KR102100459B1 - Liquid crystal device and Liquid crystal display device - Google Patents

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스탄레 덴끼 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 액정소자, 특히 액정층에 광학활성물질(카이럴제)을 포함한 액정소자 및 그 액정소자를 이용하여 구성된 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명은 각각의 일면에 배향 처리가 행해져 있고, 대향 배치된 상기 제1의 기판 및 상기 제2의 기판과, 상기 제1의 기판의 일면과 상기 제2의 기판의 일면 사이에 설치된 상기 액정층을 포함하고, 상기 제1의 기판 및 상기 제2의 기판은, 상기 액정층의 액정분자가 제1방향으로 비틀어진 제1배향상태를 일으키도록 상기 배향처리의 방향을 설정하고, 또한, 각각이 상기 액정층과의 경계면에 있어서 해당 액정층의 액정분자에 부여하는 프리틸트각이 35˚이상이며, 상기 액정층은, 상기 액정분자가 상기 제1방향과는 반대의 제2방향으로 비틀어진 제2배향상태를 일으키게 하는 성질의 카이럴제를 함유하고, 상기 카이럴제는, 상기 액정층의 층두께d에 대한 카이럴 피치의 비d/p가 0.25이상 0.75 이하가 되도록 첨가된 액정소자를 제공한다. 본 발명의 액정소자는 양호한 또는 다양한 표시를 행한다.
The present invention relates to a liquid crystal element, in particular a liquid crystal element comprising an optically active substance (made of chiral) in a liquid crystal layer and a liquid crystal display device using the liquid crystal element.
In the present invention, the liquid crystal layer is provided between the first substrate and the second substrate, and the first substrate and the second substrate, which have been subjected to an alignment treatment on each one surface, and are disposed between the first substrate and one surface of the second substrate. Including, the first substrate and the second substrate, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is set in the direction of the alignment treatment so as to cause a first alignment state twisted in the first direction, and further, each of The pretilt angle imparted to the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer at an interface with the liquid crystal layer is 35 ° or more, and the liquid crystal layer is a product in which the liquid crystal molecules are twisted in a second direction opposite to the first direction. It contains a chiral agent having a property of causing a two-orientation state, and the chiral agent comprises a liquid crystal element added such that the ratio d / p of the chiral pitch to the layer thickness d of the liquid crystal layer is 0.25 or more and 0.75 or less. to provide. The liquid crystal element of the present invention performs good or various displays.

Description

액정소자 및 액정표시장치{Liquid crystal device and Liquid crystal display device} Liquid crystal device and liquid crystal display device

본 발명은, 액정소자, 특히 액정층에 광학활성물질(카이럴제)을 포함한 액정소자 및 그 액정소자를 이용하여 구성된 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal element, in particular a liquid crystal element comprising an optically active substance (made of chiral) in a liquid crystal layer and a liquid crystal display device using the liquid crystal element.

1조의 배향막의 배향처리방향과 프리틸트(pre-tilt)각의 조합으로 정해지는 액정분자의 비틀림 방향(제1선회방향)과, 카이럴제에 따라 야기되는 액정분자의 비틀림 방향(제2선회방향)이 역방향이 되도록 제작된 액정층을 가지고, 예를 들어 액정층에 물리적 작용, 일례로서 전기광학특성의 포화전압 이상의 전압을 가하는 것에 의해, 액정분자가 각 방향에 비틀림상태(제1선회방향에 대해 리버스 트위스트 배열상태, 제2선회방향에 대해 스프레이 트위스트 배열상태)가 가환적(可換的)으로 실현되는 액정표시소자를, 리버스 트위스티드 네마틱(reverse twisted nematic; RTN)형 액정표시소자라고 부른다. 제1선회방향은, 액정층에 카이럴제를 첨가하지 않았던 경우에, 액정분자가 비틀리는 선회방향이다.The twist direction of the liquid crystal molecules (first turning direction) and the twist direction of the liquid crystal molecules caused by the chiral agent (second turning) determined by the combination of the alignment treatment direction and the pre-tilt angle of one set of alignment films The liquid crystal molecules are twisted in each direction (first turning direction) by having a liquid crystal layer made to be in the reverse direction, for example by applying a physical action to the liquid crystal layer, for example, a voltage higher than the saturation voltage of the electro-optical characteristic. The liquid crystal display device in which the reverse twist arrangement state and the spray twist arrangement state in the second turning direction are reversibly realized is referred to as a reverse twisted nematic (RTN) type liquid crystal display device. Call it. The first turning direction is a turning direction in which liquid crystal molecules are twisted when no chiral agent is added to the liquid crystal layer.

예를 들어 특허문헌1에 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자가 기재되어 있다. 특허문헌1 기재의 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자에 있어서는, 액정분자가 제1선회방향으로 비틀리는 배열상태가 불안정하다. 고전압의 인가에 의해서 제1선회방향으로 비틀리는 배열상태를 얻는 것은 가능하지만, 시간의 경과와 함께 액정분자는 제2선회방향으로 비틀리는 배열상태로 천이(遷移)한다.For example, a reverse twisted nematic liquid crystal display device is described in Patent Document 1. In the reverse twisted nematic liquid crystal display device described in Patent Document 1, the arrangement state in which the liquid crystal molecules are twisted in the first turning direction is unstable. It is possible to obtain an arrangement state twisted in the first turning direction by application of a high voltage, but with the passage of time, the liquid crystal molecules transition to an arrangement state twisted in the second turning direction.

액정분자를 제2선회방향으로 선회시키는 카이럴제를 첨가하면서도, 기판의 배향방향의 조합에 의해, 액정분자를 제1선회방향으로 배열시키는 것으로, 액정층내의 비틀림을 증대시켜, 구동전압의 대폭적인 저감을 가능하게 한 리버스 트위스티드 네마틱형 액정소자의 발명이 특허문헌2에 기재되어 있다. 그렇지만, 특허문헌2 기재의 발명에 있어서는, 제2선회방향으로 비틀리는 배열상태로부터, 제1선회방향으로 비틀리는 배열상태로 천이시키는 전압의 인가를 정지하여 수초 후에는, 원래의 배열상태(제2선회방향으로 비틀리는 배열상태)에 재천이(再遷移)하기 때문에, 제2선회방향으로 비틀리는 배열상태에서 액정소자를 구동하는 경우에는, 높은 구동전압이 필요하다고 하는 문제가 있다.While adding a chiral agent that rotates the liquid crystal molecules in the second turning direction, by arranging the liquid crystal molecules in the first turning direction by a combination of the orientation directions of the substrate, the twist in the liquid crystal layer is increased, and the driving voltage is significantly increased. Patent Document 2 discloses an invention of a reverse twisted nematic type liquid crystal device that enables a reduction in efficiency. However, in the invention described in Patent Literature 2, the application of the voltage for stopping the transition from the arrangement state twisted in the second turning direction to the arrangement state twisted in the first turning direction was stopped, and after a few seconds, the original arrangement state (first Since it re-transitions to the arrangement state twisted in the 2nd turning direction, when driving the liquid crystal element in the arrangement state twisted in the 2nd turning direction, there is a problem that a high driving voltage is required.

또, 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자에 있어서는, 일반적으로, 액정분자가 제1선회방향으로 비틀리는 배열상태(리버스 트위스트 배열상태)와 제2선회방향으로 비틀리는 배열상태(스프레이 트위스트 배열상태)에서 외관상의 표시상태에 큰 차이가 없고, 쌍안정성(리버스 트위스트 배열상태와 스프레이 트위스트 배열상태가 에너지적으로 거의 같고, 전압무인가시에 있어서, 각각 안정적으로 보지되는 성질)을 주어도 높은 콘트라스트비(투과율의 차이)를 얻을 수 있기 어렵다고 하는 문제가 있다.In the reverse twisted nematic type liquid crystal display device, in general, in the arrangement state in which the liquid crystal molecules are twisted in the first turning direction (reverse twist arrangement state) and in the arrangement state in which the liquid crystal molecules are twisted in the second rotation direction (spray twist arrangement state) High contrast ratio (transmittance of transmittance) even when there is no significant difference in the appearance of the appearance and a bistable property (reverse twist arrangement state and spray twist arrangement state are almost equal in energy and stable holding properties when no voltage is applied) There is a problem that it is difficult to obtain the difference.

상하기판 사이에 러빙방향이 이루는 각도가 90˚보다 크고 120˚미만이 되도록 배향처리를 실시하고, 또한 액정층에, 러빙방향이 이루는 각도와 같은 방향이 되도록 비틀리는 성질을 가지는 카이럴제를 첨가한 것을 특징으로 하는 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자의 발명이 특허문헌3에 개시되어 있다. 특허문헌3 기재의 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자는, 통상의 트위스티드 네마틱크형 액정표시소자와 비교했을 때, 어느 온도에 대해서도 샤프니스가 우수하다. 또 양호한 샤프니스(sharpness)에 기인하여, 특히 단순매트릭스구동 액정표시소자에 있어서, 고듀티구동이 가능하다거나 같은 듀티로 구동하는 경우의 콘트라스트가 높다는 특징을 가진다. 또한, 저온으로의 리스폰스(response)가 통상의 트위스티드 네마틱크형 액정표시소자보다 빠르고, 고온 환경 하에서도 오프 전압시 투과율이 내리지 않고, 밝은 표시를 실현할 수 있는 등 , 단순매트릭스구동 액정표시소자, 및, TFT(thin film transistor ;TFT)를 이용한 액정표시소자 쌍방의 장점을 가진다.Alignment is performed so that the angle formed by the rubbing direction between the upper and lower plates is greater than 90 degrees and less than 120 degrees, and a chiral agent having a twisting property is added to the liquid crystal layer so that it becomes the same direction as the angle formed by the rubbing direction. Patent Document 3 discloses an invention of a reverse twisted nematic liquid crystal display device, which is characterized by one. The reverse twisted nematic type liquid crystal display device described in Patent Document 3 is excellent in sharpness at any temperature as compared to a normal twisted nematic type liquid crystal display device. In addition, due to good sharpness, in particular, in a simple matrix driving liquid crystal display device, high-duty driving is possible or high contrast when driving at the same duty. In addition, the response to a low temperature is faster than a normal twisted nematic liquid crystal display device, and the transmittance is not reduced when off voltage is applied even in a high temperature environment, and a bright display can be realized. , It has the advantage of both liquid crystal display devices using TFT (thin film transistor; TFT).

특허문헌3 기재의 액정표시소자는, 리버스 트위스트 배열상태가 매우 안정이고, 또한 그 상태에서의 전기광학특성이 통상의 트위스티드 네마틱크형 액정표시소자보다 우수하다. 그렇지만, 리버스 트위스트 배열상태와 스프레이 트위스트 배열상태의 쌍안정성을 적극적으로 이용하는 발명은 아니다.The liquid crystal display device described in Patent Literature 3 has a very stable reverse twist arrangement, and the electro-optical characteristics in that state are superior to that of a normal twisted nematic liquid crystal display device. However, it is not an invention that actively utilizes the bi-stability of the reverse twist arrangement and the spray twist arrangement.

리버스 트위스트 배열상태와 스프레이 트위스트 배열상태간의 천이를 이용하여 표시를 실시하는 액정소자의 발명이 특허문헌4에 개시되어 있다. 특허문헌4 기재의 액정소자에 있어서는, 각 배열상태를 서로 스위칭 가능하다. 그러나 각 배열상태에 의한 표시는 선택적이며, 예를 들어 흑(黑)표시, 백(白)표시는 가능해도 그레이 표시(중간조 표시)를 실시할 수 없다.Patent Literature 4 discloses an invention of a liquid crystal element that performs display using a transition between a reverse twist arrangement state and a spray twist arrangement state. In the liquid crystal element of patent document 4, each arrangement state can be switched with each other. However, the display by each arrangement state is optional, and for example, the black display and the white display cannot be performed, but gray display (intermediate tone display) cannot be performed.

TFT를 이용한 FFS 모드(fringe field switching mode)의 액정표시패널의 발명이 특허문헌5에 기재되어 있다. 특허문헌5 기재의 발명에 의하면, 액정표시패널의 실질적인 개구율(開口率)을 향상시켜, 표시의 밝기, 콘트라스트를 개선해, 표시 품질을 높일 수 있다. 특허문헌5에 나타나는 구조는, 카이럴제를 포함하지 않는 패러렐 배향액정층을 가지는 액정소자에는 적용 가능하지만, 예를 들어 특허문헌4 기재의, 두개의 안정적인 배열상태를 스윗칭 하여 표시를 실시하는 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자에는 적합하지 않는다. 그리고 특허문헌5에 중간조 표시에 관한 기재는 없다.Patent Document 5 discloses an invention of a liquid crystal display panel in a FFS mode (fringe field switching mode) using TFT. According to the invention described in Patent Document 5, the actual aperture ratio of the liquid crystal display panel can be improved, the brightness and contrast of the display can be improved, and the display quality can be improved. The structure shown in Patent Document 5 is applicable to a liquid crystal device having a parallel alignment liquid crystal layer that does not contain a chiral agent, but for example, the display is performed by switching two stable arrangement states described in Patent Document 4 It is not suitable for reverse twisted nematic liquid crystal display devices. In addition, there is no description regarding the halftone display in Patent Document 5.

FFS 모드로 구동하는 경우, 액정층을 패러렐 배향으로 하는 것이 일반적이다. 또, 화소전극으로서 TFT와 접속된 즐치(櫛齒)전극을 이용하는 것이 많고, 코먼(common) 전극으로서는 즐치전극의 하부에 베타 전극을 설치하는 것이 일반적이다. 이 경우, 대향 기판에는 전극을 형성하지 않는 것이 많다.When driving in the FFS mode, it is common to set the liquid crystal layer in parallel orientation. In addition, many of the zell electrodes connected to the TFT are used as the pixel electrodes, and a beta electrode is generally provided below the zell electrodes as a common electrode. In this case, many electrodes are not formed on the opposing substrate.

본 발명의 발명자들이 행한, 20˚이상 45˚이하의 비교적 낮은 프리틸트각을 가지는 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자의 발명이 특허문헌6에 개시되어 있다. 이 액정표시소자에는, 카이럴 피치를 p, 액정층의 두께를 d로 할 때, 예를 들어 d/p가 0.04를 초과하고 0.25 미만이 되도록, 카이럴제가 비교적 적게 첨가되어 있다. 특허문헌6 기재의 액정표시소자는, 리버스 트위스트 배열상태와 스프레이 트위스트 배열상태의 쌍안정 표시가 가능하고, 메모리성이 높고, 콘트라스트비도 비교적 높으며, 전기적 스위칭이 가능한 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자이다.Patent Literature 6 discloses an invention of a reverse twisted nematic liquid crystal display device having a relatively low pretilt angle of 20 ° or more and 45 ° or less, performed by the inventors of the present invention. When the chiral pitch is p and the thickness of the liquid crystal layer is d, relatively little chiral agent is added to this liquid crystal display device such that d / p is more than 0.04 and less than 0.25. The liquid crystal display device described in Patent Document 6 is a reverse twisted nematic liquid crystal display device capable of bistable display in a reverse twist arrangement state and a spray twist arrangement state, having high memory performance, a relatively high contrast ratio, and capable of electrical switching.

특허문헌6 기재의 액정표시소자는, 고(高)콘트라스트비가 실현된, 표시품질이 높은 액정표시소자이다. 다만, 정면 관찰시의 콘트라스트가 높다고는 할 수 없다. 이것은 반사형 디스플레이로서 사용하는 경우에는 비교적 바람직하지만, 투과형 디스플레이로서 이용하는 경우에는 바람직하다고는 할 수 없는 광학 특성이다.The liquid crystal display element described in Patent Document 6 is a liquid crystal display element having a high display quality with high contrast ratio. However, it cannot be said that the contrast at the time of front observation is high. This is relatively preferable when used as a reflective display, but is not desirable when used as a transmissive display.

또한, 예를 들어 실온에 있어서의 메모리성은 높기는 하지만, 실온과는 다른 온도에서는, 리버스 트위스트 배열상태에 의한 표시를 보지할 수 없는 경우가 생기고, 특히 60℃이상의 고온 상태에서는 보지하는 것이 곤란하다. 따라서, 용도에 따라서는, 예를 들어 차량탑재용, 항공기용, 옥외용의 액정표시소자로서 이용하는 경우는, 표시의 메모리성이 불충분이 되는 경우가 있다.In addition, although the memory performance at room temperature is high, for example, at a temperature different from room temperature, it is sometimes impossible to hold the display by the reverse twist arrangement, and it is difficult to keep it at a high temperature of 60 ° C or higher. . Therefore, depending on the application, for example, when used as a liquid crystal display device for vehicle mounting, aircraft use, or outdoor use, the memory performance of the display may be insufficient.

일본특허 2510150호 공보Japanese Patent No. 2510150 일본특허공개 2007-293278호 공보Japanese Patent Publication 2007-293278 일본특허공개 2010-186045호 공보Japanese Patent Publication 2010-186045 일본특허공개 2011-107376호 공보Japanese Patent Publication No. 2011-107376 일본특허 4238877호 공보Japanese Patent No. 4238877 일본특허공개 2011-203547호 공보Japanese Patent Publication No. 2011-203547

본 발명의 목적은, 양호 또는 다양한 표시를 실시할 수 있는 액정소자, 및 그 구동방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal device capable of performing good or various displays, and a driving method thereof.

본 발명의 1 관점에 의하면, 제1의 기판과, 전기 제1의 기판에 대향해서 배치된 제2의 기판과, 전기 제1의 기판과 전기 제2의 기판의 사이에 배치되고, 카이럴제를 포함하여, 서로 다른 2개의 액정분자 배열상태를 가환적(可換的)으로 실현되는 액정층을 가지는 액정소자가 제공된다.According to 1 aspect of this invention, it is arrange | positioned between the 1st board | substrate, the 2nd board | substrate arrange | positioned facing the electrical 1st board | substrate, and the electrical 1st board | substrate and the electrical 2nd board | substrate, and it is made of chiral. Provided is a liquid crystal device having a liquid crystal layer that realizes two different liquid crystal molecule arrangement states reversibly.

본 발명에 의하면, 양호 또는 다양한 표시를 실시하는 것이 가능한 액정소자, 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid crystal element which can perform favorable or various display, and its driving method can be provided.

도 1은, 제1의 실시예에 의한 액정표시소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는, ITO막의 에칭에 사용하는 포토마스크(photomask)를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3a~도 3e는, 전압 인가시의 전계 방향을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4a~도 4c는, 제1의 실시예에 의한 액정표시소자의 외관사진이다.
도 5a~도 5c는, 제1의 실시예에 의한 액정표시소자의 광학특성을 나타내는 그래프이다.
도 6a~도 6c는, 액정층의 일부에 종(縱)전계를 부가한 액정표시소자의 사진이다.
도 7은, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d의)의 형성 태양(態樣)의 다른 예(변형예)를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 8a는, 제2의 실시예에 의한 액정표시장치를 나타내는 모식도이며, 도 8b는, 화소부(34)의 전극 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 9a 및 도 9b는, 각각 제3의 실시예에 의한 액정표시소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 10a~도 10g는, 제3의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 11a~도 11d는, 제3의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 12a는, 제3의 실시예에 의한 액정표시소자 완성 후(초기상태)의 화소영역을 나타내는 사진이며, 도 12b는, 공통전극(12a)과 아래쪽 베타전극(12b)과의 사이에 전압을 인가하고, 액정층(15)에 종전계를 부가한 후의 화소영역을 나타내는 사진이다.
도 13a 및 도 13b는, 각각 제4의 실시예에 의한 액정표시소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 14a~도 14g는, 제4의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 15a~도 15e는, 제4의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조 방법을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 16은, 액정층이 리버스 트위스트 배열상태일 때의 표시의 보지성(保持性)을, 복수의 온도에 대해 조사한 결과를 나타내는 표이다.
도 17은, 카이럴제의 피치길이의 온도의존성을 나타내는 그래프이다.
도 18은, 리버스 트위스트 배열상태에 의한 표시 보지(메모리성)의 온도의존성을, 더욱 자세하게 조사한 결과를 나타내는 표이다.
도 19a~도 19d는, 자외선 경화성 재료를 2wt% 첨가한 액정표시소자의 메모리 안정성에 대해 실험한 결과를 나타내는 사진이다.
도 20은, 도 19c에 외관 사진을 나타낸 액정표시소자(90℃으로 30 분의 열처리를 베푼 후의 액정표시소자)를 나타내는 현미경 사진이다.
도 21a~도 21d는, 다른 첨가량(1wt%, 2wt%, 5wt%)으로 자외선 경화성재료를 첨가한 액정표시소자의 메모리 안정성에 대해 실험한 결과를 나타내는 사진이다.
도 22는, 대표적인 제작조건 및 표시상태의 액정소자의 관찰상(像)을 나타내는 도면이다.
도 23은, 프리틸트각이 46˚정도, 트위스트각이 70˚의 액정소자에 있어서의 콘트라스트와 표시 보지성능의 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 24는, 도 23에 나타낸 조건 중 피치p를 8.0μm~9.0μm로 한 액정소자(d/p의 값을 0.444~0.500으로 한 액정소자)에 있어서의 표시 보지성능의 온도특성의 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 25는, 도 24에 나타낸 평가에 이용한 액정소자의 관찰상을 나타내는 도면이다.
도 26은, 피치조건을 9μm(쇼트 피치 조건) 및 12μm(롱 피치 조건)로 한 액정소자의 관찰상을 나타내는 도면이다.
도 27은, 도 24에 나타낸 제작 조건에 대응한 각 액정소자의 광학 특성을 나타내는 도면이다.
도 28은, 도 24에 나타낸 제작조건에 대응한 각 액정소자의 광학특성을 나타내는 도면이다.
도 29는, 도 24에 나타낸 제작조건에 대응한 각 액정소자의 광학특성을 나타내는 도면이다.
도 30은, 도 24에 나타낸 제작조건에 대응한 각 액정소자의 광학 특성을 나타내는 도면이다.
도 31은, 도 24에 나타낸 제작 조건에 대응한 각 액정소자의 광학 특성을 나타내는 도면이다.
도 32는, 제6의 실시예에 의한 액정소자에 대해 각 전극에 전압을 인가하여, 스위칭 했을 때의 모습을 나타내는 도면이다.
도 33은, 제7의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조 방법을 나타내는 플로차트(flow chart)이다.
도 34a 및 도 34b는, 제작된 복수의 액정표시소자에 대해서, 표시상태의 편광 현미경관찰결과를 나타내는 사진이며, 도 34c는, 포칼코닉(focal conic) 배향의 액정분자 배열의 개략을 나타내는 도면이다.
도 35a 및 도 35b는, 프리틸트(pretilt)각을 약 45˚, d/p를 0.8로 하는 조건으로 제작한 액정표시소자(도 34b에 표시 상태를 나타내는 액정표시소자)에 대해서, 0˚- 180˚방위(좌우 방위)의 투과율 시각의존성을 나타내는 그래프, 및, 등(等)콘트라스트 곡선을 나타내는 도면이며, 도 35c는, 특허문헌6에 기재된 발명의 실시예에 의한 액정표시소자의 시각-콘트라스트 특성을 나타내는 그래프이다.
도 36은, 리버스 트위스트 배열상태, 및, 포칼코닉 배열상태의 쌍안정 상태를 실현가능한 조건을 나타내는 그래프이다.
도 37은, 상측투명기판(11a)상에 형성되는 ITO막의 패턴을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 38은, 하측투명기판(11b)상에 형성되는 ITO막의 패턴을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 39는, ITO막의 에칭에 사용하는 포토마스크(photomask)를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 40은, 하측기판(10b)에 형성되는 하측 배향막(14b)의 형성 영역의 일부를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 41은, 제7의 실시예에 의한 액정표시소자의 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다
도 42a~도42c는, 제7의 실시예에 의한 액정표시소자의 외관 사진이다.
1 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment.
2 is a schematic plan view showing a photomask used for etching an ITO film.
3A to 3E are schematic cross-sectional views showing an electric field direction when a voltage is applied.
4A to 4C are external photographs of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
5A to 5C are graphs showing optical characteristics of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
6A to 6C are photographs of a liquid crystal display device in which a vertical electric field is added to a part of the liquid crystal layer.
7 is a schematic cross-sectional view showing another example (modification example) of the formation mode of the first and second zell electrodes 12c and 12d.
8A is a schematic view showing a liquid crystal display device according to a second embodiment, and FIG. 8B is a schematic plan view showing the electrode structure of the pixel portion 34.
9A and 9B are schematic cross-sectional and plan views, respectively, showing a liquid crystal display device according to a third embodiment.
10A to 10G are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a third embodiment.
11A to 11D are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a third embodiment.
FIG. 12A is a photograph showing a pixel area after completion of the liquid crystal display device according to the third embodiment (initial state), and FIG. 12B shows a voltage between the common electrode 12a and the lower beta electrode 12b. It is a photograph showing a pixel area after application and a vertical field is added to the liquid crystal layer 15.
13A and 13B are schematic cross-sectional and plan views, respectively, showing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment.
14A to 14G are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment.
15A to 15E are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment.
16 is a table showing the results of examining the retention of the display when the liquid crystal layer is in a reverse twist arrangement state with respect to a plurality of temperatures.
17 is a graph showing the temperature dependence of the pitch length of a chiral agent.
Fig. 18 is a table showing the results of examining the temperature dependence of the display holding (memory) according to the reverse twist arrangement state in more detail.
19A to 19D are photographs showing results of experiments on memory stability of a liquid crystal display device in which 2 wt% of an ultraviolet curable material is added.
FIG. 20 is a photomicrograph showing a liquid crystal display element (a liquid crystal display element after 30 minutes of heat treatment at 90 ° C.) showing an appearance photograph in FIG. 19C.
21A to 21D are photographs showing results of experiments on memory stability of a liquid crystal display device in which ultraviolet curable materials are added at different addition amounts (1 wt%, 2 wt%, 5 wt%).
Fig. 22 is a view showing typical manufacturing conditions and observed images of liquid crystal elements in a display state.
23 is a diagram showing evaluation results of contrast and display retention performance in a liquid crystal device having a pretilt angle of about 46 degrees and a twist angle of 70 degrees.
Fig. 24 shows the evaluation results of the temperature characteristics of the display retention performance in a liquid crystal device (d / p value of 0.444 to 0.500) with a pitch p of 8.0 μm to 9.0 μm among the conditions shown in Fig. 23. It is a drawing shown.
25 is a view showing an observation image of a liquid crystal element used for evaluation shown in FIG. 24.
Fig. 26 is a view showing an observation image of a liquid crystal element with pitch conditions of 9 μm (short pitch condition) and 12 μm (long pitch condition).
27 is a diagram showing optical characteristics of each liquid crystal element corresponding to the manufacturing conditions shown in FIG. 24.
28 is a view showing the optical characteristics of each liquid crystal element corresponding to the manufacturing conditions shown in FIG. 24.
29 is a view showing the optical characteristics of each liquid crystal element corresponding to the production conditions shown in FIG. 24.
30 is a view showing the optical characteristics of each liquid crystal element corresponding to the manufacturing conditions shown in FIG. 24.
FIG. 31 is a view showing the optical characteristics of each liquid crystal element corresponding to the manufacturing conditions shown in FIG. 24.
FIG. 32 is a diagram showing a state when switching is performed by applying a voltage to each electrode of the liquid crystal element according to the sixth embodiment.
33 is a flow chart showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a seventh embodiment.
34A and 34B are photographs showing polarization microscope observation results in a display state for a plurality of manufactured liquid crystal display elements, and FIG. 34C is a diagram showing an outline of a liquid crystal molecule arrangement in a focal conic orientation. .
35A and 35B show a liquid crystal display device (a liquid crystal display device showing a display state in FIG. 34B) manufactured under conditions such that the pretilt angle is approximately 45 degrees and d / p is 0.8. A graph showing the transmittance visual dependence of the 180 ° orientation (left and right orientation), and a back contrast curve. It is a graph showing the characteristics.
36 is a graph showing a reverse twist arrangement state and a condition capable of realizing a bistable state of a focal conic arrangement state.
37 is a schematic plan view showing a pattern of an ITO film formed on the upper transparent substrate 11a.
38 is a schematic plan view showing a pattern of an ITO film formed on the lower transparent substrate 11b.
39 is a schematic plan view showing a photomask used for etching the ITO film.
40 is a schematic plan view showing a part of the formation region of the lower alignment layer 14b formed on the lower substrate 10b.
41 is a schematic plan view showing a structure of a liquid crystal display device according to a seventh embodiment.
42A to 42C are external photographs of the liquid crystal display device according to the seventh embodiment.

도 1은, 제1의 실시예에 의한 액정표시소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment.

우선 제1의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조 방법을 설명한다.First, a method of manufacturing the liquid crystal display device according to the first embodiment will be described.

투명 도전막, 예를 들어 ITO막이 형성된 투명 기판, 예를 들어 유리기판을 2매{상측투명기판(11a), 하측투명기판(11b)}를 준비하고, 이것들을 세정했다.A transparent conductive film, for example, a transparent substrate on which an ITO film was formed, for example, two glass substrates (upper transparent substrate 11a and lower transparent substrate 11b) was prepared, and these were washed.

상측투명기판(11a)상의 ITO막을 포트리소 공정을 이용하여 패터닝 하고, 상측투명기판(11a)상에 상측베타전극(12a)을 형성했다. 패터닝은, 취출(取出)전극부분(단자부분)과 표시의 화소에 해당되는 부분에 ITO막이 남도록 행했다. ITO막의 에칭은, 제2염화철을 이용한 웨트에칭(wet etching)으로 실시했다. 또한 레이저 빔을 조사해, 조사 위치의 ITO막을 제거하는 것으로 패터닝을 실시해도 괜찮다.The ITO film on the upper transparent substrate 11a was patterned using a Portiso process, and the upper beta electrode 12a was formed on the upper transparent substrate 11a. Patterning was performed so that the ITO film remained in the portion corresponding to the extraction electrode portion (terminal portion) and the display pixel. The ITO film was etched by wet etching using a second iron chloride. In addition, patterning may be performed by irradiating a laser beam to remove the ITO film at the irradiation position.

하측투명기판(11b)상의 ITO막을 포트리소 공정을 이용해 패터닝 하고, 하측투명기판(11b)상에 하측베타전극(12b)을 형성했다. 형성방법은, 상측투명기판(11a)의 상측베타전극(12a)의 형성방법과 같다.The ITO film on the lower transparent substrate 11b was patterned using a Portiso process, and the lower beta electrode 12b was formed on the lower transparent substrate 11b. The formation method is the same as the formation method of the upper beta electrode 12a of the upper transparent substrate 11a.

하측베타전극(12b)의 형성 후, 하측베타전극(12b)상을 포함하는 하측투명기판(11b)상에 절연막(13)을 형성했다. 절연막(13)은, 예를 들어 하측베타전극(12b)의 취출전극부분에는 형성하지 않는다. 절연막(13)은, 하측베타전극(12b)의 취출전극 부분에 레지스터를 형성하고, 절연막(13) 성막 후에 리프트오프로 레지스터를 제거하는 방법, 메탈 마스크로 취출전극 부분을 가린 상태로 스팩터 등에 의해 형성하는 방법에 의해 형성이 가능하다. 절연막(13)은, 유기절연막이나 SiO2, SiNx등의 무기절연막으로 할 수 있다. 그들의 조합으로 형성해도 좋다. 실시예에 있어서는, 아크릴계 유기절연막과 SiO2의 적층막을 절연막(13)으로서 이용했다.After formation of the lower beta electrode 12b, an insulating film 13 was formed on the lower transparent substrate 11b including the lower beta electrode 12b. The insulating film 13 is not formed, for example, on the extraction electrode portion of the lower beta electrode 12b. The insulating film 13 forms a resistor in the extraction electrode portion of the lower beta electrode 12b, a method of removing the resistor by lift-off after the insulating film 13 is formed, a sputter or the like with a metal mask covering the extraction electrode portion It can be formed by the method of forming by. The insulating film 13 can be an organic insulating film or an inorganic insulating film such as SiO 2 or SiN x . You may form it in combination of them. In the example, a laminated film of an acrylic organic insulating film and SiO 2 was used as the insulating film 13.

실시예에 있어서는, 우선 하측베타전극(12b)의 취출전극 부분에 내열성 필름(폴리이미드 테이프)을 붙이고, 그 상태로 유기절연막을 스핀 코트(spin coat) 했다. 2000rpm로 30초간 스핀 시키는 조건으로, 막 두께 1μm의 유기절연막을 얻었다.In the example, a heat-resistant film (polyimide tape) was first attached to the extraction electrode portion of the lower beta electrode 12b, and the organic insulating film was spin coated in this state. Under the condition of spinning at 2000 rpm for 30 seconds, an organic insulating film having a film thickness of 1 μm was obtained.

다음에, 유기절연막이 형성된 하측투명기판(11b)을, 클린 오븐에서 220℃에서 1시간 소성하고, 그 후 내열성 필름을 붙인 채로 하측투명기판(11b)을 80℃로 가열하고, SiO2막을 스팩터법(교류 방전)에 의해 두께 1000Å으로 성막 했다. SiO2막은, 진공 증착법, 이온 빔법, CVD(chemical vapor deposition)법 등을 이용해 성막할 수도 있다.Next, the lower transparent substrate 11b on which the organic insulating film was formed was fired at 220 ° C. for 1 hour in a clean oven, and then the lower transparent substrate 11 b was heated to 80 ° C. with a heat-resistant film attached thereto, and the SiO 2 film was removed. The film was formed to a thickness of 1000 MPa by a factor method (AC discharge). The SiO 2 film can also be formed using a vacuum deposition method, an ion beam method, or a chemical vapor deposition (CVD) method.

여기서 내열성 필름을 벗기면, 내열성 필름의 점착 개소에 대해, 유기절연막 및 SiO2막을 제거할 수 있었다. 계속해서, SiO2막의 절연성과 투명성을 향상시키기 위해서, 하측투명기판(11b)을 클린 오븐에서 220℃에서 1시간 소송하였다.Here, when the heat-resistant film was peeled off, the organic insulating film and the SiO 2 film could be removed with respect to the adhesion point of the heat-resistant film. Subsequently, in order to improve the insulation and transparency of the SiO 2 film, the lower transparent substrate 11b was sued for 1 hour at 220 ° C. in a clean oven.

SiO2막의 형성은 필수는 아니지만, SiO2막을 성막하는 것으로 절연막(13)의 절연성을 향상시킬 수 있다. 또, 절연막(13)상에 형성하는 제1,제2즐치전극(12c, 12d)의 밀착성 및 패터닝성을 향상시키는 것이 가능하다.Although the formation of the SiO 2 film is not essential, the insulating property of the insulating film 13 can be improved by forming the SiO 2 film. Further, it is possible to improve the adhesion and patterning properties of the first and second zell electrodes 12c and 12d formed on the insulating film 13.

유기절연막을 형성하지 않고, 절연막(13)을 SiO2막만으로 구성해도 괜찮다. SiO2막은 다공질이 되기 쉽기 때문에, 이 경우에는, SiO2막의 두께를 4000Å~8000Å으로 하는 것이 바람직하다. SiO2막과 SiNx막과의 적층막으로부터 되는 무기절연막(13)으로 할 수도 있다.An organic insulating film may not be formed, and the insulating film 13 may be composed of only an SiO 2 film. Since the SiO 2 film tends to become porous, in this case, the thickness of the SiO 2 film is preferably 4000 mm 2 to 8000 mm 2 . An inorganic insulating film 13 made of a laminated film of a SiO 2 film and a SiN x film can also be used.

절연막(13)상에 ITO막을 형성했다. ITO막은, 하측투명기판(11b)을 100℃로 가열하고, 스팩터법(교류방전)에 의해 기판 전면에 성막했다. 막 두께는 약 1200Å으로 했다. 이 ITO막을 포트리소 공정으로 패터닝 하고, 제1즐치전극(12c), 제2즐치전극(12d), 및 그 즐치전극(12c, 12d)의 취출전극을 형성했다.An ITO film was formed on the insulating film 13. For the ITO film, the lower transparent substrate 11b was heated to 100 ° C, and was formed on the entire substrate by a sputtering method (AC discharge). The film thickness was about 1200 mm 2. This ITO film was patterned by the potoriso process, and the first zell electrode 12c, the second zl electrode 12d, and the extraction electrodes of the zl electrodes 12c and 12d were formed.

도 2는, ITO막의 에칭에 사용하는 포토마스크를 나타내는 개략적인 평면도이다. 포토마스크는, 제1즐치전극(12c) 대응부분, 제2즐치전극(12d) 대응부분, 제1즐치전극(12c)의 취출전극 대응부분, 및, 제2즐치전극(12d)의 취출전극 대응부분을 포함한다. 에칭시, 각 대응부분으로 덮인 ITO막으로 전극이 형성된다. 또한 본 발명의 발명자들은, 즐치전극의 즐치부분의 전극폭을 20μm, 30μm, 2개의 즐치전극의 즐치부분을 교대로 배치했을 때의 전극간격을 20μm, 30μm, 50μm, 100μm, 200μm로 하는 복수의 전극패턴으로, 제1즐치전극(12c) 및 제2즐치전극(12d)을 제작했다.2 is a schematic plan view showing a photomask used for etching an ITO film. The photomask corresponds to a corresponding portion of the first zigzag electrode 12c, a corresponding portion of the second zigzag electrode 12d, a corresponding portion of the extraction electrode of the first zigzag electrode 12c, and an extraction electrode of the second zigzag electrode 12d Includes part. During etching, an electrode is formed of an ITO film covered with each corresponding portion. In addition, the inventors of the present invention have a plurality of electrode spacings of 20 µm, 30 µm, and the slit portions of two slit electrodes alternately arranged with an electrode spacing of 20 µm, 30 µm, 50 µm, 100 µm, and 200 µm. As the electrode pattern, the first zell electrode 12c and the second zl electrode 12d were produced.

이상과 같은 공정을 거쳐, 상측베타전극(12a)이 형성된 상측투명기판(11a), 및, 하측베타전극(12b) 및 그 상방에 절연막(13)을 개입시켜 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)이 형성된 하측투명기판(11b)을 준비했다. 그리고 이 2매의 전극부착 투명 기판(11a)(11b)을 세정, 건조했다. 세정은, 예를 들어 수세, 일례로서 세제를 사용한 또는 사용하지 않는 순수한 물 세정을 실시한다. 브러쉬 세정, 스프레이 세정 등으로 할 수 있다. 탈수한 뒤, UV세정을 하고, IR건조를 실시한다.Through the above process, the upper transparent substrate 11a on which the upper beta electrode 12a is formed, and the lower beta electrode 12b and the insulating film 13 thereon are interposed between the first and second zell electrodes 12c. , 12d) was prepared on the lower transparent substrate (11b). Then, the two transparent substrates 11a and 11b with electrodes were washed and dried. The washing is, for example, washing with water, pure water washing with or without detergent as an example. Brush cleaning, spray cleaning, etc. can be used. After dehydration, UV cleaning is performed and IR drying is performed.

전극부착 투명기판(11a, 11b)상에, 전극(12a, 12c, 12d)을 덮도록 배향막재료를 도포한다. 배향막재료의 도포는 스핀 코트를 이용해 행하였다. 후레키소 인쇄나 잉크젯 인쇄를 이용해 행하여도 괜찮다. 실시예에 있어서는, 통상은 수직 배향막의 형성에 사용되는, 폴리이미드 배향막재료의 측쇄밀도를 컨트롤 하여, 배향막재료로서 이용했다. 측쇄밀도의 컨트롤은, 적당한 프리틸트각의 부여를 가능하게 하기 위해서다. 배향막재료는, 배향막의 두께가 500Å~800Å이 되도록 도포했다.On the transparent substrates 11a, 11b with electrodes, an alignment film material is applied to cover the electrodes 12a, 12c, 12d. The coating of the alignment film material was performed using a spin coat. It may be carried out by using Furekiso printing or inkjet printing. In the examples, the side chain density of the polyimide alignment film material, which is usually used for forming a vertical alignment film, was controlled and used as an alignment film material. The control of the side chain density is to enable the provision of an appropriate pretilt angle. The alignment film material was applied so that the thickness of the alignment film was 500 mm 2 to 800 mm 2.

