KR20070073711A - 표시 소자 및 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 표시 소자에는, 각 화소에 외장으로서, 예를 들면 전계 인가 시 또는 전계 무인가 시에 있어서의 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 2 개 이상의 도메인이 설치된다. 각 도메인의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방향과, 편광판 흡수축이 이루는 각도는, 각각 45 도±10 도의 범위 내인 것이 바람직하고, 각 도메인의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방향은 서로 90도±20 도의 범위 내의 각도를 이루는 구성을 갖는 것이 바람직하다.

Description

표시 소자 및 표시 장치 {DISPLAY ELEMENT AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 고속 응답성 및 넓은 시야의 표시 성능을 갖는 표시 소자 및 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 소자는, 각종 표시 소자 중에서도 박형으로 경량이며 소비 전력이 작다는 이점을 갖고, 텔레비젼이나 비디오 등의 화상 표시 장치나 모니터, 워드 프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 OA (0ffice Automation) 기기에 널리 이용되고 있다.

액정 표시 소자의 액정 표시 방식으로서는, 종래 예를 들면 네마틱 액정을 사용한 TN (트위스티드 네마틱) 모드나, 강유전성 액정 (FLC) 또는 반강유전성 액정 (AFLC)을 사용한 표시 모드, 고분자 분산형 액정 표시 모드 등이 알려져 있다.

그 중에서도, 종래, 실용화되어 있는 액정 표시 소자로서는, 예를 들면 네마틱 액정을 사용한 TN (트위스티드 네마틱) 모드의 액정 표시 소자를 들 수 있지만 이 TN 모드를 이용한 액정 표시 소자에는 응답이 느리거나, 시야각이 좁은 등의 결점이 있고, 이들 결점은 CRT (cathode ray tube)을 능가하는 데에 있어서 큰 방해가 되고 있다.

또한, FLC 또는 AFLC를 사용한 표시 모드의 경우, 응답이 빠르고, 시야각이 넓다는 이점을 갖고는 있지만 내쇼크성, 온도 특성 등의 면에서 큰 결점이 있고, 넓게 실용화될 때까지는 이르고 있지 않다.

또한, 광 산란을 이용하는 고분자 분산형 액정 표시 모드는, 편광판을 필요로 하지 않고, 고휘도 표시가 가능하지만, 본질적으로 위상판에 의한 시각 제어를 할 수 없는 데다가, 응답 특성의 면에서 과제를 안고 있어, TN 모드에 대한 우위성이 적다.

이들 표시 방식은, 특히 액정 분자가 일정 방향으로 정렬한 상태에 있고, 액정 분자에 대한 각도에 따라서 보이는 방법이 다르기 때문에 시각 제한이 있다. 또한, 이들 표시 방식은 특히 전계인가에 의한 액정분자의 회전을 이용하는 것이며, 액정 분자가 정렬한 채로 다 같이 회전하기 때문에 응답에 시간을 필요로 한다. 또한, FLC나 AFLC를 사용한 표시 모드의 경우, 응답 속도나 시야각의 면에서는 유리하지만 외력에 의한 비가역적인 배향 파괴가 문제가 된다.

한편, 전계 인가에 의한 분자의 회전을 이용하는 이들 표시 방식에 대하여, 이차의 전기 광학 효과를 이용한 전자 분극에 의한 표시 방식이 제안되고 있다.

전기 광학 효과란 물질의 굴절률이 외부 전계에 의해서 변화하는 현상이다. 전기 광학 효과에는, 전계의 일차에 비례하는 효과와 이차에 비례하는 효과가 있고, 각각 포켈스 효과, 커 효과라고 불리고 있다. 특히, 커 효과라 불리는 이차의 전기 광학 효과는, 고속의 광 셔터로의 응용이 일찍부터 진행되고 있고, 특수한 계측 기기에 있어서 실용화가 이루어지고 있다. 커 효과는 1875 년에 J. Kerr (커)에 의해서 발견된 것이고, 지금까지 커 효과를 나타내는 재료로서는 니트로벤젠이나 이황화탄소 등의 유기 액체 등의 재료가 알려져 있고, 이들 재료는, 예를 들면 상기한 광 셔터 외에, 전력 케이블 등의 고전계 강도 측정 등에 이용되고 있다.

그 후, 액정 재료가 큰 커 상수를 갖는 것이 표시되고, 광 변조 소자, 광 편광 소자, 또한 광 집적 회로 응용을 대하여 기초 검토가 행하여지고, 상기 니트로벤젠의 200 배를 초과하는 커 상수를 나타내는 액정 화합물도 보고되고 있다.

이러한 상황에 있어서, 커 효과의 표시 장치로의 응용이 검토되기 시작하고 있다. 커 효과는 전계의 이차에 비례하기 때문에, 상대적으로 저전압 구동을 기대할 수 있는데다가, 본질적으로, 수마이크로 초 내지 수밀리 초의 응답 특성을 나타내기 때문에 고속 응답 표시 장치로의 응용이 기대된다.

이러한 상황 중, 예를 들면 일본국 공개 공보인 일본 특허 공개 2001-249363호 공보 (2001 년 9 월 14 일 공개; 이하, 「특허 문헌 1」이라 한다), 일본국 공개 공보인 일본 특허 공개 평 11-183937호 공보 (1999 년 7 월 9 일 공개; 이하, 「특허 문헌 2」라고 한다. 대응영미특허 제 6,266,109호) 및 "Shiro Matsumoto, 외 3명, 「Fine droplets of liquid crystals in a transparent polymer and their response to an electric field」, Appl. Phys. Lett., 1996 년, vol. 69, p. 1044-1046" (이하, 「비특허 문헌 1」이라고 한다)에 있어서는, 액정성 물질로 된 매질을 한쌍의 기판사이에 봉입하여 기판에 평행 또는 수직인 전계를 인가하여 커 효과를 유기하고, 표시 소자로서 적용하는 것이 제안되어 있다.

이러한 표시 소자에 있어서는, 상기 기판의 각각의 외측에, 서로의 흡수축이 직교하는 편광판을 배치하고, 전계 무인가 시에 매질이 광학적으로 등방이면서 흑 표시를 실현하는 한편, 전계 인가 시에는 복굴절이 발생하고, 이로 인한 투과율 변화를 초래함으로써 계조 표시를 행하고 있다. 이 때문에, 기판 법선 방향의 콘트라스트는 매우 높은 값을 실현할 수가 있다.

그러나 본원 발명자 등에 의한 상세한 검토에 의하면 상기 종래의 구성을 갖는 표시 소자를 경사 방향으로부터 본 경우, 청색 또는 황색으로 착색하는 방위가 존재하고, 이러한 방위에서는 표시 품위가 대폭 저하한다는 것이 확인되었다. 이것은 상기 표시 소자에 의한 시야각이 좁은 것을 의미하고, 예를 들면 상기 표시 소자를 사용한 텔레비젼이나 퍼스널 컴퓨터 모니터로서의 실용성의 점에서 문제가 된다.

