KR101957668B1 - Liquid crystal display device - Google Patents

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오사무 사토
마사토시 토키타
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엘지디스플레이 주식회사
국립대학법인 동경공업대학
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Abstract

본 발명은 저전압으로 액정 분자를 구동하면서 보다 투과율이 높은 표시를 수행한다.
빛을 발생하는 백라이트 유닛(12), 약앵커링 배향막(17)이 형성된 기판(13A), 강앵커링 배향막(16)이 형성된 기판(13B), 약앵커링 배향막(17)과 강앵커링 배향막(16) 사이에 배치되고, 액정 분자(L)가 구동됨으로써 빛을 투과 또는 차단하는 액정층(18), 기판(13A) 및 기판(13B) 중 어느 일방에 설치되고, 액정 분자(L)에 전기장(E)을 인가하는 구동 전극층(15)을 구비하고, 약앵커링 배향막(17)은 전기장(E)을 인가했을 때 액정 분자(L)의 배향 방향을 구속하는 구속력이 강앵커링 배향막(16)보다 작고, 액정 분자(L)를 전기장(E) 비인가 상태에 있어서의 초기 배향 상태로 복원시키는 키랄제가 액정층(18)에 첨가되어 있는 액정 표시 소자를 제공한다.
The present invention drives a liquid crystal molecule with a low voltage and performs display with higher transmittance.
A substrate 13A on which a weak anchoring orientation film 17 is formed, a substrate 13B on which a strong anchoring orientation film 16 is formed, a substrate 13B on which a strong anchoring orientation film 17 is formed, and a hard anchoring orientation film 16 And a liquid crystal layer 18 which is provided in either one of the substrate 13A and the substrate 13B for transmitting or interrupting light when the liquid crystal molecules L are driven, And the weak anchoring alignment film 17 has a binding force for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules L is smaller than that of the strong anchoring alignment film 16 when the electric field E is applied, And a chiral agent for restoring the molecule (L) to an initial alignment state in an unenergized state of the electric field (E) is added to the liquid crystal layer (18).

Description

액정 표시 소자{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}[0001] LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE [0002]

본 발명은 액정 표시 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display element.

액정 표시 소자의 구동 방식으로서 TN(Twisted Nematic), IPS(In-Plane Switching), FLC(Ferroelectric Liquid Crystal) 등이 있다. TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric Liquid Crystal), and the like are available as driving methods of liquid crystal display elements.

이 중에서 IPS 방식은 2장의 기판 사이에 충전된 액정 분자에 대하여, 기판 표면에 평행한 방향(횡방향)의 전기장을 인가함으로써 액정 분자의 배향 방향을 변화시키고 표시를 수행한다. 이와 같은 IPS 방식의 액정 표시 소자는 시각 특성이 뛰어나서 휴대 전화, 텔레비전 등을 비롯한 폭넓은 기기에 적용되고 있다. Among them, the IPS system changes the alignment direction of the liquid crystal molecules and performs display by applying an electric field in a direction (lateral direction) parallel to the substrate surface with respect to the liquid crystal molecules filled between the two substrates. Such IPS liquid crystal display devices are excellent in visual characteristics and are applied to a wide range of devices including cellular phones, televisions, and the like.

기존의 액정 표시 소자에서 액정 분자는 전기장을 인가하지 않는 상태에서 소정 방향을 따라 배열되도록 액정 분자의 배향 방향이 규제되고 있다. In the conventional liquid crystal display device, the alignment direction of the liquid crystal molecules is regulated so that the liquid crystal molecules are aligned along a predetermined direction in a state in which no electric field is applied.

액정 분자의 배향 방향을 규제하는 방법으로서, 기판 상에 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막을 형성하고 레이온이나 면 등의 천에 의해 배향막 표면을 소정의 방향으로 문지르는 방법(러빙법)이나, 편광 자외선을 조사하여 폴리이미드 막 표면에 이방성을 발생시키는 수법(광 배향법) 등이 채용되고 있다. 이들 처리에 의해 액정 분자는 기판 표면에 강하게 속박되고 일정 방향으로 배향된다. As a method of regulating the alignment direction of the liquid crystal molecules, a method of forming an alignment film of polyimide or the like on a substrate and rubbing the surface of the alignment film in a predetermined direction by rayon or cotton cloth (rubbing method) A method of generating anisotropy on the surface of the polyimide film (photo alignment method), and the like are employed. By these treatments, the liquid crystal molecules are strongly bound to the substrate surface and are oriented in a certain direction.

한편 외부장(전기장, 자기장 등)에 의해 액정 분자의 배향 방향을 임의의 방향으로 향하게 하고, 그 상태를 유지(메모리)하는 방법도 제안되고 있다. 이와 같은 동작을 실현하기 위해서는, 기판 표면의 배향 규제력(앵커링)을 없앨 필요가 있다. 이와 같이 앵커링을 약하게 하는 구성의 관련 기술로서 특허문헌 1(일본특허공개 2014-215421호 공보)이 제안되고 있다. 특허문헌 1에 개시된 구성은, 평탄화 처리를 실시한 기판에 폴리머 브러시를 형성하고 그 기판 사이에 액정을 협지한 액정 셀에서, 폴리머 브러시와 액정의 공존부의 Tg(유리전이온도)보다 높고, 또한 공존부의 형상을 자유롭게 변동시킬 수 있는 온도로 가열함으로써, 제로면 앵커링 상태를 실현한다는 것이다. On the other hand, a method has been proposed in which the orientation direction of the liquid crystal molecules is oriented in an arbitrary direction by an external field (electric field, magnetic field, etc.) and the state is maintained (memory). In order to realize such an operation, it is necessary to eliminate the anchoring force (anchoring) of the substrate surface. As a related art of the configuration for weakening the anchoring, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2014-215421) is proposed. The configuration disclosed in Patent Document 1 is a liquid crystal cell in which a polymer brush is formed on a substrate subjected to a planarizing treatment and in a liquid crystal cell in which a liquid crystal is sandwiched between the substrates, the Tg (glass transition temperature) of the coexistence portion of the polymer brush and the liquid crystal is higher than the Tg By heating to a temperature at which the shape can freely change, zero plane anchoring is realized.

기존의 액정 표시 소자에서, 액정층의 액정 분자는 전기장 부여를 정지시키면 전기장에 의해 변위된 액정 분자 배향이 원래 배향 상태, 즉 전압 비인가 시의 배향 상태로 회복된다. In the conventional liquid crystal display element, when the application of the electric field is stopped, the liquid crystal molecules displaced by the electric field are restored to the original alignment state, that is, the alignment state when no voltage is applied.

이 때, 러빙법이나 광 배향법에 의해 형성된 배향막으로 액정 분자에 강한 구속력을 부여함으로써 액정 분자를 일정 방향으로 배향한 구성에서는, 전기장 부여를 정지시키면 액정 분자는 배향막의 강한 구속력에 의해 변위된 액정 분자의 배향이 신속히 원래 배향 상태로 돌아간다. At this time, in the structure in which the liquid crystal molecules are oriented in a certain direction by imparting a strong binding force to the liquid crystal molecules with the alignment film formed by the rubbing method or the photo alignment method, when the application of the electric field is stopped, the liquid crystal molecules are separated from the liquid crystal molecules The orientation of the molecules quickly returns to the original orientation state.

이에 비하여 특허문헌 1에 기재된 구성에서는, 배향막에 의한 구속력이 약하기 때문에 액정 분자 배향이 원래 배향 상태로 회복되는데 시간이 걸린다. 이와 같은 배경에서 높은 표시 응답성이 요구되고 있다. On the other hand, in the structure described in Patent Document 1, since the binding force by the alignment film is weak, it takes time to restore the alignment of the liquid crystal molecules to the original alignment state. In such a background, high display responsiveness is required.

본 발명은 빛을 발생하는 광원과, 제 1 배향막이 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 배향막과의 사이에 간격을 두고 대향 배치되는 제 2 배향막이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 배향막과 상기 제 2 배향막 사이에 배치되고 액정 분자가 구동됨으로써 상기 빛을 투과 또는 차단하는 액정층과, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 중 어느 일방에 설치되고 상기 액정 분자에 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판을 따르는 방향의 전기장을 인가하는 구동 전극층을 구비하고, 상기 액정층은 상기 전기장을 인가한 상태에서 상기 제 2 배향막 측에서는 상기 액정 분자가 미리 설정된 초기 배향 방향으로 배향된 상태를 유지하며, 상기 제 1 배향막 측에서는 상기 액정 분자의 배향 방향이 상기 제 2 기판 표면에 평행한 면 내에서 초기 배향 방향으로부터 상기 전기장을 따르는 방향으로 변화되는 한편 상기 액정 분자를 상기 전기장이 비인가된 상태의 초기 배향 방향으로 복원시키는 키랄제가 상기 액정층에 첨가되어 있는 액정 표시 소자를 제공한다. A second substrate having a first substrate on which a first alignment film is formed and a second alignment film disposed opposite to the first alignment film with a gap between the first substrate and the first substrate; A liquid crystal layer disposed between the second alignment film and driven by the liquid crystal molecules to transmit or block the light; and a liquid crystal layer provided on either one of the first substrate and the second substrate, And a driving electrode layer for applying an electric field in a direction along the substrate, wherein the liquid crystal layer maintains a state in which the liquid crystal molecules are oriented in a predetermined initial alignment direction on the side of the second alignment film while the electric field is applied, On the side of the first orientation film, the orientation direction of the liquid crystal molecules is in a plane parallel to the surface of the second substrate, And a chiral agent is added to the liquid crystal layer to restore the liquid crystal molecules to an initial alignment direction in a state in which the electric field is not exposed.

상기 액정층은, 상기 전기장 비인가 상태에서, 상기 제 2 배향막 측으로부터 상기 제 1 배향막 측을 향하여 상기 액정 분자가 나선상으로 배열되어 있도록 해도 된다. The liquid crystal molecules may be arranged in a spiral manner from the second alignment film side toward the first alignment film side in the absence of the electric field.

상기 키랄제는, 상기 전기장 비인가 상태에서, 상기 제 2 배향막 측에서의 상기 액정 분자의 초기 배향 방향에 대하여, 상기 제 1 배향막 측에서의 상기 액정 분자의 초기 배향 방향이 90° 뒤틀리도록 첨가되어 있도록 해도 된다. The chiral agent may be added so that the initial alignment direction of the liquid crystal molecules on the side of the first alignment film is warped by 90 ° with respect to the initial alignment direction of the liquid crystal molecules on the side of the second alignment film in the absence of the electric field.

상기 제 1 배향막에서 상기 액정 분자의 배향 방향을 상기 초기 배향 방향으로 구속하기 위한 배향 처리 방향과, 상기 제 2 배향막에서 상기 액정 분자의 배향 방향을 구속하기 위한 배향 처리 방향이 서로 직교하고 있도록 해도 된다. The alignment treatment direction for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules in the initial alignment direction in the first alignment layer and the alignment treatment direction for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules in the second alignment layer may be orthogonal to each other .

상기 제 1 배향막은, 상기 전기장을 인가했을 때의 상기 액정 분자의 배향 방향을 상기 초기 배향 방향으로 구속하는 구속력이, 상기 제 2 배향막보다 작도록 해도 된다. The first alignment film may have a binding force for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules in the initial alignment direction when the electric field is applied is smaller than the second alignment film.

전기장 비인가 상태에서의 상기 제 1 배향막 근방의 상기 액정 분자의 배향 방향이, 상기 키랄제의 뒤틀림력에 의해 결정되도록 해도 된다. The alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in the electric field unenergized state may be determined by the twisting force of the chiral agent.

상기 제 1 기판 측에 설치된 제 1 편광판과, 상기 제 2 기판 측에 설치된 제 2 편광판을 더욱 구비하고, 상기 제 1 편광판의 투과축 방향과 상기 제 2 편광판의 투과축 방향이 서로 평행하며, 상기 제 1 편광판의 투과축 방향이 상기 제 2 배향막에 있어서의 상기 초기 배향 방향과 평행 또는 직교하고 있도록 해도 된다. A first polarizer provided on the first substrate side and a second polarizer provided on the second substrate side, wherein the transmission axis direction of the first polarizer and the transmission axis direction of the second polarizer are parallel to each other, The transmission axis direction of the first polarizing plate may be parallel or orthogonal to the initial alignment direction of the second alignment film.

상기 제 1 기판 측에 설치된 제 1 편광판과, 상기 제 2 기판 측에 설치된 제 2 편광판을 더욱 구비하고, 상기 제 1 편광판의 투과축 방향과 상기 제 2 편광판의 투과축 방향이 서로 직교하며, 상기 제 1 편광판의 투과축 방향이 상기 제 2 배향막에 있어서의 상기 초기 배향 방향과 평행 또는 직교하고 있도록 해도 된다. A first polarizing plate provided on the first substrate side and a second polarizing plate provided on the second substrate side, wherein the transmission axis direction of the first polarizing plate and the transmission axis direction of the second polarizing plate are orthogonal to each other, The transmission axis direction of the first polarizing plate may be parallel or orthogonal to the initial alignment direction of the second alignment film.

상기 전기장을 인가한 상태에서, 상기 제 2 배향막 측으로부터 상기 제 1 배향막 측을 향하여, 상기 액정층의 상기 초기 배향 방향으로 배향된 상태에 대한 상기 액정 분자의 배향 방향의 변위 각도가 점차 커지도록 해도 된다. Even if the displacement angle of the liquid crystal molecules in the alignment direction with respect to the state of being oriented in the initial alignment direction of the liquid crystal layer gradually increases from the second alignment film side toward the first alignment film side in the state of applying the electric field do.

상기 제 1 배향막 측에 위치하는 상기 액정 분자와, 상기 제 2 배향막 측에 위치하는 상기 액정 분자에서, 소정 전압을 인가함으로써 생성되는 상기 전기장에 의한 상기 액정 분자의 상기 초기 배향 방향으로 배향된 상태에 대한 배향 방향의 변위 각도 차가 0° 이상 90° 이하이도록 해도 된다. The liquid crystal molecules located on the first alignment film side and the liquid crystal molecules positioned on the second alignment film side are aligned in the initial alignment direction of the liquid crystal molecules by the electric field generated by applying a predetermined voltage The displacement angle difference in the direction of alignment may be 0 DEG or more and 90 DEG or less.

상기 제 1 배향막으로서, 상기 제 1 기판에 폴리머 브러시가 형성되어 있도록 해도 된다. As the first alignment film, a polymer brush may be formed on the first substrate.

상기 구동 전극층이 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판 면에 배치된 복수의 전극선으로 이루어지고, 상기 전기장 비인가 시에, 상기 제 2 기판 측에 있어서의 상기 액정 분자의 배향 방향이 상기 전극선이 연속되는 방향에 평행 또는 직교하고 있도록 해도 된다. Wherein the driving electrode layer comprises a plurality of electrode lines disposed on the first substrate or the second substrate surface, and in the absence of the electric field ratio, the alignment direction of the liquid crystal molecules on the second substrate side is continuous with the electrode lines Or may be parallel or orthogonal to the direction.

상기 구동 전극층이 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판 면에 배치된 복수의 전극선으로 이루어지고, 상기 전기장 비인가 시에, 상기 제 2 기판 측에 있어서의 상기 액정 분자의 배향 방향이 상기 전극선이 연속되는 방향에 대하여 경사져 있도록 해도 된다. Wherein the driving electrode layer comprises a plurality of electrode lines disposed on the first substrate or the second substrate surface, and in the absence of the electric field ratio, the alignment direction of the liquid crystal molecules on the second substrate side is continuous with the electrode lines Direction.

상기 액정 분자의 유전율 이방성이 음수(負)이도록 해도 된다.The dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules may be negative.

상기 액정 분자의 유전율 이방성이 양수(正)이도록 해도 된다.The dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules may be positive.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, the following effects can be obtained.

즉, 저전압으로 액정 분자를 구동하면서 보다 높은 투과율, 보다 높은 표시 응답성을 실현하는 것이 가능해진다. In other words, it is possible to realize higher transmissivity and higher display responsiveness while driving the liquid crystal molecules at a low voltage.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 상기 제 1 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 양수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 액정 분자의 배향 방향 분포를 도시한 도면이다.
도 3은 상기 제 1 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 양수인 액정을 사용하고 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 상기 제 1 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 양수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다.
도 5는 약앵커링 배향막으로서 기판에 형성한 폴리머 브러시의 예를 도시한 단면도이다.
도 6은 제 2 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 양수인 액정을 사용하고 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다.
도 7은 상기 제 2 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 양수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8은 제 3 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 양수인 액정을 사용하고 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다.
도 9는 상기 제 3 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 양수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 11은 상기 제 4 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 액정 분자의 배향 방향 분포를 도시한 도면이다.
도 12는 상기 제 4 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다.
도 13은 상기 제 4 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다.
도 14는 제 5 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다.
도 15는 상기 제 5 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 16은 제 6 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다.
도 17은 상기 제 6 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계의 다른 예를 도시한 도면이다.
1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a liquid crystal display shown as a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a diagram showing the orientation direction distribution of liquid crystal molecules in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown as the first embodiment, in which liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used and an electric field is applied. Fig.
Fig. 3 shows the relationship between the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the electrode line in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the first embodiment, in which liquid crystal having a positive dielectric constant anisotropy is used and no electric field is applied FIG.
4 is a diagram showing the relationship between the direction of the liquid crystal molecules and the direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown as the first embodiment in a state in which a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used and an electric field is applied.
5 is a cross-sectional view showing an example of a polymer brush formed on a substrate as a weak anchoring alignment film.
6 is a view showing the relationship between the direction of alignment of liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the electrode line in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the second embodiment in a state in which a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used and no electric field is applied to be.
7 shows another example of the relationship between the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the electrode line in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the second embodiment, in which liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used and an electric field is applied Fig.
8 is a graph showing the relationship between the direction of the liquid crystal molecule alignment in the vicinity of the first alignment film and the electrode line in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the third embodiment in a state in which liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used and no electric field is applied to be.
9 shows another example of the relationship between the direction of the liquid crystal molecules and the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the third embodiment using a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and applying an electric field Fig.
10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display shown as a fourth embodiment of the present invention.
Fig. 11 is a diagram showing the distribution of orientation directions of liquid crystal molecules in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown as the fourth embodiment in a state where a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used and an electric field is applied. Fig.
12 is a graph showing the relationship between the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the fourth embodiment using a liquid crystal having a negative dielectric constant anisotropy, Fig.
13 is a diagram showing the relationship between the direction of the liquid crystal molecules and the direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the fourth embodiment, in which liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used and an electric field is applied.
14 shows the relationship between the direction of alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the electrode line in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the fifth embodiment in a state in which liquid crystal having negative dielectric anisotropy is used and no electric field is applied FIG.
Fig. 15 is a view showing another example of the relationship between the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the direction of the first alignment film in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the fifth embodiment using a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy and applying an electric field Fig.
16 shows the relationship between the direction of alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the electrode line in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the sixth embodiment in a state in which a liquid crystal having a negative dielectric constant anisotropy is used and no electric field is applied FIG.
Fig. 17 is a view showing another example of the relationship between the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the direction of the first alignment film in a state in which liquid crystal having a negative dielectric constant anisotropy is used and an electric field is applied in the liquid crystal display of the liquid crystal display shown as the sixth embodiment Fig.