배향막재료를 도포한 기판(11a, 11b)에 대해서, 클린 오븐으로 소성온도를 200℃으로 하여 1시간의 소성을 실시했다. 이렇게 해서 상측베타전극(12a)을 덮는 상측배향막(14a), 및 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)을 덮는 하측배향막(14b)이 형성되었다.The substrates 11a and 11b coated with the alignment film material were fired for 1 hour at a baking temperature of 200 ° C in a clean oven. In this way, the upper alignment layer 14a covering the upper beta electrode 12a and the lower alignment layer 14b covering the first and second zlatch electrodes 12c and 12d were formed.

다음에, 러빙처리(배향처리)를 실시했다. 러빙처리는, 압입량을 0.8 mm(스트롱 러빙조건)으로 하여 행했다. 또 러빙처리는, 액정표시소자의 트위스트각이 70˚또는 90˚이 되도록 실시했다.Next, rubbing treatment (orientation treatment) was performed. The rubbing treatment was performed with an indentation amount of 0.8 mm (strong rubbing condition). In addition, the rubbing treatment was performed such that the twist angle of the liquid crystal display element was 70 degrees or 90 degrees.

이렇게 하여 상측기판(10a), 및 하측기판(10b)이 제작되었다. 상측기판(10a)은, 상측투명기판(11a), 상측투명기판(11a)상에 형성된 상측베타전극(12a), 및 상측베타전극(12a)을 덮도록 형성된 상측배향막(14a)을 갖춘다. 하측기판(10b)은, 하측투명기판(11b), 하측투명기판(11b)상에 형성된 하측베타전극(12b), 하측베타전극(12b)상에 형성된 절연막(13), 절연막(13)상에 즐치부분이 인터디지털에 배치된 제1, 제2즐치전극(12c, 12d), 및 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)을 덮도록 형성된 하측배향막(14b)을 갖춘다.In this way, the upper substrate 10a and the lower substrate 10b were produced. The upper substrate 10a includes an upper transparent substrate 11a, an upper beta electrode 12a formed on the upper transparent substrate 11a, and an upper alignment layer 14a formed to cover the upper beta electrode 12a. The lower substrate 10b is formed on the lower transparent substrate 11b, the lower beta electrode 12b formed on the lower transparent substrate 11b, the insulating film 13 and the insulating film 13 formed on the lower beta electrode 12b. It has a first alignment layer (12c, 12d), and a lower alignment layer (14b) formed so as to cover the first and second slant electrodes (12c, 12d), which are arranged on the interdigital part.

계속 해서, 액정 셀의 두께를 일정하게 유지하기 위해, 기판(10a, 10b)의 한편의 면에 갭 컨트롤재를 예를 들어 건식산포법으로 산포했다. 갭 컨트롤재에는 입경 4μm의 플라스틱 볼을 사용하여 액정 셀의 두께가 4μm이 되도록 했다.Subsequently, in order to keep the thickness of the liquid crystal cell constant, a gap control material was spread on one surface of the substrates 10a and 10b by, for example, a dry spreading method. A plastic ball having a particle diameter of 4 μm was used for the gap control material so that the thickness of the liquid crystal cell was 4 μm.

기판(10a, 10b)의 다른 면에는 씰재를 인쇄하여, 메인 씰 패턴을 형성했다. 예를 들어 입경 4μm의 유리 섬유를 포함한 열경화성의 씰재를, 스크린 인쇄법으로 인쇄한다. 디스팬서를 이용해 씰재를 도포할 수도 있다. 또, 열경화성이 아니고, 광경화성의 씰재나, 광·열병용 경화형의 씰재를 사용해도 괜찮다.A seal material was printed on the other surfaces of the substrates 10a and 10b to form a main seal pattern. For example, a thermosetting sealant containing glass fibers having a particle diameter of 4 μm is printed by a screen printing method. The sealer may be applied using a dispenser. Moreover, it is not thermosetting property, and you may use the photocurable seal material and the hardening type seal material for light and fever.

기판(10a, 10b)을 겹쳐서 맞추었다. 기판(10a, 10b)을 소정의 위치에서 겹쳐 맞추어 셀화하고, 프레스 한 상태로 열처리를 실시하여 씰재를 경화시켰다. 예를 들어 핫 프레스법을 이용해 씰재의 열경화를 실시한다. 이렇게 하여 공(空)셀이 제작된다.The substrates 10a and 10b were superimposed. The substrates 10a and 10b were cellized by overlapping at a predetermined position, and heat treated in a pressed state to cure the seal material. For example, heat-hardening of a sealing material is performed using a hot press method. In this way, an empty cell is produced.

예를 들어 진공 주입법으로 공셀에 네마틱 액정재료, 일례로서 (주)멜크 제의 ZLI-2293를 주입했다. 액정재료 중에는 카이럴제를 첨가했다. 카이럴제로는 (주)멜크제의 CB15를 사용했다. 카이럴제는, 카이럴피치 p, 액정층의 두께(셀두께) d로 했을 때, d/p가 예를 들어 0.5(d=4μm, p=8μm)가 되도록 첨가했다.For example, a nematic liquid crystal material, for example, ZLI-2293 manufactured by Melk Co., Ltd. was injected into an empty cell by a vacuum injection method. A chiral agent was added to the liquid crystal material. As the chiral agent, CB15 manufactured by Melk Co., Ltd. was used. The chiral agent was added so that when the chiral pitch p and the thickness (cell thickness) d of the liquid crystal layer were set, d / p was, for example, 0.5 (d = 4 μm, p = 8 μm).

액정 주입구를, 예를 들어 자외선 경화 타입의 엔드 씰재로 봉지하고, 액정분자의 배향을 가지런히 하기 위해, 액정의 상(相)전이온도 이상으로 셀을 가열했다.The liquid crystal injection port was sealed with, for example, an ultraviolet curing type end seal material, and the cell was heated above the phase transition temperature of the liquid crystal in order to align the liquid crystal molecules.

그 후, 스크라이바 장치로 투명기판(11a, 11b)에 입힌 손상을 따라 브레이킹하여, 개별의 셀로 작게 분할했다.Thereafter, the scriber device was broken along the damage to the transparent substrates 11a and 11b, and divided into individual cells.

작게 분할된 셀에 대해, 모따기와 세정을 실시했다.The small-segmented cells were chamfered and washed.

마지막으로, 2매의 투명기판(11a, 11b)의 액정층(15)과 반대측의 면에, 편광판(16a, 16b)을 붙였다. 2매의 편광판(16a, 16b)은 크로스 니콜(cross nicol)로, 그리고 투과축의 방향과 러빙방향이 평행이 되도록 배치했다. 직교 하도록 배치할 수도 있다. 전극(12a, 12b, 12c, 12d)사이에는 전원(20)을 접속했다.Lastly, polarizing plates 16a and 16b were attached to the surfaces of the two transparent substrates 11a and 11b opposite to the liquid crystal layer 15. The two polarizing plates 16a, 16b were arranged with cross nicol and parallel to the direction of the transmission axis and the rubbing direction. It can also be arranged to be orthogonal. A power source 20 was connected between the electrodes 12a, 12b, 12c, and 12d.

이렇게 하여 제1의 실시예에 의한 액정표시소자가 제작되었다.In this way, the liquid crystal display device according to the first embodiment was produced.

제1의 실시예에 의한 액정표시소자는, 서로 평행으로 대향 배치된 상측기판(10a), 하측기판(10b), 및 양 기판(10a, 10b)사이에 협지된 트위스트 네마틱 액정층(15)을 포함하여 구성된다.In the liquid crystal display device according to the first embodiment, the twisted nematic liquid crystal layer 15 sandwiched between the upper substrate 10a, the lower substrate 10b, and both substrates 10a and 10b are disposed to be parallel to each other. It is configured to include.

상측기판(10a)은, 상측투명기판(11a), 상측투명기판(11a)상에 형성된 상측베타전극(12a), 및 상측베타전극(12a)상에 형성된 상측배향막(14a)을 포함한다. 하측기판(10b)은, 하측투명기판(11b), 하측투명기판(11b)상에 형성된 하측베타전극(12b), 하측베타전극(12b)상에 형성된 절연막(13), 절연막(13)상에 형성된 제1, 제2즐치전극(12c, 12d), 및, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)을 덮도록 절연막(13)상에 형성된 하측배향막(14b)을 포함한다.The upper substrate 10a includes an upper transparent substrate 11a, an upper beta electrode 12a formed on the upper transparent substrate 11a, and an upper alignment layer 14a formed on the upper beta electrode 12a. The lower substrate 10b is formed on the lower transparent substrate 11b, the lower beta electrode 12b formed on the lower transparent substrate 11b, the insulating film 13 and the insulating film 13 formed on the lower beta electrode 12b. The formed first and second slit electrodes 12c and 12d, and the lower alignment layer 14b formed on the insulating layer 13 to cover the first and second slit electrodes 12c and 12d.

상측, 하측 투명기판(11a, 11b)은, 예를 들어 유리로 형성된다. 상측, 하측 베타전극(12a, 12b), 및 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)은, 예를 들어 ITO 등의 투명 도전재료로 형성된다. 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)은, 각각 복수의 즐치부분을 갖추는 빗살형상 전극이다. 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분은, 도 1의 좌우 방향을 따라서 엇갈리게 배치되어 있다.The upper and lower transparent substrates 11a and 11b are made of glass, for example. The upper and lower beta electrodes 12a and 12b, and the first and second zell electrodes 12c and 12d are made of, for example, a transparent conductive material such as ITO. The first and second zell electrode 12c, 12d are comb-shaped electrodes each having a plurality of zell portion. The slit portions of the first and second slit electrodes 12c and 12d are staggered along the left and right directions of FIG. 1.

액정층(15)은, 상측기판(10a)의 상측배향막(14a)과, 하측기판(10b)의 하측배향막(14b)의 사이에 배치된다.The liquid crystal layer 15 is disposed between the upper alignment layer 14a of the upper substrate 10a and the lower alignment layer 14b of the lower substrate 10b.

상측 및 하측 배향막(14a, 14b)에는, 러빙에 의해 배향처리가 행해져 있다. 상측배향막(14a)과 하측배향막(14b)의 배향처리방향은, 상측 및 하측 기판(10a, 10b)의 법선 방향에서 보았을 때, 예를 들어 70˚또는 90˚의 각도를 이루고 있다. 상측배향막(14a)의 러빙방향을 제1의 방향, 하측배향막(14b)의 러빙방향을 제2의 방향으로 하면, 제2의 방향은 상측기판(10a)의 법선 방향에서 보아, 제1의 방향을 기준으로, 우회전 방향으로 70˚또는 90˚을 이루는 방향이다. 상측 및 하측 기판(10a, 10b)의 배향처리방향과 프리틸트각의 조합으로 규정되는 액정층(15)의 액정분자의 배열상태는, 제1선회방향으로 비틀리는 리버스 트위스트 배열상태이다.The upper and lower alignment films 14a and 14b are subjected to alignment treatment by rubbing. The alignment direction of the upper alignment layer 14a and the lower alignment layer 14b is, for example, an angle of 70 degrees or 90 degrees when viewed from the normal directions of the upper and lower substrates 10a and 10b. When the rubbing direction of the upper alignment layer 14a is the first direction and the rubbing direction of the lower alignment layer 14b is the second direction, the second direction is viewed from the normal direction of the upper substrate 10a, and is the first direction. With reference to, it is a direction forming a 70˚ or 90˚ in the right rotation direction. The arrangement state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 defined by the combination of the pre-tilt angle and the alignment treatment direction of the upper and lower substrates 10a and 10b is a reverse twist arrangement state twisted in the first turning direction.

액정층(15)을 형성하는 액정재료에는 카이럴제가 첨가되어 있다. 카이럴제의 영향력 아래에서 생기는 액정분자의 배열상태는, 제1선회방향과는 반대의 제2선회방향으로 비틀리는 스프레이 트위스트 배열이다.A chiral agent is added to the liquid crystal material forming the liquid crystal layer 15. The arrangement state of the liquid crystal molecules generated under the influence of the chiral agent is a spray twist arrangement twisted in a second rotation direction opposite to the first rotation direction.

전원(20)이, 상측, 하측 베타전극(12a, 12b), 및 제1,제2즐치전극(12c, 12d)에, 전기적으로 접속되어 있다. 전원(20)에 의해서, 전극(12a~12d)에 전압을 인가하는(전위차를 준다) 것이 가능하다.The power supply 20 is electrically connected to the upper and lower beta electrodes 12a and 12b, and the first and second zell electrodes 12c and 12d. By the power source 20, it is possible to apply a voltage (to give an electric potential difference) to the electrodes 12a to 12d.

도 3a~도 3e는, 전압 인가시의 전계 방향을 나타내는 개략적인 단면도이다.3A to 3E are schematic cross-sectional views showing an electric field direction when a voltage is applied.

도 3a를 참조한다. 예를 들어 상측, 하측 베타전극(12a, 12b)간에 교류전압을 인가하는 것으로써, 액정층(15)(화소영역)전체{상측, 하측 베타전극(12a, 12b) 사이에 배치되는 액정층(15)}에 종 전계{액정층(15)의 두께 방향의 전계}를 부가할 수 있다.See FIG. 3A. For example, by applying an AC voltage between the upper and lower beta electrodes 12a and 12b, the entire liquid crystal layer 15 (pixel region) {a liquid crystal layer disposed between the upper and lower beta electrodes 12a and 12b ( 15)} can be added a longitudinal electric field (electric field in the thickness direction of the liquid crystal layer 15).

도 3b를 참조한다. 예를 들어 하측베타전극(12b) 및 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)사이{하측베타전극(12b)과 제1즐치전극(12c)사이, 및, 하측베타전극(12b)과 제2즐치전극(12d)사이}에 교류전압을 인가하는 것으로, 액정층(15)(화소영역)전체{하측베타전극(12b) 상방의 액정층(15), 제1, 제2즐치전극(12c, 12d) 상방, 및, 제1, 2즐치전극(12c, 12d)사이의 영역상방의 액정층(15)}에 횡(橫)전계{액정층(15)의 두께 방향과 직교할 방향의 전계, 기판(10a, 10b) 면내방향의 전계}를 발생시킬 수 있다. 그리고 전극(12b)과 전극(12c, 12d)의 사이에 전압을 인가하는 것으로써, 액정층(15)에 횡 전계를 일으켜서, 액정표시소자를 구동하는 구동 모드를 FFS 모드(fringe field switching mode)라고 부른다. 도 3b에 나타내는 태양(態樣)의 FFS 모드에서 액정층(15)에 발생하는 횡 전계는, 도 1에 있어서의 좌우 방향에 따르는 전계이다.See FIG. 3B. For example, between the lower beta electrode 12b and the first and second zell electrodes 12c and 12d (between the lower beta electrode 12b and the first zell electrode 12c, and the lower beta electrode 12b and the By applying an alternating voltage between the two zell electrodes 12d, the entire liquid crystal layer 15 (pixel region) (the liquid crystal layer 15 above the lower beta electrode 12b, the first and second zl electrodes 12c) , 12d) Transverse electric field (electric field in a direction orthogonal to the thickness direction of the liquid crystal layer 15) to the liquid crystal layer 15 above the region between the first and second zest electrodes 12c and 12d. , An electric field in the in-plane direction of the substrates 10a and 10b}. Then, by applying a voltage between the electrodes 12b and the electrodes 12c and 12d, a lateral electric field is generated in the liquid crystal layer 15, and a driving mode for driving the liquid crystal display element is an FFS mode (fringe field switching mode). Is called. The lateral electric field generated in the liquid crystal layer 15 in the FFS mode of the sun shown in FIG. 3B is an electric field along the left-right direction in FIG. 1.

도 3c를 참조한다. 상측베타전극(12a)과, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 사이에 교류전압을 인가하는 것으로써, 액정층(15)(화소영역)의 일부, 예를 들어 제1, 제2즐치전극(12c, 12d) 상방의 액정층(15)에 종 전계를 부가할 수 있다.See FIG. 3C. By applying an alternating voltage between the upper beta electrode 12a and the first and second zell electrodes 12c and 12d, a part of the liquid crystal layer 15 (pixel region), for example, first and first A vertical electric field can be added to the liquid crystal layer 15 above the two-zell electrodes 12c and 12d.

도 3d를 참조한다. 제1즐치전극(12c)과 제2즐치전극(12d)의 사이에 교류전압을 인가하는 것으로써, 액정층(15)(화소영역)의 일부, 예를 들어 제1즐치전극(12c)과 제2즐치전극(12d)의 사이의 액정층(15)에 횡 전계를 부가할 수 있다. 그리고 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)사이에의 전압의 인가에 의해 액정층(화소영역)의 일부에 횡 전계를 일으키게 해서, 액정표시소자를 구동하는 구동모드를 IPS 모드(in-plane switching mode)라고 부른다.See FIG. 3D. By applying an alternating voltage between the first zell electrode 12c and the second zell electrode 12d, a part of the liquid crystal layer 15 (pixel region), for example, the first zell electrode 12c and the A transverse electric field can be added to the liquid crystal layer 15 between the two zest electrodes 12d. In addition, a driving mode for driving a liquid crystal display device by driving a liquid crystal display element by generating a lateral electric field in a part of the liquid crystal layer (pixel region) by applying a voltage between the first and second zell electrodes 12c and 12d is an IPS mode (in- plane switching mode).

도 3e를 참조한다. 하측베타전극(12b)과 제1즐치전극(12c)의 사이에 교류전압을 인가하는 것으로써, 액정층(15)(화소영역)의 일부, 예를 들어 제1즐치전극(12c)의 즐치부분 및 그 근방 상방의 액정층(15)에 횡 전계를 부가할 수 있다. 또한 마찬가지로 하측베타전극(12b)과 제2즐치전극(12d)의 사이에 교류전압을 인가하는 것으로써, 제2즐치전극(12d)의 즐치부분 및 그 근방 상방의 액정층(15)에 횡 전계를 부가하는 것도 가능하다.See FIG. 3E. By applying an alternating voltage between the lower beta electrode 12b and the first zell electrode 12c, a part of the liquid crystal layer 15 (pixel region), for example, the zl part of the first zell electrode 12c And a lateral electric field can be added to the liquid crystal layer 15 in the vicinity thereof. Likewise, by applying an alternating voltage between the lower beta electrode 12b and the second zell electrode 12d, the transverse electric field is applied to the zell portion of the second zell electrode 12d and the liquid crystal layer 15 near it. It is also possible to add.

도 4a~도 4c는, 제1의 실시예에 의한 액정표시소자의 외관 사진이다. 그리고 도 4a~도 4c에 나타내는 것은, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분의 전극폭을 20μm, 양 즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분을 교대로 배치했을 때의 전극간격을 20μm로서 제작한 액정표시소자의, 즐치전극(12c, 12d) 형성 영역의 외관사진이다.4A to 4C are external photographs of the liquid crystal display device according to the first embodiment. 4A to 4C, the electrode widths of the slit portions of the first and second slit electrodes 12c and 12d are 20 μm, and the slit portions of both slit electrodes 12c and 12d are alternately arranged. It is a picture of the appearance of the region where the zlatch electrodes 12c and 12d are formed in the liquid crystal display device having a gap of 20 μm.

도 4a에, 제1의 실시예에 의한 액정표시소자가 완성한 상태(초기상태)의 외관 사진을 나타낸다. 초기상태에 있어서는, 액정분자는 스프레이 트위스트 배열상태가 된다. 밝은 흰색표시가 얻어지고 있다.4A shows a photograph of the appearance of the liquid crystal display device according to the first embodiment (initial state). In the initial state, the liquid crystal molecules are in a spray twist arrangement state. A bright white mark is being obtained.

이 상태에 있어서, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 상측베타전극(12a)과 하측베타전극(12b)의 사이에 역치전압, 즉 반응을 일으키는 최소물리량 전압 이상의 교류전압을 인가했다. 양 전극(12a, 12b)사이에의 전압의 인가에 의해, 액정층(15)(화소영역) 전체에 종 전계가 생긴다.In this state, as shown in Fig. 3A, an AC voltage equal to or greater than a threshold voltage, that is, a minimum physical quantity voltage that causes a reaction, was applied between the upper beta electrode 12a and the lower beta electrode 12b. A vertical electric field is generated in the entire liquid crystal layer 15 (pixel region) by application of a voltage between both electrodes 12a and 12b.

도 4b는, 전극(12a, 12b)사이에 전압을 인가한 후의 외관사진이다. 정면 관찰에 있어서도, 명료한 흑색표시가 얻어지고 있다. 전체가 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태에 천이한 것을 알 수 있다. 반대로 이것으로부터 양 전극(12a, 12b)사이로의 전압의 인가로, 액정층(15)(화소영역) 전체에 종 전계가 발생하는 것이 확인된다.4B is a photograph of the appearance after voltage is applied between the electrodes 12a and 12b. Also in front observation, a clear black display is obtained. It can be seen that the whole transitions from the spray twist arrangement to the reverse twist arrangement. Conversely, from this, it is confirmed that a vertical electric field is generated in the entire liquid crystal layer 15 (pixel region) by application of a voltage between both electrodes 12a and 12b.

도 5a~도 5c는, 제1의 실시예에 의한 액정표시소자의 광학 특성을 나타내는 그래프이다. 도 5a~도 5c에는, 상측기판(10a), 하측기판(10b)의 러빙처리방향사이의 각도를 70˚로 하여 제작한 액정표시소자에 대한 광학특성을 나타냈다.5A to 5C are graphs showing optical characteristics of the liquid crystal display device according to the first embodiment. 5A to 5C show optical characteristics of the liquid crystal display device manufactured by setting the angle between the rubbing treatment directions of the upper substrate 10a and the lower substrate 10b to 70 degrees.

도 5a를 참조한다. 도 5a는, 콘트라스트비(스프레이 트위스트 배열상태로의 투과율/리버스 트위스트 배열상태로의 투과율)의 방위 및 극각(極角) 의존성을 나타낸다. 도면중의 RU는 상측기판(10a)에 대해서 행해진 러빙처리의 방향을 나타내고, RL는 하측기판(10b)에 대한 그것을 나타낸다. A의 화살표 방향과 평행한 방향으로 상측 편광판(16a)의 투과축방향을 나타내고, P의 화살표 방향과 평행한 방향으로 하측 편광판(16b)의 투과축방향을 나타낸다. 또, 굵은 화살표 방향과 평행한 방향(90˚-270˚방위)은, 액정층(15)의 액정분자의 배열상태가 리버스 트위스트 배열상태일 때의, 액정층(15)의 두께 방향의 중앙에 위치하는 액정분자의 배향방향을 나타낸다. 여기서 0˚-180˚방위는, 도 1에 있어서의 좌우 방향에 상당한다. 즉, 액정층(15)의 액정분자의 배열상태가 리버스 트위스트 배열상태일 때의, 액정층(15)의 두께 방향의 중앙에 위치하는 액정분자의 배향방향과 도 3b에 나타내는 태양의 FFS 모드에서 발생하는 횡 전계의 방향과는, 서로 직교하는 방향이다. 또한 이 점은, 상측기판(10a), 하측기판(10b)의 러빙처리방향사이의 각도를 90˚로 하여 제작한 액정표시소자에 대해서도 같다.See FIG. 5A. 5A shows the orientation and polar angle dependence of the contrast ratio (transmittance in the spray twist arrangement / transmittance in the reverse twist arrangement). R U in the figure indicates the direction of the rubbing process performed with respect to the upper substrate 10a, and R L indicates it with respect to the lower substrate 10b. In the direction parallel to the arrow direction of A, the transmission axis direction of the upper polarizing plate 16a is shown, and in the direction parallel to the arrow direction of P, the transmission axis direction of the lower polarizing plate 16b is shown. The direction parallel to the thick arrow direction (90 ° -270 ° orientation) is in the center of the thickness direction of the liquid crystal layer 15 when the arrangement state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 is in a reverse twist arrangement state. It shows the alignment direction of the liquid crystal molecules located. Here, the 0 ° -180 ° orientation corresponds to the left-right direction in FIG. 1. That is, in the alignment direction of the liquid crystal molecules positioned in the center of the thickness direction of the liquid crystal layer 15 when the arrangement state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 is in a reverse twist arrangement state, and in the FFS mode of the sun shown in FIG. 3B. The direction of the generated lateral electric field is a direction orthogonal to each other. This point also applies to the liquid crystal display device manufactured by setting the angle between the rubbing treatment directions of the upper substrate 10a and the lower substrate 10b to 90 degrees.

도 5b에, 90˚-270˚방위에 관한 투과율의 극각 의존성을 나타낸다. 기판(10a, 10b)의 법선방향(액정표시소자의 정면관찰방향)의 극각을 0˚으로 하고, 270˚방위로 기우는 기울기각을 정(正)의 극각으로 나타내며, 90˚방위로 기우는 기울기각을 부(負)의 극각으로 나타냈다. 도 5b의 그래프의 횡축은 극각을 단위 「˚」으로 나타내고, 세로축은 투과율을 단위「%」로 나타낸다. 검은 마름모를 연결한 곡선(「S-t」라고 표기)은, 액정분자가 스프레이 트위스트 배열상태일 때의 투과율의 극각 의존성을 나타내고, 검은 사각형을 연결한 곡선(「U-t」라고 표기)은, 액정분자가 리버스 트위스트 배열상태일 때의 그것을 나타낸다.5B shows the extreme angle dependence of the transmittance with respect to the 90 ° -270 ° orientation. The polar angle in the normal direction (frontal observation direction of the liquid crystal display element) of the substrates 10a and 10b is set to 0 degrees, the inclination angle inclined in the direction of 270 degrees is represented by a positive polar angle, and inclined to 90 degrees The inclination angle is expressed as the negative polar angle. The horizontal axis of the graph of Fig. 5B represents the polar angle in units "°", and the vertical axis represents the transmittance in units "%". The curve connecting the black rhombus (labeled “St”) represents the extreme dependence of the transmittance when the liquid crystal molecules are in a spray twist arrangement, and the curve connecting the black squares (labeled “Ut”) indicates that the liquid crystal molecules Represents it in reverse twist arrangement.

스프레이 트위스트 배열상태일 때의 정면 관찰시 투과율은 약 12.6%이며, 리버스 트위스트 배열상태일 때의 그것은 약 0.02%이다.The transmittance in front observation in the spray twist arrangement is about 12.6%, and in the reverse twist arrangement it is about 0.02%.

도 5c에, 90˚- 270˚방위에 관한 콘트라스트비의 극각 의존성을 나타낸다. 도 5c의 그래프의 횡축은, 도 5b의 그것과 동일하다. 세로축은 콘트라스트비를 나타낸다. 제1의 실시예에 의한 액정표시소자에 대해서는, 정면 관찰시에 콘트라스트비가 최대(최대치 566)가 된다.In FIG. 5C, the polar angle dependence of the contrast ratio with respect to the 90 ° -270 ° orientation is shown. The horizontal axis of the graph in Fig. 5C is the same as that in Fig. 5B. The vertical axis represents the contrast ratio. In the liquid crystal display device according to the first embodiment, the contrast ratio is maximum (maximum value 566) when viewed from the front.

그리고, 상측, 하측 기판(10a, 10b)의 러빙처리방향사이의 각도를 90˚으로 하여 제작한 액정표시소자에 대해서도 같은 결과를 얻을 수 있었다. 이와 같이 제1의 실시예에 의한 액정표시소자는, 예를 들어 밝은 흰색표시, 명료한 흑색표시로 표시를 실시할 수 있는, 광학특성이 뛰어난 액정표시소자이다.And, the same result was obtained for the liquid crystal display device manufactured by setting the angle between the rubbing treatment directions of the upper and lower substrates 10a and 10b to 90 degrees. As described above, the liquid crystal display device according to the first embodiment is a liquid crystal display device having excellent optical characteristics, which can be displayed with, for example, a bright white display or a clear black display.

도 4c를 참조한다. 본원 발명자들은, 다음에, 도 3b에 나타나 있는 바와 같이, 하측베타전극(12b)과 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 사이에 반응을 일으키는 최소물리량 전압 이상의 교류전압을 인가하고, 액정층(15)(화소영역) 전체에 횡 전계{제1, 제2즐치전극(12c, 12d)이 엇갈리게 배치되는 방향, 도 1및 도 3b에 있어서 좌 방향을 따르는 전계}를 발생시켰다.See FIG. 4C. Next, the inventors of the present application apply an AC voltage of at least a minimum physical quantity voltage that causes a reaction between the lower beta electrode 12b and the first and second zell electrodes 12c and 12d, as shown in FIG. 3B. A transverse electric field (a direction in which the first and second zell electrodes 12c and 12d are alternately arranged, and an electric field along the left direction in FIGS. 1 and 3B) was generated over the entire liquid crystal layer 15 (pixel region).

도 4c는, 도 4b에 나타내는 상태의 액정표시소자에, 도 3b에 나타내는 태양의 횡 전계를 부가한 후의 외관사진이다. 전면이 초기상태와 같은 흰색표시 상태를 나타내는 스프레이 트위스트 배열상태에 재천이 하고 있는 것을 알 수 있다.Fig. 4C is a photograph of the appearance after adding the lateral electric field of the sun shown in Fig. 3B to the liquid crystal display device in the state shown in Fig. 4B. It can be seen that the front surface is retransferred to the spray twist arrangement state indicating the white display state as the initial state.

액정층(15)의 두께방향의 중앙에 위치하는 액정분자가, 종 전계의 부가에 의해, 횡방향(수평방향)으로부터 종방향(수직방향)으로 기우는 것으로, 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로의 스위칭을 하는 것이라고 생각할 수 있다. 또, 액정층(15)의 두께방향의 중앙에 위치하는 액정분자가, 횡 전계의 부가에 의해, 세로 방향으로부터 횡방향{액정층(15)의 두께방향의 중앙에 위치하는 액정분자의 스프레이 트위스트 배열상태에 있어서의 디렉터방향}으로 기우는 것으로, 리버스 트위스트 배열상태로부터 스프레이 트위스트 배열상태로의 스위칭을 하는 것이라고 생각할 수 있다.The liquid crystal molecules positioned at the center of the thickness direction of the liquid crystal layer 15 are tilted in the longitudinal direction (vertical direction) from the transverse direction (horizontal direction) to the reverse twist arrangement from the spray twist arrangement state by adding a vertical electric field. It can be thought of as switching to a state. In addition, the liquid crystal molecules located at the center of the thickness direction of the liquid crystal layer 15 are sprayed twisted from the vertical direction to the center of the liquid crystal molecules located at the center of the thickness direction of the liquid crystal layer 15 by adding a lateral electric field. By tilting in the direction of the director in the arrangement state, it can be considered that switching is performed from the reverse twist arrangement state to the spray twist arrangement state.

그리고 리버스 트위스트 배열상태의 액정층(15)에 종 전계를 부가했을 경우는, 리버스 트위스트 배열상태가 유지되고, 스프레이 트위스트 배열상태의 액정층(15)에 횡 전계를 부가했을 경우는, 스프레이 트위스트 배열상태가 유지된다.When the vertical electric field is added to the liquid crystal layer 15 in the reverse twist arrangement state, the reverse twist arrangement state is maintained, and when the lateral electric field is added to the liquid crystal layer 15 in the spray twist arrangement state, the spray twist arrangement is applied. State is maintained.

계속해서 도 3c에 나타나 있는 바와 같이, 상측베타전극(12a)과, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 사이에, 반응을 일으키는 최소물리량 전압 이상의 교류전압을 인가했다. 전극(12a)과 전극(12c, 12d)의 사이로의 전압의 인가에 의해, 액정층(15)의 일부{제1, 제2즐치전극(12c, 12d) 상방의 액정층(15)에 효과적으로 종 전계가 생긴다. 이 때문에, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d) 상방의 액정분자가, 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태에 천이한다. 양 즐치전극(12c, 12d)사이의 영역상방에 있어서는, 스프레이 트위스트 배열상태가 유지된다.Subsequently, as shown in FIG. 3C, an alternating voltage of at least a minimum physical quantity voltage causing a reaction was applied between the upper beta electrode 12a and the first and second zell electrodes 12c and 12d. Effective application of the voltage between the electrodes 12a and 12c, 12d effectively terminates the liquid crystal layer 15 above a portion of the liquid crystal layer 15 (first and second zell electrodes 12c, 12d). An electric field is created. For this reason, the liquid crystal molecules above the first and second zell electrodes 12c and 12d transition from the spray twist arrangement state to the reverse twist arrangement state. Above the region between both zest electrodes 12c and 12d, the spray twist arrangement is maintained.

도 6a~도 6c는, 액정층의 일부에 종 전계를 부가한 액정표시소자의 사진이다. 도 6a가 전체 사진, 도 6b가 확대 사진, 도6c가 현미경 사진을 나타낸다. 그리고 도 6a~도 6c에 나타내는 것은, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분의 전극폭을 20μm, 양 즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분을 교대로 배치했을 때의 전극간격을 20μm로 해서 제작한 액정표시소자의 사진이다. 예를 들어 「S」, 「T」, 「A」, 「N」, 「L」, 「E」, 「Y」, 「L」, 「C」, 「D」, 「s」의 각 문자는, 20μm/20μm의 라인{제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분의 전극폭}/스페이스{어긋나게 배치된 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분사이의 거리}에서 패터닝 되어 있는 부분{제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분의 배치 영역}으로 표시된다.6A to 6C are photographs of a liquid crystal display device in which a vertical electric field is added to a part of the liquid crystal layer. Fig. 6A shows the whole picture, Fig. 6B shows the enlarged picture, and Fig. 6C shows the microscope picture. 6A to 6C, the electrode widths of the slit portions of the first and second slit electrodes 12c and 12d are 20 μm, and the slit portions of both slit electrodes 12c and 12d are alternately arranged. This is a picture of a liquid crystal display device manufactured with a spacing of 20 μm. For example, each character of "S", "T", "A", "N", "L", "E", "Y", "L", "C", "D", and "s" , 20 μm / 20 μm line {electrode width of the chisel parts of the first and second zell electrodes 12c, 12d} / space {distance between the chisel parts of the displaced first and second zell electrodes 12c, 12d } Is indicated by the patterned portion (arrangement area of the chisel portions of the first and second zell electrodes 12c and 12d).

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 「S」, 「T」, 「A」, 「N」, 「L」, 「E」, 「Y」, 「L」, 「C」, 「D」, 「s」의 각 문자가, 흰색(스프레이 트위스트 배열상태에 의한 표시)과 흑색(리버스 트위스트 배열상태에 의한 표시)의 중간적인 색조(밝기), 즉 그레이로 표시되어 있는 것을 알 수 있다.6A and 6B, "S", "T", "A", "N", "L", "E", "Y", "L", "C", "D", " It can be seen that each character of s ”is displayed in an intermediate color tone (brightness) of white (displayed by a spray twist arrangement state) and black (display by a reverse twist arrangement state), that is, gray.

도 6c는 그레이 표시(중간조 표시)되어 있는 부분을 포함한 영역의 현미경 사진이다. 그레이 표시부분에는, 미시적으로는, 흑색 표시부분(리버스 트위스트 배열상태 부분)과 흰색 표시부분(스프레이 트위스트 배열상태 부분)이 스트라이프 형상으로 배치되어 있다. 전극(12a)과 전극(12c, 12d)의 사이에 전압을 인가하는 것으로, 흑색 표시(리버스 트위스트 배열상태)로 천이 한 것은, 평면에서 보아, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분 배치 영역 혹은 즐치부분의 폭보다 조금 넓은 영역이었다. 그 외의 영역은, 흰색 표시(스프레이 트위스트 배열상태)가 유지되었다. 현미경 관찰에 의하면, 흑색 표시부분과 흰색 표시부분이 스트라이프(stripe) 형상으로 배치되어 있지만, 육안으로 보아 흑색과 흰색 스트라이프는 관찰되지 않고, 자연스러운 그레이 표시가 된다. 이것은 흑색 표시부분과 흰색 표시부분의 스트라이프 형상 분포가, 인간의 눈의 분해가능 이상의 세밀도를 가지고 있기 때문이라고 생각할 수 있다.Fig. 6C is a photomicrograph of an area including a portion marked with gray (medium-tone display). On the gray display portion, microscopically, a black display portion (reverse twist arrangement state portion) and a white display portion (spray twist arrangement state portion) are arranged in a stripe shape. When a voltage is applied between the electrodes 12a and 12c and 12d, and the transition to the black display (reverse twist arrangement state) is seen from a plane, the first and second zlzzle electrodes 12c and 12d are It was the area where the chin section was arranged or slightly wider than the width of the chin section. In the other areas, a white display (spray twist arrangement state) was maintained. According to microscopic observation, the black display portion and the white display portion are arranged in a stripe shape, but visually, the black and white stripes are not observed, resulting in a natural gray display. It can be considered that this is because the stripe-shaped distribution of the black display portion and the white display portion has a finer detail than the resolution of the human eye.

그리고 도 6a~도 6c의 사진에 나타낸 예에 있어서는, 라인/스페이스가 20μm/20μm 이었지만, 50μm~100μm/50μm~100μm정도 이하이면, 육안으로 보아 자연스러운 그레이 표시가 관찰된다.In the example shown in the photographs of Figs. 6A to 6C, the line / space was 20 µm / 20 µm, but if it is about 50 µm to 100 µm / 50 µm to 100 µm or less, natural gray display is observed with the naked eye.

본 발명의 발명자들은, 리버스 트위스트 배열상태에 의한 흑색표시, 스프레이 트위스트 배열상태에 의한 흰색표시, 및, 그레이 표시(리버스 트위스트 배열상태가 되는 영역과 스프레이 트위스트 배열상태가 되는 영역을 1화소 중에 공존, 혼재시키는 것에 의한 표시)가, 별도 전압을 인가하지 않는 한, 그대로의 상태로 보지(메모리)되어 있던 것을 확인했다.The inventors of the present invention, the black display by the reverse twist arrangement state, the white display by the spray twist arrangement state, and the gray display (area in the reverse twist arrangement state and the area in the spray twist arrangement state coexist in one pixel, It was confirmed that the display by mixing) was retained (memory) in the same state unless a voltage was separately applied.

제1의 실시예에 의한 액정표시소자는, 액정분자의 배열상태가 리버스 트위스트 배열상태 및 스프레이 트위스트 배열상태의 쌍방에서 안정인, 배열상태의 쌍안정성을 가지는 액정표시소자이며, 또, 중간조 표시에 의해 다양한 표시가 가능한 액정표시소자이다.The liquid crystal display device according to the first embodiment is a liquid crystal display device having bistable stability in an array state in which the arrangement state of liquid crystal molecules is stable in both the reverse twist arrangement state and the spray twist arrangement state. It is a liquid crystal display device capable of various displays.