또한 상기 특허 문헌 1에는, 시야각 특성을 향상시키기 위해서 「<」의 글자 형상의 전극을 사용하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 본원 발명자에 의한 검토에 의하면 상기 특허 문헌 1에 기재된 구성에 있어서는 투과율의 감소를 볼 수 있고, 또한 시야각 특성의 향상도 거의 없다는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 목적은, 경사 시각의 착색 현상을 보상하는 것으로, 시야각 특성을 종래보다 향상시킬 수 있는 표시 소자 및 표시 장치를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 투과율의 저하를 억제함과 동시에 경사 시각의 착색 현상을 보상함으로써 투과율을 손상시키는 일 없이 시야각 특성을 크게 향상시킨 표시 소자 및 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 표시 소자는 적어도 한쪽 이상이 투명한 한쌍의 기판과, 이 한쌍의 기판 사이에 협지되어, 전계의 인가에 의해 광학적 이방성의 정도가 변화하는 매질을 구비한 표시 소자로서, 각 화소에, 전계 인가 시 또는 전계 무인가 시에 있어서의 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 2 개 이상의 도메인이 존재하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 전계의 인가에 의해 광학적 이방성의 정도가 변화한다는 것은 전계의 인가에 의해 광학적 이방성의 크기가 변화하는 것, 보다 구체적으로는 전계의 인가에 따라 굴절률 타원체의 형상이 변화하는 것을 나타낸다. 즉, 본 발명의 표시 소자로서는 전계 무인가 시와 전계 인가 시에 있어서의 굴절률 타원체의 형상의 변화를 이용함으로써 다른 표시 상태를 실현할 수가 있다.

즉, 물질 중의 굴절률은 일반적으로는 등방적이 아니고, 방향에 따라서 다르고, 이 굴절률의 이방성, 즉, 상기 물질의 광학적 이방성은, 통상, 굴절률 타원체로써 표시된다. 일반적으로 임의의 방향으로 진행하는 광에 대해서는 원점을 지나고, 광파의 진행 방향에 수직인 면이, 굴절률 타원체의 단면으로 생각되고, 이 타원의 주축 방향이 광파의 편광의 성분 방향이고, 주축의 길이의 반이 그 방향의 굴절률에 상당한다. 따라서, 이러한 굴절률 타원체로써 광학적 이방성을 파악하면, 종래의 액정 표시 장치에 있어서는, 전계 인가 시와 전계 무인가 시로, 액정 분자의 굴절률 타원체의 형상 (굴절률 타원체의 단면 형상)은 타원형인 채로 있으며 변화하지 않고, 그 장축 방향이 변화 (회전)함으로써 다른 표시 형태를 실현하고 있었던 것에 대하여, 본 발명에서는 전계 무인가 시와 전계 인가 시에 있어서의 상기 매질을 구성하는 분자의 굴절률 타원체의 형상 (굴절률 타원체의 단면 형상)의 변화를 이용함으로써 다른 표시 상태를 실현하도록 되어 있다.

이와 같이, 종래의 액정 표시 소자는, 전계 인가에 따르는 액정 분자의 회전에 의한 배향 방향의 변화만을 이용하여 표시를 행하는 것으로서, 액정 분자가 일정방향으로 정렬한 상태로, 같이 회전하기 때문에 액정 고유의 점도가 응답 속도에 크게 영향을 미치고 있었다. 이에 대하여, 본 발명에 따르면 매질에 있어서의 광학적 이방성의 정도의 변화를 이용하여 표시를 행한다. 따라서, 본 발명에 의하면 종래의 액정 표시 소자와 같이 액정 고유의 점도가 응답 속도에 크게 영향을 미친다고 하는 문제가 없기 때문에, 고속 응답을 실현할 수가 있다. 또한, 본 발명의 표시 소자는 고속 응답성을 구비하고 있기 때문에, 예를 들면, 필드 시켄셜 칼라 방식의 표시 장치에 이용할 수 있다.

또한, 종래의 액정 표시 소자로서는, 구동 온도 범위가 액정상의 상전이점 근방의 온도로 제한되고, 매우 고정밀도의 온도 제어가 필요하다는 문제가 있었다. 이에 대하여, 본 발명에 따르면 상기 매질을 전계 인가에 의해서 광학적 이방성의 정도가 변화하는 상태가 되는 온도로 유지하는 것만으로도 좋기 때문에, 온도 제어를 용이하게 할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 매질에 있어서의 광학적 이방성의 정도의 변화를 이용하여 표시를 행하기 때문에, 액정 분자의 배향 방향을 변화시켜 표시를 행하는 종래의 액정 표시 소자보다도, 넓은 시야각 특성을 실현할 수가 있다.

그리고, 본 발명에 의하면 각 화소에, 전계 인가 시 또는 전계 무인가 시에 있어서의 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 2 개 이상의 도메인이 존재함으로써 예를 들면 극각±60 도의 범위 내에서의 표시의 색 변화를 억제할 수가 있기 때문에 경사 시각의 착색 현상을 서로 보상할 수 있고 시야각 특성을 종래보다 더 향상시킬 수가 있다.

또한, 상기 매질의 광학적 이방성의 정도를 변화시키는 수단으로서는, 전계의 인가에만 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 전계를 인가하는 대신에, 자장 또는 광 등의, 다른 외장을 인가할 수도 있다.

즉, 본 발명에 따른 표시 소자는, 상기한 목적을 달성하기 위해서 적어도 한쪽 이상이 투명한 한쌍의 기판과, 이 한쌍의 기판 사이에 협지되어 외장의 인가에 의해 광학적 이방성의 정도가 변화하는 매질을 구비하고, 각 화소에, 외장 인가 시 또는 외장 무 인가 시에 있어서의 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 2 개 이상의 도메인이 존재하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 표시 장치는, 상기 어느 하나의 구성을 갖는 본 발명에 관한 표시 소자를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 구동 온도 범위가 넓고, 넓은 시야각 특성 및 고속 응답 특성을 구비하고, 또한, 경사 시각의 착색 현상을 서로 보상할 수 있고, 종래보다도 시야각 특성이 향상된 표시 장치를 제공할 수가 있다. 이 표시 장치는, 예를 들면 필드 시켄셜 칼라 방식의 표시 장치로서 바람직하게 이용할 수가 있다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은, 이하에 표시하는 기재에 의해서 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이익은, 첨부 도면을 참조한 다음 설명으로 명백하게 될 것이다.

<발명의 상세한 설명>

[실시형태 1]

본 발명의 실시의 일 형태에 대해 도 1 내지 도 12 및 도 18 내지 도 25에 기초하여 설명하면, 이하와 같다.