<제 1 실시 형태>&Lt; First Embodiment >

이하, 본 발명의 제 1 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

액정에는 유전율 이방성이 양수(正)인 포지티브형과 유전율 이방성이 음수(負)인 네거티브형이 존재한다. 포지티브형 액정은, 유전적 성질이 액정 분자의 장축 방향으로 크고 장축 방향에 직교하는 방향으로 작다. 네거티브형은, 유전적 성질이 액정 분자의 장축 방향으로 작고 장축 방향에 직교하는 방향으로 크다. 본 실시 형태에서는 포지티브형 액정을 사용한 사례에 대하여 설명한다.The liquid crystal has a positive type in which the dielectric anisotropy is positive and a negative type in which the dielectric anisotropy is negative. The positive type liquid crystal has a large genetic property in the long axis direction of the liquid crystal molecule and a small direction in the direction perpendicular to the long axis direction. In the negative type, the dielectric property is small in the long axis direction of the liquid crystal molecule and large in the direction orthogonal to the long axis direction. In the present embodiment, a case of using a positive type liquid crystal will be described.

또한 액정 분자의 배향 방향을 억제하기 위한 배향막으로서, 액정 분자의 배향 방향을 구속하는 힘이 강한 강앵커링 배향막과, 액정 분자의 배향 방향을 구속하는 힘이 약한 약앵커링 배향막이 있다. 본 발명은 서로 대향하는 배향막의 일방에 강앵커링 배향막을 채용하고, 타방에 약앵커링 배향막을 채용한, 편면(片面) 약앵커링 형식을 대상으로 한다. As an alignment film for suppressing the alignment direction of the liquid crystal molecules, there is a strong anchoring alignment film having a strong force for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules and a weak anchoring alignment film having a weak force for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules. The present invention is directed to a one-sided weak anchoring type employing a steel anchoring orientation film on one side of the orientation films facing each other and employing a weak anchoring orientation film on the other side.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 개략 구성을 도시한 단면도이다. 도 2는 상기 제 1 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 정수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 액정 분자의 배향 방향 분포를 도시한 도면이다. 도 3은 상기 제 1 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 정수인 액정을 사용하고 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다. 도 4는 상기 제 1 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 양수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a liquid crystal display shown as a first embodiment of the present invention. Fig. 2 is a diagram showing the orientation direction distribution of liquid crystal molecules in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown as the first embodiment, in which liquid crystal having an anisotropy of dielectric constant is used and an electric field is applied. Fig. 3 shows the relationship between the direction of the liquid crystal molecules and the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the first embodiment using liquid crystals whose dielectric constant anisotropy is an integer and no electric field is applied FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the direction of the liquid crystal molecules and the direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown as the first embodiment in a state in which a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used and an electric field is applied.

도 1, 도 2에 도시한 것과 같이 액정 디스플레이(10)는, 액정 패널(액정 표시 소자, 11)과 액정 패널(11)에 빛을 제공하는 백라이트 유닛(12)을 구비하고 있다. As shown in Figs. 1 and 2, the liquid crystal display 10 includes a liquid crystal panel (liquid crystal display element) 11 and a backlight unit 12 for providing light to the liquid crystal panel 11.

백라이트 유닛(12)은 액정 패널(11)의 배면에 설치된 광원(미도시)으로부터 입력되는 빛을, 액정 패널(11)의 배면(11r) 측으로부터 표면(11f) 측을 향하여 균일하게 조사한다. 백라이트 유닛(12)은, 예를 들면 그 일측 단부에 설치된 광원(미도시)으로부터 입력되는 빛을 액정 패널(11)의 표면(11f)과 평행한 방향으로 전달하는 한편, 전달한 빛을 액정 패널(11)의 배면(11r) 측으로부터 표면(11f) 측을 향해서 조사하는 이른바 엣지라이트형을 사용할 수 있다. 또한 백라이트 유닛(12)은 액정 패널(11)의 배면(11r) 측에 설치된 광원으로부터 입력되는 빛을 액정 패널(11)의 배면(11r) 측으로부터 표면(11f) 측을 향해서 조사하는 이른바 직하형을 사용할 수도 있다. The backlight unit 12 uniformly irradiates light input from a light source (not shown) provided on the back surface of the liquid crystal panel 11 from the back surface 11r side of the liquid crystal panel 11 toward the surface 11f side. The backlight unit 12 transmits light input from a light source (not shown) provided at one end of the backlight unit 12 in a direction parallel to the surface 11f of the liquid crystal panel 11, Called edge light type that irradiates the light from the back surface 11r side of the light guide plate 11 toward the surface 11f side can be used. The backlight unit 12 is a so-called direct-type liquid crystal display panel in which light input from a light source provided on the rear face 11r side of the liquid crystal panel 11 is irradiated from the rear face 11r side to the front face 11f side of the liquid crystal panel 11 May be used.

액정 패널(11)은 기판(제 2 기판, 13A), 기판(제 1 기판, 13B), 편광판(제1 편광판, 14A), 편광판(제 2 편광판, 14B), 구동 전극층(15), 강앵커링 배향막(제 2 배향막, 16), 약앵커링 배향막(제 1 배향막, 17), 액정층(18)을 구비하고 있다. The liquid crystal panel 11 includes a substrate (second substrate) 13A, a substrate (first substrate) 13B, a polarizing plate (first polarizing plate) 14A, a polarizing plate (second polarizing plate) 14B, a driving electrode layer 15, (Second alignment film) 16, a weak anchoring alignment film (first alignment film) 17, and a liquid crystal layer 18. [

기판(13A, 13B)은 각각 유리 혹은 수지 등의 기판으로 이루어지고, 소정의 간격을 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. Each of the substrates 13A and 13B is made of a glass or resin substrate, and is arranged parallel to each other at a predetermined interval.

편광판(14A)은, 백라이트 유닛(12) 측에 배치된 기판(13A)에 있어서 백라이트 유닛(12)에 대향하는 측 또는 백라이트 유닛(12)과는 반대측에 설치되어 있다. The polarizing plate 14A is provided on the side of the substrate 13A disposed on the side of the backlight unit 12 opposite to the backlight unit 12 or on the side opposite to the backlight unit 12.

편광판(14B)은, 백라이트 유닛(12)으로부터 이간된 측에 배치된 기판(13B)에 있어서 백라이트 유닛(12)과는 반대측 또는 백라이트 유닛(12)에 대향하는 측에 설치되어 있다. The polarizing plate 14B is provided on the side opposite to the backlight unit 12 or on the side opposite to the backlight unit 12 in the substrate 13B disposed on the side separated from the backlight unit 12. [

이들 편광판(14A, 14B)은, 투과축 방향이 서로 평행이 되도록 배치되어 있다. 예를 들면 일방 편광판(14A)의 투과축 방향 및 타방 편광판(14B)의 투과축 방향은 기판(13B)을 따르는 방향 X로 설정되어 있다. The polarizers 14A and 14B are arranged so that their transmission axis directions are parallel to each other. For example, the transmission axis direction of the one-side polarizing plate 14A and the transmission axis direction of the other polarizing plate 14B are set in the direction X along the substrate 13B.

구동 전극층(15)은, 기판(13A, 13B) 중 어느 일방에 설치되어 있다. 이 실시 형태에서, 구동 전극층(15)은 백라이트 유닛(12) 측의 기판(13A)에 있어서 백라이트 유닛(12)으로부터 이간된 측에 설치되어 있다. The driving electrode layer 15 is provided on one of the substrates 13A and 13B. In this embodiment, the driving electrode layer 15 is provided on the side of the substrate 13A on the side of the backlight unit 12 away from the backlight unit 12.

구동 전극층(15)은 기판(13A)의 표면을 따라서 복수개의 전극선(20A)이 병설됨으로써 형성되어 있다. 여기에서 도 3에 도시한 것과 같이 각 전극선(20A)은 그 장축 방향이, 예를 들면 기판(13A)의 표면에 평행한 면 내에서 방향 Y를 따라서 연장되도록 직선상으로 형성되어 있다. 구동 전극층(15)은, 이와 같은 전극선(20A)이 기판(13A)의 표면에 평행한 면 내에서 방향 Y에 직교하는 방향 X를 따라서 일정 간격마다 병설되어 있다. The driving electrode layer 15 is formed by juxtaposing a plurality of electrode lines 20A along the surface of the substrate 13A. Here, as shown in Fig. 3, each of the electrode lines 20A is formed in a straight line so that its major axis direction extends along the direction Y in a plane parallel to the surface of the substrate 13A, for example. The driving electrode layer 15 is juxtaposed at regular intervals along the direction X orthogonal to the direction Y within a plane parallel to the surface of the substrate 13A.

도 2, 도 4에 도시한 것과 같이 이와 같은 구동 전극층(15)에 있어서는, 구동 전극층(15)의 각 전극선(20A)에 미리 설정한 전압이 인가되면 상호 인접한 전극선(20A) 사이에서 이들 상호 인접한 전극선(20A)끼리를 연결하는 방향, 즉 이 실시 형태에서는 기판(13B)에 평행한 방향 X의 전기장(E)이 생성된다. As shown in FIGS. 2 and 4, in the driving electrode layer 15, when a predetermined voltage is applied to each electrode line 20A of the driving electrode layer 15, In this embodiment, an electric field E in a direction X parallel to the substrate 13B is generated in the direction in which the electrode lines 20A are connected to each other.

강앵커링 배향막(16)은 기판(13A, 13B) 중 어느 일방에 설치되어 있다. 이 실시 형태에서 강앵커링 배향막(16)은 백라이트 유닛(12) 측의 기판(13A)에 있어서 백라이트 유닛(12)으로부터 이간된 측에 형성되어 있다. 강앵커링 배향막(16)은 액정층(18)의 액정 분자(Lp)의 장축 방향을 기판(13A, 13B) 표면에 평행한 면 내의 소정의 배향 방향(도 1에서는 방향 X)에 거의 일치시키도록 초기 배향 방향이 설정되어 있다. The steel anchoring orientation film 16 is provided on one of the substrates 13A and 13B. In this embodiment, the steel anchoring orientation film 16 is formed on the side of the substrate 13A on the side of the backlight unit 12 away from the backlight unit 12. The steel anchoring orientation film 16 is formed so that the major axis direction of the liquid crystal molecules Lp of the liquid crystal layer 18 substantially coincides with a predetermined alignment direction in the plane parallel to the surfaces of the substrates 13A and 13B The initial alignment direction is set.

약앵커링 배향막(17)은 기판(13A, 13B) 중 어느 타방에 설치되어 있다. 이 실시 형태에서, 약앵커링 배향막(17)은 백라이트 유닛(12)으로부터 이간된 측의 기판(13B)에 있어서 백라이트 유닛(12)에 대향하는 측에 형성되어 있다. The weak anchoring alignment film 17 is provided on either of the substrates 13A and 13B. In this embodiment, the weak anchoring alignment film 17 is formed on the side of the substrate 13B separated from the backlight unit 12 on the side opposite to the backlight unit 12.

약앵커링 배향막(17)은 액정층(18)의 액정 분자(Lp)의 장축 방향을, 기판(13A, 13B) 표면에 평행한 면 내에서 강앵커링 배향막(16)의 초기 배향 방향(도 1에서는 방향 X)에 직교하는 방향(도 1에서는 방향 Y)에 거의 일치시키도록 초기 배향 방향이 설정되어 있다. The weak anchoring alignment film 17 is formed so that the major axis direction of the liquid crystal molecules Lp of the liquid crystal layer 18 is parallel to the initial alignment direction of the steel anchoring orientation film 16 in a plane parallel to the surfaces of the substrates 13A and 13B Direction (direction Y in Fig. 1) orthogonal to the direction X (i.e., the direction X).

액정층(18)은, 강앵커링 배향막(16)과 약앵커링 배향막(17) 사이에 다수의 액정 분자(Lp)가 충전됨으로써 형성되어 있다. 액정층(18)은, 구동 전극층(15)을 구성하는 각 전극선(20A)에 전압이 인가됨으로써 발생하는 전기장(E)에 의해 액정 분자(Lp)의 배향 방향이 변화되고 구동된다. 이와 같이 해서 액정 분자(Lp)의 배향이 변화됨으로써 액정층(18)은 백라이트 유닛(12)으로부터 공급되는 빛을 부분적으로 투과하거나 차단함으로써 표시 화상을 생성한다. The liquid crystal layer 18 is formed by filling a plurality of liquid crystal molecules Lp between the strong anchoring orientation film 16 and the weak anchoring orientation film 17. The alignment direction of the liquid crystal molecules Lp is changed and driven by the electric field E generated by applying a voltage to each of the electrode lines 20A constituting the driving electrode layer 15 in the liquid crystal layer 18. [ By changing the orientation of the liquid crystal molecules Lp in this way, the liquid crystal layer 18 partially transmits or blocks the light supplied from the backlight unit 12 to generate a display image.

또한 이 액정층(18)에는, 전기장(E) 인가를 해제했을 때에 구동 전극층(15)에 의해 인가된 전기장(E)에 의해 배향 방향이 바뀐 액정 분자(Lp)의 방향을, 전기장(E)이 인가되어 있지 않은 초기 상태로 되돌리기 위한 복원력을 부여하기 위해, 키랄(chiral)제(광학 활성 물질)가 첨가되어 있다. The direction of the liquid crystal molecules Lp whose alignment direction has been changed by the electric field E applied by the driving electrode layer 15 when the application of the electric field E is canceled is set in the liquid crystal layer 18 in the electric field E, A chiral agent (optically active substance) is added in order to give a restoring force for returning to an unused initial state.

이 키랄제 첨가에 의해, 액정층(18)에서는 전기장(E) 비인가 상태에서 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향해서, 강앵커링 배향막(16) 측에 있어서의 액정 분자(Lp)의 장축 방향의 배향 방향에 대한 액정 분자(Lp)의 배향 방향 변위량이 점차 커져, 나선상으로 뒤틀린 배향 상태가 된다. 구체적으로는 전기장(E) 비인가 상태에서 액정층(18)의 액정 분자(Lp)가 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 90° 트위스트된 배향 상태가 되도록 키랄제를 첨가하는 것이 바람직하다. By the addition of the chiral agent, in the liquid crystal layer 18, the liquid crystal molecules 18 on the side of the strong anchoring alignment film 16 are exposed from the side of the strong anchoring orientation film 16 toward the side of the weak anchoring orientation film 17, The amount of displacement of the liquid crystal molecules Lp in the alignment direction with respect to the alignment direction of the long axis Lp of the liquid crystal molecules Lp gradually increases and the alignment state is spirally twisted. Concretely, in order to make the liquid crystal molecules (Lp) of the liquid crystal layer (18) in an electric field (E) non-exposed state to be in an aligned state of 90 degrees twisted from the side of the strong anchoring orientation film (16) Is preferably added.

여기에서 강앵커링 배향막(16)과 약앵커링 배향막(17)은 액정 분자(Lp)의 배향 방향을 구속하는 배향 구속력이 서로 다르다. Here, the strong anchoring alignment film 16 and the weak anchoring alignment film 17 are different in orientation binding force for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp.

즉, 도 2에 도시한 것과 같이 강앵커링 배향막(16)은 전압이 인가되어 전기장(E)이 생성되어도 액정층(18)에 있어서 강앵커링 배향막(16) 측의 액정 분자(Lp)가 장축 방향을, 기판(13A, 13B) 표면을 따른 면 내에서 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향(방향 X)에 거의 일치시킨 초기 배향 상태를 유지한다. 2, even if an electric field E is generated by the application of a voltage, the liquid crystal molecules Lp on the side of the strong anchoring alignment film 16 in the liquid crystal layer 18 are oriented in the major axis direction (Direction X) of the steel anchoring alignment film 16 in a plane along the surface of the substrates 13A and 13B.

이에 비하여 약앵커링 배향막(17)에서는, 전압이 인가됨으로써 전기장(E)이 생성되었을 때, 인가 전압이 문턱값 전압 이상이 되면 액정층(18)의 약앵커링 배향막(17) 측에 있어서 액정 분자(Lp)가 약앵커링 배향막(17)의 구속으로부터 이탈한다. 그리고 액정 분자(Lp)의 배향 방향은, 인가 전압의 크기에 따라서 기판(13A, 13B) 표면에 평행한 면 내에서 초기 배향 방향(도 2에서는 방향 Y)으로부터 변화된다. On the other hand, in the weak anchoring alignment layer 17, when the voltage is applied to generate the electric field E, when the applied voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the liquid crystal molecules Lp) is released from the restraint of the weakly anchoring alignment film (17). The alignment direction of the liquid crystal molecules Lp is changed from the initial alignment direction (direction Y in Fig. 2) in a plane parallel to the surfaces of the substrates 13A and 13B according to the magnitude of the applied voltage.

이와 같이 액정층(18)의 액정 분자(Lp)는 전기장(E)이 인가되었을 때, 액정층(18)의 강앵커링 배향막(16) 측에서는 액정 분자(Lp)가 강앵커링 배향막(16)에 의한 배향 강제력(구속력)을 받은 채로 그 배향 방향을 유지하는데 비하여, 약앵커링 배향막(17) 측에서는 약앵커링 배향막(17)에 의한 배향 강제력(구속력)을 벗어나 액정 분자(Lp)의 배향 방향이 변화된다. When the electric field E is applied to the liquid crystal molecules Lp of the liquid crystal layer 18 as described above, the liquid crystal molecules Lp on the side of the strong anchoring alignment film 16 of the liquid crystal layer 18 are separated by the strong anchoring alignment film 16 The aligning direction of the liquid crystal molecules Lp is shifted away from the orientation forcing (restraining force) by the weak anchoring alignment film 17 on the weak anchor alignment film 17 side, while maintaining the alignment direction with the orientation forcing force (constraint force).

그 결과, 액정층(18)에 있어서는 강앵커링 배향막(16) 측과 약앵커링 배향막(17) 측에서, 문턱값 이상의 전기장(E)을 인가했을 때, 액정 분자(Lp)의 초기 배향 방향에 대한 배향 방향의 변위량이 다르다. 구체적으로는 인가 전기장(E)의 크기가 커짐에 따라서 약앵커링 배향막(17) 근방의 액정 분자(Lp)의 초기 배향 방향에 대한 배향 방향 변위량이 점차 커진다. 이로써 초기 배향 상태에서는 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향해서 액정 분자(Lp)가 나선상으로 뒤틀려 있던 배향 상태에 대하여, 약앵커링 배향막(17) 측의 액정 분자(Lp)의 초기 배향 상태에 대한 배향 방향의 꼬임각이 작아진다. 전기장 강도가 어느 일정 값에 도달하면 약앵커링 배향막(17) 근방의 액정 분자(Lp)는 전기장(E) 방향에 평행한 방향으로 배향된다. 즉, 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 배향 방향이 전기장(E) 방향에 평행한 방향(도 2에서는 방향 X)을 따라 동일해진다. As a result, in the liquid crystal layer 18, when an electric field E of a threshold value or more is applied on the side of the strong anchoring orientation film 16 side and the weak anchoring orientation film 17 side, The amount of displacement in the orientation direction is different. Specifically, as the magnitude of the applied electric field E increases, the amount of displacement of the liquid crystal molecules Lp in the vicinity of the weak anchoring alignment film 17 in the alignment direction with respect to the initial alignment direction gradually increases. As a result, in the initial alignment state, the liquid crystal molecules Lp on the side of the weakened anchoring alignment film 17 are aligned with the alignment state in which the liquid crystal molecules Lp are spirally twisted from the side of the strong anchoring alignment film 16 toward the side of the weakened alignment film 17, The angle of twist in the alignment direction with respect to the initial alignment state of the substrate is reduced. When the electric field intensity reaches a certain value, the liquid crystal molecules Lp in the vicinity of the weak anchoring alignment film 17 are oriented in a direction parallel to the electric field (E) direction. That is, the alignment direction is the same along the direction parallel to the electric field E direction (direction X in FIG. 2) from the side of the strong anchoring alignment film 16 toward the direction of the weakening anchor alignment film 17.