본 발명의 발명자들은, 라인/스페이스가 20μm/20μm, 셀 두께 4μm의 실시예에 대해, 라인/스페이스가 20μm/20μm, 셀 두께 10μm의 참고예에 의한 액정표시소자를 제작하여, 같은 실험을 실시했다. 참고예에 의한 액정표시소자의 상측베타전극과 제1, 제2즐치전극의 사이에 전압을 인가했는데, 제1의 실시예와는 달리, 그레이 표시를 얻을 수 없었다. 현미경으로 관찰했는데, 제1, 제2즐치전극 상방의 액정분자 뿐만 아니라, 양 즐치전극간의 영역상방의 액정분자도 리버스 트위스트 배열상태로 천이하고 있는 것이 확인되었다.The inventors of the present invention produced the liquid crystal display device according to the reference example of 20 μm / 20 μm line / space and 10 μm cell thickness for an embodiment having a line / space of 20 μm / 20 μm and a cell thickness of 4 μm, and conducted the same experiment. did. A voltage was applied between the upper beta electrode and the first and second zell electrodes of the liquid crystal display device according to the reference example, but unlike the first embodiment, a gray display could not be obtained. When observed under a microscope, it was confirmed that not only the liquid crystal molecules above the first and second zlatched electrodes, but also the liquid crystal molecules above the region between both zlatched electrodes are transitioning in a reverse twist arrangement.

참고예에 대한 실험으로부터, 라인/스페이스의 사이즈와 셀 두께가 어느 조건을 충족시킬 때 그레이 표시(중간조 표시)가 실현된다고 생각할 수 있다. 본 발명의 발명자들은, 심층 연구의 결과, 중간조 표시의 실현 조건이, 기본적으로 라인 사이즈{제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분의 전극폭}에는 의존하지 않고, 스페이스 사이즈(엇갈리게 배치된 제1, 제2즐치전극의 즐치부분사이의 거리)와 셀 두께와의 관계가, 중간조 표시의 실현에 중요한 것을 찾아냈다. 셀 두께d가 10μm 미만의 경우에는 중간조 표시를 얻을 수 있었던 것으로부터, 즐치(빗살)형상 전극의 스페이스 사이즈 s가, 아래 식(1)From the experiment on the reference example, it can be considered that gray display (medium tone display) is realized when the size of the line / space and the cell thickness satisfy certain conditions. As a result of the in-depth study, the inventors of the present invention do not substantially depend on the line size (electrode width of the chisel portion of the first and second chisel electrodes 12c and 12d) and the space size, as a result of in-depth study. It has been found that the relationship between the (distance between the jazz portions of the first and second jazz electrodes arranged alternately) and the cell thickness is important for realizing halftone display. When the cell thickness d was less than 10 μm, since the halftone display was obtained, the space size s of the zest-shaped electrode was expressed by the following equation (1).

s>2×d ··(1)s > 2 × d ·· (1)

를 만족할 때, 중간조 표시가 가능하다고 말할 수 있을 것이다.When satisfied, it may be said that halftone display is possible.

제1의 실시예에 대해서는, 상측 베타전극(12a)과 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 사이에 전압을 인가하고, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d) 상방의 액정층(15)에 종 전계를 부가하고, 그 위치의 액정분자를 리버스 트위스트 배열상태로 천이시켰지만, 상측 베타전극(12a)과 제1즐치전극(12c)의 사이에만, 혹은 상측베타전극(12a)과 제2즐치전극(12d)의 사이에만, 반응을 일으키는 최소물리량 전압 이상의 교류전압을 인가해도 중간조 표시를 실현할 수 있다.For the first embodiment, a voltage is applied between the upper beta electrodes 12a and the first and second slur electrodes 12c and 12d, and the liquid crystal above the first and second slur electrodes 12c and 12d is applied. A vertical electric field was added to the layer 15, and the liquid crystal molecules at that position were shifted to a reverse twisted arrangement, but only between the upper beta electrode 12a and the first zell electrode 12c, or the upper beta electrode 12a It is possible to realize halftone display even if an AC voltage equal to or greater than the minimum physical quantity voltage causing the reaction is applied only between the and the second zell electrode 12d.

상측 베타전극(12a)과 제1즐치전극(12c)의 사이에 전압을 인가했을 경우, 제1즐치전극(12c) 상방의 액정층(15)에 종 전계가 부가되어 그 위치의 액정분자가 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이한다. 상측 베타전극(12a)과 제2즐치전극(12d)의 사이에 전압을 인가했을 경우, 제2즐치전극(12d) 상방의 액정층(15)에 종 전계가 부가되고, 그 위치의 액정분자가 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이한다.When a voltage is applied between the upper beta electrode 12a and the first zell electrode 12c, a vertical electric field is added to the liquid crystal layer 15 above the first zell electrode 12c to spray the liquid crystal molecule at that position. Transition from the twist arrangement state to the reverse twist arrangement state. When a voltage is applied between the upper beta electrode 12a and the second slit electrode 12d, a vertical electric field is added to the liquid crystal layer 15 above the second slit electrode 12d, and the liquid crystal molecule at that position Transition from the spray twist arrangement to the reverse twist arrangement.

또 실시예에 있어서는, 라인/스페이스가 20μm/20μm(라인:스페이스=1:1)이기 위해, 예를 들어 흰색표시(화소영역의 모든 액정분자가 스프레이 트위스트 배열상태) 시의 투과율을 100%, 흑색표시(화소영역의 모든 액정분자가 리버스 트위스트 배열상태) 시의 투과율을 0%로 했을 때, 투과율이 약 50%가 되는 그레이 표시를 얻을 수 있지만, 라인/스페이스의 비율을 조정하는 것으로써, 중간조 표시의 색조(밝기) 레벨을 변경하는 것도 가능하다. 라인 및 스페이스의 사이즈는, 식(1)의 조건에서, 임의에 선택할 수 있다.In the embodiment, the line / space is 20 µm / 20 µm (line: space = 1: 1), for example, 100% transmittance at the time of white display (all liquid crystal molecules in the pixel region are spray twisted). When the transmittance at the time of black display (all liquid crystal molecules in the pixel region is reverse twisted arrangement) is 0%, a gray display with a transmittance of about 50% can be obtained, but by adjusting the line / space ratio, It is also possible to change the hue (brightness) level of the halftone display. The size of the line and space can be arbitrarily selected under the condition of equation (1).

도 7에, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 형성 태양의 다른 예(변형예)를 나타낸다. 본 도면에는, 제1즐치전극(12c)의 라인 사이즈(즐치부분의 전극폭)를 20μm, 제2즐치전극(12d)의 그것을 40μm, 양전극(12c, 12d)의 스페이스 사이즈를 10μm로 하여 형성한 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)을 나타냈다. 즉, 전극(12c)의 라인 사이즈:전극(12d)의 라인 사이즈:스페이스 사이즈=2:4:1이다.Fig. 7 shows another example (modification example) of the formation mode of the first and second zell electrodes 12c and 12d. In this figure, the line size (electrode width of the slit part) of the first zell electrode 12c is 20 µm, that of the second slit electrode 12d is 40 µm, and the space size of the positive electrodes 12c, 12d is 10 µm. The first and second zell electrodes 12c and 12d are shown. That is, the line size of the electrode 12c: The line size of the electrode 12d: The space size = 2: 4: 1.

이와 같이 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)을 형성했을 경우, 상측베타전극(12a)과 제1즐치전극(12c)의 사이에, 최소물리량 전압 이상의 전압을 인가하면, 제1즐치전극(12c) 상방의 액정층(15)에 종 전계가 발생하고, 그 위치의 액정분자가 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이한다. 이 때문에, 이 전압인가태양에 있어서는, 투과율이 약 25%의 중간조 표시가 실현된다.When the first and second swell electrodes 12c and 12d are formed as described above, when a voltage equal to or greater than the minimum physical quantity voltage is applied between the upper beta electrode 12a and the first swell electrode 12c, the first swell electrode (12c) A vertical electric field is generated in the upper liquid crystal layer 15, and the liquid crystal molecules at the position transition from the spray twist arrangement state to the reverse twist arrangement state. For this reason, in this voltage application mode, halftone display with a transmittance of about 25% is realized.

또, 상측베타전극(12a)과 제2즐치전극(12d)의 사이에 반응을 일으키는 최소 물리량 전압이상의 전압을 인가하면, 제2즐치전극(12d) 상방의 액정층(15)에 종 전계가 발생하고, 그 위치의 액정분자가 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태에 천이하기 위한, 투과율이 약 50%의 중간조 표시가 실현된다.In addition, when a voltage equal to or greater than the minimum physical quantity voltage causing a reaction is applied between the upper beta electrode 12a and the second zell electrode 12d, a vertical electric field is generated in the liquid crystal layer 15 above the second zell electrode 12d. Then, a halftone display with a transmittance of about 50% is realized for the liquid crystal molecules at that position to transition from the spray twist arrangement state to the reverse twist arrangement state.

또한, 상측베타전극(12a)과 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 사이에, 반응을 일으키는 최소물리량 전압 이상의 전압을 인가하면, 제1및 제2즐치전극(12c, 12d) 상방의 액정층(15)에 종 전계가 발생하고, 그 위치의 액정분자가 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이하여, 투과율이 약 75%의 중간조 표시가 실현된다.In addition, when a voltage equal to or greater than the minimum physical quantity voltage causing a reaction is applied between the upper beta electrode 12a and the first and second zell electrodes 12c and 12d, the first and second zell electrodes 12c and 12d are upward. A vertical electric field is generated in the liquid crystal layer 15 of the liquid crystal, and the liquid crystal molecules at the position transition from the spray twist arrangement state to the reverse twist arrangement state, thereby achieving a halftone display with a transmittance of about 75%.

이러한 중간조 표시와, 액정층(15)(화소영역) 전체의 액정분자가 스프레이 트위스트 배열상태일 때의 흰색 표시, 및, 액정층(15)(화소영역) 전체의 액정분자가 리버스 트위스트 배열상태일 때의 흑색표시에 추가하여, 변형예에 의한 액정표시소자에 있어서는, 투과율이 균등한 비율로(비례적으로) 변화하는, 5계조(階調)의 표시를 실현할 수 있다.Such a halftone display, white display when the liquid crystal molecules of the entire liquid crystal layer 15 (pixel region) are in a spray twist arrangement state, and liquid crystal molecules of the entire liquid crystal layer 15 (pixel region) are in a reverse twist arrangement state. In addition to the black display at the time, in the liquid crystal display device according to the modification, it is possible to realize a display of five gradations in which the transmittance changes (proportionally) at an equal ratio.

변형예에 의한 액정표시소자는, 제1및 제2즐치전극(12c, 12d)의 라인 사이즈가 서로 다른 점에 특징을 가진다. 또한, 균등한 비율로 투과율이 변경 가능하도록, 각 전극(12c, 12d)의 라인 사이즈와 스페이스 사이즈를 고안하고 있는 점에 특징을 가진다. 변형예에 의한 액정표시소자에 의하면, 제1의 실시예에 의한 액정표시소자에 비교하여, 한층 다양한 표시를 실시할 수 있다.The liquid crystal display device according to the modified example has a feature in that the line sizes of the first and second zell electrodes 12c and 12d are different. In addition, it has a feature in that the line size and space size of each electrode 12c, 12d are devised so that the transmittance can be changed at an equal ratio. According to the liquid crystal display element according to the modified example, it is possible to perform more various displays than the liquid crystal display element according to the first embodiment.

여기까지의 설명에 있어서는, 스프레이 트위스트 배열상태인 액정층(15)(화소영역)의 일부에 종 전계를 발생시켜 중간조 표시를 실시했지만, 예를 들어 제1의 실시예 및 변형예에 의한 액정표시소자에 대해, 도 3d를 참조해 설명한 IPS 모드로 액정층(15)(화소영역)의 일부에 횡 전계를 일으키게 하고, 중간조 표시를 실시하는 것도 가능하다. 예를 들어 액정층(15)(화소영역) 전체의 액정분자가 리버스 트위스트 배열상태인 경우에, 제1즐치전극(12c)과 제2즐치전극(12d)의 사이에 교류전압을 인가하면, 양 전극(12c, 12d)의 즐치부분사이의 영역 및 그 상방에게 횡 전계가 발생하고, 그 위치의 액정층(15)의 액정분자가 스프레이 트위스트 배열상태로 천이해 중간조 표시를 한다.In the description so far, half-tone display was performed by generating a vertical electric field in a part of the liquid crystal layer 15 (pixel region) in a spray twist arrangement state, but, for example, liquid crystal according to the first embodiment and the modified example For the display element, it is also possible to cause a transverse electric field in a part of the liquid crystal layer 15 (pixel region) in the IPS mode described with reference to FIG. 3D, and to perform halftone display. For example, in the case where the liquid crystal molecules of the entire liquid crystal layer 15 (pixel region) are in a reverse twist arrangement state, when an AC voltage is applied between the first zell electrode 12c and the second zell electrode 12d, positive A transverse electric field is generated in the region between the chisel portions of the electrodes 12c and 12d and above, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 at the position transition to a spray twist arrangement state to display halftone.

예를 들어 액정층(15)의 액정분자가 리버스 트위스트 배열상태인 제1의 실시예에 의한 액정표시소자에 IPS 모드에서 횡 전계를 부가{제1, 제2즐치전극(12c, 12d)사이에 교류전압을 인가}했을 때에 얻을 수 있는 중간조 표시의 색조(밝기)는, 스프레이 트위스트 배열상태인 액정층(15)(화소영역)의 일부에 종 전계를 부가{상측베타전극(12a)과, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 사이에 교류전압을 인가}해 행한 중간조 표시의 그것과 대략 같고, 흑색표시시의 투과율을 0%로 하고, 흰색 표시시의 투과율을 100%로 했을 때의 투과율이 약 50%가 된다.For example, a lateral electric field is added in the IPS mode to the liquid crystal display device according to the first embodiment in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 are in a reverse twist arrangement state (between the first and second zell electrodes 12c and 12d). The color tone (brightness) of the halftone display obtained when AC voltage is applied is added to the partial electric field of the liquid crystal layer 15 (pixel region) in the spray twist arrangement state (upper beta electrode 12a), It is roughly the same as that of the halftone display performed by applying an AC voltage between the first and second zell electrodes 12c and 12d, the transmittance at the time of black display is 0%, and the transmittance at the time of white display is 100%. The transmittance at the time of is about 50%.

또, 도 3e를 참조해 설명한 태양의 전계를 부가해 리버스 트위스트 배열상태의 액정층(15)(화소영역)의 일부를 스프레이 트위스트 배열상태로 천이시키고, 중간조 표시를 실시하는 것도 가능하다. 도 3e에 나타내는 태양의 경우, 제1즐치전극(12c)의 즐치부분 형성 영역 및 그 근방 상방의 액정층(15)의 액정분자를 스프레이 트위스트 배열상태로 천이시켜, 중간조 표시를 실현한다.It is also possible to shift a part of the liquid crystal layer 15 (pixel region) in the reverse twist arrangement state to the spray twist arrangement state by adding the electric field of the sun described with reference to FIG. 3E, and to perform halftone display. In the case of the aspect shown in Fig. 3E, the region for forming the chisel portion of the first zell electrode 12c and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 in the vicinity thereof are shifted to a spray twist arrangement to realize halftone display.

액정층(15)(화소영역)의 일부에 횡 전계를 발생시키고, 그 영역의 액정분자를 리버스 트위스트 배열상태로부터 스프레이 트위스트 배열상태로 천이시키는 방법에 의하면, 전기 식(1)의 관계가 만족되지 않은 경우에도, 중간조 표시를 얻는 것이 가능하다. 이 때문에, 액정층(15)(화소영역)의 일부에 횡 전계를 발생시키고, 그 영역의 액정분자를 리버스 트위스트 배열상태로부터 스프레이 트위스트 배열상태로 천이시키는 구동방법은, 액정층(15)(화소영역)의 일부에 종 전계를 발생시키고, 그 영역의 액정분자를 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이시키는 구동방법보다, 범용성이 높은 구동방법(표시변환방법)이라고도 말할 수 있다. 다만 종 전계를 이용하는 전기 변형예의 경우는 5계조 표시를 실시할 수 있지만, 횡 전계를 이용하는 경우는, 예를 들어 3계조 표시까지밖에 실시할 수 없다.According to a method of generating a lateral electric field in a part of the liquid crystal layer 15 (pixel region) and shifting the liquid crystal molecules in the region from the reverse twist arrangement state to the spray twist arrangement state, the relationship of the electric expression (1) is not satisfied. Even if it is not, it is possible to obtain a halftone display. For this reason, the driving method for generating a transverse electric field in a part of the liquid crystal layer 15 (pixel region) and shifting the liquid crystal molecules in the region from the reverse twist arrangement state to the spray twist arrangement state is described in the liquid crystal layer 15 (pixels). It can also be said that the driving method (display conversion method) is more versatile than the driving method in which a longitudinal electric field is generated in a part of the region) and the liquid crystal molecules in the region are shifted from the spray twist arrangement state to the reverse twist arrangement state. However, in the case of an electric modification using a vertical electric field, it is possible to display 5 gradations, but when using a lateral electric field, only 3 gradations can be displayed, for example.

전술과 같이, 실시예에 의한 액정표시소자는, 액정분자의 배열상태가 리버스 트위스트 배열상태 및 스프레이 트위스트 배열상태의 쌍방에서 안정된, 메모리성을 가지는 액정표시소자이다. 쌍안정성을 이용해 디스플레이에 응용할 수 있고, 그 경우, 메모리성을 이용한 구동이 가능하다. 예를 들어 도트매트릭스(dot matrices) 표시를 실시하는 경우, 라인마다 표시의 고쳐쓰기를 실시하면 좋고, 흰색 표시를 하고 싶은 화소에는 횡 전계를 부가하고, 흑색표시를 하고 싶은 화소에는 종 전계를 부가한다. 또 중간조 표시를 실시하고 싶은 화소에는, 액정층(화소영역)의 일부에 종 전계 또는 횡 전계를 부가한다. 여러가지 구동방법을 생각할 수 있다. 이하, 제2의 실시예로서 XY전극을 사용한 매트릭스 표시를 실시하는 액정표시장치에 대해 설명한다.As described above, the liquid crystal display device according to the embodiment is a liquid crystal display device having a memory property in which the arrangement state of liquid crystal molecules is stable in both the reverse twist arrangement state and the spray twist arrangement state. It can be applied to a display using bi-stability, and in that case, it is possible to drive using memory. For example, in the case of dot matrices display, it is good to rewrite the display for each line, and a horizontal electric field is added to a pixel to display white, and a vertical electric field is added to a pixel to display black. do. In addition, a vertical electric field or a horizontal electric field is added to a part of the liquid crystal layer (pixel region) to the pixel for which halftone display is to be performed. Various driving methods can be considered. Hereinafter, a liquid crystal display device that performs matrix display using an XY electrode as a second embodiment will be described.

도 8a는, 제2의 실시예에 의한 액정표시장치를 나타내는 모식도이며, 도 8b는, 화소부(34)의 전극 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.8A is a schematic view showing a liquid crystal display device according to a second embodiment, and FIG. 8B is a schematic plan view showing the electrode structure of the pixel portion 34.

제2의 실시예에 의한 액정표시장치는, 복수의 화소부(34)를 매트릭스 형상으로 배열하여 구성되는 단순 매트릭스형의 액정표시장치이며, 각 화소부(34)로서 제1의 실시예에 의한 액정표시소자와 같은 화소구성이 이용되어 있다. 구체적으로는, 제2의 실시예에 의한 액정표시장치는, X방향으로 뻗은 m개의 제어선 B1~Bm와, 이러한 제어선 B1~Bm에 대해서 제어신호를 주는 드라이버(31)와, 각각이 제어선 B1~Bm와 교차해 Y방향으로 뻗은 n개의 제어선 A1~An와, 이러한 제어선 A1~An에 대해서 제어신호를 주는 드라이버(32)와, 각각이 제어선 B1~Bm와 교차해 Y방향으로 뻗은 n개의 제어선 C1~Cn 및 D1~Dn와, 이러한 제어선 C1~Cn 및 D1~Dn에 대해서 제어신호를 주는 드라이버(33)와, 제어선 B1~Bm와 제어선 A1~An와의 각 교점 영역에 획정된 화소부(34)를 포함하여 구성된다.The liquid crystal display device according to the second embodiment is a simple matrix type liquid crystal display device configured by arranging a plurality of pixel parts 34 in a matrix shape, and as each pixel part 34, according to the first embodiment The same pixel configuration as the liquid crystal display element is used. Specifically, in the liquid crystal display device according to the second embodiment, m control lines B1 to Bm extending in the X direction, drivers 31 that give control signals to these control lines B1 to Bm, and each are controlled. N control lines A1 to An extending in the Y direction crossing the lines B1 to Bm, a driver 32 that gives a control signal to these control lines A1 to An, and each Y crossing the control lines B1 to Bm N control lines C1 to Cn and D1 to Dn, and a driver 33 that gives a control signal to these control lines C1 to Cn and D1 to Dn, and each of the control lines B1 to Bm and the control lines A1 to An It comprises a pixel portion 34 defined in the intersection area.

각 제어선 B1~Bm, A1~An, C1~Cn 및 D1~Dn는, 예를 들어 스트라이프 형상으로 형성된 ITO 등의 투명도전막으로부터 된다. 제어선 B1~Bm와 A1~An가 교차하는 부분이 상측베타전극(12a) 및 하측베타전극(12b)으로서 기능한다(도 8b참조). 또, 제어선 C1~Cn에 대해서는, 각 화소부(34)에 상당하는 영역에 설치된, 제1즐치전극(12c)의 즐치부분과 접속되어 있다. 마찬가지로 제어선 D1~Dn에 대해서는, 각 화소부(34)에 상당하는 영역에 설치된, 제2즐치전극(12d)의 즐치부분과 접속되어 있다.Each of the control lines B1 to Bm, A1 to An, C1 to Cn, and D1 to Dn is made of, for example, a transparent conductive film such as ITO formed in a stripe shape. The intersection of the control lines B1 to Bm and A1 to An functions as the upper beta electrode 12a and the lower beta electrode 12b (see FIG. 8B). In addition, the control lines C1 to Cn are connected to a slit portion of the first slit electrode 12c, which is provided in an area corresponding to each pixel portion 34. Similarly, the control lines D1 to Dn are connected to the slit portions of the second slit electrodes 12d provided in regions corresponding to the respective pixel portions 34.

제2의 실시예에 의한 액정표시장치의 구동방법의 일례로서 제어선 B1, B2, B3,··와 라인마다 표시 바꿔 쓰기를 실시하는 방법{선(線)순차구동법}에 대해 설명한다. 이 경우, 예를 들어 상대적으로 밝은 표시(흰색표시에 가깝게 되는 표시)로 하고 싶은 화소부(34)에는 횡 전계를 인가하고, 상대적으로 어두운 표시(흑색표시에 가깝게 되는 표시)로 하고 싶은 화소부(34)에는 종 전계를 인가한다.As an example of the driving method of the liquid crystal display device according to the second embodiment, a method of performing display switching for each control line B1, B2, B3, ... and lines (line sequential driving method) will be described. In this case, for example, a lateral electric field is applied to the pixel portion 34 that is desired to be a relatively bright display (display that approximates a white display), and a pixel portion that is desired to be a relatively dark display (display that is close to a black display). A vertical electric field is applied to (34).

일례로서 흑색표시 또는 흰색표시를 실시하는 경우는, 제어선 B1에는 배향 상태의 천이가 생기지 않는 정도의 구형파전압(예를 들어 1.5 V정도로 150 Hz)을 인가하고, 제어선 A1~An, C1~Cn 및 D1~Dn에는 그것과 동기(同期)하고, 혹은 반주기 어긋난, 역치(??値, threshold value), 즉 반응을 일으키는 최소 물리량의 전압 정도의 구형파 전압(예를 들어 1.5 V정도로 150 Hz)을 인가한다.As an example, in the case of performing black display or white display, a square wave voltage (for example, 150 Hz at about 1.5 V) is applied to the control line B1 to the extent that no oriented transition occurs, and the control lines A1 to An, C1 to For Cn and D1 to Dn, a square wave voltage (for example, 150 Hz at about 1.5 V) that is synchronous with it or shifted by a half period, that is, a threshold value, that is, a voltage of the minimum physical quantity causing the reaction. Is approved.

상세하게는, 제어선 A1~An 가운데, 흑색표시로 하고 싶은 화소부(34)에 대응하는 제어선에는, 제어선 B1에 인가한 구형파 전압과 반주기 어긋난 구형파 전압을 인가한다. 이 때 제어선 C1~Cn 및 D1~Dn에는 전압을 인가하지 않는다. 그것에 의해, 화소부(34)에는 실효적으로 3.0 V정도의 전압이 인가되어 종 전계가 부가된다. 이 전압이 포화전압 이상이라고 하면, 액정층(15)에 배향상태의 천이(리버스 트위스트 배열상태로의 천이)를 일으키게 해 해당 화소부(34)의 광투과율을 변화시킬 수 있다.Specifically, among the control lines A1 to An, a square wave voltage shifted by a half-cycle from the square wave voltage applied to the control line B1 is applied to the control line corresponding to the pixel portion 34 to be displayed in black. At this time, no voltage is applied to the control lines C1 to Cn and D1 to Dn. Thereby, a voltage of about 3.0 V is effectively applied to the pixel portion 34, and a vertical electric field is added. When the voltage is equal to or higher than the saturation voltage, the liquid crystal layer 15 causes an alignment state transition (a transition to a reverse twist arrangement state), thereby changing the light transmittance of the pixel portion 34.

한편, 제어선 A1~An 가운데, 표시를 변화시킬 필요가 없는 화소부(34)에 대응하는 제어선에는, 제어선 B1에 인가되는 구형파 전압과 동기 한 구형파 전압을 인가한다. 이 때도 제어선 C1~Cn 및 D1~Dn에는 전압을 인가하지 않는다. 그것에 의해, 해당 화소부(34)에서는 실효적으로 전압이 인가되어 있지 않은 상태가 된다. 따라서, 액정층(15)에는 배향 상태의 천이가 생기지 않고, 광투과율이 변화하지 않는다.On the other hand, of the control lines A1 to An, a square wave voltage synchronized with the square wave voltage applied to the control line B1 is applied to the control line corresponding to the pixel portion 34 that does not need to change the display. Also at this time, no voltage is applied to the control lines C1 to Cn and D1 to Dn. Thereby, a voltage is not effectively applied to the pixel portion 34. Therefore, the alignment state transition does not occur in the liquid crystal layer 15, and the light transmittance does not change.

또, 제어선 C1~Cn 및 D1~Dn 가운데, 흰색표시로 하고 싶은 화소부(34)에 대응하는 제어선에는, 제어선 B1에 인가한 구형파 전압과 반주기 어긋난 구형파 전압을 인가한다. 이 때 제어선 A1~An에는 전압을 인가하지 않는다. 그것에 의해, 화소부(34)에는 실효적으로 3.0 V정도의 전압이 인가되어 횡 전계가 부가된다. 이 전압이 포화 전압 이상이라고 하면, 액정층(15)에 배향 상태의 천이(스프레이 트위스트 배열상태로의 천이)를 일으키게 해 해당 화소부(34)의 광투과율을 변화시킬 수 있다.Further, among the control lines C1 to Cn and D1 to Dn, a square wave voltage shifted by a half-cycle from the square wave voltage applied to the control line B1 is applied to the control line corresponding to the pixel portion 34 to be displayed in white. At this time, no voltage is applied to the control lines A1 to An. Thereby, a voltage of about 3.0 V is effectively applied to the pixel portion 34, and a lateral electric field is added. When the voltage is equal to or higher than the saturation voltage, the liquid crystal layer 15 causes an alignment state transition (transition to a spray twist arrangement state), whereby the light transmittance of the pixel portion 34 can be changed.

한편, 제어선 C1~Cn 및 D1~Dn 가운데, 표시를 변화시킬 필요가 없는 화소부(34)에 대응하는 제어선에는, 제어선 B1에 인가되는 구형파 전압과 동기 한 구형파 전압을 인가한다. 이 때도 제어선 A1~An에는 전압을 인가하지 않는다. 그것에 의해, 해당 화소부(34)에서는 실효적으로 전압이 인가되어 있지 않은 상태가 된다. 따라서 액정층(15)에는 배향 상태의 천이가 생기지 않고, 광투과율이 변화하지 않는다.On the other hand, of the control lines C1 to Cn and D1 to Dn, a square wave voltage synchronized with the square wave voltage applied to the control line B1 is applied to the control line corresponding to the pixel portion 34 that does not need to change the display. Even at this time, no voltage is applied to the control lines A1 to An. Thereby, a voltage is not effectively applied to the pixel portion 34. Therefore, the liquid crystal layer 15 does not have a transition in the alignment state, and the light transmittance does not change.

또한, 그레이 표시(중간조 표시)를 실시하는 경우는, 일례로서 흑색표시를 실시하고 있는(리버스 트위스트 배열상태이다) 화소부(34)에 대해서, 제어선 B1에는 배향 상태의 천이가 생기지 않는 정도의 구형파 전압(예를 들어 1.5V정도로 150Hz)을 인가해, 제어선C1~Cn에는 그것과 동기 해, 혹은 반주기 어긋난 반응을 일으키는 역치전압 정도의 구형파 전압(예를 들어 1.5 V정도로 150 Hz)을 인가한다.In the case where gray display (intermediate tone display) is performed, the degree to which the transition of the alignment state does not occur in the control line B1 with respect to the pixel portion 34 that performs black display (in the reverse twist arrangement state) as an example. A square wave voltage (for example, 150 Hz at about 1.5 V) is applied, and a square wave voltage (for example, 150 Hz at about 1.5 V) is applied to the control lines C1 to Cn in synchronization with it or causing a half-cycle shifted reaction. Approve.

상세하게는, 제어선 C1~Cn 가운데, 그레이 표시로 하고 싶은 화소부(34)에 대응하는 제어선에는, 제어선 B1에 인가한 구형파 전압과 반주기 어긋난 구형파 전압을 인가한다. 이 때 제어선 A1~An 및 D1~Dn에는 전압을 인가하지 않는다. 그것에 의해, 화소부(34) 가운데, 제1즐치전극(12c)의 즐치부분 및 그 근방 상방의 액정분자에는 실효적으로 3.0V정도의 전압이 인가되어 횡 전계가 부가된다. 이 전압이 포화전압 이상이라고 하면, 해당 영역의 액정분자에 배열상태의 천이(스프레이 트위스트 배열상태로의 천이)를 일으키게 해 해당영역{화소부(34)의 약 반의 영역}의 광투과율을 변화시킬 수 있다.Specifically, among the control lines C1 to Cn, a square wave voltage shifted by a half-cycle from the square wave voltage applied to the control line B1 is applied to the control line corresponding to the pixel portion 34 to be grayed out. At this time, no voltage is applied to the control lines A1 to An and D1 to Dn. Thereby, a voltage of about 3.0 V is effectively applied to the zest portion of the first zell electrode 12c and the liquid crystal molecules in the vicinity of the pixel portion 34, and a lateral electric field is added. If this voltage is equal to or higher than the saturation voltage, the liquid crystal molecules in the corresponding region cause an array state transition (a transition to a spray twist arrangement state) to change the light transmittance of the corresponding region (a region of about half of the pixel portion 34). You can.

한편, 제어선 C1~Cn 가운데, 표시를 변화시킬 필요가 없는 화소부(34)에 대응하는 제어선에는, 제어선 B1에 인가되는 구형파전압과 동기한 구형파 전압을 인가한다. 이 때도 제어선 A1~An 및 D1~Dn에는 전압을 인가하지 않는다. 그것에 의해, 해당 화소부(34)에서는 실효적으로 전압이 인가되어 있지 않은 상태가 된다. 따라서 액정층(15)에는 배향 상태의 천이가 생기지 않고, 광투과율이 변화하지 않는다.On the other hand, of the control lines C1 to Cn, a square wave voltage synchronized with the square wave voltage applied to the control line B1 is applied to the control line corresponding to the pixel portion 34 that does not need to change the display. Also at this time, no voltage is applied to the control lines A1 to An and D1 to Dn. Thereby, a voltage is not effectively applied to the pixel portion 34. Therefore, the liquid crystal layer 15 does not have a transition in the alignment state, and the light transmittance does not change.

그리고, 제어선 B1와 제어선 C1~Cn에 동기하거나, 혹은 반주기 어긋난 전압을 인가하는 예를 나타냈지만, 제어선 B1와 제어선 D1~Dn에 동기하거나, 혹은 반주기 어긋난 전압을 인가해도 괜찮다.In addition, although an example in which the voltage is synchronized with the control lines B1 and the control lines C1 to Cn, or a half-cycle shift is applied, it may be synchronized with the control lines B1 and the control lines D1 to Dn, or a voltage with a half-cycle shift may be applied.

이상과 같은 구동을 제어선 B2, B3,··와 차례차례 실행해 나가는 것으로 도트매트릭스 표시가 가능해진다. 이러한 구동에 의해 바꿔쓰기 된 표시상태는 반영구적으로 보지하는 것이 가능하다. 이 표시를 바꿔 쓰려면 다시 제어선 B1로부터 상기의 제어를 실행하면 된다.The dot matrix display can be performed by performing the above-described driving sequentially with the control lines B2, B3, .... It is possible to hold the display state changed by such driving semi-permanently. In order to change this display, the above control can be performed again from the control line B1.

그리고 C1~Cn 혹은 D1~Dn의 전극 폭이나, 인가하는 전압의 주기를 바꾸는 것으로, 더욱 섬세한 중간조 표시도 가능하다.Further, by changing the electrode width of C1 to Cn or D1 to Dn or the period of the applied voltage, more detailed halftone display is possible.

또한, 여기에서는 즐치전극의 전극폭이 균일한 경우에 대해 말했지만, 장소에 따라 전극폭이 차이가 나도 괜찮다. 전극폭이 균일한 경우, 얻을 수 있는 중간조 표시의 농담(濃淡)의 패턴에 의해 무아레(Moire) 모양이 보이는 일이 있지만, 그것을 저감 시키는 것이 가능하다.In addition, although the case where the electrode width of the zlatch electrode is uniform is described here, it is okay to vary the electrode width depending on the place. When the electrode width is uniform, the moire pattern may be seen by the light-tone pattern of the halftone display that can be obtained, but it is possible to reduce it.

그리고 여기에서는 이른바 단순 매트릭스형의 액정표시장치의 예를 나타냈지만, TFT 등을 이용한 액티브 매트릭스형의 액정표시장치로 하는 것도 가능하다. 액티브 매트릭스형의 액정표시장치의 경우에는 제어선 B1 등의 라인마다 바꿔 쓸 필요가 없어지므로, 바꿔쓰기시간을 단축할 수 있다. 또, 역치에 대해서 예를 들어 2배 이상의 전압의 인가도 가능하게 되기 때문에, 더욱 고속으로 바꿔 쓰기가 가능해진다.In addition, although an example of a so-called simple matrix type liquid crystal display device is shown here, an active matrix type liquid crystal display device using TFT or the like can be used. In the case of the active matrix type liquid crystal display device, it is not necessary to replace each line such as the control line B1, so that the replacement time can be shortened. Moreover, since it is also possible to apply a voltage of twice or more to the threshold, for example, it is possible to switch to a higher speed.

이하, 제3, 제4의 실시예로서 TFT를 이용한 액정표시소자에 대해 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display device using a TFT as a third and fourth embodiment will be described.

도 9a 및 도 9b는, 각각 제3의 실시예에 의한 액정표시소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다. 도 9a는, 도 9b의 9A-9A선에 따르는 단면도이다. 도 9b는, 대략 1화소를 나타내고, X방향, Y방향에 따라서 같은 화소가 다수 형성되어 있다.9A and 9B are schematic cross-sectional and plan views, respectively, showing a liquid crystal display device according to a third embodiment. 9A is a cross-sectional view taken along line 9A-9A in FIG. 9B. 9B shows approximately one pixel, and a plurality of pixels are formed along the X direction and the Y direction.

제3의 실시예에 의한 액정표시소자는, 서로 평행으로 대향 배치된 상측기판(10a), 하측기판(10b), 및 양 기판(10a, 10b)사이에 협지된 트위스트 네마틱 액정층(15)을 포함하여 구성된다.In the liquid crystal display device according to the third embodiment, the twisted nematic liquid crystal layer 15 sandwiched between the upper substrate 10a, the lower substrate 10b, and both the substrates 10a and 10b are disposed opposite to each other in parallel. It is configured to include.

상측기판(10a)은, 상측 투명기판(11a), 상측 투명기판(11a)상에 형성된 공통전극(상측베타전극)(12a), 및 공통전극(12a)상에 형성된 상측배향막(14a)을 포함한다. 하측기판(10b)은, 하측투명기판(11b), 하측투명기판(11b)상에 형성된 하측베타전극(12b), 코먼선(22), 주사선(23), 그것들을 덮도록 하측투명기판(11b)상에 형성된 절연막(13), 절연막(13)상에 형성된 슬릿전극(화소전극)(21), 반도체막(24), 소스전극(25), 드레인전극(26), 및, 그것들을 덮도록 절연막(13)상에 형성된 하측배향막(14b)을 포함한다.The upper substrate 10a includes an upper transparent substrate 11a, a common electrode (upper beta electrode) 12a formed on the upper transparent substrate 11a, and an upper alignment layer 14a formed on the common electrode 12a. do. The lower substrate 10b includes a lower transparent substrate 11b, a lower beta electrode 12b formed on the lower transparent substrate 11b, a common wire 22, a scanning line 23, and a lower transparent substrate 11b to cover them. ), The insulating film 13 formed on the insulating film 13, a slit electrode (pixel electrode) 21, a semiconductor film 24, a source electrode 25, a drain electrode 26, and so as to cover them And a lower alignment layer 14b formed on the insulating film 13.

상측, 하측 투명기판(11a, 11b)은, 서로 대향 배치되는 예를 들어 투명유리 기판이다. 투명한 플라스틱기판이어도 괜찮다. 상측, 하측 배향막(14a, 14b)사이에는, 예를 들어 다수의 스페이서(粒狀體)가 분산해서 배치되어 있고(도시하지 않음), 그러한 스페이서에 의해서 양 기판(11a, 11b)사이의 상호간격이 유지된다.The upper and lower transparent substrates 11a and 11b are, for example, transparent glass substrates disposed to face each other. It may be a transparent plastic substrate. Between the upper and lower alignment films 14a, 14b, for example, a plurality of spacers are dispersedly arranged (not shown), and the space between the two substrates 11a, 11b is spaced by such spacers. This is maintained.

하측베타전극(12b)은, 하측투명기판(11b)의 일면측에 설치되어 있다. 하측베타전극(12b)은, 도 9b에 나타내듯이 예를 들어 대략 구형상(矩形狀)으로 형성되어 있고, 또한 일부가 코먼선(common line)(22)과 전기적으로 접속되어 있다. 하측베타전극(12b)은, ITO 등의 투명도전막을 패터닝 하는 것에 의해서 얻을 수 있다.The lower beta electrode 12b is provided on one side of the lower transparent substrate 11b. The lower beta electrode 12b is formed in a substantially spherical shape, for example, as shown in Fig. 9B, and a part thereof is electrically connected to a common line 22. The lower beta electrode 12b can be obtained by patterning a transparent conductive film such as ITO.

코먼선(22)은, 하측투명기판(11b)의 일면 측에 설치되어 있고, 일방향(도 9b의 Y방향)으로 뻗는다. 코먼선(22)은 하측베타전극(12b)과 접속되어 있고, 코먼선(22)을 개입시켜, 도시하지 않는 전압공급수단으로부터 하측베타전극(12b)에 대해서 소정의 전위가 주어진다. 코먼선(22)은, 예를 들어 알루미늄과 몰리브덴의 적층막 등의 금속막으로 형성된다.The common wire 22 is provided on one side of the lower transparent substrate 11b and extends in one direction (Y direction in Fig. 9B). The common wire 22 is connected to the lower beta electrode 12b, and a predetermined potential is given to the lower beta electrode 12b from a voltage supply means (not shown) through the common wire 22. The common wire 22 is formed of, for example, a metal film such as a laminated film of aluminum and molybdenum.

