侧电极112b的引出电极对应部分。蚀刻时，利用在各对应部分覆盖的ITO膜来形成电极。另外，本申请的发明人使用下述多个电极图案来制作第一梳齿电极112c和第二梳齿电极112d，该电极图案将梳状电极的梳齿部分的电极宽度设为20μm、30μm，将两个梳状电极的梳齿部分交替配置时的电极间隔设为20μm、30μm、50μm、100μm、200μm。

经过上述的工序，准备了两片带电极的基板(图19的步骤S101)。将两片带电极的基板洗净并干燥(步骤S102)。在水洗的情况下，进行纯水洗净。也可以使用清洗剂来进行。也可以采用刷子洗净和喷射洗净中的任一种方式来进行洗净。之后，进行脱水，使其干燥。作为水洗之外的方法，可以实施UV洗净、IR干燥。

在两片带电极的基板上，以覆盖ITO电极的方式涂覆配向膜材料(步骤S103)。配向膜材料的涂覆采用旋转涂布来进行。也可以采用柔版印刷或喷墨印刷。通常，降低在形成垂直配向膜中所使用的聚酰亚胺配向膜材料的侧链密度，用作配向膜材料。配向膜材料以配向膜的厚度为500

～800

的方式来涂覆。对涂覆了配向膜材料的带电极的基板实施预烘焙(步骤S104)以及正式烘焙(步骤S105)。在160℃下正式烘焙一个小时。也可以在160℃以上180℃以下的温度下进行。以这种方式形成了覆盖ITO电极的配向膜(步骤S103～S105)。

图27是示出形成在下侧基板110b上的下侧配向膜114b的形成区域的一部分的概要平面图。下侧配向膜114b形成在例如配置有第一梳齿电极112c、第二梳齿电极112d且像素被划定的区域。在本图中，作为下侧配向膜114b的形成区域，虽然仅示出左上方的部分，但是对于其它的梳齿电极112c、112d配置区域也是同样的。

下面，进行摩擦处理(配向处理)(步骤S106)。将压入量设为0.8mm进行摩擦处理。以液晶元件的扭曲角为90°的方式来实施。

在一个基板面上散布粒径4μm的间隔控制材料，使得单元厚度为4μm(步骤S107)。还可以散布粒径为3μm以上5μm以下的间隔控制材料，使得单元厚度为3μm以上5μm以下。在另一基板面上印刷密封材料，形成主密封图案(步骤S108)。在规定的位置上，重叠两片基板(步骤S109)，使密封材料硬化。

两片基板的重叠按以下所述来进行：为了从上侧基板法线方向观察，液晶分子的排列为向顺时针方向扭曲90°的均匀扭曲(反扭曲)排列，在将上侧配向膜114a的摩擦方向设为第一方向、下侧配向膜114b的摩擦方向设为第二方向时，从上侧基板110a的法线方向观察，第二方向为以第一方向为基准在向逆时针方向上形成90°的方向。此外，扭曲角可以设为90°以上100°以下。

采用真空注入法来注入向列液晶(步骤S110)。液晶材料使用Merck公司制造的ZLI2293。在液晶中添加手性剂。手性剂使用Merck公司制造的CB15。调整手性剂的添加量，使得在设手性间距为p、液晶层的厚度为d时，d/p为0.16。可以设为大于0.04小于0.25。

使用紫外线硬化类型的端部密封材料来密封液晶注入口(步骤S111)，将单元加热到液晶的相变温度以上，以调整液晶分子的配向(步骤S112)。之后，沿着使用划线装置施加在透明基板上的划痕进行分切，分割成单个的单元。对分割后的单元实施倒角(步骤S113)和洗净(步骤S114)。

最后，在两片基板的与液晶层相反的一侧的面上粘贴偏光板(步骤S115)。两片偏光板以交叉尼科尔且透过轴的方向和摩擦方向平行的方式配置。也可以正交的方式配置。两基板的ITO电极(上侧电极112a和下侧电极112b、以及第一梳齿电极112c和第二梳齿电极112d)与电源连接。

图28是示出实施例的液晶元件的构造的概要平面图。将图24至图27所示的构造全部重叠并示于图28中。使用在左右方向上延伸的横电极和在上下方向上延伸的纵电极来划定一个像素。在本图中，对横电极标注112A₁～112A₁₀的标号，对纵电极的一部分标注112B₁～112B₉的标号。箭头所表示的是，被从基板法线方向观察，横电极112A₉和纵电极112B₈重叠的区域划定的像素。该像素中的横电极112A₉相当于图23的上侧电极112a，纵电极112B₈相当于下侧电极112b。

图29的(A)～(C)是实施例的液晶元件的外观照片，图29的(D)～(F)是示出施加电压时的电场方向的概要剖面图。此外，图29的(A)～(C)所示的是液晶元件的梳齿电极112c、112d形成区域的外观照片，该液晶元件是在下述条件下制作的：将第一梳齿电极112c、第二梳齿电极112d的梳齿部分的电极宽度设为20μm，将对两个梳齿电极112c、112d的梳齿部分进行交替配置时的电极间隔设为20μm。

在图29(A)中，示出液晶元件制成后的状态(初始状态)的外观照片。在初始状态中，液晶分子为分散扭曲排列状态。

在该状态下，如图29(D)所示，在上侧电极112a与下侧电极112b之间施加电压。通过对两电极112a、112b施加电压，在液晶层产生纵电场(液晶层厚度方向的电场)。