상기 전압 비인가 시의 액정층(18) 배향 상태는, TN 방식에서의 전압 비인가 시 액정 배향 상태와 동일하다. 따라서 ΔnP ≫ λ(Δn은 액정의 굴절율 이방성, P는 액정의 나선형 피치(helical pitch), λ는 빛의 파장), 즉 모긴 조건(MAUGUIN CONDITION)을 만족하도록 액정 패널(11)의 광학 설계를 수행하면 액정층(18)에 회전(선광)능 효과를 발생시키는 것이 가능해진다. The liquid crystal layer 18 alignment state at the time of no voltage ratio is the same as the liquid crystal alignment state at the time of no voltage ratio in the TN system. Therefore, the optical design of the liquid crystal panel 11 is performed so as to satisfy ΔnP »λ (Δn is refractive index anisotropy of liquid crystal, P is helical pitch of liquid crystal, λ is wavelength of light), and MAUGUIN CONDITION It becomes possible to generate a rotation (luminous flux) effect on the liquid crystal layer 18.

또한 TN 방식의 액정 패널에서 빛의 투과율(T)을 부여하는 식으로서 이하의 Gooch-Tarry의 식 (1)이 알려져 있다. Further, the following Gooch-Tarry equation (1) is known as a formula for imparting light transmittance (T) in a TN type liquid crystal panel.

식 1Equation 1

Figure 112016056432607-pat00001
Figure 112016056432607-pat00001

여기에서 u=dΔn/λ·π/θ 이고, d는 셀 갭(액정층(18)의 두께), θ는 액정 분자(Lp)의 꼬임각이며, 본 실시 형태에서는 전압 비인가 시의 강앵커링 배향막(16) 측의 액정 분자와 약앵커링 배향막(17) 측의 액정 분자의 배향 방향의 각도차에 상당한다. 또한 본 실시 형태에서는 θ=π/2이므로, u=2dΔn /λ이다. Here, u = d? N /? ·? / ?, where d is the cell gap (thickness of the liquid crystal layer 18) and? Is the twist angle of the liquid crystal molecules Lp. In this embodiment, Corresponds to the angle difference between the liquid crystal molecules on the side of the weak anchoring alignment film 17 and the alignment direction of the liquid crystal molecules on the weak anchor alignment film 17 side. In the present embodiment, since? =? / 2, u = 2d? N / ?.

액정 패널(11)에서는 포지티브형 액정 분자(Lp)를 사용하고 편광판(14A, 14B)을 각각의 투과축 방향이 서로 평행한 평행 니콜로 배치하며, 편광판(14A)의 투과축 방향이 전기장(E) 비인가 상태의 액정 분자(Lp)의 배향 방향을 규제하기 위한 강앵커링 배향막(16)에 대한 배향 처리 방향(도 1에서는 방향 X)과 일치하도록 설정된다. In the liquid crystal panel 11, the positive liquid crystal molecules Lp are used and the polarizing plates 14A and 14B are arranged parallel to each other in the direction parallel to the transmission axis. (Direction X in Fig. 1) with respect to the steel anchoring alignment film 16 for regulating the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp in the non-exposed state.

도 1에 도시한 것과 같이 전기장(E) 비인가 상태에서, 액정 분자(Lp)는 상기한 것과 같이 강앵커링 배향막(16) 측에서는, 초기 배향 상태가 액정 분자(Lp)의 장축 방향이 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향(도 1에서는 방향 X)을 따른다. 이에 비하여 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 액정 분자(Lp)의 장축 방향이 약앵커링 배향막(17)의 배향 처리 방향(도 1에서는 방향 Y)을 따른다. 만일 약앵커링 배향막(17)의 규제력이 제로에 가까운 경우에는 약앵커링 배향막(17)에 배향 처리를 수행해도 초기 배향 방향을 기억시킬 수 없다. 그 경우에도 액정층(18)의 액정 분자(Lp)가 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향해서 90° 트위스트 되도록 키랄제 양이 조정되어 있기 때문에, 약앵커링 배향막(17) 측에서는 액정 분자(Lp)의 장축 방향이 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향과 직교하는 방향(도 1에서는 방향 Y)을 따른다. 이 때, 모긴 조건을 만족하고 또한 식 (1)이 최소값을 갖도록 액정 패널(11)의 광학 조건을 설계함으로써, 액정층(18)에 입사된 직선 편광은 편광 상태를 유지한 채로 편광면이 90° 회전(선광)하여 액정 패널(11)로부터 출사된다. 이 때, 액정 패널(11)로부터의 출사광의 편광 방향과 편광판(14B)의 투과축 방향이 직교하기 때문에 액정 패널(11)로부터의 출사광의 대부분이 편광판(14B)에 흡수되어, 액정 패널(11)로부터의 출사광 양을 최소로 할 수 있다. 이로써 본 실시 형태에서의 콘트라스트비를 최대로 할 수 있다. 여기서 일반적으로 셀 갭(d)이 커지면 응답 속도 저하가 발생하기 때문에 액정 패널의 광학 설계는 식 (1)이 최소값을 갖는 복수의 조건 중에서 이른바 first minimum 조건을 선택하는 것이 바람직하다. 1, the liquid crystal molecules Lp are arranged in such a manner that the liquid crystal molecules Lp are aligned in the direction of major axes of the liquid crystal molecules Lp on the side of the strong anchoring alignment film 16 16 (direction X in Fig. 1). On the other hand, on the weak anchoring alignment film 17 side, the major axis direction of the liquid crystal molecules Lp follows the orientation treatment direction (direction Y in Fig. 1) of the anchoring orientation film 17. If the weakening force of the weakly anchoring alignment film 17 is close to zero, the initial alignment direction can not be memorized even if the weakly anchoring orientation film 17 is subjected to orientation treatment. Since the amount of the chiral agent is adjusted so that the liquid crystal molecules Lp of the liquid crystal layer 18 are twisted by 90 占 from the side of the strong anchoring alignment film 16 toward the side of the weak anchoring alignment film 17, the weak anchoring alignment film 17 ), The major axis direction of the liquid crystal molecules Lp follows a direction (direction Y in Fig. 1) orthogonal to the alignment treatment direction of the strong anchoring alignment film 16. At this time, by designing the optical condition of the liquid crystal panel 11 so as to satisfy the maturity condition and the formula (1) to have the minimum value, the linearly polarized light incident on the liquid crystal layer 18 is polarized 90 And is output from the liquid crystal panel 11. At this time, since the polarization direction of the outgoing light from the liquid crystal panel 11 and the transmission axis direction of the polarizing plate 14B are orthogonal to each other, most of the outgoing light from the liquid crystal panel 11 is absorbed by the polarizing plate 14B, Can be minimized. As a result, the contrast ratio in the present embodiment can be maximized. Generally, when the cell gap d is large, the response speed is lowered. Therefore, the optical design of the liquid crystal panel desirably selects the so-called first minimum condition among a plurality of conditions in which the formula (1) has the minimum value.

한편 도 2에 도시한 것과 같이 전기장(E)을 인가한 상태에서, 액정 분자(Lp)는 상기한 것과 같이 강앵커링 배향막(16) 측에 있어서는 장축 방향이 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향(도 2에서는 방향 X)을 따르는 초기 배향 상태를 유지한다. 이에 비하여 약앵커링 배향막(17) 측에서는 문턱값 이상의 전기장(E) 인가에 의해 액정 분자(Lp)의 배향 방향은 기판(13B)에 평행한 면 내에서 변화되기 시작하고, 전기장 강도가 어느 일정 값에 도달했을 때, 액정 분자(Lp)의 장축 방향이 전기장(E)에 평행한 방향, 즉 기판(13B)에 평행한 방향 X를 따르게 된다. 이로써 액정 분자(Lp)는 강앵커링 배향막(16)에 대한 배향 처리 방향(도 2에서는 방향 X)에 동일하게 배향되기 때문에 액정층(18)에 입사된 직선 편광은 편광 상태 및 편광면을 유지한 채로 액정 패널(11)로부터 출사된다. 이 때 액정층(18)에 입사된 직선 편광의 편광 방향(도 2에서는 방향 X)과 편광판(14B)의 투과축 방향(도 2에서는 방향 X)이 일치하고 있기 때문에 백라이트 유닛(12) 측으로부터의 대부분의 빛은 편광판(14B)을 투과할 수 있다. On the other hand, in the state where the electric field E is applied as shown in Fig. 2, the liquid crystal molecules Lp are aligned in the longitudinal direction of the strong anchoring alignment film 16 in the alignment treatment direction of the strong anchoring alignment film 16 (Direction X in Fig. 2). On the other hand, on the weak anchor alignment film 17 side, the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp starts to change in a plane parallel to the substrate 13B by application of an electric field E of a threshold value or more, The major axis direction of the liquid crystal molecules Lp follows a direction parallel to the electric field E, that is, a direction X parallel to the substrate 13B. Thus, since the liquid crystal molecules Lp are aligned in the alignment treatment direction (direction X in FIG. 2) with respect to the steel anchoring alignment film 16, the linearly polarized light incident on the liquid crystal layer 18 maintains the polarization state and the polarization plane And then emitted from the liquid crystal panel 11. [ At this time, since the polarizing direction (direction X in Fig. 2) of the linearly polarized light incident on the liquid crystal layer 18 coincides with the transmission axis direction (direction X in Fig. 2) of the polarizing plate 14B, Most of the light can transmit the polarizing plate 14B.

또한 전기장(E)을 인가한 상태로부터 전기장(E) 인가를 정지하면 액정층(18)의 액정 분자(Lp)는 키랄제에 의해 부여된 복원력(탄성력)에 의해 액정 분자(Lp)의 배향 방향이, 도 1에 도시한 것과 같은 나선상의 초기 배향 상태로 돌아간다. 여기서 강앵커링 배향막(16) 측에서는, 액정 분자(Lp)의 장축 방향이 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향(도 1에서는 방향 X)을 따른 상태를 유지한다. 이에 비하여 액정층(18)의 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 키랄제에 의해 부여된 복원력(탄성력)에 의해 액정 분자(Lp)의 장축 방향이 약앵커링 배향막(17)의 배향 처리 방향(도 2에서는 방향 Y)을 따르도록 배향 방향이 변위된다. 이로써 액정 분자(Lp)는 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 장축 방향의 배향 각도 변위량이 점차 커져, 나선상으로 뒤틀린 상태로 돌아간다. When the application of the electric field E is stopped from the state in which the electric field E is applied, the liquid crystal molecules Lp of the liquid crystal layer 18 are aligned in the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp by the restoring force (elastic force) Is returned to the spiral initial alignment state as shown in Fig. Here, on the side of the strong anchoring alignment film 16, the long axis direction of the liquid crystal molecule Lp is maintained along the alignment treatment direction (direction X in FIG. 1) of the strong anchoring orientation film 16. On the other hand, on the weak anchoring alignment film 17 side of the liquid crystal layer 18, the long axis direction of the liquid crystal molecules Lp is aligned in the alignment processing direction of the weak anchoring alignment film 17 (Fig. 2B) by the restoring force (elastic force) The direction of orientation is displaced to follow the direction Y). As a result, the amount of displacement of the liquid crystal molecules Lp in the major axis direction gradually increases from the side of the strong anchoring orientation film 16 toward the side of the weakened anchoring orientation film 17, and the state returns to the spirally twisted state.

이와 같이 본 실시 형태의 액정 패널(11)에서는, 포지티브형 액정 분자(Lp)를 사용하고 편광판(14A, 14B)을 평행 니콜로 배치하며, 편광판(14A)의 투과축 방향이, 전기장(E) 비인가 상태에서 액정 분자(Lp)의 배향 방향을 규제하기 위한 강앵커링 배향막(16)에 대한 배향 처리 방향과 일치(도 1에서는 방향 X)하도록 설정되어 있다. 그리고 액정층(18)의 액정 분자(Lp)는 키랄제 첨가에 의해 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 나선상으로 뒤틀린 초기 배향 상태가 되어 있다. As described above, in the liquid crystal panel 11 of the present embodiment, the polarizing plates 14A and 14B are arranged in parallel Nicols using the positive type liquid crystal molecules Lp and the transmission axis direction of the polarizing plate 14A is not in the electric field E (In the direction X in Fig. 1) with respect to the orientation treatment direction of the steel anchoring alignment film 16 for regulating the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp in the state of the liquid crystal molecules Lp. The liquid crystal molecules Lp of the liquid crystal layer 18 are in an initial alignment state in which they are helically twisted from the side of the strong anchoring alignment film 16 toward the side of the weak anchoring alignment film 17 by the addition of the chiral agent.

이와 같은 구성에서 전기장(E) 비인가 상태에서는 도 1에 도시한 것과 같이 백라이트 유닛(12) 측으로부터 편광판(14A)을 통과한 빛은, 액정층(18)에서 액정 분자(Lp)의 배향 방향의 나선상 분포를 따라서 편광면이 변화되고, 반대측 편광판(14B)으로 흡수된다. 1, the light that has passed through the polarizing plate 14A from the backlight unit 12 side is incident on the liquid crystal layer 18 in the direction of the liquid crystal molecules Lp in the direction of alignment of the liquid crystal molecules Lp, The polarization plane changes along the helical distribution and is absorbed by the opposite polarizing plate 14B.

또한 도 2에 도시한 것과 같이 문턱값 이상의 소정의 전기장(E)이 액정 패널(11)에 인가되면 인가 전압(E)의 크기가 커짐에 따라서 약앵커링 배향막(17) 근방의 액정 분자(Lp)의 초기 배향 방향에 대한 배향 방향의 변위량이 점차 커진다. 인가되는 전기장(E)의 강도가 어느 일정 값에 도달했을 때, 액정층(18)의 액정 분자(Lp)는 강앵커링 배향막(16)에서의 배향 처리 방향(도 2에서는 방향 X)을 따르는 동일 배향 상태로 전이된다. 이로써 백라이트 유닛(12) 측으로부터 편광판(14A)을 통과한 빛은 반대측 편광판(14B)을 투과한다. 2, when a predetermined electric field E of a threshold value or more is applied to the liquid crystal panel 11, the liquid crystal molecules Lp in the vicinity of the weak anchoring alignment film 17 increase as the magnitude of the applied voltage E increases. The amount of displacement in the alignment direction with respect to the initial alignment direction of the substrate becomes gradually larger. When the intensity of the applied electric field E reaches a certain value, the liquid crystal molecules Lp of the liquid crystal layer 18 are aligned in the same direction (direction X in Fig. 2) in the strong anchoring alignment film 16 Transition to an oriented state. As a result, light passing through the polarizing plate 14A from the backlight unit 12 side passes through the opposite polarizing plate 14B.

즉, 액정 패널(11)에서는 액정 구동 방식으로서 액정 분자(Lp)를 기판(13A, 13B) 표면을 따르는 면 내에서 변위시키는 IPS 구동 방식을 채용하는 한편 회전(선광)성을 이용하여 빛의 온오프 제어를 수행한다. That is, in the liquid crystal panel 11, an IPS driving method for displacing the liquid crystal molecules Lp in the plane along the surfaces of the substrates 13A and 13B is employed as a liquid crystal driving method, Off control.

그런데 상기한 것과 같은 강앵커링 배향막(16)은, 예를 들면 이하와 같이 형성한다. 우선 기판(13A) 상에 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막을 형성한다. 그 후, 레이온과 면 등으로 이루어지는 천을 감은 롤러를, 회전수 및 롤러와 기판(13A) 거리를 일정하게 유지한 상태에서 회전시켜 배향막 표면을 소정 방향으로 문지른다(러빙법). 혹은 편광 자외선을 조사하여 폴리이미드로 이루어지는 배향막 표면에 이방성을 발생시킨다(광 배향법). 이들 러빙법, 광 배향법 등에 의해 배향 방향이 설정된 강앵커링 배향막(16)은, 액정 분자(Lp)에 대하여 약앵커링 배향막(17)보다 강한 배향 강제력을 부여한다. However, the above-described steel anchoring alignment film 16 is formed, for example, as follows. First, an alignment film made of polyimide or the like is formed on the substrate 13A. Thereafter, the roller with the rayon and cotton cloths wound is rotated in a state in which the distance between the roller and the substrate 13A is kept constant, thereby rubbing the surface of the alignment film in a predetermined direction (rubbing method). Or polarized ultraviolet rays are irradiated to generate anisotropy on the surface of the alignment film made of polyimide (photo alignment method). The strong anchoring alignment film 16 whose alignment direction is set by these rubbing method, photo alignment method, or the like gives an alignment forcing stronger to the liquid crystal molecule Lp than the weak anchoring alignment film 17. [

약앵커링 배향막(17)으로는, 예를 들면 폴리머 브러시로 형성한 것을 사용할 수 있다. 폴리머 브러시는, 일단이 기판(13B) 표면에 고정되고 타단이 기판(13B) 표면으로부터 이간되는 방향으로 연장된 그래프트 폴리머 사슬에 의해 형성된다. 이와 같은 그래프트 폴리머 사슬은 기판(13B) 측으로부터 연신되도록 해서 생성해도 되고, 미리 소정 길이를 가진 폴리머 사슬을 기판(13B)에 부착시켜도 된다. 약앵커링 배향막(17)의 초기 배향 방향은 러빙법 등의 공지된 수법에 의해 결정해도 된다. As the weak anchoring alignment film 17, for example, a film formed of a polymer brush can be used. The polymer brush is formed by a graft polymer chain having one end fixed to the surface of the substrate 13B and the other end extending in a direction away from the surface of the substrate 13B. Such a graft polymer chain may be stretched from the substrate 13B side, or a polymer chain having a predetermined length may be attached to the substrate 13B in advance. The initial orientation direction of the weakly anchoring alignment film 17 may be determined by a known technique such as a rubbing method.

이하, 폴리머 브러시의 구체적인 일례를 도시한다. Hereinafter, a specific example of the polymer brush is shown.

폴리머 브러시는, 예를 들면 다음 일반식 (1)로 표현된다. The polymer brush is represented, for example, by the following general formula (1).

일반식 11

Figure 112016056432607-pat00002
Figure 112016056432607-pat00002

일반식 (1)에서, X는 H 또는 CH3이고 m은 양의 정수이며 폴리머 브러시의 Tg(유리전이온도)가 -5℃ 이하인 것이다. In the general formula (1), X is H or CH 3 , m is a positive integer, and the Tg (glass transition temperature) of the polymer brush is -5 ° C or lower.

도 5는 약앵커링 배향막으로서 기판에 형성한 폴리머 브러시의 예를 도시한 단면도이다. 5 is a cross-sectional view showing an example of a polymer brush formed on a substrate as a weak anchoring alignment film.