주사선(23)은, 하측투명기판(11b)의 일면 측에 설치되어 있고, 일방향(도 9b의 Y방향)으로 뻗는다. 도 9b에 나타난 바와 같이, 이 실시예의 주사선(23)은, 코먼선(22)과의 사이에 하측베타전극(12b)을 사이에 두어 배치되어 있다. 주사선(23)은, 예를 들어 알루미늄과 몰리브덴의 적층막 등의 금속막으로 형성된다.The scanning line 23 is provided on one side of the lower transparent substrate 11b and extends in one direction (Y direction in Fig. 9B). As shown in Fig. 9B, the scanning line 23 of this embodiment is disposed with the lower beta electrode 12b interposed between the common line 22. The scanning line 23 is formed of, for example, a metal film such as a laminated film of aluminum and molybdenum.

절연막(13)은, 하측투명기판(11b)의 일면 측에, 하측베타전극(12b), 코먼선(22), 및 주사선(23)을 덮게 설치되어 있다. 절연막(13)으로서는, 예를 들어 질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 혹은 이들의 적층막이 이용된다.The insulating film 13 is provided on one side of the lower transparent substrate 11b to cover the lower beta electrode 12b, the common wire 22, and the scanning line 23. As the insulating film 13, for example, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a laminated film of these is used.

반도체막(24)은, 절연막(13) 위에, 주사선(23)과 중첩 하는 소정위치에 설치되어 있다. 반도체막(24)은, 도 9b에 나타나 있는 바와 같이, 섬(島)형상으로 패터닝 되어 있다. 반도체막(24)으로서는, 예를 들어 아몰퍼스(amorphous) 실리콘막을 이용할 수 있다. 주사선(23)의 반도체막(24)로 겹치는 부분은, TFT의 게이트 전극으로서 기능한다. 또, 절연막(13)의 반도체막(24)과 겹치는 부분은, TFT의 게이트 절연막으로서 기능한다.The semiconductor film 24 is provided on the insulating film 13 at a predetermined position overlapping the scanning line 23. The semiconductor film 24 is patterned in an island shape, as shown in Fig. 9B. As the semiconductor film 24, an amorphous silicon film can be used, for example. The portion of the scanning line 23 overlapping with the semiconductor film 24 functions as a gate electrode of the TFT. The portion overlapping the semiconductor film 24 of the insulating film 13 functions as a gate insulating film of the TFT.

소스전극(25)은, 절연막(13)상의 소정위치에 설치되어 있고, 일부가 반도체막(24)과 접속되어 있다. 이 실시예의 소스전극(25)은, 도 9b에 나타나 있는 바와 같이, 신호선(27)과 일체로 형성되어 있다. 소스전극(25) 및 신호선(27)은, 예를 들어 알루미늄과 몰리브덴의 적층막 등의 금속막으로 형성된다.The source electrode 25 is provided at a predetermined position on the insulating film 13, and part of it is connected to the semiconductor film 24. The source electrode 25 of this embodiment is integrally formed with the signal line 27, as shown in Fig. 9B. The source electrode 25 and the signal line 27 are formed of, for example, a metal film such as a laminated film of aluminum and molybdenum.

드레인 전극(26)은, 절연막(13)상의 소정 위치에 설치되어 있고, 일부가 반도체막(24)과 접속되어 있다. 드레인 전극(26)은, 예를 들어 알루미늄과 몰리브덴의 적층막 등의 금속막으로 형성된다.The drain electrode 26 is provided at a predetermined position on the insulating film 13, and part of it is connected to the semiconductor film 24. The drain electrode 26 is formed of, for example, a metal film such as a laminated film of aluminum and molybdenum.

슬릿 전극(21)은, 절연막(13)위의, 적어도 일부가 하측베타전극(12b)과 중첩 하는 소정위치에 설치되어 있다. 슬릿 전극(21)은, 도 9b에 나타나 있는 바와 같이, 예를 들어 복수의 구형상 슬릿(개구부)(21a)을 가진다. 슬릿 전극(21)은, ITO 등의 투명도전막을 패터닝하는 것에 의해서 얻을 수 있다. 제3의 실시예에 있어서는, 슬릿 전극(21)의 사이즈를, 각 슬릿(21a)의 사이에 존재하는 직선부의 폭(전극폭, 도 9b의 X방향의 길이)이 20μm, 각 슬릿(21a)의 폭(도 9b의 X방향에 있어서의 길이)이 20μm가 되도록 설정했다. 그리고 사이즈는 이것에 제한되지 않는다. 예를 들어 슬릿(21a)의 폭을 s로 했을 때, 전술의 식(1)을 충족시키도록 설정하는 것이 가능하다. 슬릿 전극(21)은, 드레인 전극(26)과 접속되어 있다. 슬릿 전극(21)과 하측베타전극(12b)의 사이에 전압을 인가하는 것으로써, 액정층(15)에 횡 전계를 줄 수 있다.The slit electrode 21 is provided on the insulating film 13 at a predetermined position at least partially overlapping the lower beta electrode 12b. As shown in FIG. 9B, the slit electrode 21 has, for example, a plurality of spherical slits (openings) 21a. The slit electrode 21 can be obtained by patterning a transparent conductive film such as ITO. In the third embodiment, the size of the slit electrode 21 is 20 μm in width (electrode width, length in the X direction in FIG. 9B) of the straight portion between each slit 21a, and each slit 21a. Was set so that the width (length in the X direction in Fig. 9B) was 20 µm. And the size is not limited to this. For example, when the width of the slit 21a is set to s, it is possible to set so that the above expression (1) is satisfied. The slit electrode 21 is connected to the drain electrode 26. By applying a voltage between the slit electrode 21 and the lower beta electrode 12b, a lateral electric field can be applied to the liquid crystal layer 15.

하측배향막(14b)은, 하측투명기판(11b)의 일면측의, 절연막(13)상에, 반도체막(24), 소스 전극(25), 드레인 전극(26), 및 슬릿 전극(21)을 덮도록 설치되어 있다.The lower alignment film 14b is provided with a semiconductor film 24, a source electrode 25, a drain electrode 26, and a slit electrode 21 on the insulating film 13 on one side of the lower transparent substrate 11b. It is installed to cover.

마찬가지로, 상측배향막(14a)은, 상측투명기판(11a)의 일면 측에 공통전극(12a)을 덮도록 설치되어 있다. 상측 및 하측 배향막(14a, 14b)의 각각에 대해서는, 예를 들어 러빙에 의해 1축 배향처리가 행해져 있다. 배향막(14a, 14b)으로서는, 비교적 높은 프리틸트각(20˚이상, 바람직하기로는 35˚± 10˚정도)을 발현시키는 것이 이용된다. 상측배향막(14a)의 배향처리의 방향 RU와 하측배향막(14b)의 배향처리의 방향 RL는, 액정층(15)의 액정분자의 배열상태가 리버스 트위스트 배열상태일 때의, 액정층(15)의 두께방향의 중앙에 위치하는 액정분자의 배향방향 D가, 하측베타전극(12b)과 슬릿 전극(21)의 사이에 전압을 인가했을 때 발생하는 횡 전계 방향 E{슬릿(21a)의 배열 방향과 평행한 방향}와 대략 직교하도록 설정되어 있다(도 9b참조).Similarly, the upper alignment layer 14a is provided to cover the common electrode 12a on one side of the upper transparent substrate 11a. For each of the upper and lower alignment films 14a and 14b, uniaxial alignment processing is performed, for example, by rubbing. As the alignment films 14a and 14b, one that expresses a relatively high pretilt angle (20 degrees or more, preferably about 35 degrees ± 10 degrees) is used. The direction R U of the alignment treatment of the upper alignment layer 14a and the direction R L of the alignment processing of the lower alignment layer 14b are liquid crystal layers (when the arrangement state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 is in a reverse twist arrangement state. The direction D of the liquid crystal molecules located in the center of the thickness direction of 15) is generated when a voltage is applied between the lower beta electrode 12b and the slit electrode 21, the transverse electric field direction E (of the slit 21a) It is set to be substantially orthogonal to the direction parallel to the arrangement direction} (see Fig. 9B).

공통 전극(12a)은, 상측투명기판(11a)의 일면 측에 설치되어 있다. 공통 전극(12a)은, 적어도 일부가, 하측베타전극(12b) 및 슬릿 전극(21)과 중첩 하도록 형성되어 있다. 공통 전극(12a)은, ITO 등의 투명도전막을 패터닝하는 것에 의해서 얻을 수 있다. 공통 전극(12a)과 하측베타전극(12b)의 사이에 전압을 인가하는 것으로써, 액정층(15)(화소영역)에 대해서 종 전계를 줄 수 있다. 또, 공통전극(12a)과 슬릿전극(21)의 사이에 전압을 인가하는 것으로써, 액정층(15)(화소영역)의 일부{슬릿(21a) 윗쪽을 제외한, 슬릿 전극(21) 윗쪽의 액정층(15)}에 종 전계를 부가할 수 있다.The common electrode 12a is provided on one side of the upper transparent substrate 11a. The common electrode 12a is formed such that at least a portion thereof overlaps the lower beta electrode 12b and the slit electrode 21. The common electrode 12a can be obtained by patterning a transparent conductive film such as ITO. By applying a voltage between the common electrode 12a and the lower beta electrode 12b, a vertical electric field can be applied to the liquid crystal layer 15 (pixel region). Further, by applying a voltage between the common electrode 12a and the slit electrode 21, a part of the liquid crystal layer 15 (pixel region) (except the upper portion of the slit 21a, except for the upper portion of the slit electrode 21) Liquid crystal layer 15} can be added with a vertical electric field.

액정층(15)은, 상측기판(10a)과 하측기판(10b)의 사이에 배치되고, 예를 들어 유전율이방성Δε이 정(正)인 네마틱 액정재료를 이용해 구성되어 있다. 도 9a의 액정층(15)에 도시한 굵은 선은, 액정층(15)내의 액정분자를 모식적으로 나타낸 것이다. 전압무인가시에 있어서의 액정분자는, 상측기판(10a), 하측기판(10b)의 각 기판 면에 대해서 소정의 프리틸트각을 갖고 배향한다. 또, 상측배향막(14a)과 하측배향막(14b)의 각각의 배향 처리의 방향 RU, RL(도 9b참조)가 이루는 각도가, 예를 들어 90˚전후로 설정되는 것으로, 전압 무인가시에 있어서의 액정층(15)의 액정분자는 상측기판(10a)과 하측기판(10b)의 사이에 방위각 방향으로 비틀려 배향한다. 또 액정층(15)에는, 카이럴제가 첨가되어 있다.The liquid crystal layer 15 is disposed between the upper substrate 10a and the lower substrate 10b, and is made of, for example, a nematic liquid crystal material having a dielectric constant anisotropy Δε. The thick line shown in the liquid crystal layer 15 in FIG. 9A schematically shows liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 15. When no voltage is applied, the liquid crystal molecules are oriented with a predetermined pretilt angle with respect to each substrate surface of the upper substrate 10a and the lower substrate 10b. In addition, the angle formed by the directions R U and R L (see FIG. 9B) of each of the alignment treatments of the upper alignment layer 14a and the lower alignment layer 14b is set to, for example, about 90 degrees, when no voltage is applied. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 are twisted and aligned in the azimuthal direction between the upper substrate 10a and the lower substrate 10b. In addition, a chiral agent is added to the liquid crystal layer 15.

신호선(27)은, 절연막(13)의 일면 측에 설치되어 있고, 코먼선(22) 및 주사선(23)이 뻗는 방향과 대략 직교하는 일방향(도 9b의 X방향)으로 뻗는다.The signal line 27 is provided on one side of the insulating film 13, and extends in one direction (X direction in FIG. 9B) substantially perpendicular to the direction in which the common line 22 and the scanning line 23 extend.

상측 편광판(16a)은, 상측기판(10a)의 외측에 배치되어 있다. 또, 하측 편광판(16b)은, 하측기판(10b)의 외측에 배치되어 있다. 제3의 실시예에 의한 액정표시소자의 표시는, 상측 편광판(16a)측으로부터 이용자에게 시인(視認)된다. 상측 및 하측 편광판(16a, 16b)은, 예를 들어 크로스 니콜로 배치된다.The upper polarizing plate 16a is disposed outside the upper substrate 10a. Moreover, the lower polarizing plate 16b is disposed outside the lower substrate 10b. The display of the liquid crystal display element according to the third embodiment is visually recognized by the user from the upper polarizing plate 16a side. The upper and lower polarizing plates 16a, 16b are arranged, for example, by cross nicol.

 제3의 실시예에 의한 액정표시소자도, 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자이다. 제3의 실시예에 있어서도, 상측 및 하측 기판(10a, 10b)의 배향 처리 방향과 프리틸트각의 편성으로 규정되는 액정층(15)의 액정분자의 배열상태는, 제1선회방향으로 비틀리는 리버스 트위스트 배열이다. 카이럴제의 영향력의 아래에서 생기는 액정분자의 배열상태는, 제1선회방향과는 반대의 제2선회방향으로 비틀리는 스프레이 트위스트 배열이다. 액정층(15)에 종 전계를 부가하는 것으로, 부가된 영역의 액정층(15)의 액정분자를 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이시킬 수 있다. 또, 액정층(15)에 횡 전계를 부가하는 것으로, 부가된 영역의 액정층(15)의 액정분자를 리버스 트위스트 배열상태로부터 스프레이 트위스트 배열상태로 천이시킬 수 있다.The liquid crystal display device according to the third embodiment is also a reverse twisted nematic liquid crystal display device. Also in the third embodiment, the arrangement state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15, which is defined by the combination of the orientation processing direction of the upper and lower substrates 10a and 10b and the pretilt angle, is twisted in the first turning direction. It is a reverse twist arrangement. The arrangement state of the liquid crystal molecules generated under the influence of chiral agent is a spray twist arrangement twisted in a second rotation direction opposite to the first rotation direction. By adding a vertical electric field to the liquid crystal layer 15, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 in the added region can be shifted from a spray twist arrangement state to a reverse twist arrangement state. Further, by adding a lateral electric field to the liquid crystal layer 15, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 in the added region can be shifted from a reverse twist arrangement state to a spray twist arrangement state.

도 10a~도 10g, 및, 도 11a~도 11d는, 제3의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 개략적인 단면도이다.10A to 10G and FIGS. 11A to 11D are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a third embodiment.

상측투명기판(11a), 하측투명기판(11b)으로서 이용하는 유리기판을 준비한다. 예를 들어 두께가 0.7 mm의 무알칼리 유리로부터 되는 유리기판을 사용할 수 있다.The glass substrate used as the upper transparent substrate 11a and the lower transparent substrate 11b is prepared. For example, a glass substrate made of alkali-free glass having a thickness of 0.7 mm can be used.

도 10a를 참조한다. 하측투명기판(11b)용의 유리기판의 일면상에 코먼선(22)및 주사선(23)을 형성한다. 예를 들어 스팩터법 등의 성막법에 의해, 하측투명기판(11b)상에 알루미늄막을 형성하고, 그리고 그 위에 몰리브덴막을 형성한다. 그 후, 알루미늄막 및 몰리브덴막의 적층막을, 드라이 에칭법 등에 의해서 패터닝한다.See FIG. 10A. A common line 22 and a scanning line 23 are formed on one surface of the glass substrate for the lower transparent substrate 11b. For example, an aluminum film is formed on the lower transparent substrate 11b by a film forming method such as a sputtering method, and a molybdenum film is formed thereon. Then, a laminated film of an aluminum film and a molybdenum film is patterned by a dry etching method or the like.

도 10b를 참조한다. 하측투명기판(11b)의 일면측의 소정위치에 하측베타전극(12b)을 형성한다. 구체적으로는, 스팩터법 등의 성막법에 의해, 하측투명기판(11b)상에 ITO막을 성막하고, 이 ITO막을 습식 엣칭법 등에 의해서 패터닝한다.See FIG. 10B. The lower beta electrode 12b is formed at a predetermined position on one side of the lower transparent substrate 11b. Specifically, an ITO film is formed on the lower transparent substrate 11b by a film forming method such as a sputtering method, and the ITO film is patterned by a wet etching method or the like.

도 10c를 참조한다. 하측투명기판(11b)의 일면 측에, 하측베타전극(12b), 코먼선(22), 및 주사선(23)을 덮도록 하여 절연막(13)을 형성한다. 예를 들어 스팩터법이나 플라스마 CVD법 등의 성막법에 의해서, 질화 실리콘막을 형성한다.See FIG. 10C. An insulating film 13 is formed on one side of the lower transparent substrate 11b by covering the lower beta electrode 12b, the common wire 22, and the scanning line 23. For example, a silicon nitride film is formed by a film forming method such as a sputtering method or a plasma CVD method.

도 10d를 참조한다. 절연막(13)상의 소정 위치에 반도체막(24)을 형성한다. 플라스마 CVD법 등의 성막법에 의해서, 아몰퍼스(amorphous) 실리콘막을 절연막(13)상에 형성하고, 이 아몰퍼스(amorphous) 실리콘막을 드라이 에칭법 등에 의해서 섬 형상으로 패터닝 한다.See FIG. 10D. A semiconductor film 24 is formed at a predetermined position on the insulating film 13. An amorphous silicon film is formed on the insulating film 13 by a film-forming method such as plasma CVD, and the amorphous silicon film is patterned into an island shape by a dry etching method or the like.

 도 10e를 참조한다. 절연막(13)상의 소정 위치에 소스 전극(25), 드레인 전극(26), 및 신호선(27)을 형성한다. 예를 들어, 스팩터법 등의 성막법에 의해, 절연막(13)상 및 반도체막(24)상에, 몰리브덴막/알루미늄막/몰리브덴막의 적층막을 형성하고, 이 적층막을 드라이 에칭법등에 의해서 패터닝 한다.See FIG. 10E. The source electrode 25, the drain electrode 26, and the signal line 27 are formed at predetermined positions on the insulating film 13. For example, a lamination film of a molybdenum film / aluminum film / molybdenum film is formed on the insulating film 13 and the semiconductor film 24 by a film forming method such as a sputtering method, and the laminated film is patterned by a dry etching method or the like. do.

도 10f를 참조한다. 절연막(13)상의 소정 위치에, 슬릿 전극(21)을 형성한다. 스팩터법 등의 성막법에 의해 절연막(13)상에 ITO막을 형성하고, 이 ITO막을 습식 엣칭법 등에 의해서 패터닝 한다. 그리고 추가로 절연막(13)상에 파시베이션막을 설치해도 좋다.See FIG. 10F. A slit electrode 21 is formed at a predetermined position on the insulating film 13. An ITO film is formed on the insulating film 13 by a film forming method such as a sputtering method, and the ITO film is patterned by a wet etching method or the like. Further, a passivation film may be additionally provided on the insulating film 13.

도 10g를 참조한다. 한편, 상측투명기판(11a)용 유리기판상에, 공통전극(12a)을 형성한다. 구체적으로는, 스팩터법 등의 성막법에 의해, 상측투명기판(11a)상의 일면 전체에 걸쳐서 ITO막을 형성한다. 실제의 제조 공정에 대해서는, 기판 전면에 공통 전극(12a)이 존재했을 경우에는, 메인 씰부에 의한 쇼트나, 스크라이브로부터 브레이킹시의 막박리 등을 일으킬 가능성이 있기 때문에, 스패터링시에 메탈 마스크 등에서 외부주변을 차폐하는 것이 바람직하다.See FIG. 10G. On the other hand, a common electrode 12a is formed on the glass substrate for the upper transparent substrate 11a. Specifically, an ITO film is formed over the entire surface of the upper transparent substrate 11a by a film forming method such as a sputtering method. As for the actual manufacturing process, when the common electrode 12a is present on the entire surface of the substrate, there is a possibility of shorting by the main seal or film peeling at the time of scribing from the scribing. It is desirable to shield the outer periphery.

이하, 제1의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조 방법과 같은 방법으로, 제3의 실시예에 의한 액정표시소자를 제조할 수 있다. 다만, 액정재료, 배향막 재료 등은, TFT 구동에 적절한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.Hereinafter, the liquid crystal display device according to the third embodiment can be manufactured by the same method as the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the first embodiment. However, it is preferable to use a material suitable for TFT driving as the liquid crystal material or the alignment film material.

도 11a를 참조한다. 하측투명기판(11b)상의 절연막(13)상에, 하측배향막(14b)을 형성한다.See FIG. 11A. On the insulating film 13 on the lower transparent substrate 11b, a lower alignment film 14b is formed.

또, 도 11b에 나타나 있는 바와 같이, 상측투명기판(11a)상의 공통전극(12a)상에, 상측 배향막(14a)을 형성한다.Moreover, as shown in Fig. 11B, an upper alignment layer 14a is formed on the common electrode 12a on the upper transparent substrate 11a.

전극 등이 형성된 상측, 하측 투명 기판(11a, 11b)을 세정한다. 세정은, 예를 들어 수세, 일례로서 순수한 물 세정을 실시한다. 세제는 사용하지 않는 것이 바람직하다. 브러쉬 세정, 스프레이 세정 등으로 할 수 있다. 탈수 후, UV세정을 하고, IR건조를 실시한다. 대기압 플라스마 세정을 하여도 좋다.The upper and lower transparent substrates 11a and 11b on which electrodes and the like are formed are cleaned. The washing is, for example, washing with water, and pure water washing as an example. It is preferable not to use detergent. Brush cleaning, spray cleaning, etc. can be used. After dehydration, UV cleaning is performed and IR drying is performed. Atmospheric pressure plasma cleaning may be performed.

배향막(14a, 14b)의 형성에서는, 전압 보지율이 높은 배향막을 선택하고, 구체적으로는, 통상은 수직 배향막으로서 이용되는 재료의 측쇄밀도를 낮게 한 폴리이미드막을 이용했다. 후레키소 인쇄, 잉크젯 인쇄, 스핀 코트 등의 적절한 방법, 여기에서는 스핀 코트법으로, 배향막재료를 상측, 하측 투명기판(11a, 11b) 윗쪽에, 각각 적당한 막두께, 예를 들어 500Å~800Å정도의 두께로 도포하고, 열처리(예를 들어 클린 오븐에서, 160℃~180℃에서 1시간의 소성)를 실시했다. 그 후, 상측, 하측 배향막(14a, 14b)의 각각에 대해서 배향처리, 예를 들어 압입량을 0.8mm로 하여 러빙처리를 실시했다. 러빙방향은, 예를 들어 상측투명기판(11a)과 하측투명기판(11b)을 중합했을 때에, 각 기판(11a, 11b)상의 액정분자의 트위스트각이 약어 90˚이 되도록 설정했다.In forming the alignment films 14a and 14b, an alignment film having a high voltage retention was selected, and specifically, a polyimide film having a low side chain density of a material used as a vertical alignment film was used. Appropriate methods such as fureciso printing, inkjet printing, spin coating, etc., here, spin coating methods are used to place the alignment film materials on the upper and lower transparent substrates 11a and 11b, respectively, to a suitable film thickness, for example, 500Å to 800Å. Coating was performed to a thickness and heat treatment (for example, in a clean oven, firing at 160 ° C to 180 ° C for 1 hour) was performed. Thereafter, for each of the upper and lower alignment layers 14a and 14b, rubbing treatment was performed with an alignment treatment, for example, a press-fitting amount of 0.8 mm. In the rubbing direction, for example, when the upper transparent substrate 11a and the lower transparent substrate 11b were polymerized, the twist angle of the liquid crystal molecules on the respective substrates 11a and 11b was set to an abbreviation of 90 degrees.

러빙처리 후에는, 기판(11a, 11b)의 세정을 실시해도 괜찮지만, 여기에서는 실시하지 않았다.After the rubbing treatment, the substrates 11a and 11b may be cleaned, but this is not done here.

이렇게 하여 상측기판(10a) 및 하측기판(10b)이 제작되었다.Thus, the upper substrate 10a and the lower substrate 10b were produced.

도 11c를 참조한다. 계속해서, 액정 셀의 두께를 일정하게 유지하기 위해, 기판(10a, 10b)의 한쪽 면상에 갭 컨트롤재를 예를 들어 건식 산포법(散布法)으로 산포했다. 갭 컨트롤재에는 입경4μm의 플라스틱 볼을 사용하여, 액정 셀의 두께가 4μm가 되도록 했다. 갭 컨트롤은, 이와 같이 갭 컨트롤재를 기판면에 산포해도 괜찮고, 리브 패턴을 예를 들어 상측기판(10a)에 형성하고, 그것에 의해 소정의 셀두께를 유지해도 괜찮다.See FIG. 11C. Subsequently, in order to keep the thickness of the liquid crystal cell constant, a gap control material was spread on one surface of the substrates 10a and 10b, for example, by a dry spreading method. A plastic ball having a particle diameter of 4 μm was used as the gap control material, so that the thickness of the liquid crystal cell was 4 μm. The gap control may be such that the gap control material is scattered on the substrate surface, or a rib pattern may be formed on the upper substrate 10a, for example, to thereby maintain a predetermined cell thickness.

기판(10a, 10b)의 한쪽 면상에는 씰재를 인쇄하고, 메인 씰 패턴을 형성했다. 예를 들어 입경 4μm의 유리 섬유를 포함한 열경화성의 씰재를, 스크린 인쇄법으로 인쇄한다. 디스팬서를 이용해 씰재를 도포할 수도 있다. 또, 열경화성이 아니고, 광경화성의 씰재나, 광·열병용 경화형의 씰재를 사용해도 괜찮다.On one surface of the substrates 10a and 10b, a seal material was printed to form a main seal pattern. For example, a thermosetting sealant containing glass fibers having a particle diameter of 4 μm is printed by a screen printing method. The sealer may be applied using a dispenser. Moreover, it is not thermosetting property, and you may use the photocurable seal material and the hardening type seal material for light and fever.

기판(10a, 10b)을 겹쳐 맞추었다. 기판(10a, 10b)을 소정의 위치에서 겹치게 맞추어 셀화하고, 프레스 한 상태로 열처리를 실시하여 씰재를 경화시켰다. 예를 들어 핫 프레스법을 이용해 씰재의 열경화를 실시한다. 이렇게 하여 공(空)셀이 제작되었다.The substrates 10a and 10b were overlapped. The substrates 10a and 10b were cellized by overlapping at a predetermined position, and heat-treated in a pressed state to cure the seal material. For example, heat-hardening of a sealing material is performed using a hot press method. Thus, an empty cell was produced.

도 11d를 참조한다. 예를 들어 진공 주입법으로 공 셀에 액정재료를 주입한다. ODF방식을 이용해도 괜찮다. 여기에서는 진공주입법을 사용했다. 액정재료는, 네마틱 타입으로 유전율이방성이 정(正), 그리고 전압보지율이 높은 재료가 바람직하다. 예를 들어 일반적으로 TFT로 구동하는 트위스티드 네마틱크타입의 액정표시소자에 이용되는 액정재료이면, 특별한 제약은 없다.See FIG. 11D. For example, a liquid crystal material is injected into a blank cell by a vacuum injection method. You can also use the ODF method. The vacuum injection method was used here. The liquid crystal material is a nematic type, and is preferably a material having high dielectric anisotropy and high voltage retention. For example, there is no particular restriction as long as it is a liquid crystal material used in a twisted nematic type liquid crystal display device generally driven by TFT.

액정재료 중에는 카이럴제를 첨가했다. 카이럴제에는 일례로서 (주) 멜크제의 R-811를 사용하고, d/p가 0.16이 되도록 첨가했다.A chiral agent was added to the liquid crystal material. As an example, R-811 of Melk Co., Ltd. was used as a chiral agent, and it was added so that d / p became 0.16.

액정 주입 후에, 프레스하면서 엔드 씰 처리를 실시했다. 셀을 고온{액정의 상(相)전이온도 이상의 온도}으로 열처리하고, 액정분자의 배향 상태를 정리했다.After the liquid crystal injection, the end seal treatment was performed while pressing. The cell was heat-treated at a high temperature (a temperature equal to or higher than the phase transition temperature of the liquid crystal), and the alignment state of the liquid crystal molecules was summarized.

마지막으로, 2매의 투명기판(11a, 11b)의 액정층(15)과 반대측 면에, 편광판(16a, 16b)를 붙였다. 2매의 편광판(16a, 16b)은 크로스 니콜로, 그리고 투과축의 방향과 러빙방향이 평행이 되도록 배치했다. 직교 하도록 배치할 수도 있다.Finally, polarizing plates 16a and 16b were attached to the opposite sides of the liquid crystal layer 15 of the two transparent substrates 11a and 11b. The two polarizing plates 16a, 16b were arranged so that the cross nicol and the direction of the transmission axis and the direction of rubbing were parallel. It can also be arranged to be orthogonal.

이렇게 하여 제3의 실시예에 의한 액정표시소자가 제작되었다.In this way, the liquid crystal display device according to the third embodiment was produced.

본 발명의 발명자들은, 제3의 실시예에 의한 액정표시소자의 표시를 확인했다.The inventors of the present invention confirmed the display of the liquid crystal display device according to the third embodiment.

도 12a는, 제3의 실시예에 의한 액정표시소자 완성 후(초기 상태)의 화소영역을 나타내는 사진이다. 전체 면이 스프레이 트위스트 배열상태이며, 밝은 흰색 표시가 얻어지고 있다.12A is a photograph showing a pixel area after completion of the liquid crystal display device according to the third embodiment (initial state). The entire surface is arranged in a spray twist, and a bright white mark is obtained.

도 12b는, 공통전극(12a)과 하측베타전극(12b)의 사이에 전압을 인가하고, 액정층(15)에 종 전계를 부가한 후의 화소영역을 나타내는 사진이다. 여기에서는 10V, 100Hz의 교류전압(구형파)을 1초정도 인가했다. 전체 면이 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이하고, 어두운 흑색표시가 얻어지고 있다.12B is a photograph showing a pixel area after applying a voltage between the common electrode 12a and the lower beta electrode 12b and adding a vertical electric field to the liquid crystal layer 15. Here, an AC voltage (square wave) of 10 V and 100 Hz was applied for about 1 second. The entire surface transitions from the spray twist arrangement to the reverse twist arrangement, and a dark black display is obtained.

예를 들어 도 9b에 나타내는 구성에 대해서는, 화소마다 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이시키도록 전압을 제어할 수 없기 때문에, 흰색표시로부터 흑색표시로의 변환은, 적어도 주사선(22)의 라인마다 실시한다. 통상은 전체라인(전체면) 변환이 바람직할 것이다.For example, for the configuration shown in Fig. 9B, since the voltage cannot be controlled to transition from the spray twist arrangement state to the reverse twist arrangement state for each pixel, the conversion from the white display to the black display is at least the scanning line 22. Performed line by line. Normally, a full line (overall surface) conversion would be desirable.

다음에, 개개의 화소(TFT)에 전압을 인가하고, 액정층(15)에 횡 전계를 발생시켰다. 구체적으로는, 주사선(23)(게이트 라인)과 신호선(27)(소스 라인)에 전압을 인가하고, 하측베타전극(12b)과의 사이에 전위차를 주는 것으로, 액정층(15)에 횡 전계를 부가했다. 게이트 전압으로서 10V의 펄스파, 소스전압으로서 ± 10 V를 프레임마다 반전시킨 전압을 더했다. 이 결과, 도 12a에 나타내는 사진과 같은 흰색 표시를 얻을 수 있는 것이 확인되었다. 횡 전계의 부가에 의해, 액정분자는 리버스 트위스트 배열상태로부터 스프레이 트위스트 배열상태로 천이한다. 흑색표시로부터 흰색표시로 전환하는데, 전압의 인가 시간은 1초정도로 충분하다. 그리고 전압의 인가를 정지한 직후는, 슬릿 전극(21)상에 흑색표시 상태(리버스 트위스트 배열상태)가 점 형상으로 잔존하고 있었지만, 3초~4초 후에는 슬릿전극(21) 위는 모두 흰색 표시상태(스프레이 트위스트 배열상태)가 되었다. Next, a voltage was applied to each pixel TFT, and a lateral electric field was generated in the liquid crystal layer 15. Specifically, a voltage is applied to the scan line 23 (gate line) and the signal line 27 (source line), and a potential difference is provided between the lower beta electrode 12b, and the transverse electric field is applied to the liquid crystal layer 15. Added. A pulse wave of 10 V as the gate voltage and a voltage inverted by ± 10 V for each source voltage were added. As a result, it was confirmed that a white display like the photograph shown in Fig. 12A was obtained. By the addition of the lateral electric field, the liquid crystal molecules transition from the reverse twist arrangement state to the spray twist arrangement state. Switching from a black display to a white display, the voltage application time is sufficient for about 1 second. And immediately after stopping the application of the voltage, a black display state (reverse twist arrangement state) remained on the slit electrode 21 in a dot shape, but after 3 seconds to 4 seconds, all of the white on the slit electrode 21 is white. The display state (spray twist arrangement state) has been reached.

흑색표시로부터 흰색표시로의 변환은, 전압을 인가하는 주사선(23)과 신호선(27)을 선택하는 것으로, 화소마다 제어 가능하기 때문에, TFT에 가하는 파형에 의해서 여러 가지 표시를 실현할 수 있다.The conversion from black display to white display is by selecting the scan line 23 and signal line 27 to which voltage is applied, and can be controlled for each pixel, so that various displays can be realized by the waveform applied to the TFT.

계속 해서 그레이 표시(중간조 표시)를 실시했다. 액정층(15)의 액정분자가 스프레이 트위스트 배열인 상태에서, TFT를 통해서 드레인 전극(26)과 공통 전극(12a) 사이에 전압을 인가했다. 여기에서는 그레이 표시를 실시하고자 하는 화소가 있는 신호선(27)(소스 라인)에 10V, 100Hz의 교류전압(구형파)을 인가하고, 거기에 동기시켜 게이트 전압을 인가했다. 이것에 의해, 액정층(15)의 일부{슬릿(21a) 상방을 제외한, 슬릿 전극(21) 상방의 액정층(15)}에 종 전계가 부가되어 그 위치에 있는 액정분자가 리버스 트위스트 배열상태로 천이했다. 그 후, 부분적으로 리버스 트위스트 배열상태가 된 화소의 어느 신호선(27)(소스라인)에 0V를 인가하고, 거기에 동기시켜 게이트전압을 인가했다. 이와 같이 해서 그레이 표시를 실현했다.Then, gray display (intermediate tone display) was performed. In the state in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 are in a spray twist arrangement, a voltage was applied between the drain electrode 26 and the common electrode 12a through the TFT. Here, an alternating voltage (square wave) of 10 V and 100 Hz was applied to the signal line 27 (source line) with pixels to be grayed out, and a gate voltage was applied in synchronization therewith. Thereby, a vertical electric field is added to a part of the liquid crystal layer 15 (the liquid crystal layer 15 above the slit electrode 21 except for the upper portion of the slit 21a), and the liquid crystal molecules at the position are reverse twisted. As transitioned. Thereafter, 0 V was applied to a signal line 27 (source line) of a pixel partially in a reverse twist arrangement state, and a gate voltage was applied in synchronization therewith. Thus, gray display was realized.

도 13a 및 도 13b는, 각각 제4의 실시예에 의한 액정표시소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다. 도 13a는, 도 13b의 13A-13A선에 따르는 단면도이다. 도 13b는, 대략 1화소를 나타내고, X방향, Y방향에 따라서 같은 화소가 다수 형성되어 있다.13A and 13B are schematic cross-sectional and plan views, respectively, showing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment. 13A is a cross-sectional view taken along line 13A-13A in FIG. 13B. 13B shows approximately one pixel, and a plurality of pixels are formed along the X direction and the Y direction.

도 9a 및 도 9b에 나타내는 제3의 실시예와는, 코먼선(22a)이 하측베타전극(12b)이 아니고, 슬릿 전극(21)과 전기적으로 접속하도록, 절연막(28)상에 형성되어 있는 점, 드레인 전극(26a)이, 슬릿 전극(21)이 아니고 하측베타전극(12b)과 접속되어 있는 점에 있어서 상위하다.9A and 9B, the common wire 22a is formed on the insulating film 28 so that the common wire 22a is not the lower beta electrode 12b but is electrically connected to the slit electrode 21. The difference is that the drain electrode 26a is connected to the lower beta electrode 12b, not the slit electrode 21.

이하, 제3의 실시예와 공통되는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 이용하고, 이들의 상세한 설명은 생략 한다.Hereinafter, the same reference numerals are used for components common to the third embodiment, and detailed descriptions thereof will be omitted.

제4의 실시예에 의한 액정표시소자는, 서로 평행으로 대향 배치된 상측기판(10a), 하측기판(10b), 및 양 기판(10a, 10b)사이에 협지된 트위스트 네마틱 액정층(15)을 포함하여 구성된다.In the liquid crystal display device according to the fourth embodiment, the twisted nematic liquid crystal layer 15 sandwiched between the upper substrate 10a, the lower substrate 10b, and both the substrates 10a and 10b are disposed opposite to each other in parallel. It is configured to include.

상측기판(10a)은, 상측투명기판(11a), 상측투명기판(11a)상에 형성된 공통 전극(상측베타전극)(12a), 및 공통 전극(12a)상에 형성된 상측배향막(14a)을 포함한다. 하측기판(10b)은, 하측투명기판(11b), 하측투명기판(11b)상에 형성된 하측베타전극(12b), 주사선(23), 그것들을 덮도록 하측투명기판(11b)상에 형성된 절연막(13), 절연막(13)상에 형성된 반도체막(24), 소스 전극(25), 드레인 전극(26a), 그것들을 덮도록 절연막(13)상에 형성된 절연막(28), 절연막(28)상에 형성된 슬릿 전극(화소전극)(21), 코먼선(22a), 및 그것들을 덮도록 절연막(28)상에 형성된 하측배향막(14b)을 포함한다. 여기서 드레인 전극(26a)은, 절연막(13)을 관통하여 하측베타전극(12b)과 전기적으로 접속하도록 형성되어 있다.The upper substrate 10a includes an upper transparent substrate 11a, a common electrode (upper beta electrode) 12a formed on the upper transparent substrate 11a, and an upper alignment layer 14a formed on the common electrode 12a. do. The lower substrate 10b includes a lower transparent substrate 11b, a lower beta electrode 12b formed on the lower transparent substrate 11b, a scanning line 23, and an insulating film formed on the lower transparent substrate 11b so as to cover them. 13), the semiconductor film 24 formed on the insulating film 13, the source electrode 25, the drain electrode 26a, on the insulating film 28 and the insulating film 28 formed on the insulating film 13 to cover them The formed slit electrode (pixel electrode) 21, the common wire 22a, and the lower alignment film 14b formed on the insulating film 28 to cover them. Here, the drain electrode 26a is formed to penetrate the insulating film 13 and electrically connect to the lower beta electrode 12b.

코먼선(22a)은, 하측투명기판(11b)의 일면측의 절연막(28)상에 설치되어 있어 한 방향(도 13b의 Y방향)에 뻗는다. 코먼선(22a)은, 도 13b에 나타나 있는 바와 같이 슬릿 전극(21)과 접속되어 있고, 코먼선(22a)을 통하여, 도시하지 않는 전압 공급수단으로부터, 슬릿 전극(21)에 대해서 소정의 전위가 주어진다. 코먼선(22a)은, 예를 들어 알루미늄과 몰리브덴의 적층막 등의 금속막으로 형성된다.The common wire 22a is provided on the insulating film 28 on one side of the lower transparent substrate 11b and extends in one direction (Y direction in Fig. 13B). The common wire 22a is connected to the slit electrode 21 as shown in Fig. 13B, and through the common wire 22a, a predetermined potential with respect to the slit electrode 21 from a voltage supply means (not shown) Is given. The common wire 22a is formed of, for example, a metal film such as a laminated film of aluminum and molybdenum.