图29(B)是对电极112a、112b施加了电压后的外观照片。整体从分散扭曲排列状态转变为反扭曲排列状态。相反地，由此可确认，通过对两电极112a、112b施加电压，在液晶层产生纵电场。

接着，如图29(E)所示，在第一梳齿电极112c与第二梳齿电极112d之间施加电压。通过对两电极112c、112d施加电压，在液晶层产生横电场(与液晶层的厚度方向垂直的方向的电场、基板面内方向的电场)。此外，将下述驱动模式称为IPS模式(in-plane switch mode：面内切换模式)：通过对第一梳齿电极112c和第二梳齿电极112d施加电压，在液晶层产生横电场，驱动液晶元件。

使用IPS模式驱动图29(B)所示的状态的液晶元件，发现再次转变为与初始状态相同的状态(分散扭曲排列状态)。

此外，如图29(F)所示，对下侧电极112b、第一梳齿电极112c、第二梳齿电极112d施加电压。由于对电极112b、112c、112d施加电压，在液晶层也产生横电场。而且，将通过对电极112b、112c、112d施加电压，使在液晶层产生横电场来驱动液晶元件的驱动模式称为FFS模式(fringe field switching mode：边缘场切换模式)。

图29(C)是利用FFS模式对图29(B)所示的状态的液晶元件进行驱动后的外观照片。整体再次转变成与初始状态相同的状态(分散扭曲排列状态)。

作为本申请发明人的观察结果，在利用IPS模式进行驱动的情况下，并不是整体转变为分散扭曲排列状态，而是以与梳齿电极的图案相对应的条纹状的方式转变为分散扭曲排列状态。这是因为：在IPS模式中，只在梳齿电极112c、112d之间产生横电场。与此相对，在利用FFS模式进行驱动的情况下，整体向分散扭曲排列状态转变是因为：在FFS模式下，在梳齿电极112c、112d上也产生横电场。实施例的液晶元件是可以切换分散扭曲排列状态和反扭曲排列状态的液晶元件。通过施加纵电场，可以使前者转变成后者。另外，通过施加横电场，可以使后者转变为前者。另外，关于横电场的施加，根据开口率、光透过率、对比度等方面，FFS模式下的驱动比IPS模式更优选。

通过附加纵电场，液晶层厚度方向的中央附近的液晶分子从横方向往纵方向倾斜，由此，进行从分散扭曲排列状态向反扭曲排列状态的切换。此外，通过附加横电场，液晶层厚度方向的中央附近的液晶分子从纵方向往横方向倾斜，由此，进行从反扭曲排列状态向分散扭曲排列状态的切换。

实施例的液晶元件是这样的液晶元件：根据附加的电场的方向使分散扭曲排列状态和反扭曲排列状态相互转变，并且稳定地保持各自的状态。在实施例的液晶元件中，可以实现例如利用了存储性的显示。

将希望白显示的像素设为分散扭曲排列状态，希望黑显示的像素设为反扭曲排列状态。至少对希望从白显示变换为黑显示的像素施加纵电场。也可以对希望维持黑显示的像素施加纵电场。相反地，至少对希望从黑显示变换为白显示的像素施加横电场。也可以对希望维持白显示的像素施加横电场。

例如可以针对各行进行显示的改写。作为一个例子，在图28中，对纵电极112B₁～112B₉中的一个(例如纵电极112B₁)，施加不产生排列状态转变的程度的矩形波(例如，150Hz、5V左右)。而且，对横电极112A₆～112A₁₀、或者第一梳齿电极和第二梳齿电极施加与施加到纵电极112B₁上的电压同步或错开半个周期的矩形波(例如，150Hz、5V左右)。

对于施加了与施加到纵电极112B₁上的波形同步的波形的像素，由于处于没有有效地施加电压的状态，因此显示不变化，对于施加了与施加到纵电极112B₁上的波形错开半个周期的波形的像素，由于处于有效地施加了10V左右的电压的状态，因此成为饱和电压之上的电压，可在白显示和黑显示之间相互变化。

例如，在想进行白显示的像素中，对第一和第二梳齿电极施加错开半个周期的矩形波，对横电极112A₆～112A₁₀不施加电压。在想进行黑显示的像素中，对横电极112A₆～112A₁₀施加错开半个周期的矩形波，对第一和第二梳齿电极不施加电压。

在纵电极112B₁之后，对纵电极112B₂～112B₉也施加矩形波，同样地进行驱动，由此能够实现矩阵显示。可以半永久性地保持改写后的显示。

实施例中的液晶元件例如可以采用上述的线顺序改写法(线顺序驱动)等利用了存储性的驱动方法来驱动。除了改写显示的时候之外，不耗电，可以实现超低耗电驱动。尤其是，在适用于反射型显示器的情况下，优点较大。此外，可以不使用高价的TFT等，而通过单纯的矩阵显示来进行大容量的点阵显示。即，能够以低成本进行大容量的显示。而且，采用例如参照图19以及图24至图28说明的制造方法，可以廉价地制造实施例的液晶元件。

图30的(A)～(D)是示出实施例的液晶元件以及在其它优选条件下制作的液晶元件的电压-光透过率特性的曲线图。各曲线图的横轴以单位“V”表示施加电压，纵轴以单位“％”表示光透过率。用实线表示的曲线示出反扭曲排列状态(在图中，表示为“转变后”)下的电压-光透过率特性，用虚线表示的曲线示出分散扭曲排列状态(在图中，表示为“转变前”)下的电压-光透过率特性。图中所示的是，在各个排列状态下，在上侧电极112a和下侧电极112b之间施加电压并产生纵电场的情况下的电光学特性。此外，对于在“转变前”和“转变后”的前面所附的数字，在图30(A)～(C)中表示d/p的值，在图30(D)中表示单元厚度。