도 5에 도시한 것과 같이 액정 분자(Lp)는 기판(13B) 상에 형성된 폴리머 브러시(2)의 표층 부분에 침투해 있고, 액정 분자(Lp)와 접한 폴리머 브러시(2)의 표층 부분은 팽윤되어 있다(도면에서는 팽윤된 상태는 도시하지 않았다).5, the liquid crystal molecules Lp penetrate the surface layer portion of the polymer brush 2 formed on the substrate 13B and the surface layer portion of the polymer brush 2 contacting the liquid crystal molecules Lp is swollen (The swollen state is not shown in the drawing).

본 명세서에서는, 액정 분자(Lp)가 침투한 폴리머 브러시(2) 부분을 공존부(4)로서 나타내고, 액정 분자(Lp)가 침투하지 않은 폴리머 브러시(2) 부분을 폴리머 브러시층(3)으로서 나타낸다. 또한 도 5에서는 본 발명을 이해하기 쉽게 하는 관점에서 공존부(4)와 폴리머 브러시층(3)을 명확히 구별하여 나타냈지만, 실제로는 공존부(4)와 폴리머 브러시층(3)의 경계를 구별하는 것은 어렵다.In this specification, the portion of the polymer brush 2 in which the liquid crystal molecules Lp penetrate is referred to as a coexisting portion 4 and the portion of the polymer brush 2 in which the liquid crystal molecules Lp does not penetrate is referred to as a polymer brush layer 3 . 5, the coexistence portion 4 and the polymer brush layer 3 are clearly distinguished from each other in view of facilitating the understanding of the present invention. In actuality, however, the boundary between the coexistence portion 4 and the polymer brush layer 3 is distinguished It is difficult to do.

상기한 것과 같은 폴리머 브러시(2)를 사용함으로써 공존부(4)의 Tg(유리전이온도)가 상온보다 상당히 낮은 온도가 되므로, 상온에서 공존부(4) 형상을 자유롭게 변동시킬 수 있다. 따라서 공존부(4)와 액정 분자(Lp)의 계면에서 공존부(4) 상태가 변화되고, 기판(13B)에 대하여 수평 방향으로 액정 분자(Lp)를 배향 규제하면서 면 내에서는 어느 방향으로도 배향 강제력을 갖지 않는 상태(제로면 앵커링 상태)를 실현할 수 있다.By using the polymer brush 2 as described above, the Tg (glass transition temperature) of the coexistence section 4 becomes a temperature considerably lower than the normal temperature, so that the shape of the coexistence section 4 can be freely changed at room temperature. The state of the coexisting portion 4 is changed at the interface between the coexisting portion 4 and the liquid crystal molecule Lp and the liquid crystal molecules Lp are aligned in the horizontal direction with respect to the substrate 13B, A state in which no orientation forcible force is applied (zero plane anchoring state) can be realized.

공존부(4)의 Tg는 사용하는 폴리머 브러시(2) 및 액정 분자(Lp)의 종류에 따라 다르기 때문에 일의적으로 정의할 수는 없지만, 일반적으로 폴리머 브러시(2) 단독의 Tg에 비교하여 낮아진다. 또한 공존부(4)의 Tg는, 폴리머 브러시(2)에 대한 액정 분자(Lp)의 침투 정도(즉, 폴리머 브러시(2)와 액정 분자(Lp)의 비율)에 의해서도 변화된다. 구체적으로는 공존부(4)에서, 액정 분자(Lp)의 비율이 많은 액정 분자(Lp) 측의 공존부(4)는 Tg가 낮고, 액정 분자(Lp)의 비율이 적은 폴리머 브러시층(3) 측의 공존부(4)는 Tg가 높아진다.The Tg of the coexisting portion 4 is generally lower than the Tg of the polymer brush 2 alone although it can not be defined uniquely because it depends on the kind of the polymer brush 2 and the liquid crystal molecule Lp to be used . The Tg of the coexisting portion 4 is also changed by the degree of penetration of the liquid crystal molecules Lp into the polymer brush 2 (i.e., the ratio between the polymer brush 2 and the liquid crystal molecules Lp). Concretely, in the coexisting portion 4, the coexisting portion 4 on the side of the liquid crystal molecule Lp having a large proportion of the liquid crystal molecules Lp has the polymer brush layer 3 having a low Tg and a small proportion of the liquid crystal molecules Lp (Tg) of the coexisting portion (4) on the side of the coexisting portion (4).

그러나 폴리머 브러시(2)로서 상기 일반식 (1)로 표현되고, 일반식 (1)에서 X는 H 또는 CH3이고 m은 양의 정수이며 폴리머 브러시의 Tg가 -5℃ 이하인 것을 사용함으로써 공존부(4)의 Tg를 상온보다 충분히 낮은 온도로 할 수 있으므로, 상온에서 기판(13B) 표면에 대하여 수평인 면 내에 액정 분자(Lp)를 배향 규제하면서, 면 내에서는 어느 방향으로도 배향 강제력을 갖지 않는 상태(제로면 앵커링 상태)를 실현할 수 있다.However, when the polymer brush (2) is represented by the general formula (1), X in the general formula (1) is H or CH 3 , m is a positive integer and the Tg of the polymer brush is -5 ° C or lower, The liquid crystal molecules Lp are aligned in the plane horizontal to the surface of the substrate 13B at room temperature while the Tg of the liquid crystal molecules 4 is sufficiently lower than the room temperature, (Zero plane anchoring state) can be realized.

기판(13B) 표면은 필요에 따라서 평탄화 처리를 수행해도 된다. 평탄화 처리는 특별히 한정되지 않고 당해 기술 분야에서 공지된 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 평탄화 처리의 예로서는 기판(13B) 표면에 평탄화막을 형성하는 방법을 들 수 있고, 예를 들면 UV 경화성 투명 수지 등을 기판(13B) 표면에 도포하여 UV 경화하면 된다.The surface of the substrate 13B may be subjected to a planarizing process as required. The planarization treatment is not particularly limited and can be carried out by using methods known in the art. An example of the planarizing treatment is a method of forming a planarizing film on the surface of the substrate 13B. For example, a UV curable transparent resin or the like may be coated on the surface of the substrate 13B and UV-cured.

기판(13B)의 예로서는 어레이 기판 및 대향 기판을 들 수 있다. Examples of the substrate 13B include an array substrate and an opposing substrate.

어레이 기판의 예로는 액티브 매트릭스 어레이 기판을 들 수 있다. 액티브 매트릭스 어레이 기판은 일반적으로 유리 기판 상에 게이트 배선 및 소스 배선이 매트릭스상으로 배치되어 있고, 그 교점 부분에 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor) 등의 액티브 소자가 형성되며 이 액티브 소자에 화소 전극이 접속된 것이다.An example of the array substrate is an active matrix array substrate. In an active matrix array substrate, generally, gate wirings and source wirings are arranged in a matrix on a glass substrate, active elements such as thin film transistors (TFTs) are formed at the intersections thereof, .

또한 대향 기판의 예로서는 컬러 필터 기판을 들 수 있다. 이 컬러 필터 기판은 일반적으로 유리 기판 상에 불필요한 빛 샘을 방지하기 위해서 블랙 매트릭스를 형성한 후, R(적), G(녹), B(청) 착색층을 패턴 형성하고 필요에 따라서 보호막을 형성한 것이다. 이들 기판(13B)을 사용하는 경우, 기판(13B) 표면에 투명 수지를 도포하고 경화하여 평탄화막을 형성해도 된다.An example of the counter substrate is a color filter substrate. In general, a color filter substrate is formed by forming a black matrix on a glass substrate to prevent unwanted light spots and then patterning R (red), G (green), and B (blue) colored layers to form a protective film . When these substrates 13B are used, the surface of the substrate 13B may be coated with a transparent resin and cured to form a planarized film.

기판(13B) 상에 형성되는 폴리머 브러시(2)로는 상기 일반식 (1)로 표현되고, 일반식 (1)에서 X는 H 또는 CH3이고 m은 양의 정수이며 폴리머 브러시의 Tg가 -5℃ 이하인 것을 사용할 수 있다. 여기에서 폴리머 브러시(2)는, 다수의 그래프트 폴리머 사슬이 고밀도이고 기판(13B) 표면에 대하여 수직 방향으로 신장된 구조를 가지는 것이 바람직하다.The polymer brush 2 formed on the substrate 13B is represented by the general formula (1). In the general formula (1), X is H or CH 3 , m is a positive integer, and the polymer brush has a Tg of -5 Lt; 0 &gt; C or less. Here, the polymer brush 2 preferably has a structure in which a plurality of graft polymer chains are dense and elongated in a direction perpendicular to the surface of the substrate 13B.

일반적으로 일단이 기판(13B) 표면에 고정된 그래프트 폴리머 사슬은 그래프트 밀도가 낮으면 랜덤 코일상의 수축된 구조를 취하지만, 폴리머 브러시(2)는 그래프트 밀도가 높기 때문에 인접한 그래프트 폴리머 사슬의 상호 작용(입체 반발)에 의해, 기판(13B) 표면에 대하여 수직 방향으로 신장된 구조를 취한다.Generally, a graft polymer chain having one end fixed to the surface of the substrate 13B has a contracted structure on a random coil when the graft density is low, but since the polymer brush 2 has a high graft density, the interaction of adjacent graft polymer chains (Three-dimensional repulsion) in the direction perpendicular to the surface of the substrate 13B.

본 명세서에서 '고밀도'는, 인접한 그래프트 폴리머 사슬 사이에서 입체 반발이 발생할 정도로 밀집된 그래프트 폴리머 사슬의 밀도를 의미하고, 일반적으로 0.1가닥/nm2 이상, 바람직하게는 0.1 ~ 1.2가닥/nm2의 밀도이다. 또한 본 명세서에서 '그래프트 폴리머 사슬의 밀도'는, 단위 면적(nm2)당 기판(13B) 표면 상에 형성된 그래프트 폴리머 사슬의 가닥수를 의미한다. Refers to the density of a graft polymer chain that is dense enough to cause steric repulsion between adjacent graft polymer chains, and generally refers to a density of 0.1 or more strands / nm 2 , preferably 0.1 to 1.2 strands / nm 2 to be. In the present specification, "density of graft polymer chain" means the number of strands of the graft polymer chain formed on the surface of the substrate 13B per unit area (nm 2 ).

또한 폴리머 브러시(2)는, 다수의 그래프트 폴리머 사슬이 상기에 나타낸 밀도 보다 낮은 밀도로 형성된 것이어도 된다.Also, the polymer brush 2 may be formed such that a plurality of graft polymer chains are formed at a density lower than the density shown above.

폴리머 브러시(2)는 기판(13B)의 표면 상에서 폴리머 브러시(2) 층을 형성한다. 이 폴리머 브러시(2) 층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 수십nm, 구체적으로는 1nm 이상 100nm 미만, 바람직하게는 10nm ~ 80nm이다. 또한 이 폴리머 브러시(2) 층에는 사이즈 배제 효과가 있어서, 일정 크기의 물질은 폴리머 브러시(2) 층을 통과할 수 없다. 따라서 폴리머 브러시(2) 층의 두께를 얇게 해도 토대(下地)로부터 액정 분자(Lp)로의 불순물 침입을 방지할 수 있다. The polymer brush 2 forms a polymer brush 2 layer on the surface of the substrate 13B. The thickness of the polymer brush 2 layer is not particularly limited, but is generally several tens nm, specifically, 1 nm or more and less than 100 nm, preferably 10 nm to 80 nm. Also, the size of the polymer brush (2) has a size exclusion effect, so that a certain size of material can not pass through the polymer brush (2) layer. Therefore, even if the thickness of the polymer brush 2 layer is reduced, it is possible to prevent the impurities from entering the liquid crystal molecule (Lp) from the base (base).

폴리머 브러시(2)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고 당해 기술 분야에서 공지된 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 구체적으로는, 폴리머 브러시(2)는 라디컬 중합성 모노머를 리빙 라디컬 중합시킴으로써 형성할 수 있다. 본 명세서에서 '리빙 라디컬 중합'은 라디컬 중합 반응에 있어서 연쇄 이동 반응 및 정지 반응이 실질적으로 일어나지 않고, 라디컬 중합성 모노머가 다 반응한 후에도 연쇄 성장 말단이 활성을 유지하는 중합 반응을 의미한다.The method of forming the polymer brush 2 is not particularly limited and can be carried out by using a method known in the art. Specifically, the polymer brush 2 can be formed by living radical polymerization of a radically polymerizable monomer. In the present specification, 'living radical polymerization' means a polymerization reaction in which a chain transfer reaction and a termination reaction do not substantially occur in a radical polymerization reaction, and a chain growth terminal remains active even after radical polymerizable monomers are reacted do.

이 중합 반응에서는 중합 반응 종료 후에도 생성 중합체 말단에 중합 활성을 유지하고 있어, 라디컬 중합성 모노머를 가하면 다시 중합 반응을 개시시킬 수 있다. 또한 리빙 라디컬 중합은 라디컬 중합성 모노머와 중합 개시제의 농도비를 조절함으로써 임의의 평균 분자량을 갖는 중합체를 합성할 수 있으며, 생성되는 중합체의 분자량 분포가 매우 좁은 등의 특징이 있다.In this polymerization reaction, the polymerization activity is maintained at the end of the produced polymer even after completion of the polymerization reaction, and the polymerization reaction can be started again when a radical polymerizable monomer is added. The living radical polymerization is also characterized in that a polymer having an arbitrary average molecular weight can be synthesized by controlling the concentration ratio of the radical polymerizable monomer and the polymerization initiator, and the molecular weight distribution of the resulting polymer is very narrow.

리빙 라디컬 중합의 대표예는 원자 이동 라디컬 중합(ATRP: Atom Transfer Radical Polymerization)이다. 예를 들면 중합개시제 존재 하에서 할로겐화구리/리간드 착물을 사용하여 라디컬 중합성 모노머의 원자 이동 리빙 라디컬 중합을 수행한다. 할로겐화구리/리간드 착물이 고분자 말단 할로겐을 잡아 뺌으로써 가역적으로 성장하는 성장 라디컬에 라디컬 중합성 모노머가 부가되어 진행되고, 충분한 빈도의 가역적 활성화·불활성화에 의해 분자량 분포가 규제된다.A typical example of living radical polymerization is Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP). For example, the atom transferring living radical polymerization of a radically polymerizable monomer is carried out using a halogenated copper / ligand complex in the presence of a polymerization initiator. Radical polymerizable monomers are added to a growth radical in which a halogenated copper / ligand complex reversibly grows by grafting a polymer terminal halogen, and the molecular weight distribution is regulated by reversible activation / deactivation of a sufficient frequency.

리빙 라디컬 중합에 사용되는 라디컬 중합성 모노머는 유기 라디컬 존재 하에서 라디컬 중합을 수행하는 것이 가능한 불포화 결합을 갖는 것으로, 예를 들면 t-부틸메타크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 노닐메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, n-옥틸메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트계 모노머와, t-부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트 등의 아크릴레이트계 모노머와, 스티렌, 스티렌 유도체(예를 들면 o-, m-, p-메톡시스티렌, o-, m-, p-t-부톡시스티렌, o-, m-, p-클로로메틸스티렌 등), 비닐에스테르류(예를 들면 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 벤조산비닐 등), 비닐케톤류(예를 들면 비닐메틸케톤, 비닐헥실케톤, 메틸이소프로페닐케톤 등), N-비닐 화합물(예를 들면 N-비닐피롤리돈, N-비닐피롤, N-비닐카바졸, N-비닐인돌 등), (메타)아크릴산 유도체(예를 들면 아크릴로니트릴, 메타아크릴로니트릴, 아크릴아마이드, 이소프로필아크릴아마이드, 메타크릴아마이드 등), 할로겐화비닐류(예를 들면 염화비닐, 염화비닐리덴, 테트라클로로에틸렌, 헥사클로로프렌, 불화비닐 등) 등의 비닐 모노머를 들 수 있다. 이들 각종 라디컬 중합성 모노머는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.Radical polymerizable monomers used in living radical polymerization are those having unsaturated bonds capable of performing radical polymerization in the presence of organic radicals and include, for example, t-butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2- ethyl Methacrylate monomers such as hexyl methacrylate, nonyl methacrylate, lauryl methacrylate and n-octyl methacrylate, and monomers such as t-butyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, (E.g., o-, m-, p-methoxystyrene, o-, m-, or p-toluenesulfonic acid) with an acrylate-based monomer such as benzyl acrylate, benzyl acrylate, lauryl acrylate, (e.g., vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, etc.), vinyl ketones (e.g., vinyl methyl ketone, vinyl hexyl Ketones, (N-vinylpyrrolidone, N-vinylcarbazole, N-vinylindole, etc.), (meth) acrylic acid derivatives (for example, Vinyl chloride (e.g., vinyl chloride, vinylidene chloride, tetrachlorethylene, hexachloroprene, vinyl fluoride, etc.)) such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, isopropylacrylamide, methacrylamide and the like Monomers. These various radical polymerizable monomers may be used singly or in combination of two or more kinds.

중합개시제는 특별히 한정되지 않고, 리빙 라디컬 중합에서 일반적으로 공지된 것을 사용할 수 있다. 중합개시제의 예로서는 p-클로로메틸스티렌, α-디클로로크실렌, α, α-디클로로크실렌, α, α-디브로모크실렌, 헥사키스(α-브로모메틸)벤젠, 염화벤질, 브롬화벤질, 1-브로모-1-페닐에탄, 1-클로로-1-페닐에탄 등의 벤질할로겐화물과, 프로필-2-브로모프로피오네이트, 메틸-2-클로로프로피오네이트, 에틸-2-클로로프로피오네이트, 메틸-2-브로모프로피오네이트, 에틸-2-브로모이소부틸레이트(EBIB) 등의 α위가 할로겐화된 카복실산과, p-톨루엔술포닐클로라이드(TsCl) 등의 토실할로겐화물과, 테트라클로로메탄, 트리브로모메탄, 1-비닐에틸클로라이드, 1-비닐에틸브로마이드 등의 알킬할로겐화물과, 디메틸인산클로라이드 등의 인산에스테르의 할로겐 유도체를 들 수 있다. 이들 각종 중합개시제는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.The polymerization initiator is not particularly limited, and those generally known in living radical polymerization can be used. Examples of the polymerization initiator include p-chloromethylstyrene, alpha -dichloroxylene, alpha, alpha -dichloroxylene, alpha, alpha -dibromoxylene, hexakis (alpha -bromomethyl) benzene, benzyl chloride, benzyl bromide, 1- Bromo-1-phenylethane, 1-chloro-1-phenylethane and the like, and a benzyl halide such as propyl-2-bromopropionate, methyl-2-chloropropionate, ethyl-2-chloropropionate , Tosyl halides such as p-toluenesulfonyl chloride (TsCl), and tetraaryl halides such as methyl-2-bromopropionate and ethyl-2-bromoisobutyrate (EBIB) Alkyl halides such as chloromethane, tribromomethane, 1-vinylethyl chloride and 1-vinylethyl bromide, and halogen derivatives of phosphoric acid esters such as dimethyl phosphate. These various polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

할로겐화구리/리간드 착물을 제공하는 할로겐화구리는 특별히 한정되지 않고 리빙 라디컬 중합에서 일반적으로 공지된 것을 사용할 수 있다. 할로겐화구리의 예로는 CuBr, CuCl, CuI 등을 들 수 있다. 이들 각종 할로겐화구리는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.The halogenated copper that provides the copper halide / ligand complex is not particularly limited and those generally known in living radical polymerization can be used. Examples of the halogenated copper include CuBr, CuCl, CuI and the like. These various halogenated copper may be used singly or in combination of two or more kinds.