드레인 전극(26a)은, 절연막(28)상의 소정 위치에 설치되어 있고, 일부가 절연막(13)을 관통해 하측베타전극(12b)과 접속되어 있다. 드레인 전극(26a)은, 예를 들어 알루미늄과 몰리브덴의 적층막 등의 금속막으로 형성된다.The drain electrode 26a is provided at a predetermined position on the insulating film 28, and a part of it passes through the insulating film 13 and is connected to the lower beta electrode 12b. The drain electrode 26a is formed of, for example, a metal film such as a laminated film of aluminum and molybdenum.

절연막(28)은, 하측투명기판(11b)의 일면측의 절연막(13)상에, 반도체막(24), 소스 전극(25), 및 드레인 전극(26a)을 덮어 설치된다. 절연막(28)으로서는, 예를 들어 질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 혹은 이들의 적층막이 이용된다.The insulating film 28 is provided over the insulating film 13 on one side of the lower transparent substrate 11b by covering the semiconductor film 24, the source electrode 25, and the drain electrode 26a. As the insulating film 28, for example, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a laminated film of these is used.

슬릿 전극(21)은, 절연막(28)상의, 적어도 일부가 하측베타전극(12b)과 중첩 하는 소정 위치에 설치되어 있다. 슬릿 전극(21)은, 도 13b에 나타나 있는 바와 같이, 복수의 슬릿(개구부)(21a)을 가지며, 코먼선(22a)과 접속되어 있다. 제4의 실시예에 대해서는, 슬릿 전극(21)과 코먼선(22a)은 일체로 형성되어 있다. 슬릿전극(21)은, ITO 등의 투명도전막을 패터닝하는 것에 의해서 얻을 수 있다. 슬릿전극(21)과 하측베타전극(12b)사이에 전압을 인가하는 것으로써, 액정층(15)에 횡 전계를 줄 수 있다.The slit electrode 21 is provided on the insulating film 28 at a predetermined position at least partially overlapping the lower beta electrode 12b. As shown in Fig. 13B, the slit electrode 21 has a plurality of slits (openings) 21a, and is connected to the common wire 22a. In the fourth embodiment, the slit electrode 21 and the common wire 22a are integrally formed. The slit electrode 21 can be obtained by patterning a transparent conductive film such as ITO. By applying a voltage between the slit electrode 21 and the lower beta electrode 12b, a lateral electric field can be applied to the liquid crystal layer 15.

하측배향막(14b)은, 하측투명기판(11b)의 일면 측의, 절연막(28)상에, 코먼선(22a) 및 슬릿전극(21)을 덮도록 설치되어 있다.The lower alignment layer 14b is provided on the insulating layer 28 on one side of the lower transparent substrate 11b so as to cover the common wire 22a and the slit electrode 21.

제4의 실시예에 의한 액정표시소자도, 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자이다. 제4의 실시예에 있어서도, 상측 및 하측 기판(10a, 10b)의 배향처리방향과 프리틸트각의 조합으로 규정되는 액정층(15)의 액정분자의 배열상태는, 제1선회방향으로 비틀리는 리버스 트위스트 배열이며, 카이럴제의 영향력의 아래에서 생기는 액정분자의 배열상태는, 제1선회방향과는 반대의 제2선회방향으로 비틀리는 스프레이 트위스트 배열이다. 액정층(15)에 종 전계를 부가하는 것으로, 부가된 영역의 액정층(15)의 액정분자를 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이시킬 수 있다. 또, 액정층(15)에 횡 전계를 부가하는 것으로, 부가된 영역의 액정층(15)의 액정분자를 리버스 트위스트 배열상태로부터 스프레이 트위스트 배열상태로 천이시킬 수 있다.The liquid crystal display device according to the fourth embodiment is also a reverse twisted nematic liquid crystal display device. Also in the fourth embodiment, the arrangement state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 defined by the combination of the pre-tilt angle and the alignment treatment direction of the upper and lower substrates 10a and 10b is twisted in the first turning direction. It is a reverse twist arrangement, and the arrangement state of the liquid crystal molecules generated under the influence of chiral agent is a spray twist arrangement twisted in a second rotation direction opposite to the first rotation direction. By adding a vertical electric field to the liquid crystal layer 15, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 in the added region can be shifted from a spray twist arrangement state to a reverse twist arrangement state. Further, by adding a lateral electric field to the liquid crystal layer 15, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 15 in the added region can be shifted from a reverse twist arrangement state to a spray twist arrangement state.

 도 14a~도 14g, 및, 도 15a~도 15e는, 제4의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 개략적인 단면도이다. 이하, 제조방법의 설명에 있어서도, 제3의 실시예와 공통되는 내용에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.14A to 14G and FIGS. 15A to 15E are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment. Hereinafter, in the description of the manufacturing method, detailed descriptions of the contents common to the third embodiment will be omitted.

도 14a에 나타나 있는 바와 같이, 하측투명기판(11b)의 일면 상에 소정의 금속막으로부터 되는 주사선(23)을 형성한다.As shown in Fig. 14A, a scan line 23 made of a predetermined metal film is formed on one surface of the lower transparent substrate 11b.

도 14b에 나타나 있는 바와 같이, 하측투명기판(11b)의 일면 측의 소정 위치에, 예를 들어 ITO로부터 되는 하측베타전극(12b)을 형성한다.As shown in Fig. 14B, a lower beta electrode 12b made of, for example, ITO is formed at a predetermined position on one side of the lower transparent substrate 11b.

도 14c에 나타나 있는 바와 같이, 하측투명기판(11b)의 일면 측에, 하측베타전극(12b) 및 주사선(23)을 덮도록 하여 절연막(13)을 형성한다.As shown in FIG. 14C, an insulating film 13 is formed by covering the lower beta electrode 12b and the scanning line 23 on one side of the lower transparent substrate 11b.

도 14d에 나타나 있는 바와 같이, 절연막(13)상의 소정 위치에 반도체막(24)을 형성한다.As shown in Fig. 14D, a semiconductor film 24 is formed at a predetermined position on the insulating film 13.

도 14e에 나타나 있는 바와 같이, 소스 전극(25), 드레인 전극(26a), 및 신호선(27)을 형성한다. 드레인 전극(26a)에 대해서는, 미리 절연막(13)의 소정위치에 하측베타전극(12b)의 일부를 노출시키는 개구부를 마련해 두고, 그 후 스팩터법 등에 의해서 금속막을 성막 하고, 패터닝하는 것에 의해서 형성이 가능하다.14E, the source electrode 25, the drain electrode 26a, and the signal line 27 are formed. For the drain electrode 26a, an opening for exposing a portion of the lower beta electrode 12b at a predetermined position in the insulating film 13 is provided in advance, and then formed by forming a metal film and patterning it by a sputtering method or the like. This is possible.

도 14f에 나타나 있는 바와 같이, 절연막(13)상에, 반도체막(24), 소스 전극(25), 드레인 전극(26a), 및 신호선(27)을 덮는 절연막(28)을 형성한다.As shown in FIG. 14F, an insulating film 28 covering the semiconductor film 24, the source electrode 25, the drain electrode 26a, and the signal line 27 is formed on the insulating film 13.

도 14g에 나타나 있는 바와 같이, 절연막(28)상의 소정 위치에 코먼선(22a) 및 슬릿전극(21)을 형성한다. 또한, 절연막(28)상에 파시베이션막을 설치해도 좋다.As shown in Fig. 14G, the common wire 22a and the slit electrode 21 are formed at predetermined positions on the insulating film 28. Further, a passivation film may be provided on the insulating film 28.

한편, 도 15a에 나타나 있는 바와 같이, 상측투명기판(11a)의 일면상에, 공통 전극(12a)을 형성한다.On the other hand, as shown in Fig. 15A, a common electrode 12a is formed on one surface of the upper transparent substrate 11a.

또, 도 15b에 나타나 있는 바와 같이, 하측투명기판(11b) 윗쪽의 절연막(28)상에, 하측배향막(14b)을 형성한다.Further, as shown in Fig. 15B, a lower alignment layer 14b is formed on the insulating film 28 above the lower transparent substrate 11b.

또한, 도 15c에 나타나 있는 바와 같이, 상측투명기판(11a)상의 공통 전극(12a)상에, 상측배향막(14a)을 형성한다.Further, as shown in Fig. 15C, an upper alignment layer 14a is formed on the common electrode 12a on the upper transparent substrate 11a.

상측 및 하측 배향막(14a, 14b)에 배향 처리를 하고, 도 15d 및 도 15e에 나타내는, 기판중합공정, 액정층(15)형성공정 등, 제3의 실시예와 같은 공정을 거쳐서, 제4의 실시예에 의한 액정표시소자가 제작된다.The alignment treatment is performed on the upper and lower alignment layers 14a and 14b, and through the same steps as in the third embodiment, such as the substrate polymerization process and the liquid crystal layer 15 formation process shown in FIGS. 15D and 15E, the fourth A liquid crystal display device according to an embodiment is produced.

제4의 실시예에 의한 액정표시소자도, 액정층(15)(화소영역)의 일부에 유효한 종 전계를 부가하고, 다른 실시예와 마찬가지로, 리버스 트위스트 배열상태와 스프레이 트위스트 배열상태의 공존, 혼재하는 상태를 형성하여, 중간조 표시를 실시할 수 있는 액정표시소자이다. In the liquid crystal display device according to the fourth embodiment, an effective longitudinal electric field is added to a part of the liquid crystal layer 15 (pixel region), and, like other embodiments, coexistence and mixing of reverse twist arrangement and spray twist arrangement It is a liquid crystal display element that can form a halftone and can perform halftone display.

제3, 제4의 실시예에 의한 액정표시소자에 있어서는, 각 화소에 TFT가 1개 형성되어 있지만, 복수의 TFT가 형성되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 예를 들어 화소 전극을 분할하면 한층 더 다계조 표시를 실현할 수 있다. 사진 등의 화상표시를 실시하는 것도 가능하다. 여기서 화소전극은 서로 동일한 면적으로 분할할 필요는 없다.In the liquid crystal display device according to the third and fourth embodiments, one TFT is formed in each pixel, but a plurality of TFTs may be formed. In this case, for example, by dividing the pixel electrode, it is possible to further realize multi-gradation display. It is also possible to display images such as photographs. Here, the pixel electrodes need not be divided into the same area.

제3, 제4의 실시예는 투과형의 액정표시소자이지만, 예를 들어 하측베타전극(12b)을 반사전극으로 하고, 반사형의 액정표시소자로 할 수 있다. 그 경우는 트위스트각을 대략 70˚로 설정하는 것이 바람직하다.Although the third and fourth embodiments are transmissive liquid crystal display elements, for example, the lower beta electrode 12b may be a reflective electrode, and a reflective liquid crystal display element. In that case, it is preferable to set the twist angle to approximately 70 degrees.

제1~제 4의 실시예 및 변형예에 의한 액정표시소자는, 콘트라스트가 높은 흰색표시상태, 흑색표시상태, 및, 중간조 표시상태의 안정표시를 간편하게 실현 가능한 액정표시소자이다. 화소를 구성하는 전극으로서 즐치전극 또는 슬릿 전극이 이용된다. 제1~제4의 실시예에 의한 액정표시소자에 의하면, 화소영역의 액정층안에 부분적으로 종 전계 또는 횡 전계를 발생시켜서, 화소내에서 투과율의 분포를 붙이고(화소내에 서로 투과율이 다른 영역, 즉 예를 들어 기판법선방향에서 보았을 때, 액정층의 액정분자가 리버스 트위스트 배열상태인 영역과 스프레이 트위스트 배열상태인 영역을 형성하고), 다양한 표시를 실시할 수 있다. 제1의 실시예의 변형예에 나타낸 것처럼, 전극 사이즈(폭, 면적 등)를 생각해내는 것으로, 예를 들어 5단계의 다단계 계조표시도 가능하다. 그리고 화소영역의 액정층의 일부가 리버스 트위스트 배열상태이며, 다른 일부가 스프레이 트위스트 배열상태이면 좋고, 예를 들어 기판 법선방향에 따라서 보았을 때, 동일한 배열상태일 필요는 없다. 제1~제4의 실시예 및 변형예에 의한 액정표시소자는, 화소영역의 액정층의 일부가 리버스 트위스트 배열상태가 되고, 다른 일부가 스프레이 트위스트 배열상태가 되는 전계를 일으키게 할 수 있는 전극을 갖추고 있다.The liquid crystal display elements according to the first to fourth embodiments and modifications are liquid crystal display elements capable of easily realizing stable display of a high contrast white display state, a black display state, and a halftone display state. As an electrode constituting the pixel, a zlatz electrode or a slit electrode is used. According to the liquid crystal display elements according to the first to fourth embodiments, a longitudinal electric field or a transverse electric field is partially generated in the liquid crystal layer of the pixel region, and a distribution of transmittance is attached within the pixels (areas having different transmittances in the pixels, That is, when viewed from the substrate normal direction, for example, liquid crystal molecules of the liquid crystal layer form an area in a reverse twist arrangement state and an area in a spray twist arrangement state), and various displays can be performed. As shown in the modification of the first embodiment, the electrode size (width, area, etc.) is considered, and multi-level gradation display in five steps, for example, is also possible. In addition, a portion of the liquid crystal layer in the pixel region may be in a reverse twist arrangement, and another portion may be in a spray twist arrangement, and for example, it is not necessary to have the same arrangement when viewed along the normal direction of the substrate. In the liquid crystal display device according to the first to fourth embodiments and modifications, an electrode capable of generating an electric field in which a part of the liquid crystal layer in the pixel area is in a reverse twist arrangement state and another part is in a spray twist arrangement state is formed. Equipped.

또, 제1~제4의 실시예에 의한 액정표시소자는 저렴하게 제조할 수 있다. 제조방법은, 배향막재료, 러빙조건(압입량의 제어), 배향막의 소성조건 등을 제외하고, 일반적인 트위스티드 네마틱크형 액정표시소자의 제조방법과 대략 같기 때문에, 일반적인 트위스티드 네마틱크형 액정표시소자와 비교하여 코스트상승의 요인은 적다.Further, the liquid crystal display elements according to the first to fourth embodiments can be manufactured at low cost. The manufacturing method is substantially the same as that of a general twisted nematic liquid crystal display device, except for the alignment film material, rubbing conditions (control of the press-in amount), and the firing conditions of the alignment film, and thus is similar to a general twisted nematic liquid crystal display device. In comparison, the factor of cost increase is small.

제1~제4의 실시예에 의한 액정표시소자에 있어서는, 액정층(15)의 리버스 트위스트 배열상태, 스프레이 트위스트 배열상태, 및 이들의 혼재상태는 안정적으로 유지된다. 이 때문에 흰색표시, 흑색표시, 그레이 표시의 어느 경우에도, 표시를 바꿔 쓴 다음은, 전압 무인가인 채로, 그 표시상태가 보지된다. 표시의 바꿔 쓰기 시 이외는 전력을 소비하지 않는다. 이 때문에 소비전력을 지극히 낮게 억제한, 초저소비 전력구동이 가능하다. 특히 반사형 디스플레이에 적용했을 경우, 메리트는 크다. 표시는 반영구적으로 보지(保持)하는 것이 가능하고, 고콘트라스트비와 양립 가능하다.In the liquid crystal display elements according to the first to fourth embodiments, the reverse twist arrangement state of the liquid crystal layer 15, the spray twist arrangement state, and their mixed state are stably maintained. For this reason, in any of the white display, black display, and gray display, after changing the display, the display state is maintained while the voltage is not applied. No power is consumed except when the display is changed. For this reason, it is possible to drive ultra-low power consumption with extremely low power consumption. Especially when applied to a reflective display, the merit is great. The display can be held semi-permanently and is compatible with a high contrast ratio.

제2의 실시예에 나타낸 것처럼, 구동방법으로서 예를 들어 선순차(線順次)구동법 등의, 메모리성을 이용한 구동방법을 적용할 수 있다. 따라서 이 경우, 고가의 TFT 등을 이용하는 일 없이, 단순 매트릭스표시에 의해, 대용량의 도트매트릭스표시를 실시할 수 있다. 즉, 저비용으로 대용량의 표시를 실시하는 것이 가능하다.As shown in the second embodiment, as a driving method, a driving method using memory characteristics, such as a line sequential driving method, can be applied. Therefore, in this case, a large-capacity dot matrix display can be performed by simple matrix display without using an expensive TFT or the like. That is, it is possible to display a large capacity at a low cost.

TFT 등의 스위칭 소자를 이용하는 경우, 대용량의 표시전환을 고속으로 실시할 수 있다. TFT를 이용한 액정표시소자로 하는 경우, 예를 들어 IPS 액정으로 널리 이용되고 있는 TFT 기판을 그대로 이용하는 것도 가능하다. 대향기판에는, 예를 들어 투명전극을 형성할 필요가 있지만, 마스크 스팩터 등을 사용하여 간편하게 형성하는 것이 가능하기 때문에, 코스트 상승의 요소는 적다. 대향기판이 전극을 갖추는 것으로, 러빙시, 정전기에 의한 악영향을 받기 어렵다고 하는 메리트도 있다.When a switching element such as a TFT is used, large-capacity display switching can be performed at high speed. In the case of using a TFT as a liquid crystal display device, it is also possible to use, for example, a TFT substrate widely used as an IPS liquid crystal. Although it is necessary to form a transparent electrode on the counter substrate, for example, since it can be easily formed using a mask sputter or the like, the cost increase factor is small. There is a merit that the counter substrate is equipped with an electrode, and it is difficult to be adversely affected by static electricity during rubbing.

또한, 제1~제4의 실시예 및 변형예에 의한 액정표시소자에 의하면, 투과형 디스플레이, 투반(透反)디스플레이, 반사형 디스플레이의 어느 경우에도 매우 적합한 디스플레이를 실현할 수 있다.Further, according to the liquid crystal display elements according to the first to fourth embodiments and modifications, it is possible to realize a display that is highly suitable in any case of a transmissive display, a specular display, or a reflective display.

다음에, 제5의 실시예에 의한 액정표시소자에 대해서, 그 비교예와 비교하면서 설명한다.Next, the liquid crystal display device according to the fifth embodiment will be described in comparison with the comparative example.

본 발명의 발명자들은, 우선, 비교예에 의한 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자를 복수 제작하고, 그 표시 특성을 조사했다.The inventors of the present invention first produced a plurality of reverse twisted nematic liquid crystal display elements according to comparative examples, and investigated the display characteristics thereof.

투명 전극, 예를 들어 ITO(indium tin oxide) 전극이 형성된 투명기판을 2매 준비한다. 여기에서는 평행평판타입의 전극을 가지는 테스트 셀을 이용하고, 2매의 투명기판을 세정, 건조했다.Two transparent substrates on which a transparent electrode, for example, an indium tin oxide (ITO) electrode, are formed are prepared. Here, a test cell having a parallel plate type electrode was used, and two transparent substrates were cleaned and dried.

투명기판 상에, ITO 전극을 덮도록 배향막 재료를 도포한다. 배향막 재료의 도포는, 스핀 코트를 이용해 행했다. 후레키소 인쇄나 잉크젯 인쇄를 이용해 행하여도 괜찮다. 본 예에 있어서는, 통상은 수직 배향막의 형성에 사용되는, 수직 배향막 재료로서는 낮은 측쇄밀도를 가지는 폴리이미드 배향막재료의 측쇄 밀도를 컨트롤 해, 배향막 재료로서 이용했다. 측쇄밀도의 컨트롤은, 적당한 프리틸트각의 부여를 가능하게 하기 때문이다. 배향막 재료는, 배향막의 두께가 500Å~800Å이 되도록 도포했다.On the transparent substrate, an alignment film material is applied to cover the ITO electrode. Coating of the alignment film material was performed using a spin coat. It may be carried out by using Furekiso printing or inkjet printing. In this example, the side chain density of the polyimide alignment layer material having a low side chain density was controlled as a vertical alignment layer material, which is usually used for forming a vertical alignment layer, and used as an alignment layer material. This is because the control of the side chain density makes it possible to provide an appropriate pretilt angle. The alignment film material was applied so that the thickness of the alignment film was 500 mm 2 to 800 mm 2.

배향막 재료를 도포한 투명기판의 가(假)소성, 및 본(本)소성을 실시한다. 본소성은 160℃~260℃의 사이의 다른 소성온도로 행했다. 이렇게 하여 ITO 전극을 덮는 배향막이 형성되었다.The plastic substrate coated with the alignment film material is subjected to plastic firing and main firing. The main firing was performed at different firing temperatures between 160 ° C and 260 ° C. Thus, an alignment film covering the ITO electrode was formed.

다음에, 러빙처리(배향처리)를 실시한다. 러빙처리는, 예를 들어 옷감을 감은 원통형의 롤(roll)을 고속으로 회전시켜 배향막상을 문지르는 공정이며, 이것에 의해 기판에 접하는 액정분자를 한 방향으로 늘어놓는(배향하는) 일이 일어난다. 러빙처리는, 압입량을 0.4 mm, 0.8 mm, 1.2 mm로 하는 3조건으로 행했다. 또 러빙처리는, 액정표시소자의 트위스트각이 70˚또는 90˚이 되도록 실시했다.Next, rubbing processing (orientation processing) is performed. The rubbing treatment is, for example, a process of rotating a roll of a cylindrical shape wound with cloth at a high speed to rub an alignment film, whereby liquid crystal molecules in contact with the substrate are aligned (orientated) in one direction. The rubbing treatment was performed under three conditions in which the indentation amounts were 0.4 mm, 0.8 mm, and 1.2 mm. In addition, the rubbing treatment was performed such that the twist angle of the liquid crystal display element was 70 degrees or 90 degrees.

계속 해서, 액정 셀의 두께(기판사이 거리)를 일정하게 유지하기 위해, 한편의 투명기판 면에 갭 컨트롤재를 예를 들어 건식 산포법으로 산포했다. 갭 컨트롤재에는 입경 4μm의 플라스틱 볼을 사용하고, 액정 셀의 두께가 4μm이 되도록 했다.Subsequently, in order to keep the thickness (distance between the substrates) of the liquid crystal cell constant, a gap control material was spread on the other transparent substrate surface, for example, by a dry spreading method. A plastic ball having a particle diameter of 4 μm was used for the gap control material, and the thickness of the liquid crystal cell was set to 4 μm.

한편의 투명기판 면에는 씰재를 인쇄하고, 메인 씰 패턴을 형성했다. 예를 들어 입경 4μm의 유리섬유를 포함한 열경화성의 씰재를, 스크린인쇄법으로 인쇄한다. 디스팬서를 이용해 씰재를 도포할 수도 있다. 또, 열경화성이 아니고, 광경화성의 씰재나, 광·열병용 경화형의 씰재를 사용해도 괜찮다.On the other hand, a seal material was printed on the transparent substrate surface to form a main seal pattern. For example, a thermosetting sealant containing glass fibers having a particle diameter of 4 μm is printed by a screen printing method. The sealer may be applied using a dispenser. Moreover, it is not thermosetting property, and you may use the photocurable seal material and the hardening type seal material for light and fever.

투명기판을 겹쳐서 맞추었다. 2매의 투명기판을 소정의 위치에서 중합하여 셀화하고, 프레스한 상태로 열처리를 행하여 씰재를 경화시켰다. 예를 들어 핫 프레스법을 이용해 씰재의 열경화를 실시한다. 이렇게 하여 공(空)셀이 제작된다.The transparent substrate was put on top. The two transparent substrates were polymerized at a predetermined position to be cellized, and heat treated in a pressed state to cure the seal material. For example, heat-hardening of a sealing material is performed using a hot press method. In this way, an empty cell is produced.

예를 들어, 진공 주입법으로 공셀에 네마틱 액정을 주입한다. 액정 중에는 카이럴제를 첨가했다. 카이럴제로는 (주)멜크제의 CB15 또는 R-811를 사용했다. 카이럴제는, 카이럴피치p, 셀두께d로 했을 때, d/p가 예를 들어 0.33~0.53이 되도록, 복수의 첨가량 조건으로 첨가했다.For example, a nematic liquid crystal is injected into a blank cell by a vacuum injection method. A chiral agent was added to the liquid crystal. As the chiral agent, CB15 or R-811 manufactured by Melk Co., Ltd. was used. The chiral agent was added under conditions of a plurality of addition amounts such that when the chiral pitch p and the cell thickness d were set, d / p was, for example, 0.33 to 0.53.

액정주입구를, 예를 들어 자외선경화타입의 엔드 씰재로 봉지하고, 액정분자의 배향을 정리하기 위해, 액정의 상전이온도 이상으로 셀을 가열했다. 그리고 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자에 대해서는, 예를 들어 액정재료의 주입후, 또는 액정의 상전이온도 이상으로 가열하면, 카이럴제에 따르는 비틀림력이 발생하는 방향으로 비틀리는 스프레이 트위스트 배열상태가 된다.The liquid crystal injection port was sealed with, for example, an ultraviolet curing type end seal material, and the cells were heated above the phase transition temperature of the liquid crystal in order to arrange the alignment of the liquid crystal molecules. And for a reverse twisted nematic liquid crystal display device, for example, after injection of a liquid crystal material, or when heated above the phase transition temperature of the liquid crystal, the spray twist arrangement is distorted in a direction in which a torsional force according to the chiral agent is generated. .

그 후, 스크라이바 장치로 투명기판에 입힌 손상을 따라서 브레이킹하고, 개별의 셀로 작게 분할했다.Thereafter, the scriber device was broken along the damage to the transparent substrate, and divided into small cells.

작게 분할된 셀에 대해, 모따기와 세정을 실시했다.The small-segmented cells were chamfered and washed.

마지막으로, 2매의 투명 기판의 액정층과 반대측의 면에, 편광판을 붙였다. 2매의 편광판은 크로스 니콜로, 그리고 투과축의 방향과 러빙방향이 평행이 되도록 배치했다. 직교하도록 배치할 수도 있다. 양 투명기판의 ITO 전극사이에는 전원을 접속했다.Finally, a polarizing plate was pasted to the surfaces of the two transparent substrates opposite to the liquid crystal layer. The two polarizing plates were arranged so that the cross nicol and the direction of the transmission axis and the direction of rubbing were parallel. It can also be arranged orthogonally. A power supply was connected between the ITO electrodes of both transparent substrates.

이렇게 하여 비교예에 따른 액정표시소자가 제작되었다. 비교예에 따른 액정표시소자는, 액정층의 액정분자가, 초기상태에 대해 스프레이 트위스트 배열상태를 나타내고, 종 전계의 인가에 의해, 스프레이 트위스트 배열상태를 리버스 트위스트 배열상태로 천이시킬 수 있고, 횡 전계의 인가에 의해, 리버스 트위스트 배열상태를 스프레이 트위스트 배열상태로 천이시킬 수 있는, 리버스 트위스티드 네마틱형의 액정표시소자이다.Thus, a liquid crystal display device according to a comparative example was produced. In the liquid crystal display device according to the comparative example, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer show the spray twist arrangement state with respect to the initial state, and by applying the vertical electric field, the spray twist arrangement state can be shifted to the reverse twist arrangement state, and the horizontal A reverse twisted nematic type liquid crystal display device capable of transitioning from a reverse twist arrangement state to a spray twist arrangement state by application of an electric field.

본 발명의 발명자들은, 비교예에 따른 리버스 트위스티드 네마틱형 액정표시소자의 표시에 관해, 여러 가지의 조사를 실시했다.The inventors of the present invention conducted various investigations on the display of the reverse twisted nematic liquid crystal display device according to the comparative example.

우선, 표시의 육안관찰을 실시했다. 비교예에 의한 액정표시소자는, 정면에서 관찰했을 경우에도, 높은 콘트라스트비로 표시되어 있었다. 또, 실온에서 3개월간 방치한 후에 있어도, 그 표시가 보지되고 있었다.First, visual observation of the display was conducted. The liquid crystal display device according to the comparative example was displayed at a high contrast ratio even when viewed from the front. Moreover, even if it was left for 3 months at room temperature, the display was retained.

다음에, 액정층이 리버스 트위스트 배열상태일 때의 표시의 보지성을, 복수의 온도에 대해서 조사했다.Next, the holdability of the display when the liquid crystal layer was in a reverse twist arrangement was examined for a plurality of temperatures.

도 16은, 조사결과를 나타내는 표이다. 도 16에는, 첨가한 카이럴제의 종류와 그 첨가량(카이럴 피치)마다 1개의 액정표시소자(비교예)를, -40℃, 40℃, 50℃의 각 온도로 24시간 방치한 후에, 리버스 트위스트 배열상태에 의한 표시가 보지되고 있는지 아닌지를 관찰하고 판단한 결과를 나타냈다. O 표시는 양호하게 보지되고 있던(액정층내에서 거의 리버스 트위스트 배열상태가 유지되고 있던) 것을 나타내고, X표시는 보지되지 않았던(거의 스프레이 트위스트 배열상태에 천이 한) 것을 나타내며, 삼각표시는 그 중간상태(일부는 리버스 트위스트 배열상태가 유지되고, 일부는 스프레이 트위스트 배열상태로 천이한 상태)를 나타낸다.16 is a table showing the investigation results. In Fig. 16, after each type of chiral agent added and one liquid crystal display element (comparative example) for each addition amount (chiral pitch) was left at each temperature of -40 ° C, 40 ° C, 50 ° C for 24 hours, The result of observing and judging whether or not the display by the reverse twist arrangement state is held is shown. The O mark indicates that it was well maintained (the reverse twist arrangement was almost maintained in the liquid crystal layer), and the X mark indicates that it was not observed (almost shifted to the spray twist arrangement), and the triangular display indicates the intermediate state. (Some of the reverse twist arrangement is maintained, and some transition to the spray twist arrangement).

카이럴제로서 CB15를 사용하고, 카이럴 피치가 8.0μm가 되도록 첨가량을 조정했을 경우는, -40℃, 40℃, 50℃의 어느 온도에 있어서도, 리버스 트위스트 배열상태에 의한 표시가 양호하게 보지되고 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 비교예에 대해도, 카이럴제의 재료나 첨가량을 선택하는 것으로, 넓은 온도범위에서 높은 메모리성을 가지는 액정표시소자로 하는 것이 가능하다. 그렇지만, R-811를, 카이럴 피치가 8.0μm, 8.5μm, 9.0μm가 되도록 첨가한 액정표시소자, 및, CB15를, 카이럴 피치가 9.0μm가 되도록 첨가한 액정표시소자에 있어서는, 리버스 트위스트 배열상태에 의한 표시가 안정적으로 보지되는 온도 범위는 넓다고는 할 수 없는 것을 알 수 있다. 이것은 카이럴제의 피치길이가 온도에 따라서 변화하는 것에 기인한다고 생각할 수 있다.When CB15 was used as a chiral agent and the addition amount was adjusted so that the chiral pitch was 8.0 µm, the display by the reverse twist arrangement was maintained satisfactorily at any temperature of -40 ° C, 40 ° C, or 50 ° C. It can be seen that it is. In this way, also for the comparative example, it is possible to make a liquid crystal display device having high memory performance over a wide temperature range by selecting a material or an additive amount of a chiral agent. However, in the liquid crystal display device in which R-811 is added so that the chiral pitch is 8.0 μm, 8.5 μm, and 9.0 μm, and in the liquid crystal display device in which CB15 is added so that the chiral pitch is 9.0 μm, the reverse twist is performed. It can be seen that the temperature range in which the display by the arrangement state is stably held cannot be said to be wide. It can be considered that this is due to the pitch length of the chiral agent changing with temperature.

도 17은, 카이럴제의 피치길이의 온도의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은, 온도를 단위「℃」로 나타내며, 세로축은 피치길이를 단위「μm」로 나타낸다. 꺾인 선a는, CB15에 대한 피치길이의 온도 의존성을 나타내고, 꺾인 선b는, R-811에 대한 그것을 나타낸다. 온도에 대한 피치변화량은 카이럴제 재료에 따라 다르지만, 재료를 선택해도 적지 않게 변화하는 것을 알 수 있다.17 is a graph showing the temperature dependence of the pitch length of a chiral agent. The horizontal axis of the graph represents the temperature in units "° C", and the vertical axis represents the pitch length in units "μm". The broken line a shows the temperature dependence of the pitch length with respect to CB15, and the broken line b shows it with respect to R-811. The amount of pitch change with respect to the temperature varies depending on the material of the chiral material, but it can be seen that even if the material is selected, it varies considerably.

본 발명의 발명자들은, 리버스 트위스트 배열상태에 따른 표시보지(메모리성)의 온도 의존성을, 더욱 자세하게 조사했다.The inventors of the present invention have investigated in more detail the temperature dependence of the display holding (memory property) according to the reverse twist arrangement state.

도 18은, 조사 결과를 나타내는 표이다. 도 18에는, 첨가한 카이럴제의 종류와 그 첨가량(카이럴 피치p) 마다 4개의 액정표시소자(비교예)를, 40℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 90℃의 각 온도로 30분 열처리 한 후에, 리버스 트위스트 배열상태에 의한 표시가 보지되고 있는지 아닌지를 관찰하고 판단한 결과를 나타냈다. 표 중의 숫자는, 표시가 양호하게 보지되고 있던 액정표시소자의 수를 나타낸다. 예를 들어 「3/4」라는 표기는, 4개의 액정표시소자 중 3가 양호하게 표시를 보지하고 있던 것을 나타내 보인다. X표시는 양호하게 표시를 보지하고 있던 액정표시소자가 없었던 것을 의미한다.18 is a table showing the results of the investigation. In Fig. 18, four kinds of liquid crystal display elements (comparative examples) are added for each type of chiral agent added and its amount (chiral pitch p) at 40 ° C, 50 ° C, 60 ° C, 70 ° C, 80 ° C and 90 ° C. After heat treatment at each temperature for 30 minutes, the result of observing and judging whether or not the indication by the reverse twist arrangement state is held is shown. The numbers in the table indicate the number of liquid crystal display elements whose display was held satisfactorily. For example, the notation "3/4" shows that 3 out of 4 liquid crystal display elements favorably hold the display. The X display means that there was no liquid crystal display element that was favorably holding the display.

열처리 온도가 50℃이하이면, 비교적 많은 액정표시소자에서 리버스 트위스트 배열상태에 따른 표시가 유지되고 있지만, 60℃이상이 되면 메모리성이 소실하고, 스프레이 트위스트 배열상태로 천이하고 있음을 알 수 있다When the heat treatment temperature is 50 ° C. or less, the display according to the reverse twist arrangement state is maintained in a relatively large number of liquid crystal display elements, but when it is 60 ° C. or higher, memory performance is lost and it can be seen that the transition is to the spray twist arrangement state.

이와 같이 비교예에 따른 리버스 트위스티드 네마틱형의 액정표시소자는, 예를 들면 실온에서 메모리성은 높으나, 실온과는 다른 온도에서는 리버스 트위스트배향상태에 따른 표시를 보지할 수 없는 경우가 생기고, 특히 60℃ 이상의 고온상태에서는 보지하는 것이 곤란하다.In this way, the reverse twisted nematic type liquid crystal display device according to the comparative example, for example, has high memory at room temperature, but may not be able to hold the display according to the reverse twist orientation at a temperature different from room temperature. It is difficult to hold in the above high temperature state.

다음에 제5의 실시예에 따른 액정표시소자에 대하여 설명한다. 제5의 실시예에 따른 액정표시소자의 개략적인 단면도는 도 1과 거의 같다. 또한 제5의 실시예에 따른 액정표시소자의 제조방법은 제1의 실시예와 거의 같다. 제5의 실시예에 있어서는, 본 소성은 160℃~260℃ 사이의 다른 소성온도에서 행했다. 또한 러빙처리는 압입량을 0.4mm, 0.8mm, 1.2mm로 하는 3조건으로 행했다. 그리고 러빙처리는 액정표시소자의 트위스트각이 70°또는 90°가 되도록 실시했다. Next, a liquid crystal display device according to a fifth embodiment will be described. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment. The manufacturing method of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment is almost the same as that of the first embodiment. In the fifth embodiment, the main firing was performed at different firing temperatures between 160 ° C and 260 ° C. In addition, the rubbing treatment was performed under three conditions with the indentation amounts being 0.4 mm, 0.8 mm, and 1.2 mm. In addition, the rubbing treatment was performed such that the twist angle of the liquid crystal display device was 70 ° or 90 °.

다음에 액정 재료중에 첨가하는 카이럴제로서 (주)멜크제의 CB15 또는 R-811를 사용했다. 카이럴제는, 카이럴 피치 p, 액정층의 두께 d로 했을 때, d/p가 예를 들어 0.33~0.53이 되도록, 복수의 첨가량 조건으로 첨가했다.Next, CB15 or R-811 made by Melk Co., Ltd. was used as a chiral agent to be added to the liquid crystal material. The chiral agent was added in conditions of a plurality of addition amounts such that when the chiral pitch p and the thickness d of the liquid crystal layer were d / p, for example, 0.33 to 0.53.

액정 재료중에, 예를 들어 빛이나 열에 의해 중합 가능한 재료, 일례로서 UV큐아라불 액정(액정성을 가지는 자외선경화성재료), 제5의 실시예에 있어서는 (주) 다이니폰잉크제의 UCL-001를 첨가했다. 재료는 이것에 한정되지 않는다. 후술하는 메모리 안정성의 관점에서는, 자외선경화성의 재료인 것이 바람직하다. 액정성을 가지지 않는 재료에서도 후술 하는 효과와 같은 효과를 발휘할 수 있지만, 배향성을 고려하면 액정성을 가지는 자외선경화성재료를 이용하는 것이 바람직하다.Among the liquid crystal materials, for example, a material that can be polymerized by light or heat, for example, UV curable liquid crystal (UV curable material having liquid crystallinity), UCL-001, manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd. in the fifth embodiment. Was added. The material is not limited to this. From the viewpoint of memory stability, which will be described later, it is preferable that the material is UV curable. Although materials having no liquid crystallinity can exhibit the same effects as those described later, it is preferable to use an ultraviolet curable material having liquid crystallinity in consideration of orientation.

본 발명의 발명자들은, 자외선경화성을 가지는 모노머 재료의 첨가량을, 액정층(15)에 주입하는 재료(액정재료, 카이럴제, 및 자외선경화성을 가지는 모노머 재료)의 합계 질량에 대해서, 1wt%, 2wt%, 5wt%가 되는 3조건으로서 복수의 액정표시소자를 제작했다.The inventors of the present invention, based on the total mass of the material (liquid crystal material, chiral agent, and monomer material having ultraviolet curability) that injects the amount of the ultraviolet curable monomer material into the liquid crystal layer 15, 1 wt%, A plurality of liquid crystal display devices were manufactured under three conditions of 2 wt% and 5 wt%.

제5의 실시예에 있어서는, 카이럴제 및 UV큐아라불 액정을 포함한 액정 재료의 주입후에, 자외선을 조사해, UV큐아라불 액정의 중합 반응을 일으키게 하고, 액정층(15)내에 중합체(폴리머)를 합성했다(중합처리). 실험을 위하여, 자외선 조사는, 액정층(15)의 액정분자가 리버스 트위스트 배열상태일 때, 및, 스프레이 트위스트 배열상태일 때의 쌍방에 대해 실시했다. 자외선은, 조사량 18 mW/cm2, 적산(積算)노광량이 1J/cm2가 되는 조건으로 조사했지만, 자외선 조사조건은 이것에 한정되지 않는다.In the fifth embodiment, after injecting a liquid crystal material containing a chiral agent and a UV curable liquid crystal, ultraviolet rays are irradiated to cause a polymerization reaction of the UV curable liquid crystal, and a polymer (polymer) in the liquid crystal layer 15 ) Was synthesized (polymerization treatment). For the experiment, ultraviolet irradiation was performed for both liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 15 in a reverse twist arrangement state and in a spray twist arrangement state. The ultraviolet ray was irradiated under conditions such that the irradiation amount was 18 mW / cm 2 and the accumulated exposure amount was 1 J / cm 2 , but the ultraviolet irradiation condition was not limited to this.