在图30(A)中，示出了利用图22(A)的条件A制作的液晶元件(实施例中的液晶元件)的电光特性。可知没有施加电压时的两排列状态的光透过率大为不同，能够实现高对比度的显示。实施例的液晶元件是能简便地实现高品质显示的液晶元件，该高品质显示得对比度高，并且白显示状态和黑显示状态均稳定。黑显示变暗，容易进行清晰地显示。

在图30(B)中，示出在图22(A)的条件B下制作的液晶元件的电光特性。在图30(A)所示的例子中，虽然稍微不良，但没有施加电压时的两排列状态的光透过率大为不同，可以进行高对比度和高品质的显示。另外，对于图30(A)所示的电光学特性和图30(B)所示的电光学特性，光透过率对d/p的依赖性的倾向是相反的。虽然不清楚详细的原因，但可知：用于获得最适合的电光学特性的d/p的倾向因制作条件而不同。

图30(C)是在图22(A)的条件D下制作的液晶元件的电光学特性。与图30(A)所示的例子没有太大的差异，可以进行高对比度和高品质的显示。此外，在图30(C)所示的例子中，光透过率对d/p的依赖性小，相对于d/p稳定。

在图30(D)中，示出基于单元厚度的电光学特性的差异。可知将单元厚度设为3μm、4μm、5μm中的任一个值时，在反扭曲排列状态下没有施加电压时，可以获得较暗的黑显示。通过使液晶材料最佳化，由此不管是在哪个单元厚度下，都可以兼顾具有比较亮的光透过率和高对比度。

图31的(A)和(B)是示出实施例的液晶元件的视角-对比度特性的曲线图。在这两幅曲线图中，横轴用单位“°”表示在最佳视觉确认方向上的视角(极角、偏离基板法线方向的倾斜角)。在反扭曲排列状态下，液晶层厚度方向的中央的液晶分子立起的方向为最佳视觉确认方向。此外，纵轴表示对比度。对比度是分散扭曲排列状态(白显示)下的光透过率除以反扭曲排列状态(黑显示)下的光透过率而获得的值。

如图31(A)所示，在实施例的液晶元件中，在约40°的视角(极角)上获得16以上的对比度。

在图31(B)中，示出了实施例的液晶元件的视角-对比度特性(实线)，并且示出例如图21(C)所示的显示外观的现有液晶元件的视角-对比度特性(虚线)。如图所示，在现有的液晶元件中，对比度比不依赖于视角(极角)，为1左右。此外，现有的液晶元件的对比度的最大值为1.09。可知实施例的液晶元件是在较宽的视角范围内实现高对比度且显示品质高的液晶元件。

在上面，根据实施例对本发明进行了说明，但是，本发明并不限定于这些。

例如，在实施例中，设为以交叉尼科尔的方式配置偏光板并常白显示(normally white)的液晶元件，但也可以是以平行尼科尔的方式配置偏光板并常黑显示(normally black)的液晶元件。不过，常白显示的液晶元件容易实现在高对比度下的显示。在常白显示的情况下，为了获得良好的黑显示，期望上侧偏光板116a和下侧偏光板116b在透过轴方向上形成的角度为90°左右。

此外，在实施例中，由于使用光透过率比较低的类型作为上侧偏光板116a和下侧偏光板116b，因此例如如图30(A)所示，白显示(分散扭曲排列状态)的光透过率为15％～20％的程度，但当使用光透过率较高的类型时，例如可以将白显示的光透过率设为25％～30％的程度。

另外，在实施例中将扭曲角设为90°，但是也可以设为其它的角度。在这种情况下，为了调亮白显示上的亮度，需要调整液晶层内的延迟值。

而且，在实施例中仅在下侧基板110b上形成了产生横电场的电极，但不仅在下侧基板110b上也可以形成在上侧基板110a上。产生横电场的电极只要形成在上侧基板110a和下侧基板110b中的至少一块基板上即可。

下面，参照附图来说明本发明的另一实施方式。

图32是实施例的液晶元件200的一个像素内的概要剖面图。实施例的液晶元件200构成为包括：相互平行地相对配置的上侧基板201和下侧基板202，以及被夹在两基板201、202之间的扭曲向列液晶层203。

上侧基板201包括：上侧透明基板212；形成在上侧透明基板212上的透明电极213；以及形成在透明电极213上的上侧配向膜214。下侧基板202包括：下侧透明基板222；形成在下侧透明基板222上的透明电极223；以及形成在透明电极223上的下侧配向膜224。

例如，使用玻璃来形成上侧透明基板212和下侧透明基板222。例如使用ITO等透明导电材料来形成透明电极213和223。

液晶层203配置在上侧基板201的上侧配向膜214和下侧基板202的下侧配向膜224之间。

在上侧配向膜214和下侧配向膜224上，通过摩擦实施配向处理。从上侧基板201和下侧基板202的视觉确认方向观察时，上侧配向膜214和下侧配向膜224的配向处理方向相互垂直。

在形成液晶层203的液晶材料中添加手性剂。对于因手性剂的影响力而产生的液晶分子的配向状态，从上侧基板201的法线方向观察，该配向状态成为沿着从上侧基板201朝向下侧基板202的方向，向左扭曲方向扭曲的分散扭曲配向。