도 1은, 본 실시 형태의 표시 소자에서의 각 도메인의 전계 인가 방향과 편광판 흡수축 방향의 관계를 설명하는 도면이다. 도 2a는 전계 무인가 상태(오프 상태)에서의 본 실시 형태의 표시 소자의 주요부 개략적인 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이고, 도 2b는 전계 인가 상태(온 상태)에서의 본 실시 형태의 표시 소자 주요부의 개략적인 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 또한, 도 23은 본 실시 형태의 표시 소자를 사용하는 표시 장치 주요부의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다. 본 실시 형태의 표시 소자는 구동 회로와 함께 표시 장치에 배치되어 사용된다.

도 23에 나타낸 바와 같이 본 실시 형태의 표시 장치 (60)은 화소 (71)...이 매트릭스상으로 배치된 표시 소자 (70), 구동 회로로서의 소스 드라이버 (61) 및 게이트 드라이버 (62)와 전원 회로 (63) 등을 구비하고 있다.

또한, 상기 표시 소자 (70)에는 복수의 데이타 신호선 (SL1) 내지 (SLv)(여기서, v는 2 이상의 임의의 정수를 나타냄)와, 각 데이타 신호선 (SL1) 내지 (SLv)에 각각 교차하는 복수의 주사 신호선 (GL1) 내지 (GLw)(여기서, w는 2 이상의 임의의 정수를 나타냄)가 설치되고, 이들 데이타 신호선 (SL1) 내지 (SLv) 및 주사 신호선 (GL1) 내지 (GLw)의 조합마다 상기 화소 (71)...이 설치된다.

상기 전원 회로 (63)는 상기 소스 드라이버 (61) 및 게이트 드라이버 (62)에 상기 표시 소자 (70)으로 표시를 행하기 위한 전압을 공급하고, 이에 따라 상기 소스 드라이버 (61)은 상기 표시 소자 (70)의 데이타 신호선 (SL1) 내지 (SLv)를 구동하며, 게이트 드라이버 (62)는 표시 소자 (70)의 주사 신호선 (GL1) 내지 (GLw)를 구동한다.

상기 각 화소 (71)에는 도시하지 않은 스위칭 소자가 설치되어 있다. 이 스위칭 소자로서는, 예를 들면 FET(전계 효과형 트랜지스터) 또는 TFT(박막 트랜지스터) 등이 사용되고, 상기 스위칭 소자의 게이트 전극이 주사 신호선 (GLw)에, 소스 전극이 데이타 신호선 (SLv)에, 또한 드레인 전극이 도시하지 않은 화소 전극에 접속되어 있다. 이에 따라, 상기 각 화소 (71)에 있어서, 주사 신호선 (GLu)(여기서, u는 1 이상의 임의의 정수를 나타냄)가 선택되면 스위칭 소자가 통전하여, 도시하지 않은 컨트롤러(표시용 제어부, 표시용 제어 장치)로부터 입력되는 표시 데이타 신호에 기초하여 결정되는 신호 전압이 소스 드라이버 (61)에 의해 데이타 신호선 (SLu)(여기서, u는 1 이상의 임의의 정수를 나타냄)를 통해 표시 소자 (70)에 인가된다. 표시 소자 (70)은 상기 주사 신호선 (GLu)의 선택 기간이 종료되어 스위칭 소자가 차단되어 있는 사이, 이상적으로는 차단시의 전압을 계속 유지한다.

본 실시 형태에 있어서, 상기 표시 소자 (70)은 전계(전압) 인가시 또는 전계(전압) 무인가시에 광학적 등방성(거시적, 구체적으로는 가시광 파장 영역, 즉 가시광파장 스케일, 또는 그보다 큰 스케일로 보아 등방인 것이 바람직함)을 나타내는 매질(액정성 매질(액정 재료), 유전성 물질)을 이용하여 표시를 행하도록 되어 있다.

본 실시 형태의 표시 소자 (70)의 구성의 일례에 대해 이하에 상세하게 설명한다.

도 2a, 2b에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 표시 소자 (70)은 매질 유지 수단(광학 변조층 유지 수단)으로서 서로 대향하여 배치된 한쌍의 기판(1, 2)를 구비하고, 이들 한쌍의 기판 (1, 2) 사이에 광학 변조층으로서 전계의 인가에 의해 광학 변조하는 매질(이하, 매질 A라고 함)을 포함하는 매질층 (3)이 삽입되어 있음와 동시에, 이들 한쌍의 기판 (1, 2)의 외측, 즉 이들 양쪽 기판 (1, 2)의 대향면과는 반대측면에 편광판 (6, 7)이 각각 설치되는 구성을 갖고 있다.

상기 한쌍의 기판 (1, 2) 중 적어도 한쪽 기판은 투광성을 갖는, 예를 들면 유리 기판 등의 투명한 기판을 포함하고, 이들 한쌍의 기판 (1, 2) 중 한쪽 기판 (1)에서의 다른쪽 기판 (2)와의 대향면에는 도 2b에 나타낸 바와 같이 상기 기판 (1)에 대략 평행한 전계(횡방향의 전계)를 상기 매질층 (3)에 인가하기 위한 전계 인가 수단(전계 인가 부재)인 빗형상의 빗형 전극 (4, 5)가 도 1에 나타낸 바와 같이 이들 빗형 전극 (4, 5)의 빗살 부분 (4a, 5a) (빗살 전극)가 서로 교합하는 방향으로 대향 배치되어 있다.

상기 빗형 전극 (4, 5)는, 예를 들면 ITO(인듐 주석 산화물) 등의 투명 전극 재료 등의 전극 재료를 포함하고, 본 실시 형태에서는 예를 들면 선폭 5 ㎛, 전극간 거리(전극 간격) 5 ㎛, 두께 0.3㎛로 설정되어 있다. 단, 상기 전극 재료 및 선폭 및 전극간 거리 및 두께는 단순한 일례이며, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

상기 표시 소자 (70)은, 예를 들면 상기 빗형 전극 (4, 5)가 설치된 기판 (1)과 기판 (2)를 도시하지 않은 밀봉제에 의해 필요에 따라, 예를 들면 도시하지 않은 플라스틱 비드나 유리 섬유 스페이서 등의 스페이서를 통해 접합하고, 그 공극에 상기 매질 A를 봉입함으로써 형성된다.

본 실시 형태에 이용되는 상기 매질 A는 전계를 인가함으로써 광학적 이방성 정도가 변화하는 매질이다. 물질 중에 외부로부터 전계 E₁을 가하면 전기 변위 D_ij=ε_ij·E_j가 발생하는데, 이 때 유전율(ε_ij)에도 약간의 변화가 보인다. 광의 주파수에서는 굴절률(n)의 제곱이 유전율과 등가이기 때문에, 상기 매질 A는 전계 인가에 의해 굴절률이 변화하는 물질이라고 할 수도 있다. 또한, 상기 매질 A는 액체, 기체, 고체 중 어떠한 것이어도 상관없다.