제5의 실시예에 있어서는, 액정층(15)에, 중합가능한 재료, 실시예에 있어서는, UV큐아라불 액정에 자외선이 조사되는 것으로 합성된 중합체(폴리머)가 포함되어 있다. 중합가능한 재료는, 액정층(15)의 질량(액정 재료, 카이럴제, 및 중합 가능한 재료의 합계 질량)에 대해, 5%이하의 범위에서 첨가된다.In the fifth embodiment, the liquid crystal layer 15 contains a polymerizable polymer (polymer) synthesized by irradiating ultraviolet light to a UV curable liquid crystal in a polymerizable material and in the embodiment. The polymerizable material is added in a range of 5% or less with respect to the mass of the liquid crystal layer 15 (the total mass of the liquid crystal material, the chiral agent, and the polymerizable material).

본 발명의 발명자들은, 제5의 실시예에 의한 액정표시소자의 표시에 관해, 여러 가지의 조사를 실시했다.The inventors of the present invention conducted various investigations on the display of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment.

도 19a~도 19d는, 자외선경화성재료를 2wt% 첨가한 액정표시소자의 메모리 안정성에 대해 실험한 결과를 나타내는 사진이다.19A to 19D are photographs showing results of experiments on memory stability of a liquid crystal display device in which 2 wt% of an ultraviolet curable material is added.

도 19a는, 1J/cm2의 자외선을 조사해 중합반응을 일으키게 하고, 액정층(15)내에 중합체(폴리머)를 합성한 후의 액정표시소자를 나타내는 외관 사진이다. 왼쪽의 사진은, 스프레이 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자의 외관을 나타내고, 오른쪽의 사진은, 리버스 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자의 외관을 나타낸다. 이 점은, 도 19a~도 19d의 모두에게 공통된다.19A is an external photograph showing a liquid crystal display device after irradiating 1J / cm 2 with ultraviolet rays to cause a polymerization reaction and synthesizing a polymer (polymer) in the liquid crystal layer 15. The photo on the left shows the appearance of the liquid crystal display element irradiated with ultraviolet light in the spray twist arrangement state, and the photo on the right shows the appearance of the liquid crystal display element irradiated with ultraviolet light in the reverse twist arrangement condition. This point is common to all of FIGS. 19A to 19D.

제5의 실시예에 따른 액정표시소자는, 스프레이 트위스트 배열상태시에 흰색 표시를 하고, 리버스 트위스트 배열상태시에 흑색표시를 한다. 자외선 조사시에 스프레이 트위스트 배열상태이었던 액정표시소자는, 자외선 조사 후에도 스프레이 트위스트 배열상태가 유지되고, 자외선 조사시에 리버스 트위스트 배열상태이었던 액정표시소자는, 자외선 조사 후에도 리버스 트위스트 배열상태가 유지되어 있다.The liquid crystal display device according to the fifth embodiment displays white color in the spray twist arrangement state and black display in the reverse twist arrangement state. The liquid crystal display element which was in the spray twist arrangement state at the time of ultraviolet irradiation is maintained in the spray twist arrangement state even after ultraviolet irradiation, and the liquid crystal display element in the reverse twist arrangement state at the time of ultraviolet irradiation is maintained in the reverse twist arrangement state after the ultraviolet irradiation. .

도 19b는, 상측베타전극(12a)과 하측베타전극(12b)에 역치전압 이상의 전압을 인가하고, 액정층(15)에 종 전계를 부가한 후의 액정표시소자를 나타내는 외관 사진이다.19B is an external photograph showing a liquid crystal display device after applying a voltage equal to or greater than a threshold voltage to the upper beta electrode 12a and the lower beta electrode 12b and adding a vertical electric field to the liquid crystal layer 15.

왼쪽의 사진에 나타내는 액정표시소자는, 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이하고 있는 것을 알 수 있다. 오른쪽의 사진에 나타내는 액정표시소자는, 리버스 트위스트 배열상태가 유지되어 있다.It can be seen that the liquid crystal display element shown in the picture on the left transitions from the spray twist arrangement state to the reverse twist arrangement state. In the liquid crystal display element shown in the photo on the right, the reverse twist arrangement is maintained.

도 19c는, 이러한 액정표시소자에 90℃에서 30분의 열처리를 행한 후의 외관 사진이다. 90℃라는 고온에서의 열처리 후에도, 안정하게 리버스 트위스트 배열상태가 보지(保持)되고 있는 것을 알 수 있다.Fig. 19C is a photograph of the appearance of the liquid crystal display device after heat treatment at 90 ° C for 30 minutes. It can be seen that the reverse twist arrangement is maintained stably even after heat treatment at a high temperature of 90 ° C.

도 19d는, 하측베타전극(12b) 및 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)에, 반응을 일으키는 역치전압 이상의 전압을 인가하고, 액정층(15)에 횡 전계를 부가한 후의 액정표시소자를 나타내는 외관 사진이다.19D shows a liquid crystal display after applying a voltage equal to or greater than a threshold voltage causing a reaction to the lower beta electrode 12b and the first and second zell electrodes 12c and 12d, and adding a lateral electric field to the liquid crystal layer 15. It is a picture of the appearance of the device.

왼쪽의 사진(스프레이 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자)에 있어서도, 오른쪽의 사진(리버스 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자)에 있어서도, 횡 전계의 부가에 의해, 스프레이 트위스트 배열상태로 천이하고 있는 것을 알 수 있다.In the photo on the left (liquid crystal display element irradiated with ultraviolet light in the spray twist arrangement state) and in the photo on the right (liquid crystal display element irradiated with ultraviolet light in the reverse twist arrangement condition), spray twist arrangement is performed by adding a lateral electric field. It can be seen that the state is transitioning.

도 19a~도 19d에 나타내는 결과로부터, 제5의 실시예에 의한 액정표시소자는, 전계의 부가에 의한 표시의 스위칭성(리버스 트위스트 배열상태와 스프레이 트위스트 배열상태 사이의 스위칭성)과 높은 메모리성(열적인 안정성)을 함께 갖추는 액정표시소자인 것을 알 수 있다.From the results shown in Figs. 19A to 19D, the liquid crystal display device according to the fifth embodiment has the switching properties (switching between the reverse twist arrangement state and the spray twist arrangement state) and high memory performance by adding an electric field. It can be seen that it is a liquid crystal display device having (thermal stability) together.

도 20은, 도 19c에 외관 사진을 나타낸 액정표시소자(90℃에서 30분의 열처리를 행한 후의 액정표시소자)를 나타내는 현미경 사진이다. 왼쪽은 리버스 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자의 현미경 사진을 나타내고, 오른쪽은 스프레이 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자의 현미경 사진을 나타낸다. 좌우 모두, 표시영역의 모퉁이를 촬영한 사진을 위에 나타내며, 표시 영역의 가장자리를 촬영한 사진을 아래에 나타낸다. 현미경관찰에 의하면, 표시영역(리버스 트위스트 배열상태)과 비표시 영역(스프레이 트위스트 배열상태)의 경계에서, 수십μm의 흔들림은 있지만, 표시영역에서는 안정되어 리버스 트위스트 배열상태가 보지되고 있는 것을 알 수 있다. 또, 리버스 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자(왼쪽의 사진)와 스프레이 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자( 오른쪽의 사진)의 사이에 의미 있는 차이는 인정되지 않고, 어느 쪽이나 리버스 트위스트 배열상태가 안정적으로 보지되고 있는 것을 알 수 있다.Fig. 20 is a photomicrograph showing a liquid crystal display element (a liquid crystal display element after heat treatment at 90 ° C. for 30 minutes) shown in Fig. 19C. The left side shows a micrograph of the liquid crystal display element irradiated with ultraviolet light in the reverse twist arrangement state, and the right side shows a micrograph of the liquid crystal display element irradiated with ultraviolet rays in the reverse twist arrangement state. In both left and right, a picture taken at the corner of the display area is shown above, and a picture taken at the edge of the display area is shown below. Microscopic observation shows that there is a tens of micrometers of shaking at the boundary between the display area (reverse twist arrangement state) and the non-display area (spray twist arrangement state), but the display area is stable and the reverse twist arrangement state is maintained. have. In addition, a significant difference is not recognized between the liquid crystal display element irradiated with ultraviolet rays in the reverse twist arrangement state (photo on the left) and the liquid crystal display element irradiated with ultraviolet rays in the spray twist arrangement condition (the photo on the right). It can be seen that the reverse twist arrangement is stably held.

다음에, 본 발명의 발명자들은, 자외선경화성재료의 첨가농도와 메모리성의 관계에 대하고 실험을 실시했다.Next, the inventors of the present invention experimented on the relationship between the addition concentration of the UV-curable material and the memory properties.

도 21a~도 21d는, 다른 첨가량(1wt%, 2wt%, 5wt%)에서 자외선경화성재료를 첨가한 액정표시소자의 메모리안정성에 대해 실험한 결과를 나타내는 사진이다. 도 19a~도 19d에 나타낸 사진과 마찬가지로, 도 21a~도 21d에 대해서도, 좌열의 사진은, 스프레이 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자의 외관을 나타내, 우열의 사진은, 리버스 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자의 외관을 나타낸다. 또, 도 21a~도 21d에 공통하여, 상단은 자외선경화성재료의 첨가량을 1wt%로 하여 제작한 액정표시소자의 외관사진, 중단은 자외선경화성재료의 첨가량을 2wt%로 하여 제작한 액정표시소자의 외관사진, 그리고 하단은 자외선경화성재료의 첨가량을 5wt%로 하여 제작한 액정표시소자의 외관사진을 나타낸다. 그리고 첨가량을 1wt%, 5wt%로 하여 제작한 액정표시소자에는 셀두께 얼룩짐이 있었다.21A to 21D are photographs showing results of experiments on memory stability of a liquid crystal display device in which ultraviolet curable materials are added at different addition amounts (1 wt%, 2 wt%, 5 wt%). Similar to the photographs shown in Figs. 19A to 19D, in Figs. 21A to 21D, the photographs in the left column show the appearance of the liquid crystal display element irradiated with ultraviolet light in the spray twist arrangement state, and the photographs in the right column are in the reverse twist arrangement state. The appearance of the liquid crystal display element irradiated with ultraviolet rays is shown. In addition, in common with FIGS. 21A to 21D, the upper part is an external photograph of a liquid crystal display device manufactured by adding 1% by weight of an ultraviolet-curable material, and a middle part of the liquid crystal display device produced by adding 2% by weight of an ultraviolet-curable material. The external photograph and the lower part show the external photograph of the liquid crystal display device manufactured by adding 5% by weight of the ultraviolet curable material. In addition, cell thickness unevenness was observed in the liquid crystal display device manufactured by adding 1 wt% and 5 wt%.

도 21a는, 1J/cm2의 자외선을 조사해 중합 반응을 일으키게 하고, 액정층(15)내에 중합체(폴리머)를 합성한 후의 액정표시소자를 나타내는 외관 사진이다.21A is a photograph showing the appearance of a liquid crystal display device after irradiating 1J / cm 2 ultraviolet rays to cause a polymerization reaction and synthesizing a polymer (polymer) in the liquid crystal layer 15.

첨가량이 1wt%, 2wt%, 5wt%의 어느 경우도, 자외선 조사시에 스프레이 트위스트 배열상태이었던 액정표시소자는, 자외선조사 후에도 스프레이 트위스트 배열상태가 유지되고, 자외선 조사시에 리버스 트위스트 배열상태이었던 액정표시소자는, 자외선 조사 후에도 리버스 트위스트 배열상태가 유지되어 있다고 말할 수 있다.In any case where the amount of addition was 1 wt%, 2 wt%, or 5 wt%, the liquid crystal display device which was in the spray twist arrangement state during UV irradiation, the spray twist arrangement was maintained even after UV irradiation, and the liquid crystal in the reverse twist arrangement state during UV irradiation It can be said that the reverse twist arrangement is maintained in the display element even after irradiation with ultraviolet rays.

도 21b는, 상측베타전극(12a)과 하측베타전극(12b)에, 역치전압 이상의 전압을 인가하고, 액정층(15)에 종 전계를 부가한 후의 액정표시소자를 나타내는 외관 사진이다.FIG. 21B is an external photograph showing a liquid crystal display device after applying a voltage equal to or greater than a threshold voltage to the upper beta electrode 12a and the lower beta electrode 12b and adding a vertical electric field to the liquid crystal layer 15.

좌열의 사진에 나타내는 액정표시소자는, 스프레이 트위스트 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이하고 있는 것을 알 수 있다. 우열의 사진에 나타내는 액정표시소자는, 리버스 트위스트 배열상태가 유지되어 있다.It can be seen that the liquid crystal display element shown in the photograph on the left column transitions from the spray twist arrangement state to the reverse twist arrangement state. In the liquid crystal display element shown in the right column, the reverse twist arrangement is maintained.

도 21c는, 이러한 액정표시소자에 90℃에서 30분의 열처리를 행한 후의 외관 사진이다. 90℃이라는 고온에서의 열처리 후에도, 자외선경화성재료의 첨가량(1wt%, 2wt%, 5wt%)에 관계없이, 안정되게 리버스 트위스트 배열상태가 보지되고 있는 것을 알 수 있다.Fig. 21C is a photograph of the appearance of the liquid crystal display device after heat treatment at 90 ° C for 30 minutes. It can be seen that even after heat treatment at a high temperature of 90 ° C., the reverse twist arrangement is maintained stably regardless of the amount of ultraviolet curable material added (1 wt%, 2 wt%, 5 wt%).

도 21d는, 또한, 하측베타전극(12b) 및 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)에 초소의 물리량 전압 이상의 전압을 인가하고, 액정층(15)에 횡 전계를 부가한 후의 액정표시소자를 나타내는 외관사진이다.21D also shows a liquid crystal display after applying a voltage equal to or greater than a minimum physical quantity voltage to the lower beta electrodes 12b and the first and second zell electrodes 12c and 12d and adding a lateral electric field to the liquid crystal layer 15. This is a picture showing the appearance of the device.

좌열의 사진(스프레이 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자)에 있어서는, 자외선경화성재료의 첨가량이, 1wt%, 2wt%, 5wt%의 어느 경우에 있어서도, 횡 전계의 부가에 의해, 스프레이 트위스트 배열상태로 천이(遷移)하고 있다.In the photo of the left column (liquid crystal display element irradiated with ultraviolet light in the state of spray twist arrangement), in any case of 1 wt%, 2 wt%, or 5 wt% of the addition amount of the ultraviolet-curable material, the spray twist is caused by the addition of a lateral electric field. It is transitioning in an array.

우열의 사진(리버스 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자)을 참조하면, 자외선경화성재료의 첨가량이, 1wt%, 2wt%의 액정표시소자에 대해서는, 횡 전계의 부가에 의해, 스프레이 트위스트 배열상태로 천이하고 있지만, 5 wt%의 액정표시소자에 대해서는, 횡 전계를 부가해도, 리버스 트위스트 배열상태 그대로인(스프레이 트위스트 배열상태로 천이하지 않는다) 것을 알 수 있다.Referring to the photo of the superior column (liquid crystal display element irradiated with ultraviolet rays in the reverse twist arrangement state), for the liquid crystal display element having an amount of ultraviolet curable material of 1 wt% and 2 wt%, spray twist arrangement by addition of a transverse electric field Although it transitions to the state, it can be seen that, for a 5 wt% liquid crystal display device, even when a lateral electric field is added, the reverse twist arrangement state remains the same (does not transition to the spray twist arrangement state).

도 21a~도 21d에 나타내는 결과로부터, 액정층에 중합가능한 재료를 첨가하고, 이것을 중합시키고, 액정층내에 중합체(폴리머)를 합성한 실시예에 따른 액정표시소자는, 전계의 부가에 따른 표시의 스위칭성(리버스 트위스트 배열상태와 스프레이 트위스트 배열상태 사이의 스위칭성)과 높은 메모리성(열적인 안정성)을 함께 갖추는 액정표시소자라고 할 수 있다. 다만, 첨가량이 5wt%의 경우, 리버스 트위스트 배열상태시에 자외선을 조사한 액정표시소자에 있어서는, 열처리 후의 횡 전계 부가로, 리버스 트위스트 배열상태로부터 스프레이 트위스트 배열상태로 천이시킬 수 없었던 것으로부터, 중합 가능한 재료의 첨가량은 5wt%이하로 하는 것이 바람직할 것이다.From the results shown in Figs. 21A to 21D, a liquid crystal display device according to an embodiment in which a polymerizable material is added to a liquid crystal layer, polymerized therein, and a polymer (polymer) is synthesized in the liquid crystal layer, It can be said to be a liquid crystal display device having both switchability (switching between reverse twisted and spray twisted) and high memory (thermal stability). However, when the amount of addition is 5 wt%, in the liquid crystal display element irradiated with ultraviolet rays in the reverse twist arrangement state, polymerization is possible because the transverse electric field after heat treatment was unable to transition from the reverse twist arrangement state to the spray twist arrangement state. It is desirable that the amount of the material added is 5 wt% or less.

또한 제5의 실시예에 의한 액정표시소자는, 그 비교예에 의한 액정표시소자와 마찬가지로, 정면에서 관찰했을 경우에도, 높은 콘트라스트비로 표시를 하고 있었다.In addition, the liquid crystal display element according to the fifth example was displayed at a high contrast ratio even when viewed from the front, like the liquid crystal display element according to the comparative example.

제5의 실시예에 의한 액정표시소자는, 표시의 메모리성(열적인 안정성)이 높고, 온도에 의하지 않고 반영구적으로 표시를 보지하는 것이 가능하고, 예를 들어 90℃정도의 고온 환경하에 있어도, 각각의 배열상태(리버스 트위스트 배열상태, 또는, 스프레이 트위스트 배열상태)로의 표시를 안정되어 보지할 수 있다. 이 때문에, 차량탑재용, 항공기용, 옥외용 등 높은 신뢰성이 요구되는 액정표시소자에도 이용이 가능하다. 또, 고콘트라스트비로의 표시와 양립시킬 수 있다. 이와 같이 제5의 실시예에 의한 액정표시소자는, 높은 표시품질을 가지는 액정표시소자이다.The liquid crystal display device according to the fifth embodiment has high display memory performance (thermal stability) and can hold the display semi-permanently regardless of temperature, even in a high-temperature environment of, for example, about 90 ° C. The display in each arrangement state (reverse twist arrangement state, or spray twist arrangement state) can be stably held. For this reason, it can be used for a liquid crystal display device requiring high reliability, such as for vehicle mounting, aircraft, and outdoor use. In addition, it is compatible with the display at a high contrast ratio. In this way, the liquid crystal display device according to the fifth embodiment is a liquid crystal display device having high display quality.

또한 자외선의 조사는, 액정표시소자에 전압을 인가한 상태로 실시할 필요는 없다. 2개의 안정된 배열상태(리버스 트위스트 배열상태 또는 스프레이 트위스트 배열상태)의 어느 상태에서 자외선을 조사하면 좋다.In addition, it is not necessary to perform ultraviolet irradiation in a state in which a voltage is applied to the liquid crystal display element. It is good to irradiate ultraviolet light in either of two stable arrangement states (reverse twist arrangement state or spray twist arrangement state).

제5의 실시예에 의한 액정표시소자는, 메모리성을 이용한 구동 방법으로 구동할 수 있는, 초저소비 전력구동이 가능하고, 특히 반사형 디스플레이에 적용했을 경우에 메리트는 크고, 저비용으로 대용량의 표시를 실시하는 것이 가능하다, 그 제조에 있어서, 일반적인 트위스티드 네마틱형 액정표시소자와 비교한 코스트상승 요인은 적다는 등의 점에서, 제1의 실시예와 같은 효과를 발휘할 수 있다.The liquid crystal display device according to the fifth embodiment can be driven by a driving method using a memory property, and is capable of ultra-low power consumption. Especially, when applied to a reflective display, the merits are large, and large-capacity displays at low cost. It is possible to carry out, and in the production, the same effect as in the first embodiment can be exhibited in that the cost increase factor is small compared to a general twisted nematic liquid crystal display device.

계속 해서, 제6의 실시예에 의한 액정소자에 대해 설명한다.Subsequently, the liquid crystal element according to the sixth embodiment will be described.

제6의 실시예에 의한 액정소자의 개략적인 단면도는 도 1과 동일하다. 또, 제6의 실시예에 의한 액정소자의 제조방법은, 제1의 실시예와 대략 같다. 제6의 실시예에 있어서는, 러빙시의 압입량을, 0.4mm~1.2mm로 설정했다. 이것에 의해, 상측 및 하측 배향막(14a, 14b)이 액정분자에 대해서 35˚~60˚정도의 프리틸트각을 발현할 수 있다. 또 카이럴제를, d/p가 0.25~0.75가 되는 조건으로 첨가했다.1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal device according to a sixth embodiment. The manufacturing method of the liquid crystal element according to the sixth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. In the sixth example, the indentation amount during rubbing was set to 0.4 mm to 1.2 mm. Thereby, the upper and lower alignment films 14a and 14b can express a pretilt angle of about 35 ° to 60 ° with respect to the liquid crystal molecules. Moreover, the chiral agent was added on condition that d / p became 0.25-0.75.

본 발명의 발명자들은, 액정소자의 적절한 배향조건을 찾아내기 위해서, 제조 조건을 다르게 한 몇 개의 액정소자를 제작했다. 배향막재료로서 통상은 수직 배향막으로서 이용되는 재료의 측쇄밀도를 낮게 한 폴리이미드 재료를 이용하고, 배향막 형성시의 소성온도와 러빙시의 압입량을 가변 파라메타로 했다. 구체적으로는, 소성온도는 160℃~260℃의 범위에서 몇 개의 온도를 설정했다. 또, 러빙시의 압입량은 0.4mm, 0.8mm, 1.2mm로 했다. 배향막의 막 두께는 500Å~800Å이 되도록 했다. 액정층의 액정분자의 트위스트각에 대해서는 90˚혹은 70˚으로 했다. 여기서 말하는 「트위스트각」이란, 스프레이 트위스트 상태에 있어서의 생각할 수 있는 각을 말하고, 리버스 트위스트 상태에 있어서의 실질적인 트위스트각은 (180˚-φ)이 된다. 이 점은 다른 실시예에 대해도 마찬가지이다. 액정층 두께는 4μm로 했다. 액정층을 구성하는 액정재료에는 카이럴제를 첨가하고 있고, 그 첨가량은, d/p의 값이 0.167~0.800이 되도록 했다. 상측 편광판(16a)과 하측 편광판(16b)은, 트위스트각φ이 90˚의 경우에는 각각의 투과축이 러빙방향과 대략 평행이 되도록 배치하고, 또한 양자가 크로스 니콜 배치가 되도록 하며, 트위스트각φ이 70˚의 경우에는 각각의 투과축이 러빙 방향에서 10˚비켜진 위치가 되도록 하며, 양자가 크로스 니콜 배치가 되도록 했다.The inventors of the present invention produced several liquid crystal elements having different manufacturing conditions in order to find suitable alignment conditions of the liquid crystal elements. As the alignment film material, a polyimide material having a low side chain density of a material usually used as a vertical alignment film was used, and the firing temperature at the time of forming the alignment film and the amount of indentation during rubbing were set as variable parameters. Specifically, some temperatures were set in the range of 160 ° C to 260 ° C for the firing temperature. Moreover, the indentation amount at the time of rubbing was set to 0.4 mm, 0.8 mm, and 1.2 mm. The film thickness of the alignment film was set to 500 mm 2 to 800 mm 2. The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer was set to 90 degrees or 70 degrees. The term "twist angle" as used herein refers to an conceivable angle in the spray twist state, and the actual twist angle in the reverse twist state is (180 ° -φ). This is the same for other examples. The liquid crystal layer thickness was 4 μm. A chiral agent is added to the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer, and the added amount is set so that the value of d / p is 0.167 to 0.800. The upper polarizing plate 16a and the lower polarizing plate 16b are arranged so that each transmission axis is substantially parallel to the rubbing direction when the twist angle φ is 90 °, and both are arranged in a cross-Nicol arrangement, and the twist angle φ In the case of 70 °, each transmission axis was positioned 10 ° away from the rubbing direction, and both were arranged in a cross nicol arrangement.

도 22는, 대표적인 제작 조건 및 표시상태의 액정소자의 관찰상을 나타내는 도면이다. 상세하게는, 도 22a는 전압 인가에 의해 액정층을 부분적으로 스프레이 트위스트 배향 상태로부터 리버스 트위스트 배향 상태로 천이시킨 직후의 액정소자의 관찰상(觀察像)이며, 도 22b는 3개월 경과후의 액정소자의 관찰상이다. 도 22a에 나타나 있는 바와 같이, 이 예의 액정소자는 정면에서 봐도 높은 콘트라스트비를 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 또, 도 22b에 나타나 있는 바와 같이, 3개월을 경과해도 대부분의 표시를 보지하고 있음을 알 수 있다.22 is a view showing typical manufacturing conditions and observed images of liquid crystal elements in a display state. Specifically, FIG. 22A is an observation image of a liquid crystal device immediately after transition of the liquid crystal layer from a spray twist alignment state to a reverse twist alignment state partially by application of a voltage, and FIG. 22B is a liquid crystal device after 3 months have elapsed. It is an observation. As shown in Fig. 22A, it can be seen that the liquid crystal element of this example shows a high contrast ratio even when viewed from the front. Moreover, as shown in FIG. 22B, it can be seen that even after 3 months, most of the display is retained.

도 23은, 프리틸트각이 46˚정도, 트위스트각이 70˚의 액정소자에 있어서의 콘트라스트와 표시보지성능의 평가결과를 나타내는 도면이다. 도 23에서는, 액정층의 d/p의 값을 0.167~0.800의 사이에서 복수의 조건으로 설정해 제작한 각 액정소자에 대해서, 정면 콘트라스트의 양부(良否)와 그 상태보지시간을 평가한 결과가 나타나 있다. 또한 각 액정소자의 배향막의 소성온도는 200℃로 설정되고, 카이럴제로서는 CB15가 이용되며, 액정 재료로서는 굴절률 이방성Δn의 값이 비교적으로 작은 것이 이용되었다. 또, 정면 콘트라스트에 대해서는, 전압인가에 의해 액정층을 스프레이 트위스트 배향상태로부터 리버스 트위스트 배향상태로 천이시키고, 리버스 트위스트 배향상태의 보지성능의 시간에 따른 변화를 관찰했다. 그 결과, 정면 콘트라스트에 대해서는 d/p의 값이 0.333~0.500의 사이에서 양호하고, 특히 0.385이상에서 높은 콘트라스트를 얻을 수 있었다. d/p의 값이 0.167~0.286의 사이에서는 투과광이 어두워지고(암표시), d/p가 0.615~0.800의 사이에서는 투과광이 밝아지며(명표시), 어느 쪽이나 모두 콘트라스트가 낮았다. 또, 상태보지시간에 대해서는, d/p=0.333의 액정소자에서는 1시간 이상, d/p=0.385, d/p=0.421의 각 액정소자에서는 1일 이상, d/p=0.444, d/p=0.500의 각 액정소자에서는 1주간 이상 상태보지시간을 얻을 수 있었다.Fig. 23 is a diagram showing evaluation results of contrast and display retention performance in a liquid crystal device having a pretilt angle of about 46 degrees and a twist angle of 70 degrees. In FIG. 23, the result of evaluating the amount of front contrast and the state retention time for each liquid crystal device produced by setting the d / p value of the liquid crystal layer under a plurality of conditions between 0.167 to 0.800 is shown. have. In addition, the firing temperature of the alignment film of each liquid crystal element was set to 200 ° C, CB15 was used as a chiral agent, and a relatively small value of refractive index anisotropy Δn was used as the liquid crystal material. In addition, with respect to the front contrast, the liquid crystal layer was changed from a spray twist alignment state to a reverse twist alignment state by applying a voltage, and a change over time of the retention performance in the reverse twist alignment state was observed. As a result, for the front contrast, the value of d / p was good between 0.333 and 0.500, and particularly high contrast was obtained at 0.385 or more. When the value of d / p is between 0.167 and 0.286, the transmitted light becomes dark (dark display), and when the d / p is between 0.615 and 0.800, the transmitted light becomes bright (bright display), and both have low contrast. In addition, for the state retention time, d / p = 0.333 or more for 1 hour, d / p = 0.385, d / p = 0.421 for each liquid crystal element or more, d / p = 0.444, d / p In each liquid crystal device of = 0.500, it was possible to obtain a state holding time for more than one week.

도 24는, 도 23에 나타낸 조건 중 피치p를 8.0μm~9.0μm로 한 액정소자(d/p의 값을 0.444~0.500으로 한 액정소자)에 있어서의 표시보지성능의 온도특성의 평가결과를 나타내는 도면이다. 여기에서는, 카이럴제에 대해서도 2종류(R-8111, CB15)를 이용하고 있다. 여기서의 평가는, 액정소자를 각 온도 조건하에서 24시간 방치한 후에 리버스 트위스트 배향 상태로의 표시를 보지하고 있는지를 관찰한 것이다. 온도조건 40℃의 경우에는, 카이럴제를 CB15로 하고 피치를 9.0μm로 한 액정소자 이외의 액정소자에서는 모두 높은 표시보지성능을 나타냈다. 그러나, 온도 조건 50℃의 경우에는, 몇 개의 액정소자에서 표시보지성능이 저하했다. 또, 온도 조건 -40℃의 경우에는, 카이럴제를 R-811로 하고 피치를 8.0μm로 한 액정소자에 있어서 표시보지성능이 저하했다. 이러한 결과는, 온도조건에 의해 카이럴제의 피치가 변화하는 것에 기인한다고 생각할 수 있지만, 카이럴제의 종류나 그 첨가량을 선택하는 것으로 넓은 온도 범위에서 높은 표시보지성능을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.Fig. 24 shows the evaluation results of the temperature characteristics of the display holding performance in the liquid crystal element with a pitch p of 8.0 µm to 9.0 µm (a liquid crystal element with a d / p value of 0.444 to 0.500) among the conditions shown in Fig. 23. It is a drawing shown. Here, two types (R-8111, CB15) are also used for the chiral agent. The evaluation here is to observe whether the display in the reverse twist alignment state is maintained after the liquid crystal element is left under each temperature condition for 24 hours. In the case of a temperature condition of 40 ° C, all of the liquid crystal elements other than the liquid crystal elements having a chiral agent of CB15 and a pitch of 9.0 µm exhibited high display retention performance. However, in the case of a temperature condition of 50 ° C, the display holding performance of some liquid crystal elements was lowered. Moreover, in the case of a temperature condition of -40 ° C, the display holding performance was deteriorated in a liquid crystal device having a chiral agent of R-811 and a pitch of 8.0 µm. It can be considered that this result is due to the change in the pitch of the chiral agent depending on the temperature condition, but it can be seen that high display retention performance can be obtained over a wide temperature range by selecting the type of chiral agent or its addition amount. have.

도 25는, 도 24에 나타낸 평가에 이용한 액정소자의 관찰상을 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 도 25a는 카이럴제 R-811, 피치 8.0μm로 한 액정소자의 관찰상이며, 도 25b는 카이럴제 R-811, 피치 8.5μm로 한 액정소자의 관찰상이며, 도 25c는 카이럴제 R-811, 피치 9.0μm로 한 액정소자의 관찰상이며, 도 25d는 카이럴제 CB15, 피치 8.0μm로 한 액정소자의 관찰상이며, 도 25e는 카이럴제 CB15, 피치 9.0μm로 한 액정소자의 관찰상이다. 각 액정소자의 프리틸트각은 46˚정도이다. 어느 액정소자도 정면 콘트라스트가 높고, 표시보지성능이 뛰어난 것을 알 수 있다.25 is a view showing an observation image of a liquid crystal element used for evaluation shown in FIG. 24. Specifically, FIG. 25A is an observation image of a liquid crystal element made of chiral R-811, pitch 8.0 μm, and FIG. 25B is an observation image of a liquid crystal element made of chiral R-811, pitch 8.5 μm, FIG. 25C Is an observation image of a liquid crystal element made of chiral R-811, a pitch of 9.0 μm, FIG. 25D is an observation image of a liquid crystal element made of chiral CB15, a pitch of 8.0 μm, and FIG. 25E is a chiral substance CB15, pitch 9.0 It is an observation image of a liquid crystal element set to μm. The pretilt angle of each liquid crystal element is about 46 degrees. It can be seen that any liquid crystal element has high front contrast and excellent display retention performance.

도 26은, 피치조건을 9μm(쇼트 피치 조건) 및 12μm(롱 피치 조건)로 한 액정소자의 관찰상을 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 도 26a는 쇼트피치조건의 액정소자의 전압인가 전에서의 관찰상이며, 도 26b는 쇼트피치조건의 액정소자의 전압인가 직후에서의 관찰상이며, 도 26c는 롱피치조건의 액정소자의 전압인가 전에서의 관찰상이며, 도 26d는 롱피치조건의 액정소자의 전압인가 직후에서의 관찰상이다. 또한 도 26e는 각 액정소자에 있어서의 러빙방향과 배향상태의 관계를 나타내고 있다. 또, 각 액정소자의 프리틸트각은 46˚정도이며, 제작조건은 상기와 같다. 도 26a 및 도 26b에 나타나 있는 바와 같이, 쇼트피치조건의 액정소자는 정면 콘트라스트가 높고, 전극의 경계가 명료하게 나타나 있다. 이것에 대해, 도 26c 및 도 26d에 나타나 있는 바와 같이, 롱피치조건의 액정소자는 정면 콘트라스트가 약간 낮고, 전압인가 직후임에도 불구하고 전극의 경계가 불명료하게 나타나 있고, 러빙 선도 현저함을 알 수 있다. 여기서 나타난 롱피치조건(d/p=0.333)은, 프리틸트각이 높은(46˚정도) 경우는 별로 바람직하지 않은 조건임을 알 수 있다. 이러한 결과로부터, 안정된 표시보지성능을 얻기 위해서는 비교적 높은 프리틸트각과 쇼트피치의 양 조건을 만족할 필요가 있다고 말할 수 있다.Fig. 26 is a view showing an observation image of a liquid crystal element with pitch conditions of 9 μm (short pitch condition) and 12 μm (long pitch condition). Specifically, FIG. 26A is an observation image before the voltage is applied to the liquid crystal element in the short pitch condition, FIG. 26B is an observation image immediately after the voltage is applied to the liquid crystal element in the short pitch condition, and FIG. 26C is the liquid crystal in the long pitch condition It is an observation image before voltage application of an element, and FIG. 26D is an observation image immediately after voltage application of a liquid crystal element in a long pitch condition. 26E shows the relationship between the rubbing direction and the alignment state in each liquid crystal element. In addition, the pretilt angle of each liquid crystal element is about 46 degrees, and the production conditions are as described above. As shown in Figs. 26A and 26B, the liquid crystal element in the short pitch condition has a high front contrast, and the boundary of the electrode is clearly shown. On the other hand, as shown in Fig. 26c and Fig. 26d, it can be seen that the liquid crystal element of the long pitch condition has a slightly low front contrast, and the boundary of the electrode is indistinct even after the voltage is applied, and the rubbing curve is remarkable. have. It can be seen that the long pitch condition (d / p = 0.333) shown here is a very undesirable condition when the pretilt angle is high (about 46 °). From these results, it can be said that in order to obtain stable display holding performance, it is necessary to satisfy both conditions of a relatively high pretilt angle and a short pitch.

도 27~도 31은, 도 24에 나타낸 제작 조건에 대응한 각 액정소자의 광학특성을 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 도 27a, 도 28a, 도 29a, 도 30a 및 도 31a는 각각 시각특성을 나타내고, 도 27b, 도 28b, 도 29b, 도 30b 및 도 31b는 각각 러빙 방향과 편광판의 투과축의 배치를 나타내며, 도 27c, 도 28c, 도 29c, 도 30c 및 도 31c는 각각 콘트라스트 특성을 나타내고, 도 27d, 도 28d, 도 29d, 도 30d 및 도 31d는 각각 스프레이 트위스트 상태의 투과율 특성(TS-t) 및 리버스 트위스트 상태의 투과율 특성(TU-t)을 나타내고 있다. 또, 도 27에 나타내는 광학특성은 카이럴제 R-811, 그리고 피치 8.0μm의 액정소자의 것이며, 도 28에 나타내는 광학특성은 카이럴제 R-811, 그리고 피치 8.5μm의 액정소자의 것이며, 도 29에 나타내는 광학특성은 카이럴제 R-811, 그리고 피치 9.0μm의 액정소자의 것이며, 도 30에 나타내는 광학특성은 카이럴제 CB15, 그리고 피치 8.0μm의 액정소자의 것이며, 도 31에 나타내는 광학특성은 카이럴제 CB15, 그리고 피치 9.0μm의 액정소자의 것이다. 어느 액정소자에 있어서도 배향막의 소성온도 200℃(프리틸트각 35˚~60˚정도), 트위스트각 70˚이다. 어느 액정소자의 경우도 정면의 콘트라스트비는 높고(CR=141~677), 특히 카이럴제 CB15, 피치 8.0μm의 액정소자는 어느 시각(視角)에 있어서도 표시 반전은 보이지 않고 높은 시인성을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다(도 30 참조). 그리고 이 조건으로의 프리틸트각을 측정해 보면 35˚~60˚정도(측정방법에 의해 측정결과에 편차가 있다)의 프리틸트각을 나타내고 있는 것을 알 수 있었다.27 to 31 are views showing the optical characteristics of each liquid crystal element corresponding to the production conditions shown in FIG. 24. Specifically, FIGS. 27A, 28A, 29A, 30A, and 31A respectively show visual characteristics, and FIGS. 27B, 28B, 29B, 30B, and 31B respectively show the rubbing direction and the arrangement of the transmission axis of the polarizing plate. 27C, 28C, 29C, 30C, and 31C show contrast characteristics, respectively, and FIGS. 27D, 28D, 29D, 30D, and 31D show transmittance characteristics (T St ) in a spray twist state, respectively. It shows the transmittance characteristic (T Ut ) in the reverse twisted state. In addition, the optical characteristics shown in FIG. 27 are those of chiral R-811 and a liquid crystal element having a pitch of 8.0 μm, and the optical characteristics shown in FIG. 28 are those of chiral R-811 and a liquid crystal element having a pitch of 8.5 μm, The optical properties shown in FIG. 29 are those of a chiral R-811 and a liquid crystal device having a pitch of 9.0 μm, and the optical properties shown in FIG. 30 are those of a chiral CB15 and a liquid crystal device having a pitch of 8.0 μm, shown in FIG. The optical properties are those of the chiral CB15 and a liquid crystal device with a pitch of 9.0 μm. The firing temperature of the alignment film is 200 ° C (a pretilt angle of about 35 ° to 60 °) and a twist angle of 70 ° in any liquid crystal element. In the case of any liquid crystal element, the contrast ratio at the front is high (CR = 141 to 677). In particular, the liquid crystal element made of CB15 made by Chiral and 8.0 μm in pitch does not show display inversion at any time and can obtain high visibility. It can be seen that there is (see Fig. 30). And when the pre-tilt angle under this condition was measured, it was found that the pre-tilt angle of about 35 degrees to 60 degrees (deviation in measurement result by measurement method) was shown.