图33(A)是示出在分散扭曲配向状态下液晶层203内的液晶分子203a的配向状态的概要平面图。示出了从上侧基板201的视觉确认方向观察到的状态。

图33(B)是在实施例的液晶层203内的液晶分子203a为分散扭曲配向状态的情况下，从正面(图33(A)的A1方向)观察液晶层203时的概要剖面图。

图33(C)是在实施例的液晶层203内的液晶分子203a为分散扭曲配向状态的情况下，从侧面(图33(A)的A2方向)观察液晶层203时的概要剖面图。

图33(D)是示出均匀扭曲(反扭曲)配向状态下的液晶层203内的液晶分子203a的配向状态的概要平面图。示出从上侧基板201的视觉确认方向观察到的状态。

图33(E)是实施例的液晶层203内的液晶分子203a为均匀扭曲(反扭曲)配向状态的情况下，从正面(图33(D)的A1方向)观察液晶层203时的概要剖面图。

图33(F)是实施例的液晶层203内的液晶分子203a为均匀扭曲(反扭曲)配向状态的情况下，从侧面(图33(D)的A2方向)观察液晶层203时的概要剖面图。

液晶单元制成状态下的液晶分子3a的扭曲方向是如图33(A)～(C)所示的分散扭曲配向状态，该分散扭曲配向状态是与由手性剂引起的扭曲方向相同的方向的左扭曲RD1。

所谓分散扭曲配向状态是分散配向和扭曲配向组合后的配向，对于所述分散配向，如图33(A)～(C)所示，在与夹着液晶层203的两配向膜214、224的界面的预倾角方向相等、且两界面的预倾角相等的情况下，在液晶层中间附近的区域，变化成液晶分子203a的极角为0，从侧面(图中A2的方向)观察液晶层203时，如图33(C)所示，液晶分子的配向方向分布成扇形；对于所述扭曲配向，在上下基板之间液晶分子往水平方向扭曲90度。

如图33(D)～(F)所示，反扭曲(均匀扭曲)配向状态是往与图33(A)～(C)所示的分散扭曲配向状态相反的方向RD2扭曲的配向状态。

当将上侧配向膜214的摩擦方向设为第一方向OD1，将下侧配向膜224的摩擦方向设为第二方向OD2时，从上侧基板201的视觉确认方向观察，第二方向OD2是以第一方向OD1为基准在逆时针方向上形成90°的方向。对于由上侧基板201和下侧基板202的配向处理方向和预倾角的组合所规定的液晶层203的液晶分子的配向状态，如图33(D)所示，从上侧基板201的法线方向观察，该配向状态为往顺时针方向(第二旋转方向)RD2扭曲90度的均匀扭曲(反扭曲)配向。

回到图32，驱动电源220与上下透明电极213、223电连接。可以利用驱动电源220对电极213和223施加电压。例如，通过在两电极213和223之间施加阈值电压以上的交流电压，能够使液晶分子的配向状态从分散扭曲配向转移为均匀扭曲(反扭曲)配向。

在上侧基板201和下侧基板202各自的与液晶层203相反的一侧的面上，配置有上侧偏光板211和下侧偏光板221。两片偏光板211、221以交叉尼科尔且光透过轴与上侧基板201和下侧基板202的摩擦方向相平行的方式配置。实施例的液晶元件200是常白类型(normally white type)的液晶元件。

图34是示出实施例的液晶元件200的制造方法的流程图。本申请发明人首先根据该图所示的流程图在多种条件下制作图32所示的实施例的液晶元件200，考察了实现良好显示的配向膜的烘焙条件和摩擦处理的压入量。下面，参照图32和图34来说明实施例的液晶元件200的制造方法。

准备形成有透明电极213、例如ITO(indium tin oxide：铟锡氧化物)电极213的透明基板212，同时准备形成有透明电极223、例如ITO(indiumtin oxide：铟锡氧化物)电极223的透明基板222(步骤S201)。在此，采用具有平行平板类型的电极的测试单元，将两片透明基板212、222洗净、干燥(步骤S202)。

在透明基板212、222上，以覆盖ITO电极213、223的方式涂覆配向膜材料(步骤S203)。使用旋转涂布进行配向膜材料的涂覆。也可以使用柔版印刷或喷墨印刷来进行涂覆。

对于一对透明基板212、222中的一个基板212，通常降低在形成垂直配向膜中使用的聚酰亚胺配向膜材料的侧链密度，用作配向膜(超高预倾侧的配向膜)214的材料。对于另一个基板222，通常使用表示较高预倾角的聚酰亚胺膜作为配向膜(高预倾侧的配向膜)224的材料，该聚酰亚胺膜用作超扭曲向列(super twisted nematic；STN)的配向膜。以配向膜214、224的厚度为500～800的方式来涂覆配向膜材料。对涂覆了配向膜材料的透明基板212、222实施预烘焙(步骤S204)以及正式烘焙(步骤S205)。正式烘焙在180℃和220℃这两个条件下进行。以这种方式形成了覆盖ITO电极213、223的配向膜214、224(步骤S203～S205)。

接着，分别对配向膜214和224进行摩擦处理(配向处理)(步骤S206)。摩擦处理例如是使卷绕着布的圆筒形的辊高速地旋转并在配向膜上摩擦的处理工序，由此，可以使与基板相接的液晶分子往一个方向排列(进行配向)。在将压入量改变为0mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm的条件下进行摩擦处理。另外，以液晶元件200的扭曲角为90°的方式实施摩擦处理。

然后，例如采用干式散布法在一个透明基板面上散布间隔控制材料，使得固定地保持液晶单元的厚度(基板之间的距离)(步骤S207)。间隔控制材料使用粒径为4μm的塑料珠。