이와 같이, 본 실시 형태의 표시 소자 (70)은 전계의 인가에 의해 물질의 광학적 이방성의 정도가 변화하는 현상, 예를 들어 물질의 굴절률이 외부 전계에 의해 변화하는 현상(전기 광학 효과)을 이용하여 표시를 행하는 것으로서, 전계 인가에 의해 분자(분자의 배향 방향)가 일정한 방향으로 정렬된 상태로 같이 회전하는 것을 이용한 종래의 액정 표시 소자와는 달리, 광학적 이방성 방향이 거의 변화하지 않고, 그 광학적 이방성 정도의 변화(주로, 전자 분극이나 배향 분극)에 의해 표시를 행하게 되어 있다.

또한, 종래의 액정 표시 소자는 이와 같이 전계 인가에 따른 액정 분자의 회전에 의한 배향 방향의 변화만을 이용하여 표시를 행하는 것으로서, 액정 분자가 일정한 방향으로 정렬된 상태로 같이 회전하기 때문에, 액정 고유의 점도가 응답 속도에 크게 영향을 주었다. 이에 대하여, 본 실시 형태의 표시 소자 (70)은 상기한 바와 같이 매질 A에서의 광학적 이방성 정도의 변화를 이용하여 표시를 행한다. 따라서, 본 실시 형태의 표시 소자 (70)에 따르면, 종래의 액정 표시 소자와 같이 액정 고유의 점도가 응답 속도에 크게 영향을 주는 문제가 없기 때문에 고속 응답을 실현할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 표시 소자 (70)은 상기한 표시 방식을 이용하므로 고속 응답성을 구비하고 있기 때문에, 예를 들면 필드 시퀀셜 컬러 방식의 표시 장치에 이용할 수도 있다.

또한, 종래의 액정 표시 소자에서는 구동 온도 범위가 액정상의 상 전이점 부근의 온도로 제한되며, 매우 고정밀한 온도 제어가 필요하다는 문제가 있었다. 이에 대하여, 본 실시 형태의 표시 소자 (70)에 따르면, 상기 매질 A를 전계 인가에 의해 광학적 이방성 정도가 변화하는 상태가 되는 온도로 유지하는 것만으로도 충분하므로 온도 제어를 쉽게 행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 표시 소자 (70)에 따르면 매질 A에서의 광학적 이방성 정도의 변화를 이용하여 표시를 행하기 때문에, 액정 분자의 배향 방향을 변화시켜 표시를 행하는 종래의 액정 표시 소자보다 넓은 시야각 특성을 실현할 수 있다.

본 실시 형태에서 이용되는 상기 매질 A로서는 포켈스 효과 또는 커 효과를 나타내는 물질 등, 전계 무인가시 광학적으로는 등방(거시적으로 보아 등방인 것이 바람직함)이고, 전계 인가에 의해 광학적 이방성이 발현되는 물질일 수도 있으며, 전계 무인가시에 광학적 이방성을 가지며, 전계 인가에 의해 상기 광학적 이방성이 소실되어 광학적으로 등방성(거시적으로 보아 등방인 것이 바람직함)을 나타내는 물질일 수도 있다. 또한, 상기 매질 A는 전계 무인가시에 광학적 이방성을 나타내고, 전계를 인가함으로써 광학적 이방성의 정도가 변화하는 것이라도 좋다. 전형적으로는 전계 무인가시에는 광학적으로 등방(거시적으로 보아 등방인 것이 바람직함)이고, 전계 인가에 의해 광학 변조(특히, 전계 인가에 의해 복굴절이 상승하는 것이 바람직함)를 발현하는 매질이다.

포켈스 효과 및 커 효과(그 자체는 등방상 상태로 관찰됨)는 각각 전계의 일차 또는 이차에 비례하는 전기 광학 효과이고, 전계 무인가 상태에서는 등방상이기 때문에 광학적으로 등방적이지만, 전계 인가 상태에서는 전계가 인가되어 있는 영역에서 전계 방향으로 화합물 분자의 장축 방향이 배향하여, 복굴절이 발현함으로써 투과율을 변조할 수 있다. 예를 들면, 커 효과를 나타내는 물질을 사용한 표시 방식의 경우, 전계를 인가하여 하나의 분자 내에서의 전자의 치우침을 제어함으로써, 무작위로 배열한 개개의 분자가 각각 별개로 회전하여 방향을 바꾸기 때문에 응답 속도가 매우 빠르고, 분자가 무질서하게 배열되어 있기 때문에 시각 제한이 없다는 이점이 있다. 또한, 상기 매질 A 중, 대략적으로 보아 전계의 일차 또는 이차에 비례하고 있는 것은 포켈스 효과 또는 커 효과를 나타내는 물질로서 취급할 수 있다.

포켈스 효과를 나타내는 물질로서는, 예를 들면 헥사민 등의 유기 고체 재료 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 매질 A로서는 포켈스 효과를 나타내는 각종 유기 재료, 무기 재료를 사용할 수 있다.

또한, 커 효과를 나타내는 물질로서는, 예를 들면 PLZT(지르콘산납과 티탄산납의 고용체에 란탄을 첨가한 금속 산화물)나, 하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 액정성 물질 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.

커 효과는 입사광에 대하여 투명한 매질 중에서 관측된다. 따라서, 커 효과를 나타내는 물질은 투명 매질로서 사용된다. 통상, 액정성 물질은 온도 상승에 따라 단거리 질서를 가진 액정상으로부터 분자 수준에서 무작위의 배향을 갖는 등방상으로 이행한다. 즉, 액정성 물질의 커 효과는 네마틱상이 아니라, 액정상-등방상 전이 온도 이상의 등방상 상태의 액체에서 보여지는 현상이며, 상기 액정성 물질은 투명한 유전성 액체로서 사용된다.

액정성 물질 등의 유전성 액체는 가열에 의한 사용 환경 온도(가열 온도)가 높을 수록 등방상 상태가 된다. 따라서, 상기 매질로서 액정성 물질 등의 유전성 액체를 사용하는 경우에는, 상기 유전성 액체를 투명, 즉 가시광에 대하여 투명한 액체 상태로 사용하기 위해, 예를 들면 [1] 매질층 (3)의 주변에 도시하지 않은 히터 등의 가열 수단을 설치하고, 이 가열 수단에 의해 상기 유전성 액체를 그 투명점 이상으로 가열하여 사용할 수도 있으며, [2] 백 라이트로부터의 열복사나, 백 라이트 및(또는) 주변 구동 회로로부터의 열전도(이 경우, 상기 백 라이트나 주변 구동 회로가 가열 수단으로서 기능함) 등에 의해 상기 유전성 액체를 그 투명점 이상으로 가열하여 사용할 수도 있다. 또한, [3] 상기 기판 (1, 2) 중 적어도 한쪽에 히터로서 시트상 히터(가열 수단)를 접합하고, 소정의 온도로 가열하여 사용할 수도 있다. 또한, 상기 유전성 액체를 투명 상태로 사용하기 때문에, 투명점이 상기 표시 소자 (70)의 사용 온도 범위 하한선보다 낮은 재료를 사용할 수도 있다.