왜 이러한 특성을 나타내는지에 대해서는 완전하게는 해명되어 있지 않지만, 일반적으로, 리버스 트위스트 배향 상태에서는, 액정층내부에 경계면의 프리틸트각의 관계와 카이럴제 따른 비트림힘에 따라 큰 일그러짐이 생긴다고 생각할 수 있다. 이 일그러짐에 의해 전압오프상태에 있어서도 액정층의 층 두께 방향의 중앙 부근에 있어서의 액정분자는 기판평면에 대해서 기운 상태가 된다. 일반적으로 리버스 트위스트 배향상태에서는 경계면의 프리틸트각보다 벌크(bulk)에서의 경사각이 높게 된다. 이것은 연속체이론에 근거한 액정분자 배향시뮬레이션에서도 확인되어 있다. 실시예의 각 액정소자는 프리틸트각을 매우 높게 하는 것으로써 액정층의 층두께 방향의 중앙 부근에 있어서의 액정분자의 기울기각을 매우 높게 할 수 있게 되어, 수직배향에 가까운 상태까지 액정분자가 일어서 있는 것은 아닐까 추측된다. 이것에 의해, 전압오프상태에 있어서도 정면방향에서에 대해서도 비교적 어두운 흑색표시를 얻을 수 있는 것이라고 생각할 수 있다.The reason why such a characteristic is exhibited is not fully explained, but generally, in a reverse twist alignment state, it is considered that a large distortion occurs due to the relationship between the pretilt angle of the interface inside the liquid crystal layer and the twist force due to the chiral agent. You can. Due to this distortion, the liquid crystal molecules in the vicinity of the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer are inclined with respect to the substrate plane even in the voltage off state. In general, in a reverse twist orientation, the inclination angle in the bulk is higher than the pretilt angle of the interface. This has also been confirmed in liquid crystal molecule alignment simulations based on continuum theory. Each liquid crystal element of the embodiment makes the pretilt angle very high, so that the inclination angle of the liquid crystal molecules in the vicinity of the center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer can be made very high, and the liquid crystal molecules stand up to a state close to the vertical orientation. I guess it is. This makes it possible to obtain a relatively dark black display even in the front direction even in the voltage off state.

다음에, 상술의 검증 범위 내에 있어서 적합이라고 생각할 수 있는 조건으로 제작한 액정소자(제6의 실시예에 의한 액정소자)에 대해서, 그 제작조건과 표시상태의 스위칭의 상태를 설명한다. 구체적인 제작조건에 대해서는, 배향막은 소성조건을 200℃에서 1시간으로 하고, 한편 막 두께를 500Å~800Å으로 했다. 또, 러빙처리시의 압입량은 0.8 mm로 했다. 액정층의 트위스트각φ은 90˚혹은 70˚으로 하고, 층두께는 4μm로 했다. 액정 재료로서는 ZLI-2293(멜크회사 제품)을 이용하고, 카이럴제로는 CB15를 이용했다. 카이럴제의 첨가량은 d/p=0.5(피치 8μm)가 되도록 했다. 편광판은 그 투과축이 러빙방향과 평행 혹은 직교 하도록 배치하고, 그리고 서로의 투과축이 대략 직교 하도록 했다. 여기에서는 각 투과축이 각각 근접하는 기판의 배향막의 러빙 방향과 평행이 되도록 편광판을 배치했다.Next, the manufacturing conditions and the state of switching of the display state will be described with respect to the liquid crystal element (the liquid crystal element according to the sixth embodiment) manufactured under conditions that can be considered suitable within the above-described verification range. As for the specific production conditions, the alignment film had a firing condition of 200 ° C for 1 hour, and a film thickness of 500 mm to 800 mm. In addition, the indentation amount at the time of the rubbing treatment was 0.8 mm. The twist angle φ of the liquid crystal layer was 90 ° or 70 °, and the layer thickness was 4 μm. ZLI-2293 (manufactured by Melk Co.) was used as the liquid crystal material, and CB15 was used as a chiral agent. The amount of the chiral agent added was such that d / p = 0.5 (pitch 8 μm). The polarizing plates were arranged such that their transmission axes were parallel or orthogonal to the rubbing direction, and the transmission axes of each other were approximately orthogonal to each other. Here, the polarizing plates were arranged so that each transmission axis was parallel to the rubbing direction of the alignment film of the adjacent substrates, respectively.

도 32는, 제6의 실시예에 의한 액정소자에 대해 각 전극에 전압을 인가하고, 스위칭했을 때의 모습을 나타내는 도면이다. 상세하게는, 도 32a는 전극패턴, 러빙 방향 및 편광판의 각 배치를 나타내는 도면이며, 도 32b는 초기상태에 있어서의 액정소자의 관찰상이며, 도 32c는 종 전계인가 후에 있어서의 액정소자의 관찰상이며, 도 32d는 횡 전계 인가 후에 있어서의 액정소자의 관찰상이다. 여기서의 액정소자는, 빗살모양 전극{제1즐치전극(12c) 및 제2즐치전극(12d)}의 전극폭을 20μm, 전극간격을 20μm로 한 것이다. 또, 도 32a에 나타내는 「Ru」는 상측기판의 러빙 방향, 「Rb」는 하측기판의 러빙방향을 나타내고, 「P」 및 「A」는 각 편광판의 투과축방향을 나타내고 있다.32 is a diagram showing a state when a voltage is applied to each electrode and switched when the liquid crystal element according to the sixth embodiment is applied. Specifically, FIG. 32A is a view showing the electrode pattern, rubbing direction, and arrangement of polarizing plates, FIG. 32B is an observation image of a liquid crystal element in an initial state, and FIG. 32C is an observation of a liquid crystal element after application of a vertical electric field. Fig. 32D is an observation image of a liquid crystal element after application of a lateral electric field. In the liquid crystal element here, the electrode width of the comb-shaped electrode (first zell electrode 12c and second zl electrode 12d) is 20 μm, and the electrode spacing is 20 μm. In addition, "Ru" shown in FIG. 32A indicates the rubbing direction of the upper substrate, "Rb" indicates the rubbing direction of the lower substrate, and "P" and "A" indicate the transmission axis direction of each polarizing plate.

 도 32b에 나타나 있는 바와 같이, 액정소자의 완성 후 상태에서는 액정층이 스프레이 트위스트 배향상태가 되고, 투과광은 밝은 상태(즉 흰색표시)가 되어 있다. 그리고, 도 32c에 나타나 있는 바와 같이 액정층에 대해서 종 전계를 인가한 다음은 액정층이 리버스 트위스트 배향 상태로 전이(轉移)하고, 투과광은 어두운 상태(즉 흑색표시)가 되어 있다. 그 후, 도 32d에 나타나 있는 바와 같이, 액정층에 대해서 즐치전극(12c, 12d)을 이용해 횡 전계를 인가한 다음은 액정층이 스프레이 트위스트 상태로 다시 천이하고, 투과광이 초기상태와 같게 밝은 상태(흰색표시)가 되어 있다. 이러한 스위칭이 가능해진 것은 이하와 같이 생각할 수 있다. 스프레이 트위스트 배향 상태에서는 액정층의 층두께 방향의 대략 중앙에서의 액정분자가 수평방향으로 배향하고 있지만, 종 전계의 인가에 의해서 리버스 트위스트 배향상태가 되고, 액정층의 층두께 방향의 대략 중앙에서의 액정분자가 수직방향으로 배향한다. 이 후, 횡 전계의 인가에 의해서 리버스 트위스트 상태의 액정층의 층두께 방향의 대략 중앙에서의 액정분자에 횡 전계가 걸리는 것으로, 액정분자가 다시 수평방향으로 배향한다. 이 배향방향은, 스프레이 트위스트 배향 상태의 액정층의 층두께 방향의 대략 중앙에서의 액정분자가 있어야 할 배향방향이기 때문에, 액정층이 스프레이 트위스트 상태로 천이한 것이라고 생각할 수 있다.As shown in FIG. 32B, in the state after completion of the liquid crystal element, the liquid crystal layer is in a spray twist alignment state, and the transmitted light is in a bright state (ie, white display). Then, as shown in Fig. 32C, after a vertical electric field is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal layer transitions to a reverse twist alignment state, and the transmitted light is in a dark state (that is, black display). Then, as shown in FIG. 32D, after applying the transverse electric field to the liquid crystal layer using the zest electrodes 12c and 12d, the liquid crystal layer transitions back to the spray twist state, and the transmitted light is bright as in the initial state. It is (white display). It can be considered as follows that such switching is possible. In the spray-twisted alignment state, the liquid crystal molecules in the center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer are oriented in the horizontal direction, but in the reverse twisted alignment state by application of a vertical electric field, in the center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer. The liquid crystal molecules are aligned in the vertical direction. Thereafter, the lateral electric field is applied to the liquid crystal molecules at approximately the center of the layer thickness direction of the reverse twisted liquid crystal layer by application of the lateral electric field, and the liquid crystal molecules are aligned again in the horizontal direction. Since this alignment direction is an alignment direction in which liquid crystal molecules should be present at approximately the center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer in the spray twist alignment state, it can be considered that the liquid crystal layer transitions to the spray twist state.

그리고 비교예로서 액정소자의 카이럴제의 첨가량을 줄였을 경우(d/p<0.25의 경우)에 대해서도 확인했는데, 초기상태(스프레이 트위스트 배향상태)에 있어서 액정층의 벌크가 대략 수직배향상태가 되어 버리고, 명암 상태의 스위칭이 어렵다는 것을 알았다. 또, 프리틸트각에 대해 대체로 70˚이상으로 높게 했을 경우에는, 이것에 대응해 카이럴제를 조정했다고 해도, 스프레이 트위스트 상태와 리버스 트위스트 상태의 사이에 명암상태를 얻는 것이 어렵다는 것도 알았다. 이것으로부터, 비교적 검은 흑색표시와 쌍안정성을 양립하려면 카이럴제의 첨가량과 프리틸트각의 관계를 상기의 조건으로 하는 것이 필요하다고 말할 수 있다. 여기서, 프리틸트각은 46˚로 했지만, 일반적으로 알려져 있듯이 이러한 영역에서의 프리틸트각은 그 측정이 매우 어렵고, 수치에는 오차의 폭이 존재한다. 측정방법의 차이나 측정정도의 문제에 의해 ± 15˚~30˚정도의 편차가 존재할 가능성이 있다.Also, as a comparative example, a case where the addition amount of the chiral agent of the liquid crystal element was reduced (d / p <0.25) was confirmed. In the initial state (spray twist alignment state), the bulk of the liquid crystal layer was approximately vertically aligned. It turned out, and it turned out that switching of the contrast state is difficult. In addition, when the pretilt angle is set to approximately 70 ° or higher, it has been found that even if the chiral agent is adjusted in response to this, it is difficult to obtain a contrast state between the spray twist state and the reverse twist state. From this, it can be said that it is necessary to set the relationship between the addition amount of the chiral agent and the pretilt angle as the above conditions in order to achieve bistableness with a relatively black display. Here, the pre-tilt angle was set to 46 degrees, but as is generally known, the pre-tilt angle in this region is very difficult to measure, and the numerical value has an error width. There may be a deviation of ± 15˚ to 30˚ due to differences in measurement methods or measurement accuracy.

제6의 실시예에 의한 액정소자에 의하면, 콘트라스트가 높은 밝은(명)표시상태, 어두운(암) 표시상태의 쌍안정 표시를 간편하게 실현될 수 있다. 특히 암표시의 투과율이 낮고, 정면에서 보았을 때도 확실한 표시를 실현할 수 있다.According to the liquid crystal element according to the sixth embodiment, bistable display in a bright (bright) display state and a dark (dark) display state with high contrast can be easily realized. In particular, the transmittance of the dark display is low, and a reliable display can be realized even when viewed from the front.

제6의 실시예에 의한 액정표시소자는, 메모리성을 이용한 구동방법으로 구동할 수 있는, 초저소비 전력구동이 가능하고, 특히 반사형 디스플레이에 적용했을 경우에 메리트는 크며, 저비용으로 대용량의 표시를 실시하는 것이 가능하다. 그 제조에 있어서, 일반적인 트위스티드 네마틱형 액정표시소자와 비교한 코스트 상승요인은 적다 등의 점에서, 제1의 실시예와 같은 효과를 발휘할 수 있다.The liquid crystal display device according to the sixth embodiment is capable of driving with a low-power consumption that can be driven by a driving method using memory characteristics, and has a large merit and a large capacity at a low cost, especially when applied to a reflective display. It is possible to conduct. In the production, the cost increase factor is small compared with the general twisted nematic liquid crystal display device, and the same effect as in the first embodiment can be exhibited.

도 33은, 제7의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 플로차트(flow chart)이다. 본 발명의 발명자들은, 본 도면에 나타내는 플로차트(flow chart)에 따라서 복수의 액정표시소자를 제작해, 양호한 표시가 실현되는 조건을 예비적으로 고찰했다.33 is a flow chart showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a seventh embodiment. The inventors of the present invention prepared a plurality of liquid crystal display elements in accordance with the flow chart shown in this drawing, and considered conditions for achieving good display.

투명전극, 예를 들어 ITO 전극이 형성된 투명기판을 2매 준비한다(스텝 S101). 여기에서는 평행평판 타입의 전극을 가지는 테스트 셀을 이용하고, 2매의 투명기판을 세정, 건조했다(스텝 S102).Two transparent substrates on which a transparent electrode, for example, an ITO electrode is formed, are prepared (step S101). Here, a test cell having a parallel plate type electrode was used, and two transparent substrates were cleaned and dried (step S102).

투명기판 상에, ITO 전극을 덮도록 배향막 재료를 도포한다(스텝 S103). 배향막재료의 도포는, 스핀 코트를 이용해 행했다. 후레키소 인쇄나 잉크젯 인쇄를 이용해 행해도 괜찮다. 본 예에 있어서는, 통상은 수직 배향막의 형성에 사용되는 폴리이미드 배향막 재료의 측쇄밀도를 낮게 하고, 배향막 재료로서 이용했다. 측쇄밀도의 컨트롤은, 적당한 프리틸트각의 부여를 가능하게 하기 위함이다. 배향막 재료는, 배향막의 두께가 500Å~800Å이 되도록 도포했다.On the transparent substrate, an alignment film material is applied to cover the ITO electrode (step S103). The coating of the alignment film material was performed using a spin coat. It may be carried out by using Furekiso printing or inkjet printing. In this example, the side chain density of the polyimide alignment film material usually used for forming a vertical alignment film is made low and used as an alignment film material. The control of the side chain density is to enable the provision of an appropriate pretilt angle. The alignment film material was applied so that the thickness of the alignment film was 500 mm 2 to 800 mm 2.

배향막 재료를 도포한 투명기판의 가(假)소성(스텝 S104), 및 본(本)소성(스텝 S105)을 실시한다. 본소성은 160℃~200℃의 사이에서 소성온도를 바꾸어 행했다. 이렇게 해 ITO 전극을 덮는 배향막이 형성되었다(스텝 S103~S105).Temporary firing (step S104) and main firing (step S105) of the transparent substrate coated with the alignment film material are performed. The main firing was performed by changing the firing temperature between 160 ° C and 200 ° C. In this way, alignment films covering the ITO electrode were formed (steps S103 to S105).

다음에, 러빙처리(배향처리)를 실시한다(스텝 S106). 러빙처리는, 예를 들어 옷감을 감은 원통형의 롤을 고속으로 회전시켜 배향막상을 문지르는 공정이며, 이것에 의해 기판에 접하는 액정분자를 한 방향으로 늘어놓는(배향하는) 일이 일어난긴다. 러빙처리는, 압입량을 0.4mm, 0.8mm, 1.2mm로 하는 3조건으로 행했다. 또 러빙처리는, 액정표시소자의 트위스트각이 70˚또는 90˚이 되도록 실시했다.Next, rubbing processing (orientation processing) is performed (step S106). The rubbing treatment is, for example, a process of rotating a roll of a cylindrical roll wound on a cloth at a high speed to rub an alignment film, whereby liquid crystal molecules in contact with the substrate are aligned (orientated) in one direction. The rubbing treatment was performed under three conditions in which the indentation amounts were 0.4 mm, 0.8 mm, and 1.2 mm. In addition, the rubbing treatment was performed such that the twist angle of the liquid crystal display element was 70 degrees or 90 degrees.

계속 해서, 액정 셀의 두께를 일정하게 유지하기 위해, 한쪽의 투명기판 면에 갭 컨트롤재를 예를 들어 건식산포법으로 산포한다(스텝 S107).갭 컨트롤재로는 입경 4μm의 플라스틱 볼을 사용하고, 액정 셀의 두께가 4μm가 되도록 했다.Subsequently, in order to keep the thickness of the liquid crystal cell constant, a gap control material is scattered on one of the transparent substrate surfaces by, for example, a dry dispersion method (step S107). A plastic ball having a particle diameter of 4 μm is used as the gap control material. Then, the thickness of the liquid crystal cell was set to 4 μm.

다른 한쪽의 투명기판 면에는 씰재를 인쇄하고, 메인 씰 패턴을 형성한다(스텝 S108). 예를 들어 입경 4μm의 유리섬유를 포함한 열경화성의 씰재를, 스크린 인쇄법으로 인쇄한다. 디스팬서를 이용하여, 씰재를 도포할 수도 있다. 또, 열경화성이 아니고, 광경화성의 씰재나, 광·열병용 경화형의 씰재를 사용해도 괜찮다.A seal material is printed on the other transparent substrate surface to form a main seal pattern (step S108). For example, a thermosetting sealant containing glass fibers having a particle diameter of 4 μm is printed by a screen printing method. A sealer can also be applied using a dispenser. Moreover, it is not thermosetting property, and you may use the photocurable seal material and the hardening type seal material for light and fever.

투명기판을 중합한다(스텝 S109). 2매의 투명기판을 소정의 위치에서 중합하여 셀화하고, 프레스한 상태로 열처리를 베풀어 씰재를 경화시킨다. 예를 들어 핫 프레스법을 이용하여 씰재의 열경화를 실시한다. 이렇게 해 공셀이 제작된다.The transparent substrate is polymerized (step S109). The two transparent substrates are polymerized at a predetermined position to be cellized, and heat treated in a pressed state to cure the sealant. For example, heat-hardening of a sealing material is performed using a hot press method. In this way, a blank cell is produced.

예를 들어 진공주입법으로 공셀에 네마틱 액정을 주입한다(스텝 S110). 액정중에는 카이럴제를 첨가했다. 카이럴제로는 (주)멜크제의 CB15 또는 S-811를 사용했다. 카이럴제의 첨가량은, 카이럴 피치p, 셀두께d로 했을 때, d/p가 예를 들어 0.5~1.2가 되도록 조정했다.For example, a nematic liquid crystal is injected into a blank cell by a vacuum injection method (step S110). A chiral agent was added to the liquid crystal. As the chiral agent, CB15 or S-811 manufactured by Melk Co., Ltd. was used. The addition amount of the chiral agent was adjusted so that, when the chiral pitch p and the cell thickness d were set, d / p was, for example, 0.5 to 1.2.

액정 주입구를, 예를 들어 자외선경화타입의 엔드 씰재로 봉지하고(스텝 S111), 액정분자의 배향을 정리하기 위해, 액정의 상전이온도이상으로 셀을 가열한다(스텝 S112). 그 후, 스크라이바 장치로 투명기판에 새긴 손상을 따라서 브레이킹하여, 개별의 셀로 작게 분할한다.The liquid crystal injection port is sealed with, for example, an ultraviolet curing type end seal material (step S111), and the cells are heated above the phase transition temperature of the liquid crystals to clean up the alignment of the liquid crystal molecules (step S112). Then, it breaks along the damage inscribed on the transparent substrate with a scriber device, and is divided into small cells.

작게 분할된 셀에 대해, 모따기(스텝 S113)와 세정(스텝 S114)을 실시한다.Chamfering (step S113) and washing (step S114) are performed on the cells divided into small portions.

마지막으로, 2매의 투명기판의 액정층과 반대측의 면에, 편광판을 붙인다(스텝 S115). 2매의 편광판은 크로스 니콜로, 그리고 투과축의 방향과 러빙 방향이 평행이 되도록 배치했다. 직교하도록 배치할 수도 있다. 양 투명기판의 ITO 전극사이에는 전원을 접속했다.Finally, a polarizing plate is pasted to the surfaces opposite to the liquid crystal layer of the two transparent substrates (step S115). The two polarizing plates were arranged so that the cross nicol and the direction of the transmission axis and the direction of rubbing were parallel. It can also be arranged orthogonally. A power supply was connected between the ITO electrodes of both transparent substrates.

도 34a 및 도 34b는, 제작된 복수의 액정표시소자에 대해서, 표시상태의 편광현미경관찰결과를 나타내는 사진이다. 도 34a의 사진은, 프리틸트각을 약 35˚, d/p를 0.57로 하는 조건으로 제작한 액정표시소자의 정면 관찰시의 표시상태를 나타내고, 도 34b의 사진은, 프리틸트각을 약 45˚, d/p를 0.8로 하는 조건으로 제작한 액정표시소자의 그것을 나타낸다.34A and 34B are photographs showing the results of polarization microscopic observation in a display state for a plurality of manufactured liquid crystal display elements. The photograph in FIG. 34A shows the display state when the front view of the liquid crystal display device manufactured under the condition that the pretilt angle is about 35 degrees and d / p is 0.57, and the photo in FIG. 34B shows the pretilt angle of about 45 degrees. It shows that of the liquid crystal display element manufactured on condition of (degree) and d / p being 0.8.

도 34a에 있어서, 검게 보이는(흑색표시) 부분은, 양 투명기판의 전극사이에 전압을 인가한 영역이며, 희게 보이는(흰색표시) 부분은, 전압 무인가의 영역이다. 도 34b에 있어서도 마찬가지이다. 도 34b에는, 희게 보이는 부분의 확대사진도 함께 나타내었다.In Fig. 34A, the part that is shown in black (black display) is an area where voltage is applied between the electrodes of both transparent substrates, and the part that is shown in white (white display) is an area where no voltage is applied. The same applies to FIG. 34B. In FIG. 34B, an enlarged photograph of a portion that appears white is also shown.

희게 보이는 부분은, 육안으로는 균일한 흰색 표시로 보이지만, 현미경으로 확대해 관찰하면 섬세한 배향의 모양이 인정된다. 이것은 포칼코닉 배향이라고 생각할 수 있다.The white part is visible to the naked eye as a uniform white mark, but when viewed under a microscope, a finely oriented pattern is recognized. This can be thought of as a focal-conic orientation.

도 34c에, 포칼코닉 배향의 액정분자배열의 개략을 나타낸다. 포칼코닉 배향이란, 나선의 축이 기판(상측기판 및 하측기판)면과 평행이 되도록, 액정분자가 액정층안에서 나선구조를 취하는 배열상태를 말한다.34C schematically shows the arrangement of the liquid crystal molecules in the focal-conic alignment. The focal-conic orientation refers to an arrangement in which liquid crystal molecules take a spiral structure in the liquid crystal layer so that the axis of the spiral is parallel to the substrate (upper and lower substrate) surfaces.

한편, 도 34a 및 도 34b의 사진에 검게 보이는 부분에 있어서는, 액정분자는, 카이럴제에 따라 부여되는 비틀림 힘에 반발하고, 상하기판의 프리틸트각의 관계로부터 비틀리기 쉬운 방향으로 비틀리는 리버스 트위스트 배열상태를 나타내고 있다고 생각할 수 있다. 액정층의 두께방향의 중앙에 위치하는 액정분자가, 어느 정도 수직방향으로 일어서 있기 때문에, 흑색표시가 얻어지고 있는 것일 것이다. 도 34a의 사진에 나타내는 액정 셀의 제작조건, 및, 도 34b의 사진에 나타내는 액정 셀의 제작조건에 있어서는, 카이럴제의 첨가량이 비교적 많기 때문에, 액정층 내부의 왜곡(찌그러짐)이 크고, 액정층의 두께방향 중앙분자가, 수직가까이 일어서 있는 상태가 되어 있다고 추측된다.On the other hand, in the part shown in black in the photographs of Figs. 34A and 34B, the liquid crystal molecules repel the torsional force imparted by the chiral agent, and the reverse twisting in the direction to be easily twisted from the relationship of the pretilt angle of the upper and lower substrates. It can be considered that the twist arrangement state is indicated. Since the liquid crystal molecules located at the center of the thickness direction of the liquid crystal layer stand in a certain vertical direction, a black display will be obtained. In the manufacturing conditions of the liquid crystal cell shown in the photograph in Fig. 34A and in the production conditions of the liquid crystal cell shown in the photograph in Fig. 34B, since the amount of the chiral agent added is relatively large, distortion (distortion) inside the liquid crystal layer is large, and the liquid crystal It is presumed that the central molecules in the thickness direction of the layer stand up close to the vertical.

제작된 액정표시소자는, 초기상태에 있어서 포칼코닉 배열상태가 된다. 양 투명기판의 ITO 전극사이에, 전기광학특성의 포화 전압치 이상의 전압을 인가하면(역치전압이상의 강도의 종 전계를 일으키게 한다), 리버스 트위스트 배열상태로 천이한다. 도 34a 및 도 34b에 나타내는 사진으로부터, 제작된 액정표시소자에 있어서는, 정면에서 관찰했을 경우에서도, 높은 콘트라스트비로 표시를 하는 것을 알 수 있다.The produced liquid crystal display device is in a focal-conic arrangement state in an initial state. When a voltage equal to or higher than the saturation voltage value of the electro-optical characteristic is applied between the ITO electrodes of both transparent substrates (it causes a vertical electric field having a strength equal to or higher than the threshold voltage), the state transitions to the reverse twist arrangement state. From the photographs shown in Figs. 34A and 34B, it can be seen that the produced liquid crystal display device displays at a high contrast ratio even when viewed from the front.

그리고 흰색표시(포칼코닉 배열상태), 및, 흑색표시(리버스 트위스트 배열상태)의 메모리성은 매우 안정되고, 현미경에 의해서 액정분자의 미세한 배열상태의 변화를 관찰했지만, 장기, 적어도 반년 이상에 걸쳐서 안정했다.In addition, the memory characteristics of the white display (pochalconic arrangement) and the black display (reverse twist arrangement) are very stable, and microscopic changes in the liquid crystal molecules are observed under a microscope, but are stable over a long period of time, at least over half a year. did.

도 35a는, 프리틸트각을 약 45˚, d/p를 0.8로 하는 조건으로 제작한 액정표시소자(도 34b에 표시상태를 나타내는 액정표시소자)에 대해서, 0˚~180˚방위(좌우 방위)의 투과율 시각의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은, 정면방향(기판 법선 방향)을 0˚으로 했을 때의 관찰각도를 단위 「˚」으로 나타낸다. 우측위로 기운 관찰각도를 플러스의 각도로 나타내며, 좌방위로 기운 관찰각도를 마이너스의 각도로 나타내었다. 그래프의 세로축은, 투과율을 단위「%」로 나타낸다. 마름모형을 이은 곡선(S-t로 표기)은, 포칼코닉 배열상태에 있어서의 투과율의 시각의존성을 나타낸다. 정방형을 이은 곡선(U-t로 표기)은, 리버스 트위스트 배열상태에서의 그것을 나타낸다.FIG. 35A shows a 0 ° to 180 ° orientation (left and right orientation) for a liquid crystal display device (a liquid crystal display device showing a display state in FIG. 34B) manufactured under conditions such that the pretilt angle is about 45 ° and d / p is 0.8. ) Is a graph showing transmissivity and time dependence. The horizontal axis of the graph represents the observation angle when the front direction (substrate normal direction) is set to 0 degrees in units of "degrees". The observation angle inclined upward to the right is represented by a positive angle, and the observation angle inclined upward to the left is represented by a negative angle. The vertical axis of the graph represents the transmittance in units of “%”. The curve following the rhombus (indicated by S-t) represents the time dependence of the transmittance in the focal-conic array. The curve connecting the square (indicated by U-t) represents it in a reverse twist arrangement.

또, 도 35b에, 프리틸트각을 약 45˚, d/p를 0.8로 하는 조건으로 제작한 액정표시소자(도 34b에 표시상태를 나타내는 액정표시소자)의 등(等)콘트라스트 곡선을 나타낸다.In addition, Fig. 35B shows the isocontrast curve of a liquid crystal display device (a liquid crystal display device showing the display state in Fig. 34B) produced under conditions where the pretilt angle is about 45 degrees and d / p is 0.8.

도 35b로부터 알 수 있듯이, 제작한 액정표시소자에 대해서, 전(全)방위에 관해서, 거의 대칭인 등콘트라스트 곡선이 얻어지고 있다. 또, 도 35a에 나타나 있는 바와 같이, 포칼코닉 배열상태(흰색 표시)에 있어서도, 리버스 트위스트 배열상태(흑색표시)에 있어서도, 거의 좌우대칭인 투과율시각의존성이 얻어지고 있는 것부터, 제작한 액정표시소자는, 좌우대칭인 콘트라스트특성을 갖추고 있는 것을 명료하게 알 수 있다. 이와 같이, 제작한 액정표시소자는 시각특성이 뛰어난 액정표시소자이다.As can be seen from Fig. 35B, a substantially symmetrical isocontrast curve is obtained for the produced liquid crystal display device in all directions. In addition, as shown in Fig. 35A, the liquid crystal display device produced from the fact that almost horizontally symmetrical transmittance and time dependence is obtained even in the focal-conic array (white display) and in the reverse twisted arrangement (black display). It can be clearly seen that is equipped with a contrast characteristic that is symmetrical to the left and right. Thus, the produced liquid crystal display element is a liquid crystal display element excellent in visual characteristics.

비교를 위하여, 도 35c에, 특허문헌6에 기재된 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 시각콘트라스트특성을 나타낸다. 본 도면은, 특허문헌6의 도면(도 13(A))에 기재된 것과 동일한 도면이다. 도 35c로부터 알 수 있듯이, 특허문헌6에 기재된 액정표시소자에 있어서는, 콘트라스트비가 좌우비대칭이다. 제7의 실시예에 의한 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 플로차트(flow chart)(도 33)에 따라서 예비적으로 제작된 액정표시소자는, 앞의 발명과 비교하여, 콘트라스트비의 좌우대칭성이 실현되고 있는 점에서, 시각특성이 뛰어나다. 또한, 도 35c로부터, 특허문헌6에 기재된 발명의 실시예에 있어서는, 정면관찰시의 콘트라스트비는 3보다 약간 큰 정도이고, 도 35a에 나타내는 그래프에서는, 도 33에 나타내는 플로차트(flow chart)에 따라서 제작된 액정표시소자의 정면 관찰시 콘트라스트비는 4보다 약간 작은 정도로 계산된다. 이와 같이, 정면에서 관찰했을 경우에, 높은 콘트라스트비로 표시를 실시하는 것이 가능한 점에서도, 시각특성이 뛰어나다. 그리고 이들 특징(표시품질의 높이)은, 제7의 실시예에 의한 액정표시소자(후술)도 갖추고 있다.For comparison, visual contrast characteristics of the liquid crystal display device according to the embodiment of the invention described in Patent Document 6 are shown in FIG. 35C. This figure is the same drawing as that described in the drawing (Fig. 13 (A)) of Patent Document 6. As can be seen from Fig. 35C, in the liquid crystal display element described in Patent Document 6, the contrast ratio is asymmetric. The liquid crystal display device preliminarily produced according to a flow chart (FIG. 33) showing the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the seventh embodiment, compared with the previous invention, realizes the contrast ratio left and right symmetry. Because it is being used, it has excellent visual characteristics. 35C, in the embodiment of the invention described in Patent Document 6, the contrast ratio at the time of front observation is slightly larger than 3, and in the graph shown in FIG. 35A, according to the flow chart shown in FIG. When observing the front side of the manufactured liquid crystal display device, the contrast ratio is calculated to a degree slightly less than 4. As described above, even when viewed from the front, it is possible to display at a high contrast ratio. And these features (height of display quality) are also equipped with the liquid crystal display element (to be described later) according to the seventh embodiment.

본 발명자는, 예를 들어 액정층에 물리적 작용을 주는 것으로, 리버스 트위스트 배열상태와 포칼코닉 배열상태가 가환적으로 실현되어 액정분자의 각 배열상태가, 함께 안정하게 되는 조건을 예의 연구했다.The present inventor has studied the condition that the reverse twist arrangement state and the focal-conic arrangement state are realized reversibly by giving a physical action to the liquid crystal layer, for example, so that each arrangement state of the liquid crystal molecules is stabilized together.

도 36은, 리버스 트위스트 배열상태, 및, 포칼코닉 배열상태의 쌍안정 상태를 실현 가능하게 하는 조건을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 프리틸트각을 단위「˚」로 나타내고, 세로축은, 카이럴제의 첨가량을 d/p를 이용해 나타낸다.Fig. 36 is a graph showing the conditions for enabling the reverse twist arrangement state and the bistable state of the focal-conic arrangement state to be realized. The horizontal axis of the graph represents the pretilt angle in units of degrees, and the vertical axis represents the amount of chiral agent added using d / p.

본 도면에 있어서, 마름모형을 이은 곡선보다 아래의 범위에 있는 프리틸트각 및 d/p의 조합에 있어서는, 포칼코닉 배열상태가 발현하지 않는다. 즉 카이럴제의 첨가량이 너무 적으면, 포칼코닉 배열상태가 아니라 스프레이 트위스트 배열상태가 나타난다.In this figure, in the combination of the pretilt angle and d / p in the range below the curve following the rhombus, the focal-conic arrangement state is not expressed. That is, if the addition amount of the chiral agent is too small, the spray twist arrangement state appears, not the pocalconic arrangement state.

또, 정방형을 이은 곡선보다 위의 범위에 있는 프리틸트각 및 d/p의 조합에 있어서는, 항상 포칼코닉 배열상태가 된다. 즉 카이럴제의 첨가량이 너무 많으면, 포칼코닉 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 상전이 시킬 수 없다.In addition, in the combination of the pretilt angle and d / p in the range above the squared curve, it is always in a focal-conic arrangement. That is, if the amount of the chiral agent added is too large, the phase transition from the pocalconic arrangement to the reverse twist arrangement cannot be performed.

경계면의 앵커링 강도나 액정의 탄성 정수에 따라서 곡선은 다소 상하로 움직이지만, 양 곡선 사이의 범위에 있는 프리틸트각 및 d/p의 조합에 있어서, 리버스 트위스트 배열상태, 및, 포칼코닉 배열상태의 쌍안정 상태가 실현된다. 리버스 트위스트 배열상태와 포칼코닉 배열상태의 쌍안정 상태는, 카이럴제의 비틀림력(chirality)을, 어느 범위내로 제어했을 때에 나타나는 특수한 상태이다.The curve moves slightly up and down depending on the anchoring strength of the interface or the elastic constant of the liquid crystal, but in the combination of the pretilt angle and d / p in the range between both curves, the reverse twist arrangement state and the focal conic arrangement state Bistable state is realized. The bistable state of the reverse twist arrangement state and the focal-conic arrangement state is a special state that appears when the chirality of chiral agent is controlled within a certain range.

그리고 동그라미 표시는, 도 34b에 표시 상태를 나타내고, 도 35a 및 도 35b에 시각 특성을 나타낸 액정표시소자의 프리틸트각(약 45˚)과 d/p(0.8)를 나타낸다.The circle display indicates the display state in FIG. 34B, and indicates the pretilt angle (about 45 °) and d / p (0.8) of the liquid crystal display device showing visual characteristics in FIGS. 35A and 35B.

본 도면에 나타내는 결과로부터, 프리틸트각이 수직에 가까울수록, d/p의 값이 낮아도 포칼코닉 배열상태가 되기 쉬운 것을 알 수 있다. 본 발명의 발명자들이 반복해 행한 실험에 의하면, 프리틸트각이 낮아도, 전압에 의해 액정분자배향을 수직에 가깝게 하면, 포칼코닉 배열상태가 관찰되게 되지만, 경계면의 영향이기 때문인지, d/p의 값은 비교적 높지 않으면 포칼코닉 배열상태는 발현하지 않았다.From the results shown in the figure, it can be seen that the closer the pretilt angle is to the vertical, the easier it is to form a focal-conic arrangement even if the value of d / p is low. According to experiments repeatedly conducted by the inventors of the present invention, even if the pretilt angle is low, if the liquid crystal molecule orientation is brought close to vertical by voltage, the focal-conic arrangement state is observed. If the value was not relatively high, the focal-conic sequence was not expressed.

리버스 트위스트 배열상태, 및, 포칼코닉 배열상태의 쌍안정상태가 실현되는 것은, 액정층을 협지하는 상하기판의 쌍방으로, 20˚이상 85˚이하의 프리틸트각이 발현하는 배향 처리가 이루어지고, 액정층에 카이럴제가, d/p가 0.5 이상 2 이하가 되는 범위에서 첨가되고 있는 경우라고 말할 수 있을 것이다. 또, 상하기판의 쌍방으로, 35˚이상 55˚이하의 프리틸트각이 발현하도록 배향처리가 이루어지고 있을 때는, d/p가 0.5이상 1.2 이하가 되는 범위에서 카이럴제가 첨가되고 있는 경우에, 리버스 트위스트 배열상태와 포칼코닉 배열상태의 쌍안정상태가 실현가능하다고 말할 수 있을 것이다.The reverse twist arrangement state and the bistable state of the focal-conic arrangement state are realized in both of the upper and lower substrates sandwiching the liquid crystal layer, and an alignment treatment in which a pretilt angle of 20 degrees or more and 85 degrees or less is expressed, It can be said that a chiral agent is added to the liquid crystal layer in a range where d / p is 0.5 or more and 2 or less. In addition, when the orientation treatment is performed so that a pretilt angle of 35 degrees or more and 55 degrees or less is expressed in both of the upper and lower plates, when a chiral agent is added in a range where d / p is 0.5 or more and 1.2 or less, It can be said that the bistable state of the reverse twisted state and the focal-conic state is feasible.

본 발명의 발명자들은, 이상의 예비적 고찰을 근거로 하여 제7의 실시예에 의한 액정표시소자를 제작했다.The inventors of the present invention produced the liquid crystal display device according to the seventh example based on the above preliminary considerations.

제7의 실시예에 따른 액정표시소자의 한 화소내의 개략적인 단면도는 도 1과 동일하다.A schematic cross-sectional view within one pixel of the liquid crystal display according to the seventh embodiment is the same as in FIG. 1.

액정층(15)을 형성하는 액정재료에는 카이럴제가 첨가되어 있다. 액정 셀 완성상태(초기상태)에서의 액정분자의 배열상태는, 포칼코닉 배열이었다. 예를 들어 전원(20)에 의해서, 양 베타전극(12a, 12b)사이에, 역치전압 이상의 교류전압을 인가하는 것으로, 액정분자의 배열상태를, 포칼코닉 배열로부터 리버스 트위스트 배열로 전이시킬 수 있다.A chiral agent is added to the liquid crystal material forming the liquid crystal layer 15. The arrangement state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal cell completion state (initial state) was a focal-conic arrangement. For example, by applying an AC voltage equal to or greater than a threshold voltage between the two beta electrodes 12a and 12b by the power source 20, the arrangement state of the liquid crystal molecules can be transferred from a focal-conic arrangement to a reverse twist arrangement. .

도 37~도 41을 참조하여, 제7의 실시예에 의한 액정표시소자의 구성 및 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.37 to 41, the configuration and manufacturing method of the liquid crystal display device according to the seventh embodiment will be described in detail.

도 37은, 상측투명기판(11a)상에 형성되는 ITO막의 패턴을 나타내는 개략적인 평면도이다. 본 도면에 나타내는 ITO막으로, 예를 들어 화소전극{각 화소에 대해 상측베타전극(12a)을 형성하는 전극} 및 해당 화소전극의 취출전극이 형성된다.37 is a schematic plan view showing a pattern of an ITO film formed on the upper transparent substrate 11a. In the ITO film shown in this figure, for example, a pixel electrode (electrode forming the upper beta electrode 12a for each pixel) and a taking electrode of the pixel electrode are formed.