在另一透明基板面上印刷密封材料，形成主密封图案(步骤S208)。例如，使用丝网印刷法来印刷包含粒径为4μm的玻璃纤维的热硬化性的密封材料。可以使用分注器来涂覆密封材料。此外，也可以使用不是热硬化性而是光硬化性的密封材料或光/热并用硬化型的密封材料。

使透明基板212、222重叠在一起(步骤S209)。在规定的位置将两片透明基板重叠在一起并单元化，在按压的状态下实施热处理，使密封材料硬化。例如，使用热压法进行密封材料的热硬化。以这种方式制作空单元。

例如，使用真空注入法将向列液晶注入到空单元(步骤S210)。在液晶中添加手性剂。手性剂使用Merck公司制的CB15。调整手性剂的添加量，使得在将手性间距设为p、液晶层的厚度(单元厚度)设为d的时d/p为0.4。另外，如后面所述，关于肉眼观察的结果良好的液晶单元制作条件，变换手性剂的添加量的条件来进行实验(d/p＝0.04～1.0)。

接着，例如使用紫外线(UV)硬化类型的端部密封材料来密封液晶注入口(步骤S211)，将单元加热到液晶的相变温度以上以调整液晶分子的配向(步骤S212)。之后，沿着使用划线装置加在透明基板上的划痕进行分切，分割成单个的单元。对分割后的单元实施倒角(步骤S213)和洗净(步骤S214)。

最后，在两片透明基板212、222的与液晶层203相反的一侧的面上粘贴偏光板211、221(步骤S215)。两片偏光板211、221以交叉尼科尔且透过轴的方向和摩擦方向平行的方式配置。也可以按照与透过轴的方向和摩擦方向垂直的方式来配置两片偏光板211、221。在两透明基板212、222的ITO电极213、223之间连接电源20。

图35是示出用图34所示的制造方法制作的液晶元件的单元制作条件(形成配向膜时的烘焙温度和摩擦处理时的压入量的组合)的代表例(No.1～No.8)和显示状态的肉眼观察结果的表。另外，本申请发明人还利用该图所示以外的单元制作条件制成了液晶元件，但作为结果，均不能获得黑显示。

在液晶元件已制成的状态下，是向第二旋转方向扭曲的配向状态(分散扭曲配向状态)，此时，由于是交叉尼科尔配置的扭曲向列(TN)-LCD，所以在No.1～No.8中的任一单元制作条件下制作的液晶元件都可获得明亮的白显示。通过对该液晶元件施加饱和电压以上的电压(在图32的电极213和223之间，施加阈值电压以上的交流电压)，由此液晶分子的配向状态从分散扭曲配向转变为反扭曲配向。

在用表的No.1条件(超高预倾侧的配向膜214的烘焙温度为180℃、摩擦处理时的压入量为0.8mm、高预倾侧的配向膜224的烘焙温度为220℃、摩擦处理时的压入量为0.8mm)来制作的液晶元件中，在转变为反扭曲配向后的断开状态下，观察到较淡的黑显示残留了5分钟左右。

对于在用表的No.2条件(超高预倾侧的配向膜214的烘焙温度为180℃、摩擦处理时的压入量为0.6mm、高预倾侧的配向膜224的烘焙温度为220℃、摩擦处理时的压入量为0.8mm)来制作的液晶元件、用No.3条件(超高预倾侧的配向膜214的烘焙温度为180℃、摩擦处理时的压入量为0.4mm、高预倾侧与No.2相同)来制作的液晶元件、以及用No.7条件(超高预倾侧的配向膜214的烘焙温度为180℃、摩擦处理时的压入量为0.4mm、高预倾侧的配向膜224的烘焙温度为220℃、摩擦处理时的压入量为0.4mm)来制作的液晶元件，在转变为反扭曲配向之后，其透过状态示出比较暗的黑显示，而与完全没有施加电压(断开状态)无关。也就是说，在将超高预倾侧的配向膜214的烘焙条件设为180度、摩擦处理中的压入量设为0.4mm或0.6mm的情况下，所制作的液晶元件的透过状态示出比较暗的黑显示。

此外，利用将高预倾侧的配向膜224的摩擦处理时的压入量设为0.8mm的No.3的液晶元件、以及将高预倾侧的配向膜224的摩擦处理时的压入量设为0.4mm的No.7的液晶元件，观察结果(肉眼观察状态和黑显示所保持的时间(在这些条件下为15分钟))没有变化，因此认为：对高预倾侧的配向膜224的制作条件，不存在依存性。

另外，对于将超高预倾侧的配向膜214的摩擦处理时的压入量设为0.6mm的No.2的液晶元件，保持黑显示的时间为5分钟，所以认为：当增加超高预倾侧的配向膜214的摩擦处理时的压入量时，保持黑显示的时间就减少。

使用分光椭圆偏振法来测定上述获得较暗的黑显示的、在条件No.2下的超高预倾侧的配向膜214的预倾角，示出45度左右的预倾角。此外，使用分光椭圆偏振法来测定No.3和No.7下的超高预倾侧的配向膜214的预倾角，示出61度左右的预倾角。

对于用表的No.4～6条件(超高预倾侧的配向膜214的烘焙温度为220℃、摩擦处理时的压入量为0.2mm、0.0mm、0.2mm、高预倾侧的配向膜224全都设置成烘焙温度为220℃、摩擦处理时的压入量为0.4mm)来制作的液晶元件、以及用No.8条件(超高预倾侧的配向膜214的烘焙温度为220℃、摩擦处理时的压入量为0.4mm、高预倾侧与No.4～6相同)来制作的液晶元件，在转变为反扭曲配向后的断开状态下，没达到上述条件No.2、No.3和No.7那样的较暗的黑显示，只不过是保持了5分钟淡蓝色的显示。