상기 매질 A는 액정성 물질을 포함하고 있는 것이 바람직하며, 상기 매질 A로서 액정성 물질을 사용하는 경우, 상기 액정성 물질은 거시적으로는 등방상을 나타내는 투명한 액체이지만, 미시적으로는 일정한 방향으로 배열된 단거리 질서를 갖는 분자 집단인 클러스터를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 액정성 물질은 가시광에 대하여 투명한 상태로 사용되기 때문에, 상기 클러스터도 가시광에 대하여 투명(광학적으로 등방)한 상태로 사용된다.

따라서, 상기 표시 소자 (70)은, 상술한 바와 같이 히터 등의 가열 수단을 이용하여 온도 제어를 행할 수도 있고, 상기 특허 문헌 2에 기재된 바와 같이 매질층 (3)을 고분자 재료 등을 사용하여 소구역으로 분할하여 사용할 수도 있으며, 상기 액정성 물질의 직경을 예를 들면 0.1 ㎛ 이하로 하는 등, 상기 액정성 물질을 가시광 파장보다 작은 직경을 갖는 미소 드롭렛(droplet)으로 하여 광산란을 억제함으로써 투명 상태로 하거나, 또는 사용 환경 온도(실온)에서 투명한 등방상을 나타내는 액정성 화합물을 사용하는 방법 등을 이용할 수도 있다. 상기 액정성 물질의 직경, 나아가 클러스터의 직경(장경)은 0.1 ㎛ 이하, 즉 가시광 파장(입사광 파장)보다 작은 경우의 광산란은 무시할 수 있다. 따라서, 예를 들면 상기 클러스터의 직경이 0.1 ㎛ 이하이면, 상기 클러스터도 또한 가시광에 대하여 투명하다.

또한, 상기 매질 A는 상술한 바와 같이 포켈스 효과 또는 커 효과를 나타내는 물질로 한정되지 않는다. 따라서, 상기 매질 A는 분자 배열이 가시광 파장 미만(예를 들면, 나노스케일) 스케일의 큐빅 대칭성을 갖는 질서 구조를 가지며, 광학적으로는 등방적으로 보이는 큐빅상[(사이또 가즈야 외 1명, "광학적으로 등방성인 신기한 온도 전이형 액정의 열역학", 액정, 2001년, 제5권, 제1호. p.20-27, (이하. "비특허 문헌 3이라고 함")), (히로쯔구 기꾸찌(Hirotsugu kikuchi) 외 4명, "Polymer-stabilized liquid crystal blue phases", p.64-68, online, 2002년 9월 2일, Nature Materials, vol.1, (2003년 7월 10일 검색), 인터넷 <URL: http://www.nature.com/naturematerials>, (이하, "비특허 문헌 6"이라고 함)), (요네따니 신, "분자 시뮬레이션으로 나노 구조 액정상을 탐색하다", 액정, 2003년, 제7권, 제3호, p.238-245, (이하, "비특허 문헌 7"이라고 함)), (D.Demus 외 3명 편, "Handbook of Liquid Crystals Low Molecular Weight Liquid Crystal", Wiley-VCH, 1998년, vol.2B, p.887-900, (이하, "비특허 문헌 8"이라고 함))]을 가질 수도 있다. 큐빅상은 상기 매질 A로서 사용할 수 있는 액정성 물질의 액정상 중 하나이고, 큐빅상을 나타내는 액정성 물질로서는, 예를 들면 하기 화학식 5로 표시되는 BABH8 등을 들 수 있다. 이러한 액정성 물질에 전계를 인가하면, 미세 구조에 왜곡이 생겨 광학 변조를 야기시킬 수 있게 된다.

BABH8은 136.7 ℃ 이상, 161 ℃ 이하의 온도 범위에서는 격자 상수가 약 6 nm로 광학 파장보다 한자리수 이상이나 작고, 가시광 파장 미만의 스케일의 큐빅 대칭성(입방정의 대칭성)을 갖는 질서 구조를 포함하는 큐빅상(입방정상)을 나타낸다. 이와 같이 BABH8은 상기 온도 범위에서 가시광 파장 미만의 스케일의 질서 구조를 가지며, 전계 무인가시에 광학적 등방성(거시적으로 보아 등방인 것이 바람직함)을 나타냄으로써 직교 니콜하에서 양호한 흑색 표시를 행할 수 있다.

한편, 상기 BABH8의 온도를, 예를 들면 상기한 가열 수단 등을 이용하여 136.7 ℃ 이상 161 ℃ 이하로 제어하면서, 빗형 전극 (4, 5) 사이에 전계(전압)을 인가하면 큐빅 대칭성을 갖는 구조(질서 구조)에 왜곡이 생긴다. 즉, 상기 BABH8은 상기한 온도 범위에서 전계 무인가 상태에서는 등방적이고, 전계(전압) 인가에 의해 광학적 이방성이 발현된다.

이에 따라, 상기 매질층 (3)에서 복굴절이 발생하기 때문에, 상기 표시 소자 (70)은 양호한 백색 표시를 행할 수 있다. 또한, 복굴절이 발생하는 방향은 일정하며, 그 크기는 전계(전압) 인가에 의해 변화한다. 또한, 빗형 전극 (4, 5) 사이에 인가하는 전압과 투과율의 관계를 나타내는 전압 투과율 곡선은 136.7 ℃ 이상, 161 ℃ 이하의 온도 범위, 즉 약 20 K라는 넓은 온도 범위에서 안정된 곡선이 된다. 따라서, 상기 BABH8을 상기 매질 A로서 사용했을 경우, 온도 제어를 매우 쉽게 행할 수 있다. 즉, 상기 BABH8을 포함하는 매질층 (3)은 열적으로 안정된 상이기 때문에, 급격한 온도 의존성이 발현되지 않고, 온도 제어가 매우 용이하다.