할로겐화구리/리간드 착물을 제공하는 리간드 화합물은 특별히 한정되지 않고 리빙 라디컬 중합에서 일반적으로 공지된 것을 사용할 수 있다. 리간드 화합물의 예로는 트리페닐포스판, 4,4´-디노닐-2,2´-디피리딘(dNbipy), N,N,N´,N´N˝-펜타메틸디에틸렌트리아민, 1,1,4,7,10,10-헥사메틸트리에틸렌테트라아민 등을 들 수 있다. 이들 각종 리간드 화합물은 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.The ligand compound which provides the copper halide / ligand complex is not particularly limited and those generally known in living radical polymerization can be used. Examples of the ligand compound include triphenylphosphine, 4,4'-dinonyl-2,2'-dipyridine (dNbipy), N, N, N ', N'N "-pentamethyldiethylenetriamine, 1,4,7,10,10-hexamethyltriethylenetetraamine, and the like. These ligand compounds may be used singly or in combination of two or more.

라디컬 중합성 모노머, 중합개시제, 할로겐화구리 및 리간드 화합물의 양은 사용할 원료의 종류에 따라서 적절히 조절하면 되지만, 일반적으로 중합개시제 1mol에 대하여 라디컬 중합성 모노머가 5 ~ 10000mol, 바람직하게는 50 ~ 5000mol, 할로겐화구리가 0.1 ~ 100mol, 바람직하게는 0.5 ~ 100mol, 리간드 화합물이 0.2 ~ 200mol, 바람직하게는 1.0 ~ 200mol이다. The amount of the radical polymerizable monomer, the polymerization initiator, the halogenated copper and the ligand compound may be appropriately adjusted according to the kind of raw material to be used, but generally 5 to 10000 mol, preferably 50 to 5000 mol, of the radical polymerizable monomer per 1 mol of the polymerization initiator 0.1 to 100 mol, preferably 0.5 to 100 mol, and 0.2 to 200 mol, preferably 1.0 to 200 mol, of the ligand compound.

리빙 라디컬 중합은 통상 무용매로 수행하지만, 리빙 라디컬 중합에서 일반적으로 사용되는 용매를 사용해도 된다. 사용 가능한 용매로는, 예를 들면 벤젠, 톨루엔, N,N-디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸설폭시드(DMSO), 아세톤, 클로로포름, 사염화탄소, 테트라하이드로퓨란(THF), 아세트산에틸, 트리플루오로메틸벤젠 등의 유기 용매와, 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 1-메톡시-2-프로판올 등의 수성 용매를 들 수 있다. 이들 각종 용매는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다. 또한 용매의 양은 사용할 원료의 종류에 따라서 적절히 조절하면 되지만, 일반적으로 라디컬 중합성 모노머 1g에 대하여 용매가 0.01 ~ 100ml, 바람직하게는 0.05 ~ 10ml이다.The living radical polymerization is usually carried out in the absence of solvent, but a solvent generally used in living radical polymerization may be used. Examples of usable solvents include benzene, toluene, N, N-dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), acetone, chloroform, carbon tetrachloride, tetrahydrofuran (THF) And an aqueous solvent such as water, methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve and 1-methoxy-2-propanol. These solvents may be used singly or in combination of two or more kinds. The amount of the solvent may be appropriately adjusted according to the kind of the raw material to be used, but the solvent is generally 0.01 to 100 ml, preferably 0.05 to 10 ml per gram of the radical polymerizable monomer.

리빙 라디컬 중합은, 상기 원료를 포함하는 폴리머 브러시 형성용 용액 중에 기판(13B)을 침지 또는 기판(13B)에 상기 원료를 포함하는 폴리머 브러시 형성용 용액을 도포하고 가열함으로써 수행할 수 있다. 가열 조건은 특별히 한정되지 않고 사용할 원료 등에 따라서 적절히 조절하면 되지만, 일반적으로 가열 온도는 60 ~ 150℃, 가열 시간은 0.1 ~ 10시간이다. 이 중합 반응은 일반적으로 상압에서 수행되지만 가압 또는 감압해도 상관없다. 또한 기판(13B)은 필요에 따라서 폴리머 브러시(2) 형성 전에 세정을 수행해도 된다.The living radical polymerization can be carried out by immersing the substrate 13B in a solution for forming a polymer brush containing the raw material or applying and heating a solution for forming a polymer brush containing the raw material to the substrate 13B. The heating conditions are not particularly limited and can be suitably adjusted according to the raw materials to be used. In general, the heating temperature is 60 to 150 占 폚 and the heating time is 0.1 to 10 hours. This polymerization reaction is generally carried out at atmospheric pressure, but may be pressurized or reduced. Further, the substrate 13B may be cleaned before forming the polymer brush 2, if necessary.

리빙 라디컬 중합에 의해 형성되는 폴리머 브러시(2)의 분자량은 반응 온도, 반응 시간, 사용할 원료의 종류와 양에 의해 조정 가능하지만, 일반적으로 수평균 분자량이 500 ~ 1000000, 바람직하게는 1000 ~ 500000인 폴리머 브러시(2)를 형성할 수 있다. 또한 폴리머 브러시(2)의 분자량 분포(Mw/Mn)는 1.05 ~ 1.60 사이로 제어할 수 있다.The molecular weight of the polymer brush 2 formed by the living radical polymerization can be adjusted depending on the reaction temperature, the reaction time, the kind and amount of raw materials to be used, but generally the number average molecular weight is 500 to 1,000,000, preferably 1,000 to 500,000 The polymer brush 2 can be formed. Further, the molecular weight distribution (M w / M n ) of the polymer brush 2 can be controlled to be between 1.05 and 1.60.

폴리머 브러시(2)는, 기판(13B)과 폴리머 브러시(2) 사이의 고착성을 높이는 관점으로부터 필요에 따라서 고정화막을 통하여 기판(13B) 표면 상에 형성해도 된다. 고정화막으로는, 기판(13B) 및 폴리머 브러시(2)의 고착성이 뛰어난 것이라면 특별히 한정되지 않고, 리빙 라디컬 중합에서 일반적으로 공지된 것을 사용할 수 있다. 고정화막의 예로는, 다음 일반식 (2)로 표현되는 알콕시실란 화합물로부터 형성되는 막을 들 수 있다. The polymer brush 2 may be formed on the surface of the substrate 13B through the immobilizing film if necessary from the viewpoint of enhancing the fixation between the substrate 13B and the polymer brush 2. [ The immobilizing film is not particularly limited as long as the substrate 13B and the polymer brush 2 are excellent in fixability, and those generally known in living radical polymerization can be used. An example of the immobilized film is a film formed from an alkoxysilane compound represented by the following general formula (2).

일반식 2Formula 2

Figure 112016056432607-pat00003
Figure 112016056432607-pat00003

일반식 (2)에서 R1은 각각 독립적으로 C1 ~ C3의 알킬기, 바람직하게는 메틸기 또는 에틸기이고, R2는 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기이며, X는 할로겐 원자, 바람직하게는 Br이고, n은 3 ~ 10의 정수, 보다 바람직하게는 4 ~ 8의 정수이다.R 2 is each independently a methyl group or an ethyl group, X is a halogen atom, preferably Br, and n is an integer of from 1 to 3. In the general formula (2), R 1 is each independently a C1 to C3 alkyl group, preferably a methyl group or an ethyl group, Is an integer of 3 to 10, more preferably an integer of 4 to 8.

고정화막에는 폴리머 브러시(2)가 공유 결합하고 있는 것이 바람직하다. 고정화막과 폴리머 브러시(2)가 결합력이 강한 공유 결합으로 연결되어 있으면 폴리머 브러시(2) 벗겨짐을 충분히 방지할 수 있다. 그 결과, 액정 패널(11)의 특성이 저하될 가능성이 낮아지고 액정 패널(11)의 신뢰성이 향상된다.It is preferable that the polymer brush 2 is covalently bonded to the immobilization film. If the immobilizing film and the polymer brush 2 are connected by a covalent bond having strong bonding force, peeling of the polymer brush 2 can be sufficiently prevented. As a result, the possibility of degradation of the characteristics of the liquid crystal panel 11 is reduced and the reliability of the liquid crystal panel 11 is improved.

고정화막 형성 방법은 특별히 한정되지 않고 사용할 재료에 따라서 적절히 설정하면 된다. 예를 들면 고정화막 형성용 용액에 기판(13B)을 침지시키거나 혹은 기판(13B)에 상기 고정화막 형성용 용액을 도포한 후 건조시킴으로써 고정화막을 형성할 수 있다. 여기에서 소정 부분에 고정화막을 형성시키기 위해서 고정화막을 형성시키지 않는 부분에 마스킹을 실시해도 된다. 또한 기판(13B)은 필요에 따라서 고정화막 형성 전에 세정을 수행해도 된다.The method of forming the immobilized film is not particularly limited and may be suitably set according to the material to be used. The immobilization film can be formed, for example, by immersing the substrate 13B in a solution for immobilizing a film, or applying the solution for immobilizing the film to the substrate 13B and then drying. Here, in order to form a fixed film on a predetermined portion, masking may be performed on a portion where a fixed film is not formed. Further, the substrate 13B may be cleaned before forming the immobilization film, if necessary.

기판(13A)과, 폴리머 브러시(2)를 형성한 기판(13B) 사이에 액정 분자(Lp) 및 키랄제를 포함하는 액정 재료를 주입하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 모세관 현상을 이용한 진공 주입법, 액정 적하 주입법(ODF: One Drop Filling) 등의 공지된 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면 모세관 현상을 이용한 진공 주입법을 이용하는 경우에는 다음과 같이 수행하면 된다. A method of injecting the liquid crystal material including the liquid crystal molecules Lp and the chiral agent between the substrate 13A and the substrate 13B on which the polymer brush 2 is formed is not particularly limited and a vacuum injection method using capillary phenomenon, And a liquid drop injection method (ODF: One Drop Filling). For example, in the case of using the vacuum injection method using the capillary phenomenon, the following procedure is performed.

우선 일방 기판(13A) 상에 공지된 방법에 의해 전극층(15)을 형성한다. 타방 기판(13B) 상에는 포토리소그래피 등의 공지된 방법에 의해 스페이서를 형성한 후, 고정화막(필요한 경우) 및 폴리머 브러시(2)를 형성한다. 여기에서, 필요에 따라서 기판(13B) 상(스페이서부 이외)에 평탄화막 등을 형성함으로써 평탄화하고, 그 위에 고정화막(필요한 경우) 및 폴리머 브러시(2)를 형성해도 된다.First, an electrode layer 15 is formed on a one-sided substrate 13A by a known method. On the other substrate 13B, after a spacer is formed by a known method such as photolithography, a fixing film (if necessary) and a polymer brush 2 are formed. Here, if necessary, a planarization film or the like may be formed on the substrate 13B (other than the spacer portion), and the immobilized film (if necessary) and the polymer brush 2 may be formed thereon.

다음으로 일방 기판(13A)을 세정하고 건조시킨 후, 실링재를 도포하여 타방 기판(13B)과 중첩시키고 가열 또는 UV 조사 등에 의해 실링재를 경화시켜서 접착한다. 여기에서, 실링재의 일부에는 액정 분자(Lp) 및 키랄제를 포함하는 액정 재료를 주입하기 위한 주입구를 열어둘 필요가 있다. 다음으로 진공 주입법에 의해 주입구로부터 기판(13A, 13B) 사이에 액정 분자(Lp) 및 키랄제를 포함하는 액정 재료를 주입한 후에 주입구를 봉지한다. Next, the one-side substrate 13A is cleaned and dried, and then the sealing material is applied to the other substrate 13B, and the sealing material is cured by heating or UV irradiation or the like. Here, it is necessary to open an injection port for injecting the liquid crystal material including the liquid crystal molecules (Lp) and the chiral agent into a part of the sealing material. Next, the liquid crystal material including the liquid crystal molecules Lp and the chiral agent is injected between the substrates 13A and 13B by the vacuum injection method, and then the injection port is sealed.

본 발명에서 사용되는 액정 분자(Lp)는 특별히 한정되지 않고, 당해 기술 분야에서 공지된 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 액정 분자(Lp)로는 액정 분자(Lp)의 NI점(N상으로부터 I상으로의 상전이온도)이 공존부(4)의 Tg보다 높은 것이 바람직하다. The liquid crystal molecule (Lp) used in the present invention is not particularly limited, and those known in the art can be used. It is preferable that the NI point (phase transition temperature from the N phase to the I phase) of the liquid crystal molecule Lp is higher than the Tg of the coexisting portion 4 as the liquid crystal molecule Lp.

또한 키랄제는 특별히 한정되지 않고, 당해 기술 분야에서 공지된 것을 사용할 수 있다. The chiral agent is not particularly limited, and those known in the art can be used.

상술한 것과 같이 액정 패널(11)에 의하면 백라이트 유닛(12), 약앵커링 배향막(17)이 형성된 기판(13B), 약앵커링 배향막(17)과의 사이에 간격을 두고 대향 배치되는 강앵커링 배향막(16)이 형성된 기판(13A), 약앵커링 배향막(17)과 강앵커링 배향막(16) 사이에 배치되고 액정 분자(Lp)가 구동됨으로써 빛을 투과 또는 차단하는 액정층(18), 기판(13A 및 13B) 중 어느 일방에 설치되고 액정 분자(Lp)에 전기장(E)을 인가하는 구동 전극층(15)을 구비하고, 액정층(18)에는 전기장(E) 비인가 상태의 초기 배향 상태로 액정 분자(Lp)를 복원시키는 키랄제가 첨가되어 있다. As described above, according to the liquid crystal panel 11, the substrate 13B on which the backlight unit 12, the weak anchoring alignment film 17, and the weak anchoring alignment film 17 are disposed are disposed opposite to each other with a gap therebetween A liquid crystal layer 18 disposed between the weak anchoring orientation film 17 and the strong anchoring orientation film 16 and driven by the liquid crystal molecules Lp to transmit or block the light, And a driving electrode layer 15 provided on one of the liquid crystal molecules Lp and 13B for applying an electric field E to the liquid crystal molecules Lp and the liquid crystal molecules 18 in the initial alignment state in the non- Lp).

이와 같이 해서, 구동 전극층(15)에서 생성된 전기장(E)에 의해 배향 방향을 변위시킨 액정 분자(Lp)를, 키랄제에 의해 부여되는 복원력에 의해 초기 배향 상태로 되돌림으로써 액정 분자(Lp)의 구동을 고속화하는 것이 가능해진다. 이로써 액정 패널(11)의 표시 응답성을 높이는 것이 가능해진다. 또한 액정 분자(Lp)를 초기 상태로 되돌리기 위하여 별도의 전극 등을 설치할 필요도 없고, 소비 전력을 억제하면서 간이한 구성으로 할 수 있다. The liquid crystal molecules Lp in which the alignment direction is displaced by the electric field E generated in the driving electrode layer 15 are returned to the initial alignment state by the restoring force imparted by the chiral agent, It is possible to speed up the driving of the motor. This makes it possible to improve the display responsiveness of the liquid crystal panel 11. Further, there is no need to provide a separate electrode or the like in order to return the liquid crystal molecules Lp to the initial state, and a simple configuration can be achieved while suppressing power consumption.

또한 전기장(E)을 인가했을 때, 약앵커링 배향막(17)이 액정 분자(Lp)의 배향 방향을 구속하는 구속력이, 강앵커링 배향막(16)보다 작다. Further, when the electric field E is applied, the weak anchoring alignment film 17 has a binding force for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp, which is smaller than that of the strong anchoring alignment film 16.

그리고 전기장(E)을 인가한 상태에서, 인가 전기장(E)의 크기가 커짐에 따라서 약앵커링 배향막(17) 근방의 액정 분자(Lp)의 초기 배향 상태에 대한 배향 방향의 변위량이 점차 커진다. As the magnitude of the applied electric field E increases in the state of applying the electric field E, the amount of displacement of the liquid crystal molecules Lp in the vicinity of the weakly anchoring alignment film 17 in the alignment direction increases gradually.

이로써 약앵커링 배향막(17) 측의 액정 분자(Lp)의 배향 방향을 변화시키는데 충분한 소정의 전압을 인가하면 액정 패널(11)의 액정층(18)이 구동되어 표시를 수행할 수 있다. 따라서 저전압에서 액정 분자(Lp)를 구동할 수 있다. Thus, when a predetermined voltage sufficient to change the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp on the side of the weak anchoring alignment film 17 is applied, the liquid crystal layer 18 of the liquid crystal panel 11 can be driven to perform display. Therefore, the liquid crystal molecules Lp can be driven at a low voltage.

또한 상기 구성에 따르면 전기장(E) 비인가 상태에서는 빛이 액정 분자(Lp)의 배향을 따라서 변화되고, 편광판(14B)에서 거의 모든 빛이 흡수되어 투과율이 거의 제로가 된다. 한편 일정 값 이상의 전기장(E)을 인가한 상태에서는, 액정층(18)은 전기장 방향에 평행한 방향으로 동일하게 배향되고, 액정 패널(11)에 입사된 빛은 거의 전량이 편광판(14B)을 투과하기 때문에 투과율 및 콘트라스트비가 높은 표시를 수행하는 것이 가능해진다. Further, according to the above configuration, light is changed according to the orientation of the liquid crystal molecules Lp in the non-exposed state of the electric field E, and almost all light is absorbed in the polarizing plate 14B, and the transmittance becomes almost zero. On the other hand, in a state in which the electric field E above a certain value is applied, the liquid crystal layer 18 is aligned in the same direction parallel to the electric field direction and almost all the light incident on the liquid crystal panel 11 is polarized by the polarizer 14B It becomes possible to perform display with high transmittance and high contrast ratio.

<제 2 실시 형태>&Lt; Second Embodiment >

다음으로 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 제 2 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한 이하 설명하는 제 2 실시 형태에서는, 상기 제 1 실시 형태와 공통된 구성에 대해서는 도면 중에 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 제 2 실시 형태에서는 상기 제 1 실시 형태에 대하여 구동 전극층(15)의 전극선(20B) 배치가 다르다. Next, a second embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention will be described. In the second embodiment to be described below, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In the second embodiment, the arrangement of the electrode lines 20B of the driving electrode layer 15 is different from that of the first embodiment.

도 6은 제 2 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 정수인 액정을 사용하고, 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다. 도 7은 상기 제 2 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 정수인 액정을 사용하고, 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계의 다른 예를 도시한 도면이다. 6 shows the relationship between the orientation of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the electrode line in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the second embodiment, in which liquid crystal having the dielectric constant anisotropy is used and no electric field is applied FIG. 7 is a graph showing the relationship between the orientation of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in the state in which the liquid crystal having the dielectric constant anisotropy is used in the liquid crystal panel shown in the second embodiment, Fig.