使用分光椭圆偏振法来测定在上述示出淡蓝色显示的条件No.4～6和No.8下的超高预倾侧的配向膜214的预倾角，示出35度左右的预倾角。

由此可知，为了获得在转变为反扭曲配向后的断开状态下表示较暗的黑显示的液晶元件，需要使超高预倾侧的配向膜214的预倾角大约在40度以上65度以下的范围内。此外，测定高预倾侧的配向膜224的预倾角，示出8～12度左右的预倾角。因此，需要使高预倾侧的配向膜224的预倾角为20度以下，优选为1～15度，更优选为10度左右。

图36是示出使用图35所示的表的条件No.1～3(超高预倾侧的配向膜214的烘焙温度为180℃、摩擦处理时的压入量分别为0.4mm、0.6mm、0.8mm、高预倾侧的配向膜224全都设置成：烘焙温度为220℃、摩擦处理时的压入量为0.8mm)制成的实施例的液晶元件的电压-光透过率特性的曲线图。各曲线图的横轴用单位“V”表示施加电压，纵轴用单位“％”表示光透过率。用实线示出的曲线表示反扭曲配向状态下的电压-光透过率特性，用虚线示出的曲线表示分散扭曲配向状态下的电压-光透过率特性。图中所示的是下述情况下的电光学特性，即所述情况为：在各个配向状态下，对上侧电极213和下侧电极223之间施加电压，产生纵电场。

对于利用超高预倾侧的配向膜214的摩擦处理时的压入量为0.8mm的、图35所示的表的条件No.1来制成的液晶元件，在分散扭曲配向(立起)时，示出比较高的阈值，在反扭曲配向(倒下)时，虽然阈值变低，但是在断开电压(0V)下示出20％左右的透过率。该结果与在现有技术的RTN型液晶元件中经常看到的结果相同。

对于利用超高预倾侧的配向膜214的摩擦处理时的压入量为0.6mm的、图35所示的表的条件No.2做成的液晶元件、以及利用压入量为0.4mm的图35所示的表的条件No.3来制成的液晶元件，在分散扭曲配向(立起)时，示出与No.1的条件的液晶元件(具有与现有的RTN型液晶元件相同的特性)相同的特性。但是，在反扭曲配向(倒下)时，在断开电压(0V)下，示出非常低的透过率。具体地说，对于使用压入量为0.6mm的、图35所示的表的条件No.2来制成的液晶元件，断开电压(0V)下的透过率为1.2％、接通透过率为20％、对比度为17。对于使用压入量为0.4mm的、图35所示的表的条件No.3来制成的液晶元件，断开电压(0V)下的透过率为2.4％、接通透过率为17.8％、对比度为7.4。根据该结果可知：作为显示性能，使用压入量为0.6mm的、图35所示的表的条件No.2来制成的液晶元件更优越。

如这样，对于使用图35所示的表的条件No.2和No.3来制成的液晶元件，在没有施加电压时的两配向状态的光透过率有很大的差异，可以实现高对比度的显示。实施例的液晶元件是能够简便地实现高品质显示的液晶元件，所述高品质显示为：对比度高并且白显示状态和黑显示状态都稳定。容易进行黑显示较暗且清晰的显示。

此外，对于使用图35所示的表的条件No.7来制成的液晶元件，虽然没有测定电压-光透过率特性，但是如上所述，对高预倾侧的配向膜224的制作条件，没有太大的依赖性，因此推测：使用条件No.7制成的液晶元件也示出与使用条件No.2和No.3制成的液晶元件相同的电压-光透过率特性。

使用图35所示的表的条件No.2和No.3制成的液晶元件具有在断开状态下示出较暗的黑显示(在断开电压下的透过率非常低)的特性，虽然具有该特性的具体原因不清楚，但RTN型液晶元件具有倒下时(反扭曲排列状态)的阈值比立起时(分散排列状态)的阈值低的性质，因特殊的条件，阈值变得比0V低，因此实现这样的显示。

另外，一般来说，在反扭曲排列状态下，由于基板的配向处理所赋予的预倾角和由手性剂赋予的扭曲力，而在液晶层内部产生大的应变，通过该应变，即使在没有施加电压时，液晶层厚度方向的中央附近的液晶分子也处于相对于基板平面倾斜的状态。在具有20°以上的高预倾角的RTN型液晶元件中，液晶层厚度方向的中央附近的液晶分子的倾斜角非常大，相对于基板几乎垂直地立起。因此，即使在没有施加电压时，也能够获得比较暗的黑显示。另外，一般地，在反扭曲排列状态下，整体上的倾斜角比与基板的在界面的预倾角大。这也可以通过基于连续体理论的液晶分子配向仿真来确认。

当关注图36的分散扭曲配向(立起)时的特性时，可知随着超高预倾侧的配向膜214的摩擦处理时的按压量变少，阈值变低。

对于分散扭曲配向，在两界面的预倾角相等的情况下，液晶层的中央附近的液晶分子的倾斜角与基板平面平行。对此，在本实施例中，因为在配向膜214与液晶层203的界面、以及配向膜224与液晶层203的界面上赋予不同的预倾角，所以示出这样的倾向：随着在两界面上所赋予的预倾角的差变大，液晶层203的中央附近的液晶分子的倾斜角变大，阈值变低。