ITO막 패턴은, 예를 들어 본 도면 좌우 방향으로 ITO막이 스트라이프형상으로 뻗어 형성된다. 본 도면에 대해서는, 화소전극을 구성하는 ITO막에 12A1~12A10의 부호를 붙여 나타냈다.The ITO film pattern is formed, for example, by extending the ITO film in a stripe shape in the left and right directions of the drawing. In this drawing, the ITO film constituting the pixel electrode is denoted by 12A 1 to 12A 10 .

ITO막의 패터닝은, ITO 유리기판을 세정한 후, 포트리소 공정을 이용해 행했다. ITO의 에칭은, 제2염화철을 이용한 웨트에칭으로 실시했다. 레이저빔을 조사하고, ITO막을 제거하는 것으로 패터닝을 실시해도 괜찮다.The patterning of the ITO film was performed using a photolitho process after washing the ITO glass substrate. The etching of ITO was performed by wet etching using iron chloride. Patterning may be performed by irradiating a laser beam and removing the ITO film.

도 38은, 하측투명기판(11b)상에 형성되는 ITO막의 패턴을 나타내는 개략적인 평면도이다. 본 도면에 나타내는 ITO막으로, 예를 들어 화소전극{각 화소에 대해 하측베타전극(12b)을 형성하는 전극} 및 해당 화소 전극의 취출전극이 형성된다.38 is a schematic plan view showing a pattern of an ITO film formed on the lower transparent substrate 11b. In the ITO film shown in this figure, for example, a pixel electrode (electrode forming the lower beta electrode 12b for each pixel) and a taking electrode of the pixel electrode are formed.

ITO막 패턴은, 예를 들어 본 도면 상하방향으로 ITO막이 스트라이프형상으로 뻗어 형성된다. 본 도면에 대해서는, 화소전극을 구성하는 ITO막의 일부에 12B1~12B9의 부호를 붙여 나타냈다. 본 도면 상하방향과 도 37의 좌우방향은 서로 직교하는 방향이다.The ITO film pattern is formed, for example, by extending the ITO film in a stripe shape in the vertical direction of the drawing. In this drawing, parts of the ITO film constituting the pixel electrode are denoted by 12B 1 to 12B 9 . The vertical direction of this drawing and the horizontal direction of FIG. 37 are directions perpendicular to each other.

ITO막의 패터닝은, 도 37을 참조해 설명한 ITO막 패턴의 형성 방법과 같은 방법으로 실시할 수 있다.Patterning of the ITO film can be performed by the same method as the method of forming the ITO film pattern described with reference to FIG. 37.

ITO막을 패터닝 한 후, ITO막상을 포함한 하측투명기판(11b)상에 절연막(13)을 형성한다. 절연막(13)은, 예를 들어 취출전극(12BT1~12BT9)부분(단자부분)에는 형성하지 않는다. 본 도면에 대해서는, 절연막(13)을 형성하지 않는 영역에 사선을 표시했다. 절연막(13)은, 취출전극 부분 등에 레지스터를 형성하고, 절연막 성막 후에 리프트 오프로 레지스터를 제거하는 방법, 메탈 마스크로 취출전극 부분 등을 덮은 상태에서 스팩터에 의해 형성하는 방법에 의해 형성이 가능하다. 또, 절연막(13)은, 유기 절연막이나 SiO₂, SiNx 등의 무기 절연막으로 할 수 있다. 이들의 조합으로 형성해도 좋다. 여기에서는 아크릴계 유기 절연막과 SiO₂의 적층막을 절연막(13)으로서 이용했다.After patterning the ITO film, an insulating film 13 is formed on the lower transparent substrate 11b including the ITO film. The insulating film 13 is not formed, for example, in the extraction electrodes 12BT 1 to 12BT 9 (terminal portions). In this drawing, diagonal lines are indicated in regions where the insulating film 13 is not formed. The insulating film 13 can be formed by forming a resistor on the extraction electrode portion or the like, and removing the resistor by lift-off after forming the insulating film, or by using a metal mask to form the resistor with a sputter. Do. In addition, the insulating film 13 may be an inorganic insulating film such as an organic insulating film or SiO₂, SiN x. You may form it in combination of these. Here, a laminated film of an acrylic organic insulating film and SiO2 was used as the insulating film 13.

제7의 실시예에 대해서는, 우선 취출전극 부분 등에 내열성필름(폴리이미드 테이프)을 붙이고, 막 두께 1μm에 유기절연막을 스핀 코트(2000 rpm로 30초간 스핀)했다. 다음에, 유기절연막이 스핀 코트된 하측투명기판(11b)을, 클린 오븐에서 220℃에서 1시간 고온에서 구우고, 그 후 내열성 필름을 붙인 채로 하측투명기판(11b)을 80℃로 가열하고, SiO₂막을 스팩터법(교류방전)에 의해 두께 1000Å로 성막 했다. SiO₂막은, 진공증착법, 이온 빔법, CVD법등을 이용해 성막 할 수도 있다.For the seventh example, first, a heat-resistant film (polyimide tape) was applied to the extraction electrode portion, etc., and an organic insulating film was spin-coated (spinned at 2000 rpm for 30 seconds) at a film thickness of 1 µm. Next, the lower transparent substrate 11b on which the organic insulating film has been spin-coated is baked at a high temperature at 220 ° C for 1 hour in a clean oven, and then the lower transparent substrate 11b is heated to 80 ° C with a heat-resistant film attached thereto. The SiO₂ film was formed to a thickness of 1000 mm 2 by sputtering (AC discharge). The SiO2 film can also be formed using a vacuum deposition method, an ion beam method, or a CVD method.

여기서 내열성 필름을 벗기면, 내열성 필름의 점착 개소에 대해, 유기 절연막 및 SiO₂막을 제거할 수 있었다. 계속 해서, SiO₂막의 절연성과 투명성을 향상시키기 위해서, 하측투명기판(11b)을 클린 오븐에서 220℃에서 1시간 고온에서 구웠다.Here, if the heat resistant film was peeled off, the organic insulating film and the SiO2 film could be removed with respect to the adhesion point of the heat resistant film. Subsequently, in order to improve the insulation and transparency of the SiO2 film, the lower transparent substrate 11b was baked in a clean oven at 220 ° C for 1 hour at a high temperature.

SiO₂막의 형성은 필수는 아니지만, SiO₂막을 성막 하는 것으로 절연막(13)의 절연성을 향상시킬 수 있다. 또, 절연막(13)상에 형성하는 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 밀착성 및 패터닝성을 향상시키는 것이 가능하다.Although the formation of the SiO2 film is not essential, the insulating property of the insulating film 13 can be improved by forming the SiO2 film. Further, it is possible to improve the adhesion and patterning properties of the first and second zell electrodes 12c and 12d formed on the insulating film 13.

유기 절연막을 형성하지 않고, 절연막(13)을 SiO2막만으로 구성해도 괜찮다. SiO2막은 다공질이 되기 쉽기 때문에, 이 경우에는, SiO2막의 두께를 4000Å~8000Å으로 하는 것이 바람직하다. SiO2막과 SiNx막의 적층으로부터 되는 무기절연막(13)으로 할 수도 있다.An organic insulating film 13 may not be formed, and the insulating film 13 may be composed of only an SiO 2 film. Since the SiO 2 film tends to become porous, in this case, the thickness of the SiO 2 film is preferably 4000 mm 2 to 8000 mm 2 . An inorganic insulating film 13 made of a stack of SiO 2 film and SiN x film can also be used.

절연막(13)상에 ITO막을 형성했다. ITO막은, 하측투명기판(11b)을 100℃로 가열하고, 스팩터법(교류 방전)에 의해 기판 전면(全面)에 성막 했다. 막 두께는 약 1200Å로 했다. ITO막은, 진공 증착법, 이온 빔법, CVD법등을 이용해 형성할 수도 있다. 이 ITO막을 포트리소 공정으로 패터닝 하고, 제1즐치전극(12c), 제2즐치전극(12d), 및 이들 전극(12c, 12d)의 취출전극을 형성했다.An ITO film was formed on the insulating film 13. In the ITO film, the lower transparent substrate 11b was heated to 100 ° C, and was formed on the entire substrate by sputtering (alternating discharge). The film thickness was about 1200 mm 2. The ITO film can also be formed using a vacuum deposition method, an ion beam method, a CVD method or the like. This ITO film was patterned by the potoriso process, and the first zell electrode 12c, the second zl electrode 12d, and the extraction electrodes of these electrodes 12c, 12d were formed.

도 39는, ITO막의 에칭에 사용하는 포토마스크를 나타내는 개략적인 평면도이다. 포토마스크는, 제1즐치전극(12c) 대응부분, 제2즐치전극(12d) 대응부분, 제1즐치전극(12c)의 취출전극 대응부분, 제2즐치전극(12d)의 취출전극 대응부분, 및 하측베타전극(12b)의 취출전극 대응부분을 포함한다. 에칭시, 각 대응부분에서 덮인 ITO막으로, 전극이 형성된다. 본 발명의 발명자들은, 빗살 형상 전극의 즐치부분의 전극폭을 20μm, 30μm, 2개의 빗살 형상 전극의 즐치부분을 교대로 배치했을 때의 전극 간격을 20μm, 30μm, 50μm, 100μm, 200μm로 하는 복수의 전극패턴으로, 제1즐치전극(12c) 및 제2즐치전극(12d)을 제작했다.39 is a schematic plan view showing a photomask used for etching an ITO film. The photomask includes a corresponding portion of the first slit electrode 12c, a corresponding portion of the second slit electrode 12d, a corresponding portion of the extraction electrode of the first slit electrode 12c, and a corresponding portion of the extraction electrode of the second slit electrode 12d, And a corresponding portion of the extraction electrode of the lower beta electrode 12b. During etching, an electrode is formed with an ITO film covered at each corresponding portion. The inventors of the present invention have a plurality of electrode widths of 20 µm, 30 µm, and the electrode spacing when the lattice portions of two comb-shaped electrodes are alternately arranged to be 20 µm, 30 µm, 50 µm, 100 µm, and 200 µm. As the electrode pattern of the first, the first zell electrode 12c and the second zl electrode 12d were produced.

이상과 같은 공정을 거치고, 전극부착기판을 2매 준비했다(도 33의 스텝 S101). 2매의 전극 부착 기판을 세정해 건조한다(스텝 S102). 수세의 경우는, 순수한 물 세정을 실시한다. 세제를 사용해 행해도 괜찮다. 브러쉬 세정, 스프레이 세정의 어느 것으로 세정할 수도 있다. 그 후 탈수를 하고, 건조시킨다. 수세 이외 방법으로서 UV세정, IR건조를 실시하는 것이 가능하다.Through the above steps, two electrode-attached substrates were prepared (step S101 in FIG. 33). The substrate with two electrodes is washed and dried (step S102). In the case of water washing, pure water is washed. You can also use detergent. It can also be cleaned with either brush cleaning or spray cleaning. After that, it is dehydrated and dried. As a method other than washing with water, it is possible to perform UV cleaning and IR drying.

2매의 전극 부착 기판상에, ITO 전극을 덮도록 배향막재료를 도포했다(스텝 S103). 배향막재료의 도포는, 스핀 코트를 이용해 행했다. 후레키소 인쇄나 잉크젯 인쇄를 이용해 행해도 괜찮다. 통상은 수직 배향막의 형성에 사용되는 폴리이미드 배향막재료의 측쇄밀도를 낮게 하여, 배향막재료로서 이용했다. 이것은 예비적 고찰을 위해서 제작한 액정표시소자에 사용한 배향막재료와 동일한 재료이다. 배향막재료는, 배향막의 두께가 500Å~800Å이 되도록 도포했다. 배향막재료를 도포한 전극 부착 기판의 가(假)소성(스텝 S104), 및 본(本)소성(스텝 S105)을 실시했다. 본소성은 클린 오븐에서, 180℃에서 1시간 행했다. 160℃이상 180℃이하의 온도에서 행해도 괜찮다. 이렇게 해서 ITO 전극을 덮는 배향막을 형성했다(스텝 S103~S105).On the substrate with two electrodes, an alignment film material was applied so as to cover the ITO electrode (step S103). The coating of the alignment film material was performed using a spin coat. It may be carried out by using Furekiso printing or inkjet printing. Usually, the side chain density of the polyimide alignment film material used for forming a vertical alignment film is made low and used as an alignment film material. This is the same material as the alignment film material used in the liquid crystal display device produced for preliminary consideration. The alignment film material was applied so that the thickness of the alignment film was 500 mm 2 to 800 mm 2. Preliminary firing (step S104) and main firing (step S105) of the substrate with an electrode coated with an alignment film material were performed. The main firing was performed at 180 ° C for 1 hour in a clean oven. It may be performed at a temperature of 160 ° C or higher and 180 ° C or lower. Thus, an alignment film covering the ITO electrode was formed (steps S103 to S105).

도 40은, 하측기판(10b)에 형성되는 하측배향막(14b)의 형성영역의 일부를 나타내는 개략적인 평면도이다. 하측배향막(14b)은, 예를 들어 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)이 배치되고, 화소가 확정되는 영역에 형성된다. 본 도면에는, 하측배향막(14b)의 형성 영역으로서 좌상(左上)의 부분만을 나타냈지만, 그 외의 즐치전극(12c, 12d)배치 영역에 대해서도 같다.40 is a schematic plan view showing a part of the formation region of the lower alignment layer 14b formed on the lower substrate 10b. The lower alignment layer 14b is formed in a region where, for example, the first and second zell electrodes 12c and 12d are disposed, and pixels are determined. In this drawing, only the upper left portion is shown as the formation region of the lower alignment layer 14b, but the same is true for other arrangement regions of the plunge electrodes 12c and 12d.

다음에, 러빙처리(배향처리)를 실시했다(스텝 S106). 러빙처리는, 압입량을 0.8 mm로 하고, 상측배향막(14a), 하측배향막(14b)의 쌍방으로 20˚이상 85˚이하, 예를 들어 35˚이상 55˚이하, 일례로서 45˚의 프리틸트각이 발현하도록 행했다. 또, 액정표시소자의 트위스트각이 90˚이 되도록 실시했다.Next, rubbing processing (orientation processing) was performed (step S106). In the rubbing treatment, the indentation amount is 0.8 mm, and the upper alignment layer 14a and the lower alignment layer 14b are both 20 degrees or more and 85 degrees or less, for example, 35 degrees or more and 55 degrees or less, for example, 45 degrees pre-tilt. Each was made to express. Moreover, it implemented so that the twist angle of a liquid crystal display element might be 90 degrees.

그리고 이 영역의 프리틸트각은, 측정이 매우 곤란하고, 45˚라고 하는 수치는 적지 않은 오차를 포함할 가능성이 있다. 측정방법의 차이나 측정정도의 문제에 의해, ± 15˚~± 30˚정도의 편차가 존재할 가능성이 있다.In addition, the pretilt angle of this region is very difficult to measure, and the numerical value of 45 ° may contain a small number of errors. Due to differences in measurement methods or measurement accuracy, there may be a deviation of ± 15˚ to ± 30˚.

셀두께를 4μm로 하기 위해, 한쪽의 기판 면에, 입경 4μm의 갭 컨트롤재를 산포했다(스텝 S107). 셀 두께를 3μm이상 5μm이하로 하기 위해, 입경 3μm이상 5μm이하의 갭 컨트롤재를 산포하는 것도 가능하다. 한쪽의 기판 면에는 씰재를 인쇄하고, 메인 씰 패턴을 형성했다(스텝 S108). 2매의 기판을 소정의 위치에서 중합하고(스텝 S109), 씰 재를 경화시켰다.In order to set the cell thickness to 4 µm, a gap control material having a particle diameter of 4 µm was dispersed on one substrate surface (step S107). In order to make the cell thickness 3 μm or more and 5 μm or less, it is also possible to distribute a gap control material having a particle size of 3 μm or more and 5 μm or less. A seal material was printed on one substrate surface to form a main seal pattern (step S108). Two substrates were polymerized at a predetermined position (step S109), and the seal material was cured.

2매의 기판의 중합은, 상측배향막(14a)의 러빙방향을 제1의 방향, 하측배향막(14b)의 러빙방향을 제2의 방향으로 했을 때, 제2의 방향이 상측기판(10a)의 법선 방향(윗쪽)에서 보아, 제1의 방향을 기준으로, 우회전 방향으로 90˚을 이루는 방향이 되도록 행했다.In the polymerization of the two substrates, when the rubbing direction of the upper alignment layer 14a is the first direction and the rubbing direction of the lower alignment layer 14b is the second direction, the second direction is the upper substrate 10a. Viewed from the normal direction (upper side), based on the first direction, it was performed so as to be 90 ° in the right rotation direction.

 진공 주입법으로 네마틱 액정을 주입했다(스텝 S110). 액정재료로는 굴절률 이방성Δn이 0.067인, 저굴절률 이방성재료를 이용했다. 액정중에는 카이럴제를 첨가했다. 카이럴제로는 (주)멜크제의 CB15를 사용했다. 카이럴제의 첨가량은, 카이럴 피치를 p, 셀두께를 d로 했을 때, d/p가 0.8(p=5μm)이 되도록 조정했다. d/p는, 프리틸트각에 따라 예를 들어 상측 및 하측 배향막(14a, 14b)에 20˚이상 85˚이하의 프리틸트각이 발현하도록 배향 처리가 이루어져 있을 때는 0.5 이상 2 이하, 35˚이상 55˚이하의 프리틸트각이 발현하도록 배향처리가 이루어져 있을 때는 0.5 이상 1.2 이하로 할 수 있다.Nematic liquid crystals were injected by a vacuum injection method (step S110). As the liquid crystal material, a low refractive index anisotropic material having a refractive index anisotropy Δn of 0.067 was used. A chiral agent was added to the liquid crystal. As the chiral agent, CB15 manufactured by Melk Co., Ltd. was used. The addition amount of the chiral agent was adjusted so that when the chiral pitch was p and the cell thickness was d, d / p was 0.8 (p = 5 μm). d / p is, for example, 0.5 or more and 2 or less and 35 degrees or more when the orientation treatment is performed such that the pretilt angle of 20 degrees or more and 85 degrees or less is expressed in the upper and lower alignment layers 14a and 14b according to the pretilt angle. When the orientation treatment is performed so that a pretilt angle of 55 ° or less is expressed, it may be 0.5 or more and 1.2 or less.

액정주입구를, 자외선경화타입의 엔드 씰 재로 봉지하고(스텝 S111), 액정분자의 배향을 정리하기 위해, 액정의 상전이 온도이상으로 셀을 가열했다(스텝 S112). 그 후, 스크라이바 장치로 투명기판에 입힌 손상을 따라서 브레이킹 하고, 개별의 셀로 작게 분할했다. 작게 분할된 셀에 대해, 모따기(스텝 S113)와 세정(스텝 S114)을 실시했다.The liquid crystal injection port was sealed with an ultraviolet curing type end seal material (step S111), and the cells were heated above the phase transition temperature of the liquid crystals in order to arrange the alignment of the liquid crystal molecules (step S112). Thereafter, the scriber device was broken along the damage to the transparent substrate, and divided into individual cells. The small divided cells were chamfered (step S113) and washed (step S114).

마지막으로, 2매의 기판의 액정층과 반대측의 면에, 편광판을 붙였다(스텝 S115). 2매의 편광판은 크로스 니콜로, 그리고 투과축의 방향과 러빙방향이 평행이 되도록 배치했다. 직교하도록 배치할 수도 있다. 양 기판의 ITO 전극{상측, 하측 베타전극(12a, 12b), 및 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)}에는 전원을 접속했다.Lastly, a polarizing plate was pasted to the surface opposite to the liquid crystal layer of the two substrates (step S115). The two polarizing plates were arranged so that the cross nicol and the direction of the transmission axis and the direction of rubbing were parallel. It can also be arranged orthogonally. A power supply was connected to the ITO electrodes of both substrates (the upper and lower beta electrodes 12a, 12b, and the first and second zell electrodes 12c, 12d).

도 41은, 제7의 실시예에 의한 액정표시소자의 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 41에는, 도 37~도 40에 나타낸 구조를 모두 중합해 나타내고 있다. 좌우방향으로 뻗는 횡 전극과 상하방향으로 뻗는 종 전극으로 하나의 화소가 획정된다. 본 도면에 대해서는, 횡 전극에 12A1~12A10의 부호를 붙여 나타내고, 종 전극의 일부에 12B1~12B9의 부호를 붙여 나타내었다. 화살표로 나타내 보인 것은, 횡 전극(12A9)과 종 전극(12B8)이 기판법선방향에서 보아 겹치는 영역에 획정되는 화소이다. 이 화소에 있어서의 횡 전극(12A9)은, 도 1의 상측베타전극(12a)에 상당하고, 종 전극(12B8)은 하측베타전극(12b)에 상당한다.41 is a schematic plan view showing the structure of a liquid crystal display device according to a seventh embodiment. In FIG. 41, all the structures shown in FIGS. 37 to 40 are polymerized. One pixel is defined as a horizontal electrode extending in the left-right direction and a vertical electrode extending in the vertical direction. In this drawing, the cross electrodes are denoted by 12A 1 to 12A 10 , and a part of the longitudinal electrodes are denoted by 12B 1 to 12B 9 . What is shown by the arrow is a pixel defined in a region where the horizontal electrode 12A 9 and the vertical electrode 12B 8 overlap when viewed in the direction of the substrate normal. The lateral electrode 12A 9 in this pixel corresponds to the upper beta electrode 12a in FIG. 1, and the vertical electrode 12B 8 corresponds to the lower beta electrode 12b.

도 42a~도 42c는, 제7의 실시예에 의한 액정표시소자의 외관사진이다. 그리고 도 42a~도 42c에 나타내는 것은, 제1, 제2즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분의 전극폭을 20μm, 양 즐치전극(12c, 12d)의 즐치부분을 교대로 배치했을 때의 전극 간격을 20μm로 하여 제작한 액정표시소자의, 즐치전극(12c, 12d) 형성영역의 정면 관찰 사진이다.42A to 42C are external photographs of the liquid crystal display device according to the seventh embodiment. 42A to 42C show the electrode widths of the slit portions of the first and second slit electrodes 12c and 12d are 20 µm, and the slit portions of both slit electrodes 12c and 12d are alternately arranged. This is a front observation photograph of the regions where the zlatch electrodes 12c and 12d are formed in the liquid crystal display device manufactured with a spacing of 20 μm.

도 42a에, 액정표시소자가 완성한 상태(초기상태)의 외관 사진을 나타낸다. 초기상태에 대해서는, 액정분자는 포칼코닉 배열상태가 된다. 육안으로 보아 균일한 흰색표시를 얻을 수 있었다.42A shows a photograph of the appearance of the liquid crystal display device in a completed state (initial state). As for the initial state, the liquid crystal molecules are in a focal-conic arrangement state. Visually, a uniform white mark was obtained.

이 상태에 있어서, 상측베타전극(12a)과 하측베타전극(12b)의 사이에 전압을 인가했다. 양 전극(12a, 12b)에의 전압의 인가에 의해, 액정층(15)에는 종 전계가 생긴다.In this state, a voltage was applied between the upper beta electrode 12a and the lower beta electrode 12b. A vertical electric field is generated in the liquid crystal layer 15 by application of a voltage to both electrodes 12a and 12b.

도 42b는, 전극(12a, 12b)에 전압을 인가한 후의 외관사진이다. 전체가 포칼코닉 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로 천이한 것을 알 수 있다. 또, 정면에서 보아 흑색표시가 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 반대로 이것으로부터 양 전극(12a, 12b)에의 전압의 인가로, 액정층(15)에 종 전계가 발생하는 것이 확인된다.42B is a photograph of the appearance after voltage is applied to the electrodes 12a and 12b. It can be seen that the whole transitioned from the pocalconic arrangement to the reverse twist arrangement. Moreover, it can be seen from the front that a black display is obtained. In addition, on the contrary, it is confirmed that a vertical electric field is generated in the liquid crystal layer 15 by application of a voltage from this to both electrodes 12a and 12b.

다음에, FFS 모드로, 액정층(15)에 횡 전계를 발생시켰다.Next, in the FFS mode, a lateral electric field was generated in the liquid crystal layer 15.

도 42c는, 도 42b에 나타내는 상태의 액정표시소자를 FFS 모드로 구동한 후의 외관사진이다. 전면이 초기상태와 같은 상태(포칼코닉 배열상태)로 재천이하고 있는 것을 알 수 있다.Fig. 42C is an external photograph after driving the liquid crystal display device in the state shown in Fig. 42B in the FFS mode. It can be seen that the front surface is retranslated to the same state as the initial state (the focal-conic array state).

제7의 실시예에 의한 액정표시소자는, 포칼코닉 배열상태와 리버스 트위스트 배열상태를 스위칭 가능한 액정표시소자이다. 종 전계의 인가에 의해, 전자를 후자로 천이시킬 수 있다. 또 횡 전계의 인가에 의해, 후자를 전자에 천이시킬 수 있다. 리버스 트위스트 배열상태를 포칼코닉 배열상태로 천이시키는 방법으로서 FFS 모드로의 구동 외에, IPS 모드로의 구동을 채용할 수 있다.The liquid crystal display element according to the seventh embodiment is a liquid crystal display element capable of switching between a focal-conic arrangement state and a reverse twist arrangement state. The former can be transferred to the latter by application of a vertical electric field. Moreover, the latter can be shifted to the former by application of a lateral electric field. In addition to driving in the FFS mode, driving in the IPS mode can be employed as a method of transitioning the reverse twist arrangement state to the focal-conic arrangement state.

액정분자가 면내방향으로 나선을 그리고 있는 포칼코닉 배열상태에 있는 액정층에 종 전계를 부가하면, 경계면의 영향력으로 90˚비틀림 배향이 되어, 액정층 두께방향의 중앙에 위치하는 액정분자는 수직방향으로 기운다. 이렇게 해 포칼코닉 배열상태로부터 리버스 트위스트 배열상태로의 스위칭을 하는 것이라고 생각할 수 있다. 또, 횡 전계의 부가에 의해, 리버스 트위스트 배열상태의 경계면의 액정분자 배향을 흩어지게 하는 것으로, 리버스 트위스트 배열상태로부터 포칼코닉 배열상태로의 스위칭을 하는 것이라고 생각할 수 있다.When a vertical electric field is added to a liquid crystal layer in a focal-conic arrangement in which liquid crystal molecules are spirally drawn in an in-plane direction, the orientation of the liquid crystal layer in the center of the thickness direction of the liquid crystal layer is vertically shifted by 90 degrees due to the influence of the interface. Tilts. In this way, it can be considered to switch from the focal-conic arrangement state to the reverse twist arrangement state. In addition, it can be considered that the switching from the reverse twist arrangement state to the focal-conic arrangement state is made by dispersing the alignment of the liquid crystal molecules at the interface of the reverse twist arrangement state by the addition of the lateral electric field.

제7의 실시예에 의한 액정표시소자는, 부가하는 전계의 방향에 의해, 포칼코닉 배열상태와 리버스 트위스트 배열상태가 서로 천이하고, 각각 상태가 안정적으로 보지되는 액정표시소자이다. 콘트라스트가 높은 흰색표시상태, 흑색표시상태의 쌍안정 표시를 간편하게 실현될 수 있다. 특히, 흑색표시가 어둡고, 정면에서 보았을 때도 분명히 한 표시를 실현하는 것이 가능하다. 이 때문에, 투과형 디스플레이, 투반디스플레이, 반사형 디스플레이의 어느 것에나 매우 적합하게 적용할 수 있다. 또, 제7의 실시예에 의한 액정표시소자는, 좌우 대칭인 콘트라스트비를 가지는 액정표시소자이다.The liquid crystal display device according to the seventh embodiment is a liquid crystal display device in which the focal-conic arrangement state and the reverse twist arrangement state transition to each other and the states are stably held depending on the direction of the electric field to be added. A bistable display in a high contrast white display state or a black display state can be easily realized. In particular, the black display is dark, and it is possible to realize a clear display even when viewed from the front. For this reason, it can be suitably applied to any of a transmissive display, a tuban display, and a reflective display. Further, the liquid crystal display element according to the seventh embodiment is a liquid crystal display element having a contrast ratio that is symmetrical to the left and right.

제7의 실시예에 의한 액정표시소자에 있어서는, 예를 들어 메모리성을 이용한 표시가 가능하다. 흰색을 표시하고 싶은 화소는, 포칼코닉 배열상태로 하고, 흑색을 표시하고 싶은 화소는, 리버스 트위스트 배열상태로 한다. 적어도 흰색표시로부터 흑색표시로 바꾸고 싶은 화소에는 종 전계를 가한다. 흑색표시를 유지하고 싶은 화소에도, 종 전계를 가해도 괜찮다. 반대로, 적어도 흑색표시로부터 흰색표시로 바꾸고 싶은 화소에는 횡 전계를 가세한다. 흰색표시를 유지하고 싶은 화소에도, 횡 전계를 가해도 괜찮다.In the liquid crystal display device according to the seventh embodiment, for example, display using memory characteristics is possible. Pixels that want to display white are in a focal-conic arrangement, and pixels that want to display black are in a reverse twist arrangement. At least, a vertical electric field is applied to a pixel to be changed from a white display to a black display. A vertical electric field may be applied to the pixels that want to maintain the black display. Conversely, a horizontal electric field is added to at least a pixel that is to be changed from a black display to a white display. A horizontal electric field may be applied to pixels that want to maintain white display.

제7의 실시예에 의한 액정표시소자는, 제2의 실시예와 같게 구동할 수 있다. 표시는 반영구적으로 보지하는 것이 가능하고, 고콘트라스트비와 양립할 수 있다.The liquid crystal display device according to the seventh embodiment can be driven like the second embodiment. The display can be held semi-permanently and is compatible with a high contrast ratio.

제7의 실시예에 의한 액정표시소자는, 메모리성을 이용한 구동 방법으로 구동할 수 있는, 초저소비 전력구동이 가능하고, 특히 반사형 디스플레이에 적용했을 경우에 메리트는 크고, 저비용으로 대용량의 표시를 실시하는 것이 가능하다, 그 제조에 있어서, 일반적인 트위스티드 네마틱형 액정표시소자와 비교한 코스트 상승요인은 적다는 등의 점에서, 제1의 실시예와 같은 효과를 발휘할 수 있다.The liquid crystal display device according to the seventh embodiment can be driven by a driving method using a memory property, and is capable of ultra-low power consumption. In particular, when applied to a reflective display, the merits are large, and large-capacity displays at low cost. It is possible to carry out, and in the production, the same effect as that of the first embodiment can be exhibited in that the cost increase factor is small compared to a general twisted nematic liquid crystal display device.

이상, 실시예 등에 따라서 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.In the above, the present invention has been described in accordance with examples and the like, but the present invention is not limited to these.

예를 들어, 제1의 실시예등에 있어서는, 편광판을 크로스 니콜로 배치해 노매리 화이트 표시의 액정표시소자로 했지만, 편광판을 평행 니콜로 배치해 노매리 블랙 표시의 액정표시소자로 해도 좋다. 단지 노매리 화이트로 하는 것이 고콘트라스트비로의 표시를 실현하기 쉬울 것이다. 노매리 화이트 표시의 경우, 양호한 흑색표시를 얻기 위해서는, 상측 및 하측 편광판(16a, 16b)의 투과축방향이 이루는 각도는, 90˚부근인 것이 바람직하다.For example, in the first embodiment and the like, the polarizing plate is arranged in cross nicol to form a liquid crystal display device with no-marley white display, but the polarizing plate may be arranged in parallel nicol to form a liquid crystal display device with no-marley black display. It would be easy to realize the display with high contrast ratio just by making it white. In the case of a no-marley white display, in order to obtain a good black display, the angle formed by the transmission axis directions of the upper and lower polarizing plates 16a and 16b is preferably around 90 degrees.

또, 실시예에 대해서는, 배향처리를 러빙으로 행했지만, 예를 들어 광배향법, 경사방향 증착법 등, 다른 배향처리방법을 이용하여 배향처리를 실시할 수 있다.Moreover, although the orientation process was performed by rubbing about the Example, the orientation process can be performed using other orientation processing methods, such as a photo-alignment method and a gradient direction vapor deposition method, for example.

또한, 실시예에 있어서는 하측기판(10b)에만, 액정층(15)(화소영역)의 전체 및 일부에 횡 전계를 일으키게 하는 전극을 형성했지만, 하측기판(10b) 뿐만이 아니라, 상측기판(10a)에도 형성할 수 있다. 횡 전계를 일으키게 하는 전극은, 상측기판(10a), 하측기판(10b) 중 적어도 한편에 형성하면 좋다.In addition, in the embodiment, only electrodes on the lower substrate 10b, electrodes for causing a lateral electric field were formed in all and part of the liquid crystal layer 15 (pixel region), but not only on the lower substrate 10b, but also on the upper substrate 10a. It can also be formed. The electrode causing the lateral electric field may be formed on at least one of the upper substrate 10a and the lower substrate 10b.

또한, 제5의 실시예에 대해서는, 액정층(15)의 질량에 대해, 1wt%, 2wt%, 5wt%가 되는 조건으로, 중합가능한 재료를 첨가했다. 1wt%이상 5 wt%이하의 범위에 한정하지 않고, 중합가능한 재료의 첨가량이 0.5wt%이상 5 wt%이하의 범위여도, 같은 효과를 얻을 수 있을 것이다.In addition, in the fifth embodiment, a polymerizable material was added under the conditions of 1 wt%, 2 wt%, and 5 wt% with respect to the mass of the liquid crystal layer 15. It is not limited to the range of 1 wt% or more and 5 wt% or less, and even if the amount of the polymerizable material added is in the range of 0.5 wt% or more and 5 wt% or less, the same effect can be obtained.

그 외, 여러 가지의 변경, 개량, 조합 등이 가능하다는 것은 당업자에게는 자명할 것이다.In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various changes, improvements, and combinations are possible.

액정소자 전반, 예를 들어 단순 매트릭스 구동을 실시하는 액정표시소자 전반에 이용할 수 있다. 또, 저소비 전력, 넓은 시각특성, 저가격 등이 요구되는 액정표시소자에 이용 가능하다.It can be used for the entire liquid crystal device, for example, for the entire liquid crystal display device that performs simple matrix driving. In addition, it can be used for liquid crystal display devices that require low power consumption, wide visual characteristics, and low price.

메모리성을 가지는 점에서는, 예를 들어 전력절약으로 빈번한 바꿔쓰기를 필요로 하지 않는 정보기기(퍼스널 컴퓨터, 휴대정보단말기 등)의 표시면 등, 반사형, 투과형, 투사형의 디스플레이에 바람직하게 적용 가능하다. 또, 자기기록 내지 전기기록된 카드의 정보 표시면, 아동용 완구, 전자 페이퍼 등에 이용할 수 있다.In terms of memory characteristics, it can be suitably applied to reflective, transmissive, and projection displays, such as display surfaces of information devices (personal computers, portable information terminals, etc.) that do not require frequent replacement due to power saving. Do. In addition, it can be used for information display surfaces of magnetically or electrically recorded cards, children's toys, electronic paper, and the like.

또한, 재해 발생으로 인한 정전 시에도 표시를 유지하기 위한 디스플레이에 이용 가능하다.In addition, it can be used for a display to maintain the display even in the event of a power failure due to a disaster.

10a 상측기판
10b 하측기판
11a 상측 투명기판
11b 하측 투명기판
12a 상측 베타전극
12b 하측 베타 전극
12c 제1즐치전극
12d 제2즐치전극
13 절연막
14a 상측 배향막
14b 하측 배향막
15 액정층
16a 상측 편광판
16b 하측 편광판
20 전원
21 슬릿 전극
21a 슬릿
22, 22a 코먼선
23 주사선
24 반도체막
25 소스 전극
26, 26a 드레인 전극
27 신호선
28 절연막
31~33 드라이버
34 화소부
10a upper substrate
10b lower substrate
11a Upper transparent substrate
11b Lower transparent substrate
12a upper beta electrode
12b lower beta electrode
12c first zell electrode
12d second zell electrode
13 insulating film
14a upper alignment layer
14b lower alignment layer
15 liquid crystal layer
16a upper polarizer
16b lower polarizer
20 power
21 slit electrode
21a slit
22, 22a common ship
23 scan lines
24 semiconductor film
25 source electrode
26, 26a drain electrode
27 signal lines
28 insulating film
31 ~ 33 driver
34 pixels

Claims (5)

각각의 일면에 배향 처리가 행해져 있고, 대향 배치된 제1의 기판 및 제2의 기판과,
상기 제1의 기판의 일면과 상기 제2의 기판의 일면 사이에 설치되고, 유전율이방성이 정(正)인 액정재료를 이용해 구성되는 액정층을 포함하고,
상기 제1의 기판 및 상기 제2의 기판은, 상기 액정층의 액정분자가 제1방향으로 비틀어진 제1배향상태를 일으키도록 배향처리의 방향을 설정하고, 또한, 각각이 상기 액정층과의 경계면에 있어서 해당 액정층의 액정분자에 부여하는 프리틸트각이 35˚이상이며,
상기 액정층은, 상기 액정분자가 상기 제1방향과는 반대의 제2방향으로 비틀어진 제2배향상태를 일으키게 하는 성질의 카이럴제를 함유하고,
상기 카이럴제는, 상기 액정층의 층두께d에 대한 카이럴 피치의 비d/p가 0.385이상 0.5 이하가 되도록 첨가된 액정소자.
Alignment processing is performed on each one surface, and the first substrate and the second substrate disposed opposite to each other,
A liquid crystal layer is provided between one surface of the first substrate and one surface of the second substrate, and is composed of a liquid crystal material having a dielectric constant anisotropy.
The first substrate and the second substrate set the orientation of the alignment treatment so that the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are distorted in the first direction, and further, each of the liquid crystal molecules is in contact with the liquid crystal layer. The pretilt angle applied to the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer at the interface is 35 degrees or more,
The liquid crystal layer contains a chiral agent having a property that causes the liquid crystal molecules to be twisted in a second direction opposite to the first direction.
The chiral agent is a liquid crystal element added so that the ratio d / p of the chiral pitch to the layer thickness d of the liquid crystal layer is 0.385 or more and 0.5 or less.
상기 액정층은, 상기 제2배향 상태에서의 트위스트각이 70˚이상 90˚이하인, 청구항1 기재의 액정소자.The liquid crystal layer according to claim 1, wherein the twist angle in the second alignment state is 70 ° or more and 90 ° or less. 상기 액정층에 전계를 인가하기 위한 전계인가수단을 더 포함하고,
상기 전계인가수단에 의해서, 상기 제1의 기판 및 상기 제2의 기판의 각 일면에 거의 수직인 방향으로 전계가 인가된 것에 의해 상기 액정층이 상기 제1배향 상태로 천이하고, 상기 제1의 기판 및 상기 제2의 기판의 각 일면에 거의 평행한 방향으로 전계가 인가된 것에 의해 상기 액정층이 상기 제2배향 상태로 천이하는, 청구항 1 또는 2 기재의 액정소자.
Further comprising an electric field applying means for applying an electric field to the liquid crystal layer,
The liquid crystal layer transitions to the first alignment state by applying an electric field in a direction substantially perpendicular to each surface of the first substrate and the second substrate by the electric field applying means, and the first The liquid crystal device according to claim 1 or 2, wherein the liquid crystal layer transitions to the second alignment state by applying an electric field in a direction substantially parallel to each surface of the substrate and the second substrate.
상기 프리틸트각이 70˚보다 작은, 청구항 1 기재의 액정소자.The liquid crystal device according to claim 1, wherein the pre-tilt angle is smaller than 70 °. 복수의 화소부를 구비하고, 그 복수의 화소부의 각각이 청구항1, 2, 4항 중 어느 한 항에 기재된 액정소자를 이용하여 구성된, 액정표시장치.A liquid crystal display device comprising a plurality of pixel portions, each of the plurality of pixel portions being constituted by using the liquid crystal element according to claim 1.
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