도 6에 도시한 것과 같이 제 2 실시 형태에서 구동 전극층(15)은 기판(13A) 표면을 따라서 복수개의 전극선(20B)이 병설됨으로써 형성되어 있다. 여기에서 각 전극선(20B)은 그 장축 방향을, 예를 들면 기판(13A)을 따르는 방향 Y에 대하여 경사지게 형성되어 있다. 구동 전극층(15)은 이와 같은 전극선(20B)이 기판(13A)을 따르는 방향 Y에 직교하는 방향 X를 따라서 일정 간격마다 병설됨으로써 형성되어 있다.As shown in Fig. 6, in the second embodiment, the driving electrode layer 15 is formed by juxtaposing a plurality of electrode lines 20B along the surface of the substrate 13A. Here, each of the electrode lines 20B is formed so as to be inclined with respect to the direction Y along the major axis direction, for example, along the substrate 13A. The driving electrode layer 15 is formed by juxtaposing the electrode lines 20B at regular intervals along a direction X orthogonal to the direction Y along the substrate 13A.

도 1에 도시한 것과 같이 액정층(18)에서는, 전기장(E) 비인가 상태에서 포지티브형 액정 분자(Lp)는 키랄제 첨가에 의해 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 나선상으로 뒤틀린 초기 배향 상태가 된다. 이 상태에서, 강앵커링 배향막(16) 측에서는 액정 분자(Lp)가 강앵커링 배향막(16)에서의 배향 처리 방향(방향 X)을 따라서 배향되어 있다. 이에 비하여 도 6에 도시한 것과 같이 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 전기장(E) 비인가 상태에서, 구동 전극층(15)에서 상호 인접하는 전극선(20B, 20B) 사이에 포지티브형 액정 분자(Lp)가 약앵커링 배향막(17) 측에서의 배향 처리 방향(방향 Y)을 따라서 배향되어 있다. 1, in the liquid crystal layer 18, the positive liquid crystal molecules (Lp) in the non-exposed state of the electric field (E) are shifted from the strong anchoring orientation film 16 side to the weak anchoring orientation film 17 side by the addition of the chiral agent To an initial alignment state that is twisted in a helical direction. In this state, on the side of the strong anchoring alignment film 16, the liquid crystal molecules Lp are aligned along the alignment treatment direction (direction X) in the strong anchoring alignment film 16. On the other hand, as shown in FIG. 6, positive liquid crystal molecules Lp are formed between the adjacent electrode lines 20B and 20B in the driving electrode layer 15 in the state of no electric field (E) at the weakened anchoring alignment film 17 side (Direction Y) on the weak anchoring alignment film 17 side.

액정층(18)에서 포지티브형 액정 분자(Lp)는 전기장(E)을 인가해도 강앵커링 배향막(16) 측에서는, 장축 방향이 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향(방향 X)을 따르는 초기 배향 상태를 유지한다. 한편 도 7에 도시한 것과 같이 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 인가된 전기장(E)에 의해 액정 분자(Lp)는 기판(13B)에 평행한 면 내에서 배향 각도가 변위되고, 전기장 강도가 어느 일정 값에 도달했을 때, 그 장축 방향이 전기장(E)에 평행한 방향, 즉 전극선(20B)에 직교하는 방향을 따른다. The positive liquid crystal molecules Lp in the liquid crystal layer 18 are aligned such that the major axis direction is the initial orientation along the alignment processing direction (direction X) of the steel anchoring orientation film 16 on the side of the steel anchoring orientation film 16 even when the electric field E is applied, State. On the other hand, as shown in Fig. 7, the liquid crystal molecules Lp are displaced in the plane parallel to the substrate 13B by the applied electric field E on the side of the weak anchoring alignment film 17, When the constant value is reached, the major axis direction thereof follows a direction parallel to the electric field E, that is, a direction orthogonal to the electrode line 20B.

이와 같은 구동 전극층(15)을 구비한 본 실시 형태의 액정 패널(11)에서도, 구동 전극층(15)에서 생성된 전기장(E)에 의해 배향 방향을 변위시킨 액정 분자(Lp)를, 전기장(E) 인가를 해제했을 때, 키랄제에 의해 부여된 복원력에 의해 나선상의 초기 배향 상태로 되돌림으로써 액정 분자(Lp) 구동을 고속화하는 것이 가능해진다. 이로써 액정 패널(11)의 표시 응답성을 높이는 것이 가능해진다. 또한 본 실시 형태에서는 약앵커링 배향막(17) 측의 액정 분자(Lp) 배향 방향이 전기장(E)에 평행해졌을 때, 액정 분자(Lp)의 배향 방향과 편광판(14B)의 투과축 방향이 완전히 일치하지 않기 때문에 제 1 실시 형태에 도시한 구성보다 최대 투과율은 약간 저하되지만, 종래의 IPS 방식의 액정 패널보다 높은 최대 투과율을 실현하는 것이 가능해진다. In the liquid crystal panel 11 of the present embodiment having such a driving electrode layer 15 as well, the liquid crystal molecules Lp whose alignment direction is displaced by the electric field E generated in the driving electrode layer 15 are disposed in the electric field E ), The liquid crystal molecules Lp can be driven at high speed by returning to the spirally initial alignment state by the restoring force given by the chiral agent. This makes it possible to improve the display responsiveness of the liquid crystal panel 11. In this embodiment, when the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp on the weak anchoring alignment film 17 side is parallel to the electric field E, the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp and the transmission axis direction of the polarizer 14B are completely The maximum transmittance is slightly lower than that of the configuration of the first embodiment, but it is possible to realize a maximum transmittance higher than that of the conventional liquid crystal panel of the IPS system.

<제 3 실시 형태>&Lt; Third Embodiment >

다음으로 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 제 3 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한 이하 설명하는 제 3 실시 형태에서는 상기 제 1, 제 2 실시 형태와 공통된 구성에 대해서는 도면 중에 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 제 3 실시 형태에서는 상기 제 1, 제 2 실시 형태에 비하여 구동 전극층(15)의 전극선(20C) 배치가 다르다. Next, a liquid crystal display element according to a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment to be described below, the same reference numerals are assigned to the same components as in the first and second embodiments, and the description thereof is omitted. In the third embodiment, the arrangement of the electrode lines 20C of the driving electrode layer 15 is different from that of the first and second embodiments.

도 8은 제 3 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서 유전율 이방성이 정수인 액정을 사용하고, 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다. 도 9는 상기 제 3 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서 유전율 이방성이 양수인 액정을 사용하고, 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계의 다른 예를 도시한 도면이다. 8 is a view showing the relationship between the direction of the liquid crystal molecule alignment in the vicinity of the first alignment film and the electrode line in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the third embodiment using a liquid crystal having an anisotropy of dielectric constant and not applying an electric field to be. 9 shows another example of the relationship between the direction of the liquid crystal molecules and the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in the state where the liquid crystal having the positive dielectric anisotropy is used in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the third embodiment and the electric field is applied Fig.

도 8에 도시한 것과 같이 제 3 실시 형태에서 구동 전극층(15)은 기판(13A) 표면을 따라서 복수개의 전극선(20C)이 병설됨으로써 형성되어 있다. 여기에서 각 전극선(20C)은 각 화소에서, 기판(13A)을 따르는 방향 Y에 대하여 소정 각도 α만큼 경사진 제 1 경사부(20a)와 방향 Y에 대하여 소정 각도 -α만큼 경사진 제 2 경사부(20b)가, 장축 방향인 방향 Y에 있어서 연속된 < 형상을 이루고 있다. 구동 전극층(15)은, 이와 같은 전극선(20C)이 기판(13A)을 따르는 방향 Y에 직교하는 방향 X를 따라서 일정 간격마다 병설됨으로써 형성되어 있다.As shown in Fig. 8, in the third embodiment, the driving electrode layer 15 is formed by juxtaposing a plurality of electrode lines 20C along the surface of the substrate 13A. Each of the electrode lines 20C has a first inclined portion 20a inclined at a predetermined angle alpha with respect to the direction Y along the substrate 13A and a second inclined portion 20b inclined at a predetermined angle- Section 20b is continuous in the direction Y which is the major axis direction. The driving electrode layer 15 is formed by juxtaposing the electrode lines 20C at regular intervals along the direction X perpendicular to the direction Y along the substrate 13A.

이와 같은 구동 전극층(15)에서는 전기장(E) 비인가 상태에서 포지티브형 액정 분자(Lp)가 상호 인접하는 전극선(20C, 20C) 사이에, 강앵커링 배향막(16)에서의 배향 처리 방향(방향 X)을 따라서 배향되어 있다. In the driving electrode layer 15 as described above, the orientation direction X (direction X) of the strong anchoring alignment film 16 is formed between the adjacent electrode lines 20C and 20C of the positive type liquid crystal molecules Lp in the non- As shown in Fig.

도 1에 도시한 것과 같이 액정층(18)에서는, 전기장(E) 비인가 상태에서 포지티브형 액정 분자(Lp)는 키랄제 첨가에 의해 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 나선상으로 뒤틀린 초기 배향 상태가 된다. 이 상태에서 강앵커링 배향막(16) 측에서는, 액정 분자(Lp)는 강앵커링 배향막(16)에서의 배향 처리 방향(방향 X)을 따라서 배향되어 있다. 이에 비하여 도 8에 도시한 것과 같이 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 전기장(E) 비인가 상태에서, 구동 전극층(15)에서 상호 인접하는 전극선(20B, 20B) 사이에 포지티브형 액정 분자(Lp)가 약앵커링 배향막(17) 측에서의 배향 처리 방향(방향 Y)을 따라서 배향되어 있다. 1, in the liquid crystal layer 18, the positive liquid crystal molecules (Lp) in the non-exposed state of the electric field (E) are shifted from the strong anchoring orientation film 16 side to the weak anchoring orientation film 17 side by the addition of the chiral agent To an initial alignment state that is twisted in a helical direction. In this state, on the side of the steel anchoring orientation film 16, the liquid crystal molecules Lp are oriented along the orientation treatment direction (direction X) in the steel anchoring orientation film 16. On the other hand, as shown in Fig. 8, the positive liquid crystal molecules Lp are formed between the adjacent electrode lines 20B and 20B in the driving electrode layer 15 in the state of no electric field (E) in the weak anchoring alignment film 17 side (Direction Y) on the weak anchoring alignment film 17 side.

액정층(18)에서 포지티브형 액정 분자(Lp)는 전기장(E)을 인가해도 강앵커링 배향막(16) 측에서는 장축 방향이 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향(방향 X)을 따르는 초기 배향 상태를 유지한다. 한편 도 9에 도시한 것과 같이 약앵커링 배향막(17) 측에서는 인가된 전기장(E)에 의해, 액정 분자(Lp)는 기판(13B)에 평행한 면 내에서 배향 각도가 변위되고 전기장(E) 강도가 어느 일정 값에 도달했을 때, 그 장축 방향이 제 1 경사부(20a), 제 2 경사부(20b)에 직교하도록 배향된다. 구체적으로는 전기장(E)을 인가했을 때, 제 1 경사부(20a, 20a) 사이에서는 액정 분자(Lp)가 제 1 경사부(20a)에 직교하고, 제 2 경사부(20b, 20b) 사이에서는 액정 분자(Lp)가 제 2 경사부(20b)에 직교한다. The positive liquid crystal molecules Lp in the liquid crystal layer 18 are aligned in the initial orientation state (direction X) along the orientation treatment direction (direction X) of the strong anchoring orientation film 16 in the direction of the strong anchoring orientation film 16, Lt; / RTI &gt; On the other hand, as shown in FIG. 9, the liquid crystal molecules Lp are displaced in the plane parallel to the substrate 13B by the applied electric field E on the side of the weak anchoring alignment film 17, The direction of the long axis is oriented so as to be orthogonal to the first inclined portion 20a and the second inclined portion 20b. More specifically, when the electric field E is applied, the liquid crystal molecules Lp are orthogonal to the first inclined portions 20a between the first inclined portions 20a and 20a and between the second inclined portions 20b and 20b The liquid crystal molecules Lp are orthogonal to the second inclined portion 20b.

여기에서 구동 전극층(15)에 있어서 전극선(20C)은 각 화소에서 < 형상으로 굴곡되어 있다. 따라서 전기장(E)을 인가했을 때, 방향 X에 대하여 각도 α만큼 경사진 액정 분자(Lp)와 각도 -α만큼 경사진 액정 분자(Lp)가 혼재되어 화상을 형성한다. 그 결과, 패널 표면에 대하여 경사진 대각선 방향으로부터 액정 패널(11)을 봤을 경우의 화상 열화를 억제할 수 있다. Here, in the driving electrode layer 15, the electrode line 20C is bent in a <shape in each pixel. Therefore, when the electric field E is applied, the liquid crystal molecules Lp inclined at an angle? With respect to the direction X and the liquid crystal molecules Lp inclined at an angle-alpha are mixed to form an image. As a result, image deterioration when the liquid crystal panel 11 is viewed from a diagonal direction inclined with respect to the panel surface can be suppressed.

이와 같은 구동 전극층(15)을 구비한 본 실시 형태의 액정 패널(11)에서도, 구동 전극층(15)에서 생성된 전기장(E)에 의해 배향 방향을 변위시킨 액정 분자(Lp)를, 전기장(E) 인가를 해제했을 때, 키랄제에 의해 부여된 복원력에 의해 나선상의 초기 배향 상태로 되돌림으로써 액정 분자(Lp)의 구동을 고속화하는 것이 가능해진다. 이로써 액정 패널(11)의 표시 응답성을 높이는 것이 가능해진다. 또한 본 실시 형태에서는 약앵커링 배향막(17) 측의 액정 분자(Lp) 배향 방향이 전기장(E)에 평행해졌을 때, 액정 분자(Lp)의 배향 방향과 편광판(14B)의 투과축 방향이 완전히 일치하지 않기 때문에 제 1 실시 형태에 도시한 구성보다 최대 투과율은 약간 저하되지만, 종래의 IPS 방식의 액정 패널보다 높은 최대 투과율을 실현하는 것이 가능해진다. In the liquid crystal panel 11 of the present embodiment having such a driving electrode layer 15 as well, the liquid crystal molecules Lp whose alignment direction is displaced by the electric field E generated in the driving electrode layer 15 are disposed in the electric field E ), The liquid crystal molecules Lp can be driven at a higher speed by returning to the spirally initial alignment state by the restoring force given by the chiral agent. This makes it possible to improve the display responsiveness of the liquid crystal panel 11. In this embodiment, when the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp on the weak anchoring alignment film 17 side is parallel to the electric field E, the alignment direction of the liquid crystal molecules Lp and the transmission axis direction of the polarizer 14B are completely The maximum transmittance is slightly lower than that of the configuration of the first embodiment, but it is possible to realize a maximum transmittance higher than that of the conventional liquid crystal panel of the IPS system.

<제 4 실시 형태>&Lt; Fourth Embodiment &

다음으로 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 제 4 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한 이하 설명하는 제 4 실시 형태에서는, 상기 제 1 ~ 제 3 실시 형태와 공통된 구성에 대해서는 도면 중에 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 제 4 실시 형태에서는 상기 제 1 실시 형태와 동일한 구동 전극층(15)을 구비하고, 네거티브형 액정 분자(Ln)를 구동한다. Next, a fourth embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention will be described. In the fourth embodiment to be described below, the same reference numerals are given to the components common to the first to third embodiments, and the description thereof is omitted. In the fourth embodiment, the same driving electrode layer 15 as in the first embodiment is provided, and the negative type liquid crystal molecules Ln are driven.

도 10은 본 발명의 제 4 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 개략 구성을 도시한 단면도이다. 도 11은 상기 제 4 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 액정 분자의 배향 방향 분포를 도시한 도면이다. 도 12는 상기 제 4 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다. 도 13은 상기 제 4 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display shown as a fourth embodiment of the present invention. Fig. 11 is a diagram showing the distribution of orientation directions of liquid crystal molecules in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown as the fourth embodiment in a state where a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used and an electric field is applied. Fig. 12 is a graph showing the relationship between the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the fourth embodiment using a liquid crystal having a negative dielectric constant anisotropy, Fig. 13 is a diagram showing the relationship between the direction of the liquid crystal molecules and the direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the fourth embodiment, in which liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used and an electric field is applied.

도 10, 도 11에 도시한 것과 같이 실시 형태에서 편광판(14A)과 편광판(14B)은 평행 니콜로 배치되고, 편광판(14A) 및 편광판(14B)의 투과축 방향이 각각 방향 Y를 따르도록 설정되어 있다.10 and 11, in the embodiment, the polarizing plate 14A and the polarizing plate 14B are arranged in parallel Nicols, and the transmission axis directions of the polarizing plate 14A and the polarizing plate 14B are set so as to follow the direction Y have.

구동 전극층(15)은 기판(13A) 표면을 따라서 복수개의 전극선(20A)이 병설됨으로써 형성되어 있다. 도 12, 도 13에 도시한 것과 같이 각 전극선(20A)은 그 장축 방향이, 예를 들면 기판(13A) 표면에 평행한 면 내에서 방향 Y를 따라서 연장되도록 직선상으로 형성되어 있다. 구동 전극층(15)은 이와 같은 전극선(20A)이 기판(13A) 표면에 평행한 면 내에서 방향 Y에 직교하는 방향 X를 따라서 일정 간격마다 병설되어 있다. The driving electrode layer 15 is formed by juxtaposing a plurality of electrode lines 20A along the surface of the substrate 13A. As shown in Figs. 12 and 13, each of the electrode lines 20A is formed in a straight line so that the major axis direction thereof extends along the direction Y in a plane parallel to the surface of the substrate 13A, for example. The driving electrode layer 15 is juxtaposed at regular intervals along the direction X orthogonal to the direction Y within the plane parallel to the surface of the substrate 13A.

액정층(18)의 액정 분자(Ln)는 유전율 이방성이 음수이고, 유전적 성질이 장축 방향으로 작고 장축 방향에 직교하는 방향으로 큰 네거티브형이다. The liquid crystal molecules Ln of the liquid crystal layer 18 have a negative dielectric anisotropy and a small negative dielectric constant in the major axis direction and a large negative major axis in the major axis direction.

도 10에 도시한 것과 같이 네거티브형 액정 분자(Ln)를 사용하는 경우, 전기장(E) 비인가 상태에서 액정 분자(Ln)의 배향 방향을 규제하기 위한 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향을, 각 전극선(20A)의 장축 방향과 평행한 방향(도 10에서는 방향 Y)으로 한다. 또한 약앵커링 배향막(17)의 배향 처리 방향을, 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향에 직교하는 방향(도 10에서는 방향 X)으로 한다. 10, the alignment treatment direction of the steel anchoring alignment film 16 for regulating the alignment direction of the liquid crystal molecules Ln in the non-exposed electric field (E) (Direction Y in Fig. 10) parallel to the major axis direction of each electrode line 20A. The orientation direction of the weak anchoring orientation film 17 is set to be perpendicular to the orientation orientation direction of the strong anchoring orientation film 16 (direction X in Fig. 10).

또한 액정층(18)에는, 전기장(E) 비인가 상태에서 액정 분자(Ln)를 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 나선상으로 배향(초기 배향 상태)시키는 한편 전기장(E) 인가를 해제했을 때에 나선상의 초기 배향 상태로 복원시키는 복원력을 부여하는 키랄제가 첨가되어 있다. The liquid crystal molecules 18 are aligned in a spiral (initial alignment state) from the side of the strong anchoring alignment film 16 to the side of the weak anchoring alignment film 17 while the liquid crystal molecules 18 are not exposed to the electric field E E), a chiral agent is added to give a restoring force for restoring the spirally initial alignment state.