图36所示的液晶元件的高预倾侧的配向膜224的配向处理条件均是共用的，所以估计出：随着超高预倾侧的配向膜214的摩擦处理时的压入量变少，超高预倾侧的配向膜214与液晶层203之间的界面的预倾角变大，作为其结果，阈值变低。

此外，如根据图35所示的表可知，对于黑显示状态的保持时间，在超高预倾侧的配向膜214的摩擦处理时的压入量为0.6mm的情况下，该保持时间为5分钟左右，但是在压入量为0.4mm的情况下，该保持时间延长为15分钟左右。由此可知，超高预倾侧的配向膜214与液晶层203之间的界面的预倾角越大，在保持时间这方面就越有利。

图37对使用图35的表所示的肉眼观察结果良好的单元制作条件No.3(超高预倾侧的配向膜214的烘焙温度为180℃、摩擦处理时的压入量为0.4mm、高预倾侧的配向膜224的烘焙温度为220℃、摩擦处理时的压入量为0.8mm)来制成的液晶元件，示出改变手性剂的添加量，以肉眼观察黑显示状态的保持时间的结果的表。改变手性剂的添加量，使得在将手性间距设为p、将液晶层的厚度(单元厚度)设为d时，d/p为0.040～1.000。

对于d/p在0.125～0.5的范围内，在制成液晶元件的时刻，成为分散扭曲配向状态，当施加饱和电压以上的电压时，可观察到反扭曲配向下的较暗的黑显示。

在d/p小于0.125的情况下，在制成液晶元件的时刻，已经成为反扭曲配向下的较暗的黑显示的状态，不能向分散扭曲配向状态转变。

此外，即使d/p为0.125以上，在0.125～0.154的范围内，在制成液晶元件的时刻，也混杂着已经为反扭曲配向下的较暗的黑显示的状态。因此，认为0.125～0.154的范围是进行双稳定显示的下限。

另一方面，在d/p大于0.5时，成为其它的扭曲状态(大概270度扭曲)，不能转变为反扭曲配向状态。

再者，反扭曲配向状态的保持时间虽然散乱，但是可看到d/p越小保持时间就越长的倾向。因此，认为：在进行双稳定显示的范围(在图37的表中，d/p为0.154之上0.5以下)内，优选尽可能小的d/p。所以，根据图37的表，可认为d/p为0.167～0.182的程度是最良好的，在该情况下，大约保持20分钟的反扭曲配向状态。此外，随着将d/p从0.2改变为0.5，保持时间逐渐从15分钟缩短到5分钟，由此知道：通过改变d/p，能够在某程度上控制保持时间。

在将本实施例的液晶元件应用于显示器的情况下，可以进行利用了存储性的驱动。例如，在假定点阵显示的情况下，可以针对每行进行显示的改写，也可以对希望黑显示的像素施加饱和电压以上的电压而对希望白显示的像素不施加电压。

关于驱动，考虑了各种方法，作为一个例子，在XY电极矩阵显示的情况下，对X电极的某一行(例如，X1行)，施加阈值电压程度的矩形波(例如，1.5V左右、150Hz)，对与其垂直的Y电极(Y1～Yn)，施加与施加给X电极的矩形波同步或者错开半个周期的、阈值电压程度的矩形波(例如，1.5V左右、150Hz)。关于对Y行施加了与施加给X1行的波形同步的波形的像素，由于实质上处于没有施加电压的状态，因此显示不发生变化。关于对Y行施加了与施加给X1行的波形错开半个周期的波形的像素，由于实质上处于施加了3V左右的电压的状态，因此，利用饱和电压以上的电压，从分散扭曲配向状态转变为反扭曲配向状态，白显示变化成黑显示。虽然对没有被选择的X1行之外的行状的像素，施加了阈值电压程度的矩形波(例如，1.5V左右、150Hz)，但是，由于不是使配向状态变化的程度的电压，因此配向状态不变化。通过依次对其它行进行已对X1行进行了的驱动，可以实现矩阵显示。

不施加电压可以保持通过上述驱动方法改写后的显示5～20分钟程度。在改写该显示的情况下，通过等待保持时间的量(5～20分钟左右)或者对液晶元件施加液晶的相变温度以上的热量，由此，能够使所有的像素复位成分散扭曲配向状态。随后，还可依次改写。

再者，在想积极地从反扭曲配向状态返回到分散扭曲状态的情况下，如果形成施加横电场的电极，则是有效的。例如，在上基板侧和下基板侧配置位置平面性地偏移的线状电极的情况下，通过在电极间施加电压，可以对液晶层施加斜电场。本申请发明人通过实验已确认：即使通过这样简单的电极配置，也可以通过倾斜性地(或者台阶状地)降低电压，由此从分散扭曲配向转变为反扭曲配向，可以通过陡峭地(脉冲状地)降低电压，由此从反扭曲配向积极地返回分散扭曲配向。

另外，作为上述的、具有产生横电场的电极的液晶元件的结构和制造方法的另外例子，参照本说明书第26页第25行～第32页第5行的记载。再者，关于其驱动方法，参照本说明书第32页第6行～第34页第24行的记载。

如上所述，根据本发明的实施例，能够简便地实现对比度高的白显示状态和黑显示状态的双稳定显示。同时，与一般的TN-LCD相同，具有比较优良的视觉特性。此外，在进行视角补偿的情况下，与一般的TN-LCD同样，可以应用廉价的光学补偿膜。