또한, 상기 매질 A로서는 액정 분자가 가시광 파장 미만의 크기로 방사상으로 배향된 집합체로 충전되고, 광학적으로 등방적으로 보이는 계를 실현할 수도 있으며, 그 수단으로서는 문헌[야마모또 쥰, "액정 마이크로유탁액", 액정, 2000년, 제4권, 제3호, p.248-254, (이하, "비특허 문헌 4"라고 함)]에 기재된 액정 마이크로유탁액이나, 문헌[시라이시 유끼히데 외 4명, "액정 분자로 보호한 팔라듐 나노 입자-제조와 게스트-호스트 모드 액정 표시 소자에의 응용", 고분자 논문집, 2002년 12월, Vol.59, No.12, p.753-759, (이하, "비특허 문헌 5"라고 함)]에 기재된 액정·미립자 분산계(용매(액정) 중에 미립자를 혼재시킨 혼합계, 이하 간단히 액정 미립자 분산계라고 함)의 수법을 응용할 수도 있다. 이들에 전계를 인가하면 방사상 배향의 집합체에 왜곡이 생겨 광학 변조를 야기시킬 수 있다.

또한, 이들 액정성 물질은 모두 단체에서 액정성을 나타내는 것일 수도 있고, 복수의 물질이 혼합됨으로써 액정성을 나타내는 것일 수도 있으며, 이들 물질에 다른 비액정성 물질이 혼입되어 있을 수도 있다. 또한, 상기 비특허 문헌 1에 기재된 고분자·액정 분산계의 물질을 적용할 수도 있다. 또한, 문헌[다까시 가또 외 2명, "Fast and High-Contrast Electro-optical Switching of Liquid-Crystalline Physical Gels: Formation of Oriented Microphase-Separated Structures", Adv. Funct. Mater., 2003년 4월, vol.13. No.4, p313-317, (이하, "비특허 문헌 2"라고 함]에 기재된 겔화제를 첨가할 수도 있다.

또한, 상기 매질 A로서는 유극성 분자를 함유하는 것이 바람직하고, 예를 들면 니트로벤젠 등이 매질 A로서 바람직하다. 또한, 니트로벤젠도 커 효과를 나타내는 매질의 일종이다.

이하, 상기 매질 A로서 사용할 수 있는 물질, 또는 이 물질의 형태의 일례를 나타내지만, 본 발명이 이하의 예시만으로 한정되는 것은 아니다.

〔스멕틱 D상(SmD)〕

스멕틱 D상(SmD)은 상기 매질 A로서 사용할 수 있는 액정성 물질의 액정상 중 하나이고, 3차원 격자 구조를 가지며, 그 격자 상수가 가시광 파장 미만이다. 따라서, 스멕틱 D상은 광학적으로 등방성을 나타낸다.

스멕틱 D상을 나타내는 액정성 물질로서는, 예를 들면 상기 비특허 문헌 3 또는 비특허 문헌 8에 기재된 하기 화학식 6, 7로 표시되는 ANBC 16 등을 들 수 있다. 또한, 상기 화학식 6, 7에서 m은 임의의 정수, 구체적으로는 화학식 6에서 m은 16이고, 화학식 7에서 m은 15을 나타내며, X는 -NO₂기를 나타낸다.

상기 ANBC 16은 171.0 ℃ 내지 197.2 ℃의 온도 범위에서 스멕틱 D상이 발현된다. 스멕틱 D상은 복수의 분자가 정글 짐(등록 상표)과 같은 3차원적 격자를 형성하고 있고, 그 격자 상수는 수십 nm 이하이며, 가시광 파장 이하이다. 즉, 스멕틱 D상은 큐빅 대칭성을 갖고 있으며, 가시광 파장 미만의 배향 질서(질서 구조)를 갖고 있다. 또한, 본 실시 형태에 나타낸 ANBC 16의 격자 상수는 약 6 nm 이다. 따라서, 스멕틱 D상은 광학적으로는 등방성을 나타낸다. 그러나, ANBC 16이 스멕틱 D상을 나타내는 상기 온도 영역에서 ANBC 16에 전계를 인가하면, ANBC 16의 분자 자체에 유전 이방성이 존재하기 때문에, 분자가 전계 방향으로 향하기 때문에 격자 구조에 왜곡이 생긴다. 즉, ANBC 16에 광학적 이방성이 발현된다. 또한, ANBC 16으로 한정되지 않고, 스멕틱 D상을 나타내는 물질이면 전계 인가시와 전계 무인가시에 광학적 이방성 정도가 변화하기 때문에, 본 실시 형태의 표시 소자 (70)의 매질 A로서 적용할 수 있다.

[액정 마이크로유탁액]

액정 마이크로유탁액이란 상기 비특허 문헌 4에서 제안된 O/W형 마이크로유탁액(기름 중에 물을 계면 활성제로 물방울 형태로 용해시킨 계에서, 기름이 연속상이 됨)의 유성 분자를 온도 전이형 액정 분자로 치환한 시스템(혼합계)의 총칭이다.

액정 마이크로유탁액의 구체예로서는, 예를 들면 상기 비특허 문헌 4에 기재되어 있는 네마틱 액정상을 나타내는 써모트로픽(thermotropic) 액정인 펜틸시아노비페닐(5CB)과, 역미셀상을 나타내는 리오트로픽(lyotropic) 액정인 디도데실암모늄브로마이드(DDAB)의 수용액의 혼합계가 있다. 이 혼합계는 도 7 및 도 8에 나타낸 모식도로 표시되는 구조를 갖는다.

또한, 상기 혼합계는 전형적으로 역미셀의 직경이 50 Å 정도, 역미셀 간의 거리가 200 Å 정도이다. 이들 스케일은 광파장보다 한자리수 정도 작다. 즉, 상기한 혼합계(액정 마이크로유탁액)는 가시광 파장 미만의 배향 질서(질서 구조)를 갖는다. 또한, 역미셀이 3차원 공간적으로 무작위로 존재하고 있고, 각 역미셀을 중심으로 5CB가 방사상으로 배향되어 있다. 따라서, 상기 혼합계는 광학적으로는 등방성을 나타낸다.

또한, 상기 혼합계를 포함하는 매질에 전계를 인가하면 5CB에 유전 이방성이 존재하기 때문에, 분자 자체가 전계 방향으로 향하고자 한다. 즉, 역미셀을 중심으로 방사상으로 배향되어 있었기 때문에, 광학적으로 등방성이었던 계에 배향 이방성이 발현되고 광학적 이방성이 발현된다. 또한, 상기한 혼합계로 한정되지 않고, 전계 무인가시에는 광학적으로 등방성을 나타내며, 전계 인가에 의해 광학적 이방성을 발현하는 액정 마이크로유탁액이라면, 본 실시 형태의 표시 소자 (70)의 매질 A로서 적용할 수 있다.