이로써 도 10에 도시한 것과 같이 액정층(18)의 네거티브형 액정 분자(Ln)는, 강앵커링 배향막(16) 측에서는 그 장축 방향을 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향(도 10에서는 방향 Y)에 거의 일치시켜서 배향되어 있다. 한편 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 그 장축 방향을 약앵커링 배향막(17)의 배향 처리 방향(도 10에서는 방향 X)에 거의 일치시켜서 배향되어 있다. 10, the negative-direction liquid crystal molecules Ln of the liquid crystal layer 18 are aligned such that the long axis direction of the negative-direction liquid crystal molecules Ln on the side of the strong anchoring alignment film 16 is aligned in the alignment processing direction of the strong anchoring alignment film 16 ). On the other hand, on the weak anchoring alignment film 17 side, the long axis direction is aligned with the alignment processing direction (direction X in Fig. 10) of the weakening anchor alignment film 17.

그러면 본 실시 형태의 액정 디스플레이(10)는, 전기장(E) 비인가 상태에서는 백라이트 유닛(12) 측으로부터 편광판(14A)을 통과한 빛은 액정 분자(Ln)의 배향 방향 분포를 따라서 편광면이 변화되고, 거의 모든 빛이 반대측 편광판(14B)에 흡수된다. In the liquid crystal display 10 of the present embodiment, the light having passed through the polarizing plate 14A from the backlight unit 12 side in the electric field E unoccupied changes in the polarization plane along the alignment direction distribution of the liquid crystal molecules Ln And almost all the light is absorbed by the opposite polarizing plate 14B.

도 11에 도시한 것과 같이 네거티브형 액정 분자(Ln)는 전기장(E)을 인가해도 상기한 것과 같이 강앵커링 배향막(16) 측에 있어서는, 장축 방향이 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향을 따르는 초기 배향 상태(방향 Y)를 유지한다. 한편 도 11, 도 13에 도시한 것과 같이 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 인가된 전기장(E)에 의해 액정 분자(Ln)는 기판(13B)에 평행한 면 내에서 배향 각도가 변위되고, 전기장 강도가 어느 일정 값에 도달했을 때, 그 장축 방향이 전기장(E)에 직교하는 방향, 즉 기판(13B)에 평행한 방향 Y를 따른다. 이와 같이 해서 전기장(E)을 인가한 상태에서는, 인가 전기장(E)의 크기가 커짐에 따라서 약앵커링 배향막(17) 근방의 액정 분자(Ln)의 초기 배향 상태에 대한 배향 방향 변위량이 점차 커진다. 더욱이 일정 값 이상의 전기장을 인가했을 때, 약앵커링 배향막(17) 측에서 액정 분자(Ln)의 배향 방향(방향 Y)은 전기장(E)과 직교하는 방향이 되고, 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 액정층(18)의 액정 분자(Ln)의 배향 방향이 동일해진다. 이로써 백라이트 유닛(12) 측으로부터의 빛이 액정 패널(11)을 투과하게 된다. As shown in Fig. 11, in the negative-type liquid-crystal molecules Ln, on the side of the strong anchoring alignment film 16, the direction of the alignment of the strong anchoring alignment film 16 in the long axis direction is Maintaining the following initial alignment state (direction Y). On the other hand, as shown in Figs. 11 and 13, on the weak anchoring alignment film 17 side, the liquid crystal molecules Ln are displaced in the plane parallel to the substrate 13B by the applied electric field E, When the intensity reaches a certain value, the major axis direction thereof follows a direction orthogonal to the electric field E, that is, a direction Y parallel to the substrate 13B. In the state of applying the electric field E as described above, the amount of displacement of the liquid crystal molecules Ln in the alignment direction in the initial alignment state in the vicinity of the weak anchoring alignment film 17 gradually increases as the magnitude of the applied electric field E increases. (Direction Y) of the liquid crystal molecules Ln on the side of the weak anchoring alignment film 17 becomes orthogonal to the electric field E, and when the electric field is applied from the side of the strong anchoring alignment film 16 The alignment direction of the liquid crystal molecules Ln of the liquid crystal layer 18 becomes equal toward the weakened anchoring alignment film 17 side. As a result, light from the backlight unit 12 side is transmitted through the liquid crystal panel 11.

또한 전기장(E)을 인가한 상태로부터 전기장(E) 인가를 정지하면 액정층(18)의 액정 분자(Ln)는, 키랄제에 의해 부여된 복원력에 의해 액정 분자(Ln)의 배향 방향이 도 10에 도시한 것과 같은 나선상의 초기 배향 상태로 돌아간다. 즉, 강앵커링 배향막(16) 측에서는, 액정 분자(Ln)의 장축 방향이 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향(도 10에서는 방향 Y)을 따르는 상태를 유지한다. 이에 비하여 액정층(18)의 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 액정 분자(Ln)의 장축 방향이 약앵커링 배향막(17)의 배향 처리 방향(도 10에서는 방향 X)을 따르도록 배향 방향이 변위된다. 이로써 액정 분자(Ln)는, 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 장축 방향의 배향 각도 변위량이 점차 커지고, 나선상으로 뒤틀린 초기 배향 상태로 돌아간다. When the application of the electric field E is stopped from the state in which the electric field E is applied, the liquid crystal molecules Ln of the liquid crystal layer 18 are aligned in the direction of the liquid crystal molecules Ln by the restoring force imparted by the chiral agent 10 to the spiral initial alignment state as shown in Fig. That is, on the side of the strong anchoring alignment film 16, the long axis direction of the liquid crystal molecules Ln is maintained along the alignment treatment direction (the direction Y in FIG. 10) of the strong anchoring orientation film 16. On the other hand, on the side of the weak anchoring alignment film 17 of the liquid crystal layer 18, the alignment direction is displaced such that the major axis direction of the liquid crystal molecules Ln follows the alignment treatment direction of the weakly anchoring alignment film 17 (direction X in FIG. 10) . As a result, the liquid crystal molecules Ln return to the initial orientation state in which the displacement angle of the alignment angle in the major axis direction gradually increases from the side of the strong anchoring orientation film 16 toward the side of the weak anchoring orientation film 17 and twisted.

이와 같은 구동 전극층(15)을 구비하는 본 실시 형태의 액정 패널(11)에서도, 구동 전극층(15)에서 생성한 전기장(E)에 의해 배향 방향을 변위시킨 액정 분자(Ln)를, 키랄제에 의해 부여되는 복원력에 의해 초기 배향 상태로 복원시킴으로써 액정 분자(Ln)의 구동을 고속화하는 것이 가능해진다. 이로써 액정 패널(11)의 표시 응답성을 높이는 것이 가능해진다. 또한 액정 분자(Ln)를 초기 상태로 되돌리기 위해서 별도 전극 등을 설치할 필요도 없고, 소비 전력을 억제하면서 간이한 구성으로 할 수 있다. In the liquid crystal panel 11 of the present embodiment having such a driving electrode layer 15 as well, the liquid crystal molecules Ln whose alignment direction is displaced by the electric field E generated by the driving electrode layer 15, It is possible to speed up the driving of the liquid crystal molecules Ln by restoring the liquid crystal molecules to the initial alignment state by the restoring force imparted by the liquid crystal molecules Ln. This makes it possible to improve the display responsiveness of the liquid crystal panel 11. In addition, there is no need to provide separate electrodes or the like in order to return the liquid crystal molecules Ln to the initial state, and a simple configuration can be achieved while suppressing power consumption.

<제 5 실시 형태>&Lt; Embodiment 5 >

다음으로 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 제 5 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한 이하 설명하는 제 5 실시 형태에서는, 상기 제 1 ~ 제 4 실시 형태와 공통된 구성에 대해서는 도면 중에 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 제 5 실시 형태에서는 상기 제 2 실시 형태와 동일한 구동 전극층(15)을 구비하고 네거티브형 액정 분자(Ln)를 구동한다. Next, a fifth embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention will be described. In the fifth embodiment described below, the same reference numerals are given to the components common to the first to fourth embodiments, and the description thereof is omitted. In the fifth embodiment, the same driving electrode layer 15 as the second embodiment is provided and the negative type liquid crystal molecules Ln are driven.

도 14는 제 5 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고, 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다. 도 15는 상기 제 5 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고, 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 제 1 배항막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계의 다른 예를 도시한 도면이다. 14 is a graph showing the relationship between the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in a state in which liquid crystal having negative dielectric anisotropy is used in the liquid crystal panel shown in the fifth embodiment, Fig. Fig. 15 is a graph showing the relationship between the orientation of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first dye-attracting film and the direction of alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first dye-sensitized film in a state in which liquid crystal having negative dielectric anisotropy is used in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the fifth embodiment, Fig.

본 실시 형태에서, 일방 편광판(14A), 편광판(14B)의 투과축 방향은 상기 제 4 실시 형태와 마찬가지로 각각 방향 Y를 따르도록 설정되어 있다. In the present embodiment, the transmission axis directions of the one-side polarizing plate 14A and the polarizing plate 14B are set so as to follow the direction Y in the same manner as in the fourth embodiment.

도 14에 도시한 것과 같이 구동 전극층(15)은 기판(13A) 표면을 따라서 복수개의 전극선(20B)이 병설됨으로써 형성되어 있다. 각 전극선(20B)은 그 장축 방향을, 예를 들면 기판(13A)을 따르는 방향 Y에 대하여 경사지게 형성되어 있다. 구동 전극층(15)은 이와 같은 전극선(20B)이 기판(13A)을 따르는 방향 Y에 직교하는 방향 X를 따라서 일정 간격마다 병설됨으로써 형성되어 있다. As shown in Fig. 14, the driving electrode layer 15 is formed by juxtaposing a plurality of electrode lines 20B along the surface of the substrate 13A. Each of the electrode lines 20B is formed so as to be inclined with respect to the direction Y along the major axis direction, for example, along the substrate 13A. The driving electrode layer 15 is formed by juxtaposing the electrode lines 20B at regular intervals along a direction X orthogonal to the direction Y along the substrate 13A.

도 10에 도시한 것과 같이 액정층(18)에서는 전기장(E) 비인가 상태에서, 액정 분자(Ln)는 키랄제 첨가에 의해 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 나선상으로 뒤틀린 초기 배향 상태가 된다. 이 상태에서 강앵커링 배향막(16) 측에서는, 액정 분자(Ln)가 강앵커링 배향막(16)에서의 배향 처리 방향(방향 Y)을 따라서 배향되어 있다. 이에 비하여 도 14에 도시한 것과 같이 전기장(E) 비인가 상태에서 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 구동 전극층(15)에서 상호 인접하는 전극선(20B, 20B) 사이에서, 네거티브형 액정 분자(Ln)는 약앵커링 배향막(17) 측에서의 배향 처리 방향(방향 X)을 따라서 배향되어 있다. 10, in the liquid crystal layer 18, in the absence of the electric field E, the liquid crystal molecules Ln are spirally directed from the side of the strong anchoring alignment film 16 to the side of the weak anchoring alignment film 17 by the addition of the chiral agent To the initial alignment state. In this state, on the side of the steel anchoring alignment film 16, the liquid crystal molecules Ln are aligned along the alignment treatment direction (direction Y) in the steel anchoring alignment film 16. [ On the other hand, as shown in Fig. 14, in the absence of the electric field (E), the negative type liquid crystal molecules Ln are formed between the adjacent electrode lines 20B and 20B in the driving electrode layer 15 on the weak anchor alignment film 17 side (Direction X) on the weak anchoring alignment film 17 side.

액정층(18)에서, 네거티브형 액정 분자(Ln)는, 전기장(E)을 인가해도 강앵커링 배향막(16) 측에서는 액정 분자(Ln)의 장축 방향이 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향(방향 Y)을 따르는 초기 배향 상태를 유지한다. 한편 도 15에 도시한 것과 같이 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 액정 분자(Ln)는 인가된 전기장(E)에 의해 기판(13B)에 평행한 면 내에서 배향 각도가 변위되고, 전기장 강도가 어느 일정 값에 도달했을 때, 그 장축 방향이 전기장(E)에 직교하는 방향, 즉 전극선(20B)에 평행한 방향을 따른다. In the liquid crystal layer 18, even if the electric field E is applied, the negative-direction liquid crystal molecules Ln are aligned such that the long axis direction of the liquid crystal molecules Ln on the side of the strong anchoring alignment film 16 is oriented in the alignment processing direction of the strong anchoring alignment film 16 Direction &lt; / RTI &gt; Y). On the other hand, as shown in FIG. 15, the liquid crystal molecules Ln are displaced in the plane parallel to the substrate 13B by the applied electric field E on the side of the weak anchoring alignment film 17, When the constant value is reached, the major axis direction thereof follows a direction orthogonal to the electric field E, that is, a direction parallel to the electrode line 20B.

이와 같은 구동 전극층(15)을 구비하는 본 실시 형태의 액정 패널(11)에서도, 구동 전극층(15)에서 생성된 전기장(E)에 의해 배향 방향을 변위시킨 액정 분자(Ln)를, 키랄제에 의해 부여되는 복원력에 의해 초기 배향 상태로 복원시킴으로써, 액정 분자(Ln)의 구동을 고속화하는 것이 가능해진다. 이로써 액정 패널(11)의 표시 응답성을 높이는 것이 가능해진다. 또한 액정 분자(Ln)를 초기 상태로 되돌리기 위해서 별도 전극 등을 설치할 필요도 없고 소비 전력을 억제하면서 간이한 구성으로 할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는 약앵커링 배향막(17) 측의 액정 분자(Ln)의 배향 방향이 전기장(E)에 수직이 되었을 때, 액정 분자(Ln)의 배향 방향과 편광판(14B)의 투과축 방향이 완전히 일치하지 않기 때문에 제 4 실시 형태에서 도시한 구성보다 최대 투과율은 약간 저하되지만, 종래의 IPS 방식의 액정 패널보다 높은 최대 투과율을 실현하는 것이 가능해진다. In the liquid crystal panel 11 of the present embodiment having such a driving electrode layer 15 as well, the liquid crystal molecules Ln whose alignment direction is displaced by the electric field E generated in the driving electrode layer 15, The driving of the liquid crystal molecules Ln can be speeded up by restoring the liquid crystal molecules to the initial alignment state by the restoring force imparted by the liquid crystal molecules Ln. This makes it possible to improve the display responsiveness of the liquid crystal panel 11. Further, there is no need to provide a separate electrode or the like in order to return the liquid crystal molecules Ln to the initial state, and a simple configuration can be achieved while suppressing power consumption. In the present embodiment, when the alignment direction of the liquid crystal molecules Ln on the weak anchoring alignment film 17 side is perpendicular to the electric field E, the alignment direction of the liquid crystal molecules Ln and the direction of the transmission axis of the polarizer 14B The maximum transmittance is slightly lower than that of the structure shown in the fourth embodiment. However, it is possible to realize a maximum transmittance higher than that of the conventional IPS liquid crystal panel.

<제 6 실시 형태>&Lt; Sixth Embodiment &

다음으로 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 제 6 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한 이하 설명하는 제 6 실시 형태에서는, 상기 제 1 ~ 제 5 실시 형태와 공통된 구성에 대해서는 도면 중에 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 제 6 실시 형태에서는, 상기 제 3 실시 형태와 동일한 구동 전극층(15)을 구비하고, 네거티브형 액정 분자(Ln)를 구동한다. Next, a sixth embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention will be described. In the sixth embodiment described below, the same reference numerals are given to the components common to the first to fifth embodiments, and the description thereof is omitted. In the sixth embodiment, the same driving electrode layer 15 as in the third embodiment is provided, and the negative type liquid crystal molecules Ln are driven.

도 16은 제 6 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고, 전기장을 인가하지 않은 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계를 도시한 도면이다. 도 17은 상기 제 6 실시 형태로서 도시한 액정 디스플레이의 액정 패널에 있어서, 유전율 이방성이 음수인 액정을 사용하고, 전기장을 인가한 상태에서 전극선과 제 1 배향막 근방의 액정 분자 배향 방향의 관계의 다른 예를 도시한 도면이다. 16 is a graph showing the relationship between the direction of the liquid crystal molecule alignment in the vicinity of the first alignment film and the direction of the first alignment film in a state in which liquid crystal having a negative dielectric constant anisotropy is used in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown as the sixth embodiment, Fig. 17 is a graph showing the relationship between the orientation of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the direction of alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in the state where a liquid crystal having a negative dielectric constant anisotropy is used in the liquid crystal panel of the liquid crystal display shown in the sixth embodiment, Fig.

본 실시 형태에서, 일방 편광판(14A), 편광판(14B)의 투과축 방향은 상기 제 4 실시 형태와 동일하게 각각 방향 Y를 따르도록 설정되어 있다. In the present embodiment, the transmission axis directions of the one-side polarizing plate 14A and the polarizing plate 14B are set so as to follow the direction Y, respectively, as in the fourth embodiment.

도 16에 도시한 것과 같이 구동 전극층(15)은 기판(13A) 표면을 따라서 복수개의 전극선(20C)이 병설됨으로써 형성되어 있다. 각 전극선(20C)은, 각 화소에서 기판(13A)을 따르는 방향 Y에 대하여 소정 각도 α만큼 경사진 제 1 경사부(20a)와 방향 Y에 대하여 소정 각도 -α만큼 경사진 제 2 경사부(20b)가, 장축 방향인 방향 Y에 있어서 연속된 < 형상을 이루고 있다. 구동 전극층(15)은, 이와 같은 전극선(20C)이 기판(13A)을 따르는 방향 Y에 직교하는 방향 X를 따라서 일정 간격마다 병설됨으로써 형성되어 있다. As shown in Fig. 16, the driving electrode layer 15 is formed by juxtaposing a plurality of electrode lines 20C along the surface of the substrate 13A. Each of the electrode lines 20C includes a first inclined portion 20a inclined at a predetermined angle alpha with respect to the direction Y along the substrate 13A in each pixel and a second inclined portion 20b inclined at a predetermined angle- 20b are continuous in the direction Y which is the major axis direction. The driving electrode layer 15 is formed by juxtaposing the electrode lines 20C at regular intervals along the direction X perpendicular to the direction Y along the substrate 13A.

도 10에 도시한 것과 같이 액정층(18)에서는 전기장(E) 비인가 상태에서, 액정 분자(Ln)는 키랄제 첨가에 의해 강앵커링 배향막(16) 측으로부터 약앵커링 배향막(17) 측을 향하여 나선상으로 뒤틀린 초기 배향 상태가 된다. 이 상태에서 강앵커링 배향막(16) 측에서는, 액정 분자(Ln)가 강앵커링 배향막(16)에서의 배향 처리 방향(방향 Y)을 따라서 배향되어 있다. 이에 비하여 도 16에 도시한 것과 같이 전기장(E) 비인가 상태에서 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 구동 전극층(15)에서 상호 인접하는 전극선(20B, 20B) 사이에서, 네거티브형 액정 분자(Ln)는 약앵커링 배향막(17) 측에서의 배향 처리 방향(방향 X)을 따라서 배향되어 있다. 10, in the liquid crystal layer 18, in the absence of the electric field E, the liquid crystal molecules Ln are spirally directed from the side of the strong anchoring alignment film 16 to the side of the weak anchoring alignment film 17 by the addition of the chiral agent To the initial alignment state. In this state, on the side of the steel anchoring alignment film 16, the liquid crystal molecules Ln are aligned along the alignment treatment direction (direction Y) in the steel anchoring alignment film 16. [ On the other hand, as shown in FIG. 16, the negative type liquid crystal molecules (Ln) are formed between the adjacent electrode lines 20B and 20B in the driving electrode layer 15 on the weak anchoring alignment film 17 side in the absence of the electric field (E) (Direction X) on the weak anchoring alignment film 17 side.