另外，根据本发明的实施例，除了改写显示的时候之外不需要电力，所以可实现超低耗电驱动。尤其是，在适用于反射型显示器的情况下，超低耗电驱动的优点很大。此外，在保持时间短的情况下，虽然需要定期地施加电压，但是，相对于现有技术中随时都需要施加电压，在本实施例中，只需每几分钟(5～20分钟)施加一次电压，因此能够飞跃性地降低耗电。

此外，因为可以应用利用了存储性的驱动方法(线依次改写法等)，所以可以通过单纯矩阵显示来实现大容量的点阵显示，而不使用高价的TFT等。

再者，上述实施例的制造工艺基本上与一般的TN-LCD的制造工艺相同。不同的是：在上基板和下基板上使用不同的配向膜材料；在上基板和下基板设置不同的摩擦条件(按压量的控制)、配向膜的烘焙条件(但是，设定温度条件在一般的TN-LCD制造工艺中所使用的范围内)等。因此，制造工艺的成本上升的主要因素少，与一般的TN-LCD相同，可以廉价地制造。

以上按照实施例对本发明进行了说明，但是本发明不限于这些。

例如，在实施例中将偏光板配置成交叉尼科尔作为常白显示的液晶元件，但是也可以将偏光板配置成平行尼科尔作为常黑显示的液晶元件。只不过是设置为常白的液晶元件容易实现在高对比度的显示。在常白显示的情况下，为了获得良好的黑显示，期望上侧偏光板211和下侧偏光板221在透过轴方向所形成的角度为90°左右。

此外，在实施例中使用光透过率比较低的类型作为上侧偏光板211和下侧偏光板221，因此，例如如图36所示，白显示(分散扭曲排列状态)的光透过率为20％～25％的程度，但当使用光透过率比较高的类型时，例如可以将白显示的光透过率设为30％～35％的程度。

另外，在实施例中将扭曲角设为90°，但是也可以设为其它的角度。在该情况下，为了调亮在白显示中的亮度，需要调整液晶层内的延迟值。

再者，本发明不限于上述实施方式的内容，在本发明的主旨范围内，可以进行各种变形来实施。在上述实施方式和实施例中，列举了摩擦处理作为配向处理的具体例，但是也可以采用除此之外的配向处理(例如，光配向法、倾斜蒸镀法等)。此外，关于说明书中所列举的数值条件等，不过是优选的一例，不限于此。

产业上的可利用性

能够整体地利用于液晶元件、例如进行单纯矩阵驱动的液晶元件。此外，可以利用于要求低耗电、宽的视角特性、低价格等的液晶元件。

根据具有存储性这一点，可以优选地适用于例如省电力且不需要频繁改写的信息设备(个人计算机、便携式信息终端等)的显示面等反射型、透过型、投影型的显示器。此外，能够利用于进行了磁记录或电记录的卡的信息显示面、儿童用玩具、电子纸张等。

Claims (10)

1.一种液晶元件，其中，该液晶元件包括：

在各自的一面上实施了配向处理并相对配置的第一基板和第二基板；

设置在所述第一基板的一面与所述第二基板的一面之间的液晶层；以及

用于对所述液晶层施加电场的电场施加单元，

所述第一基板和所述第二基板以所述液晶层的液晶分子容易产生往第一旋转方向扭曲的第一配向状态的方式相对配置，

所述液晶层添加有具有以下性质的手性剂，该性质使所述液晶分子产生往与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向扭曲的第二配向状态，

通过所述电场施加单元在与所述第一基板和所述第二基板的各自一面大致垂直的方向上施加电场，由此所述液晶层向所述第一配向状态转变。

2.根据权利要求1所述的液晶元件，其特征在于，

所述电场施加单元至少具有：

设置在所述第一基板的一面侧的第一电极；以及

设置在所述第二基板的一面侧的第二电极。

3.根据权利要求1或2所述的液晶元件，其特征在于，

通过在与所述第一基板和所述第二基板的各自一面大致平行的方向上施加电场，由此所述液晶层向所述第二配向状态转变。

4.根据权利要求3所述的液晶元件，其特征在于，

所述电场施加单元还具有第三电极和第四电极，所述第三电极和第四电极隔着绝缘层设置在所述第二基板的所述第二电极的上侧，并相互隔开地配置。

5.根据权利要求1或2所述的液晶元件，其特征在于，

所述第一基板和所述第二基板分别以呈现20°以上45°以下的预倾角的方式进行了配向处理。

6.根据权利要求5所述的液晶元件，其特征在于，

所述第一基板和所述第二基板分别以呈现31°以上37°以下的预倾角的方式进行了配向处理。

7.根据权利要求1或2所述的液晶元件，其特征在于，

添加到所述液晶层的所述手性剂的添加量以下述方式调整：在设手性间距为p、设所述液晶层的厚度为d的时，d/p大于0.04小于0.25。

8.根据权利要求1或2的任一项所述的液晶元件，其特征在于，

所述第一基板以呈现40°以上65°以下的预倾角的方式进行了配向处理，

所述第二基板以呈现1°以上15°以下的预倾角的方式进行了配向处理。

9.根据权利要求8所述的液晶元件，其特征在于，

添加到所述液晶层的所述手性剂的添加量以下述方式调整：在设手性间距为p、所述液晶层的厚度为d时，d/p为0.125以上0.5以下。

10.根据权利要求1或2所述的液晶元件，其特征在于，

当从所述第一基板和所述第二基板各自的法线方向观察时，所述第一基板的配向处理方向与所述第二基板的配向处理方向所构成的角为90°以上100°以下。

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