[리오트로픽 액정]

리오트로픽 액정이란, 액정을 형성하는 주된 분자가 다른 성질을 갖는 용매(물이나 유기 용제 등)에 용해되어 있는 타성분계의 액정을 의미한다. 본 실시 형태에서는 상기 리오트로픽 액정으로서 특정한 상을 갖는 리오트로픽 액정을 적용할 수 있다. 여기서, 상기 특정한 상이란 전계 인가시와 전계 무인가시에 광학적 이방성 정도가 변화하는 상이며, 예를 들면 전계 무인가시에 광학적으로 등방성을 나타내는 상이다. 이러한 특정한 상으로서는, 예를 들면 문헌[야마모또 쥰, "액정 과학 실험 강좌 제1회: 액정상의 동정: (4) 리오트로픽 액정", 액정, 2002년, 제6권, 제1호, p.72-83", (이하, "비특허 문헌 11"이라고 함)]에 기재되어 있는 미셀상, 스폰지상, 큐빅상, 역미셀상이 있다. 도 9에 리오트로픽 액정상의 분류도를 나타내었다.

양친매성 물질인 계면 활성제에는 미셀상을 발현하는 물질이 있다. 예를 들면, 이온성 계면 활성제인 황산 도데실나트륨의 수용액이나 팔미트산 칼륨의 수용액 등은 구상 미셀을 형성한다. 또한, 비이온성 계면 활성제인 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르와 물의 혼합액에서는 노닐페닐기가 소수기로서 작용하고, 옥시에틸렌쇄가 친수기로서 작용함으로써 미셀을 형성한다. 그 밖에도 스티렌-에틸렌옥시드 블럭 공중합체의 수용액에서도 미셀을 형성한다.

예를 들면, 구상 미셀은 분자가 공간적 전체 방위에 패킹(분자 집합체를 형성)되어 구상을 나타낸다. 또한, 구상 미셀의 크기는 가시광 파장 미만이기 때문에 광학적 이방성을 나타내지 않고, 등방적으로 보인다. 즉, 구상 미셀은 가시광 파장 미만의 질서 구조(배향 질서)를 갖는다. 그러나, 이러한 구상 미셀에 전계를 인가하면 구상 미셀이 왜곡되기 때문에 광학적 이방성을 발현한다. 따라서, 구상 미셀상을 갖는 리오트로픽 액정도 또한 본 실시 형태의 표시 소자 (70)의 매질 A로서 적용할 수 있다. 또한, 구상 미셀상에 한정되지 않고, 다른 형상의 미셀상, 즉 벨트상 미셀상, 타원상 미셀상, 막대상 미셀상 등을 매질 A로서 사용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 농도, 온도, 계면 활성제의 조건에 따라서는 친수기와 소수기가 교체된 역미셀이 형성되는 것이 일반적으로 알려져 있다. 이러한 역미셀은 광학적으로 미셀와 동일한 효과를 나타낸다. 따라서, 역미셀상을 매질 A로서 적용함으로써, 미셀상을 사용한 경우와 동등한 효과를 발휘한다. 또한, 상술한 액정 마이크로유탁액은 역미셀상(역미셀 구조)를 갖는 리오트로픽 액정의 일례이다.

또한, 비이온성 계면 활성제인 펜타에틸렌글리콜-도데실에테르의 수용액에는 도 9에 나타낸 바와 같은 스폰지상이나 큐빅상을 나타내는 농도 및 온도 영역이 존재한다. 이러한 스폰지상이나 큐빅상은 가시광 파장 미만의 질서(배향 질서, 질서 구조)를 갖고 있기 때문에 투명한 물질이다. 즉, 이들 상을 포함하는 매질은 광학적으로 등방성을 나타낸다. 또한, 이들 상을 포함하는 매질에 전계(전압)을 인가하면 배향 질서(질서 구조)가 변화하여 광학적 이방성이 발현된다. 따라서, 스폰지상이나 큐빅상을 갖는 리오트로픽 액정도 또한 본 실시 형태의 표시 소자 (70)의 매질 A로서 적용할 수 있다.

[액정 미립자 분산계]

또한, 매질 A는, 예를 들면 비이온성 계면 활성제 펜타에틸렌글리콜-도데실에테르의 수용액에 표면을 황산기로 수식한 직경 100 Å 정도의 라텍스 입자를 혼재시킨 액정 미립자 분산계일 수도 있다. 상기 액정 미립자 분산계에서는 스폰지상이 발현되지만, 본 실시 형태에서 사용되는 매질 A로서는 상술한 미셀상, 큐빅상, 역미셀상 등을 발현하는 액정 미립자 분산계, 즉 전계 인가시와 전계 무인가 시에 광학적 이방성 정도가 변화하는 상을 나타내는 액정 미립자 분산계일 수도 있다. 또한, 상기 라텍스 입자 대신에 상기 DDAB를 사용함으로써, 상술한 액정 마이크로유탁액과 동일한 배향 구조를 얻을 수도 있다.

[덴드리머]

덴드리머란 단량체 단위마다 분지되어 있는 3차원상의 고분지 중합체이다. 덴드리머는 많이 분지되어 있기 때문에, 어느 정도 이상의 분자량이 되면 구상 구조가 된다. 이 구상 구조는 가시광 파장 미만의 질서(질서 구조, 배향 질서)를 갖고 있기 때문에 투명한 물질이고, 전계(전압) 인가에 의해 배향 질서가 변화하여 광학적 이방성이 발현된다(광학적 이방성 정도가 변화함). 따라서, 덴드리머도 또한 본 실시 형태의 표시 소자 (70)의 매질 A로서 적용할 수 있다. 또한, 상술한 액정 마이크로유탁액에 있어서, DDAB 대신에 상기 덴드리머를 사용함으로써 상술한 액정 마이크로유탁액과 동일한 배향 구조를 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 매질도 또한 상기 매질 A로서 적용할 수 있다.

[콜레스테릭 블루상]

콜레스테릭 블루상은 나선축이 3차원적으로 주기 구조를 형성하고 있으며, 그 구조는 높은 대칭성을 갖고 있는 것으로 알려져 있다 (예를 들어, 상기 비특처문헌 6, 7참조). 콜레스테릭 블루상은 가시광 파장 미만의 질서 (질서 구조, 배향질서)를 갖고 있기 때문에 거의 투명한 물질이며, 전계 인가에 의해 배향 질서의 정도가 변화하여 광학적 이방성이 발현된다. 즉, 콜레스테릭 블루상은 광학적으로 대략 등방성을 나타내며, 전계 인가에 의해 액정 분자가 전계 방향을 향하도록 하기 때문에 격자가 왜곡되어 광학적 이방성을 발현한다(광학적 이방성 정도가 변화함).

또한, 콜레스테릭 블루상을 나타내는 물질로서는, 예를 들면 "JC1041"(상품명, 칙소사 제조의 혼합 액정)을 48.2 몰％, "5CB"(4-시아노-4'-펜틸비페닐, 네마틱 액정)를 47.4 몰％, "ZLI-4572"(상품명, 머크사 제조의 키랄 도펀트)를 4.4 몰％의 비율로 혼합하여 이루어지는 조성물이 알려져 있다. 상기 조성물은 330.7K 내지 331.8K의 온도 범위에서 콜레스테릭 블루상을 나타낸다.