액정층(18)에서, 네거티브형 액정 분자(Ln)는, 전기장(E)을 인가해도 강앵커링 배향막(16) 측에서는 액정 분자(Ln)의 장축 방향이 강앵커링 배향막(16)의 배향 처리 방향(방향 Y)을 따르는 초기 배향 상태를 유지한다. 한편 도 17에 도시한 것과 같이 약앵커링 배향막(17) 측에서는, 액정 분자(Ln)는 인가된 전기장(E)에 의해 기판(13B)에 평행한 면 내에서 배향 각도가 변위되고, 전기장 강도가 어느 일정 값에 도달했을 때, 그 장축 방향이 제 1 경사부(20a), 제 2 경사부(20b)에 평행해지도록 배향된다. 구체적으로는 전기장(E)을 인가했을 때, 제 1 경사부(20a, 20a) 사이에서는 액정 분자(Ln)는 제 1 경사부(20a)에 평행해지고, 제 2 경사부(20b, 20b) 사이에서는 액정 분자(Ln)는 제 2 경사부(20b)에 평행해진다.In the liquid crystal layer 18, even if the electric field E is applied, the negative-direction liquid crystal molecules Ln are aligned such that the long axis direction of the liquid crystal molecules Ln on the side of the strong anchoring alignment film 16 is oriented in the alignment processing direction of the strong anchoring alignment film 16 Direction &lt; / RTI &gt; Y). On the other hand, as shown in FIG. 17, on the side of the weak anchoring alignment film 17, the liquid crystal molecules Ln are displaced in the plane parallel to the substrate 13B by the applied electric field E, When the constant value is reached, the long axis direction is oriented so as to be parallel to the first inclined portion 20a and the second inclined portion 20b. More specifically, when the electric field E is applied, the liquid crystal molecules Ln are parallel to the first inclined portions 20a between the first inclined portions 20a and 20a and between the second inclined portions 20b and 20b The liquid crystal molecules Ln are parallel to the second inclined portions 20b.

여기서 구동 전극층(15)에서 전극선(20C)은 각 화소에서 < 형상으로 굴곡되어 있다. 따라서 전기장(E)을 인가했을 때, 서로 다른 2종류의 각도로 경사진 액정 분자(Ln)가 혼재되어 화상을 형성한다. 그 결과, 패널 표면에 대하여 경사진 대각선 방향으로부터 액정 패널(11)을 본 경우의 화상 열화를 억제할 수 있다. Here, in the driving electrode layer 15, the electrode line 20C is bent in a <shape in each pixel. Therefore, when the electric field E is applied, the liquid crystal molecules Ln inclined at two different angles are mixed to form an image. As a result, it is possible to suppress image deterioration when the liquid crystal panel 11 is viewed from a diagonal direction inclined with respect to the panel surface.

이와 같은 구동 전극층(15)을 구비하는 본 실시 형태의 액정 패널(11)에서도, 구동 전극층(15)에서 생성된 전기장(E)에 의해 배향 방향을 변위시킨 액정 분자(Ln)를, 키랄제에 의해 부여되는 복원력에 의해 초기 배향 상태로 복원시킴으로써, 액정 분자(Ln)의 구동을 고속화하는 것이 가능해진다. 이로써 액정 패널(11)의 표시 응답성을 높이는 것이 가능해진다. 또한 액정 분자(Ln)를 초기 상태로 되돌리기 위해서 별도 전극 등을 설치할 필요도 없고, 소비 전력을 억제하면서 간이한 구성으로 할 수 있다. In the liquid crystal panel 11 of the present embodiment having such a driving electrode layer 15 as well, the liquid crystal molecules Ln whose alignment direction is displaced by the electric field E generated in the driving electrode layer 15, The driving of the liquid crystal molecules Ln can be speeded up by restoring the liquid crystal molecules to the initial alignment state by the restoring force imparted by the liquid crystal molecules Ln. This makes it possible to improve the display responsiveness of the liquid crystal panel 11. In addition, there is no need to provide separate electrodes or the like in order to return the liquid crystal molecules Ln to the initial state, and a simple configuration can be achieved while suppressing power consumption.

또한 본 실시 형태에서는 약앵커링 배향막(17) 측의 액정 분자(Ln)의 배향 방향이 전기장(E)에 수직이 되었을 때, 액정 분자(Ln)의 배향 방향과 편광판(14B)의 투과축 방향이 완전히 일치하지 않기 때문에 제 4 실시 형태에서 도시한 구성보다 최대 투과율은 약간 저하되지만, 종래의 IPS 방식의 액정 패널보다 높은 최대 투과율을 실현하는 것이 가능해진다. In the present embodiment, when the alignment direction of the liquid crystal molecules Ln on the weak anchoring alignment film 17 side is perpendicular to the electric field E, the alignment direction of the liquid crystal molecules Ln and the direction of the transmission axis of the polarizer 14B The maximum transmittance is slightly lower than that of the structure shown in the fourth embodiment. However, it is possible to realize a maximum transmittance higher than that of the conventional IPS liquid crystal panel.

이상 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세히 설명했지만 당해 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 향후 다양한 변형 및 균등한 실시 형태가 가능하다. While the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, those skilled in the art will appreciate various modifications and equivalent arrangements.

따라서 본 발명의 권리 범위는 여기에 한정되지 않고, 특허 청구 범위에서 정의되는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 다양한 변형과 개량 형태도 본 발명에 포함된다. Accordingly, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention, which is defined in the claims, are also included in the present invention.

예를 들면 상기 실시 형태에서는 강앵커링 배향막(16), 약앵커링 배향막(17)에 대하여 각각 구체적인 형성 방법을 예시했지만 여기에 한정되지 않는다. 즉, 강앵커링 배향막(16)과 약앵커링 배향막(17)에서, 전기장(E)을 부여했을 때 액정 분자(Lp, Ln)의 배향 방향을 교정하는 배향 강제력이 서로 다르다면, 강앵커링 배향막(16), 약앵커링 배향막(17)은 각각 다른 어떤 방법, 재료로 형성해도 된다. For example, in the above embodiment, specific methods of forming the steel anchoring orientation film 16 and the weak anchoring orientation film 17 are exemplified, but the present invention is not limited thereto. That is, if the orientation forcorrecting the alignment direction of the liquid crystal molecules (Lp, Ln) is different when the electric field E is applied in the strong anchoring orientation film 16 and weak anchor orientation film 17, ) And the weak anchoring alignment film 17 may be formed by any other method or material.

또한 키랄제에는 왼손 감김 나선과 오른손 감김 나선을 야기하는 것이 존재하는데 그 중 어느 것을 사용해도 된다. There are also chiral agents that cause left-handed and right-handed spirals, either of which may be used.

또한 상기 실시 형태에서는 강앵커링 배향막(16)을 백라이트 유닛(12) 측에 배치하고, 약앵커링 배향막(17)을 백라이트 유닛(12)으로부터 이간된 측에 배치했지만 여기에 한정되지 않는다. 강앵커링 배향막(16)을 백라이트 유닛(12)으로부터 이간된 측에 배치하고, 약앵커링 배향막(17)을 백라이트 유닛(12) 측에 배치해도 된다. In the above embodiment, the strong anchoring orientation film 16 is disposed on the side of the backlight unit 12, and the weak anchoring orientation film 17 is disposed on the side away from the backlight unit 12. However, the present invention is not limited thereto. The strong anchoring orientation film 16 may be disposed on the side away from the backlight unit 12 and the weak anchoring orientation film 17 may be disposed on the backlight unit 12 side.

구동 전극층(15)에 대해서도 백라이트 유닛(12) 측에 제한되지 않고, 그 반대측에 배치해도 된다. The driving electrode layer 15 is not limited to the backlight unit 12, and may be disposed on the opposite side.

또한 제 1 ~ 제 6 실시 형태에서는 편광판(14A)과 편광판(14B)을 평행 니콜로 배치하여, 편광판(14A)의 투과축 방향이 전기장(E) 비인가 상태에서 액정 분자(L)의 배향 방향을 규제하기 위한 강앵커링 배향막(16)에 대한 배향 처리 방향과 일치하는 경우의 예를 도시했지만, 편광판(14A)의 투과축 방향을, 전기장(E) 비인가 상태에서 액정 분자(L)의 배향 방향을 규제하기 위한 강앵커링 배향막(16)에 대한 배향 처리 방향과 직교시켜도 된다. In the first to sixth embodiments, the polarizing plate 14A and the polarizing plate 14B are arranged parallel to each other so that the direction of the transmission axis of the polarizing plate 14A is regulated in the direction in which the liquid crystal molecules L are oriented in the non- The direction of the transmission axis of the polarizing plate 14A may be regulated by regulating the alignment direction of the liquid crystal molecules L in the non-exposed state of the electric field E, Or may be made orthogonal to the orientation treatment direction of the steel anchoring orientation film 16 for the purpose.

더욱이 상기 실시 형태에서는 전압 비인가 시에 표시가 어둡고 전압 인가 시에 밝아지는, 이른바 normaly black형 액정 패널(11)에 대해서 설명했지만, 여기에 한정되지 않는다. 액정 패널(11)을, 전압 비인가 시에 표시가 밝고 전압 인가 시에 어두워지는, 이른바 normaly white형 구성으로 해도 된다.Furthermore, in the above embodiment, the so-called normaly black type liquid crystal panel 11 in which the display is dark when the voltage is not applied and becomes bright when the voltage is applied has been described, but the present invention is not limited thereto. The liquid crystal panel 11 may have a so-called normaly white configuration in which the display is bright when the voltage is not applied and becomes dark when the voltage is applied.

2: 폴리머 브러시 3: 폴리머 브러시층
4: 공존부 7: 기하학적 요철 구조
10: 액정 디스플레이 11: 액정 패널(액정 표시 소자)
11f: 표면 11r: 배면
12: 백라이트 유닛 13A: 기판(제 2 기판)
13B: 기판(제 1 기판) 14A: 편광판(제 1 편광판)
14B: 편광판(제 2 편광판) 15: 구동 전극층
16: 강앵커링 배향막(제 2 배향막) 17: 약앵커링 배향막(제 1 배향막)
18: 액정층 20: 전극선
20a: 제 1 경사부 20b: 제 2 경사부
21: 전극선 E: 전기장
L: 액정 분자.
2: polymer brush 3: polymer brush layer
4: Coexistence part 7: Geometrical concave and convex structure
10: liquid crystal display 11: liquid crystal panel (liquid crystal display element)
11f: surface 11r: rear surface
12: backlight unit 13A: substrate (second substrate)
13B: substrate (first substrate) 14A: polarizing plate (first polarizing plate)
14B: polarizing plate (second polarizing plate) 15: driving electrode layer
16: steel anchoring orientation film (second orientation film) 17: weak anchoring orientation film (first orientation film)
18: liquid crystal layer 20: electrode line
20a: first inclined portion 20b: second inclined portion
21: Electrode line E: Electric field
L: liquid crystal molecule.

Claims (15)

빛을 발생하는 광원과,
제 1 배향막이 형성된 제 1 기판과,
상기 제 1 배향막과의 사이에 간격을 두고 대향 배치되는 제 2 배향막이 형성된 제 2 기판과,
상기 제 1 배향막과 상기 제 2 배향막 사이에 배치되고 액정 분자가 구동됨으로써 상기 빛을 투과 또는 차단하는 액정층과,
상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 중 어느 일방에 설치되고 상기 액정 분자에 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판을 따르는 방향의 전기장을 인가하는 구동 전극층을 구비하며,
상기 제 1 배향막은, 상기 전기장을 인가했을 때의 상기 액정 분자의 배향 방향을 초기 배향 방향으로 구속하는 구속력이, 상기 제 2 배향막보다 작아서, 상기 전기장을 인가한 상태에서 상기 제 2 배향막 측에서는 상기 액정 분자가 미리 설정된 초기 배향 방향으로 배향된 상태를 유지하며, 상기 제 1 배향막 측에서는 상기 액정 분자의 배향 방향이 상기 제 2 기판 표면에 평행한 면 내에서 초기 배향 방향으로부터 상기 전기장을 따르는 방향으로 변화되며,
상기 액정층에, 상기 액정 분자를 상기 전기장이 비인가된 상태의 초기 배향 방향으로 복원시키는 키랄제가 첨가되어 있는 액정 표시 소자.
A light source generating light,
A first substrate on which a first alignment film is formed,
A second substrate having a second alignment film disposed opposite to the first alignment film with a gap therebetween,
A liquid crystal layer disposed between the first alignment layer and the second alignment layer and configured to transmit or block the light by driving liquid crystal molecules;
And a driving electrode layer provided on either one of the first substrate and the second substrate and applying an electric field along the first substrate and the second substrate to the liquid crystal molecules,
Wherein the first alignment film has a binding force for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules in the initial alignment direction when the electric field is applied is smaller than that of the second alignment film so that on the side of the second alignment film, Wherein the alignment direction of the liquid crystal molecules is changed from an initial alignment direction to a direction along the electric field within a plane parallel to the surface of the second substrate on the side of the first alignment film, ,
Wherein a chiral agent is added to the liquid crystal layer to restore the liquid crystal molecules in an initial alignment direction in a state in which the electric field is not exposed.
제 1 항에 있어서,
상기 액정층은, 상기 전기장 비인가 상태에서, 상기 제 2 배향막 측으로부터 상기 제 1 배향막 측을 향하여 상기 액정 분자가 나선상으로 배열되어 있는 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the liquid crystal molecules are spirally arranged from the side of the second alignment film toward the side of the first alignment film in the absence of the electric field.
제 1 항에 있어서,
상기 키랄제는, 상기 전기장 비인가 상태에서, 상기 제 2 배향막 측에서의 상기 액정 분자의 초기 배향 방향에 대하여, 상기 제 1 배향막 측에서의 상기 액정 분자의 초기 배향 방향이 90° 뒤틀리도록 첨가되어 있는 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the chiral agent is added so that the initial alignment direction of the liquid crystal molecules on the first alignment film side is warped by 90 ° with respect to the initial alignment direction of the liquid crystal molecules on the second alignment film side in the electric field unenabled state.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 배향막에서 상기 액정 분자의 배향 방향을 상기 초기 배향 방향으로 구속하기 위한 배향 처리 방향과, 상기 제 2 배향막에서 상기 액정 분자의 배향 방향을 구속하기 위한 배향 처리 방향이 서로 직교하고 있는 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
A liquid crystal display in which an alignment treatment direction for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules in the initial alignment direction in the first alignment film and an alignment treatment direction for restricting the alignment direction of the liquid crystal molecules in the second alignment film are mutually orthogonal device.
삭제delete 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
전기장 비인가 상태에서의 상기 제 1 배향막 근방의 상기 액정 분자의 배향 방향이, 상기 키랄제의 뒤틀림력에 의해 결정되는 액정 표시 소자.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein an alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in an electric field unenergized state is determined by a warping force of the chiral agent.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판 측에 설치된 제 1 편광판과,
상기 제 2 기판 측에 설치된 제 2 편광판을 더욱 구비하고,
상기 제 1 편광판의 투과축 방향과 상기 제 2 편광판의 투과축 방향이 서로 평행하며, 상기 제 1 편광판의 투과축 방향이 상기 제 2 배향막에 있어서의 상기 초기 배향 방향과 평행 또는 직교하고 있는 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
A first polarizing plate provided on the first substrate side,
And a second polarizing plate provided on the second substrate side,
Wherein a transmission axis direction of the first polarizer and a transmission axis direction of the second polarizer are parallel to each other and a transmission axis direction of the first polarizer is parallel or orthogonal to the initial alignment direction of the second alignment film device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판 측에 설치된 제 1 편광판과,
상기 제 2 기판 측에 설치된 제 2 편광판을 더욱 구비하고,
상기 제 1 편광판의 투과축 방향과 상기 제 2 편광판의 투과축 방향이 서로 직교하며, 상기 제 1 편광판의 투과축 방향이 상기 제 2 배향막에 있어서의 상기 초기 배향 방향과 평행 또는 직교하고 있는 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
A first polarizing plate provided on the first substrate side,
And a second polarizing plate provided on the second substrate side,
Wherein a transmission axis direction of the first polarizing plate and a transmission axis direction of the second polarizing plate are orthogonal to each other and a transmission axis direction of the first polarizing plate is parallel or orthogonal to the initial alignment direction of the second alignment film device.
제 1 항에 있어서,
상기 전기장을 인가한 상태에서, 상기 제 2 배향막 측으로부터 상기 제 1 배향막 측을 향하여, 상기 액정층의 상기 초기 배향 방향으로 배향된 상태에 대한 상기 액정 분자의 배향 방향의 변위 각도가 점차 커지는 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
Wherein a liquid crystal display in which a displacement angle in the alignment direction of the liquid crystal molecules with respect to a state in which the liquid crystal molecules are aligned in the initial alignment direction of the liquid crystal layer gradually increases from the second alignment film side toward the first alignment film side, device.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 배향막 측에 위치하는 상기 액정 분자와, 상기 제 2 배향막 측에 위치하는 상기 액정 분자에서, 소정 전압을 인가함으로써 생성되는 상기 전기장에 의한 상기 액정 분자의 상기 초기 배향 방향으로 배향된 상태에 대한 배향 방향의 변위 각도 차가 0° 이상 90° 이하인 액정 표시 소자.
10. The method of claim 9,
The liquid crystal molecules located on the first alignment film side and the liquid crystal molecules positioned on the second alignment film side are aligned in the initial alignment direction of the liquid crystal molecules by the electric field generated by applying a predetermined voltage And the displacement angle difference of the alignment direction is not less than 0 DEG and not more than 90 DEG.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 배향막으로서, 상기 제 1 기판에 폴리머 브러시가 형성되어 있는 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
And a polymer brush is formed on the first substrate as the first alignment film.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 전극층이, 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판 면에 배치된 복수의 전극선으로 이루어지고,
상기 전기장 비인가 시에, 상기 제 2 기판 측에 있어서의 상기 액정 분자의 배향 방향이 상기 전극선이 연속되는 방향에 평행 또는 직교하고 있는 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the driving electrode layer comprises a plurality of electrode lines disposed on the first substrate or the second substrate surface,
Wherein the alignment direction of the liquid crystal molecules on the second substrate side is parallel or orthogonal to a direction in which the electrode lines are continuous when the electric field ratio is not set.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 전극층이, 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판 면에 배치된 복수의 전극선으로 이루어지고,
상기 전기장 비인가 시에, 상기 제 2 기판 측에 있어서의 상기 액정 분자의 배향 방향이 상기 전극선이 연속되는 방향에 대하여 경사져 있는 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the driving electrode layer comprises a plurality of electrode lines disposed on the first substrate or the second substrate surface,
Wherein an alignment direction of the liquid crystal molecules on the second substrate side is inclined with respect to a direction in which the electrode lines are continuous when the electric field ratio is not set.
제 1 항에 있어서,
상기 액정 분자의 유전율 이방성이 음수(負)인 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
And the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is negative.
제 1 항에 있어서,
상기 액정 분자의 유전율 이방성이 양수(正)인 액정 표시 소자.
The method according to claim 1,
Wherein a liquid crystal molecule has a positive dielectric anisotropy.
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