[스멕틱 블루상]

스멕틱 블루(BP_Sm)상은 콜레스테릭 블루상과 마찬가지로 높은 대칭성 구조를 가지며(예를 들면, 상기 비특허 문헌 7 및 "Eric Grelet 외 3명의 「Structural Investigations on Smectic Blue Phases」, PHYSICAL REVIEW LETTERS, The American Physical Society, 2001년 4월 23일, vol.86, No.17, p3791-3794"(이하, "비특허 문헌 10"이라고 함) 등 참조), 가시광 파장 미만의 질서(질서 구조, 배향 질서)를 갖고 있기 때문에 거의 투명한 물질이며, 전계 인가에 의해 배향 질서의 정도가 변화하여 광학적 이방성이 발현된다(광학적 이방성 정도가 변화함). 즉, 스멕틱 블루상은 광학적으로 대략 등방성을 나타내며, 전계 인가에 의해 액정 분자가 전계 방향을 향하기 때문에 격자가 왜곡되어 광학적 이방성을 발현한다.

또한, 스멕틱 블루상을 나타내는 물질로서는, 예를 들면 상기 비특허 문헌 10에 기재되어 있는 FH/FH/HH-14BTMHC 등을 들 수 있다. 상기 물질은 74.4 ℃ 내지 73.2 ℃에서 BP_Sm 3상, 73.2 ℃ 내지 72.3 ℃에서 BP_Sm 2상, 72.3 ℃ 내지 72.1 ℃에서 BP_Sm 1상을 나타낸다. BP_Sm상은 상기 비특허 문헌 7에 나타낸 바와 같이 높은 대칭성 구조를 갖기 때문에, 대략 광학적 등방성을 나타낸다. 또한, 물질 FH/FH/HH-14BTMHC에 전계를 인가하면, 액정 분자가 전계 방향을 향함으로써 격자가 왜곡되어, 상기 물질은 광학적 이방성을 발현한다. 따라서, 상기 물질은 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)의 매질 A로서 사용할 수 있다.

이상과 같이 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)에서 매질 A로서 사용할 수 있는 물질은, 전계 인가에 의해 광학적 이방성(굴절률, 배향 질서도)이 변화하는 것이기만 하면 포켈스 효과 또는 커 효과를 나타내는 물질일 수도 있고, 큐빅상, 스멕틱 D상, 콜레스테릭 블루상, 스멕틱 블루상 중 어느 하나를 나타내는 분자를 포함하는 것일 수도 있으며, 미셀상, 역미셀상, 스폰지상, 큐빅상 중 어느 하나를 나타내는 리오트로픽 액정 또는 액정 미립자 분산계일 수도 있다. 또한, 상기 매질 A는 액정 마이크로 에멀젼이나 덴드리머(덴드리머 분자), 양 친매성 분자, 공중합체, 또는 상기 이외의 유극성 분자 등일 수도 있다.

또한, 상기 매질 A는 액정성 물질에 한정되지 않고, 전계 인가시 또는 전계 무인가시에 가시광 파장 미만의 질서 구조(배향 질서)를 갖는 것이 바람직하다. 질서 구조가 가시광 파장 미만이면 광학적으로 등방성을 나타낸다. 따라서, 전계 인가시 또는 전계 무인가시에 질서 구조가 가시광 파장 미만이 되는 매질을 사용함으로써, 전계 무인가시와 전계 인가시의 표시 상태를 확실히 달리할 수 있다.

이하, 본 실시 형태에서는 상기 매질 A로서 상기 화학식 1로 표시되는 펜틸시아노비페닐(5CB)을 사용했지만, 상기 매질 A로서는 이것으로 한정되지 않으며, 상기 5CB 대신에 상술한 각종 물질을 적용할 수 있다.

본 실시 형태에 따르면, 상기 빗형 전극(4, 5)로서 ITO를 사용하고, 선폭 5 ㎛, 전극간 거리 5 ㎛, 매질층 (3)의 층두께(즉, 기판 (1, 2)간의 거리)를 10 ㎛로 하고, 매질 A로서 5CB를 사용하며, 외부 가온 장치(가열 수단)에 의해 상기 5CB를 네마틱 등방상의 상전이 바로 윗쪽 근방의 온도(상전이 온도보다 약간 높은 온도, 예를 들면 +0.1 K)로 유지하여 전계(전압) 인가를 행함으로써 투과율을 변화시킬 수 있었다. 또한, 상기 5CB는 33.3 ℃ 미만의 온도에서 네마틱상, 그 이상의 온도에서 등방상을 나타낸다.

본 실시 형태에 있어서, 기판 (1, 2)에서의 각각의 대향면 상에는 후술하는 각 도메인 D_MㆍD_M'(미소 영역)에 있어서 전계 인가시의 광학적 이방성의 방향이 서로 상이하도록 러빙 처리가 실시된 도시하지 않은 유전체 박막(배향막)이 필요에 따라 형성될 수도 있다. 상기 한쌍의 기판 (1, 2) 중 적어도 한쪽 기판의 내측에 상기 유전체 박막이 형성됨으로써 상기 배향 질서(질서 구조, 배향 질서)의 정도를 향상시킬 수 있고, 보다 큰 전기 광학 효과, 예를 들면 보다 큰 커 효과를 얻을 수 있다.

상기 유전성 박막으로서는 각각 유기막일 수도 있고, 무기막일 수도 있으며, 상기 배향 효과를 얻을 수 있기만 하다면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 유전체 박막을 유기 박막에 의해 형성한 경우, 양호한 배향 효과를 나타내기 때문에 상기 유전성 박막으로서는 유기 박막을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 유기 박막 중에서도 폴리이미드는 안정성, 신뢰성이 높고, 매우 우수한 배향 효과를 나타내기 때문에 상기 유전성 박막 재료에 폴리이미드를 사용함으로써 보다 양호한 표시 성능을 나타내는 표시 소자 (70)을 제공할 수 있다.

상기 유전체 박막은 상기 한쌍의 기판 (1, 2) 중 적어도 한쪽 기판의 내측, 예를 들면 상기 기판 (1) 상에 상기 빗형 전극 (4, 5)를 피복하도록 형성할 수도 있으며, 그 막 두께는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 상기 기판 (1) 상에 설치된 유전성 박막, 기판 (2) 상에 설치된 유전성 박막은, 예를 들면 상기 빗형 전극 (4, 5)의 빗살 부분 (4a, 5a)를 따라 서로 역방향으로 러빙 처리가 실시된다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 표시 소자(표시 소자 (70))에서의 표시 원리에 대하여 도 3(a), 3(b) 내지 도 5(a) 내지 5(h) 및 도 24을 참조하여 이하에 설명한다.

또한, 이하의 설명에서는, 주로 본발명의 실시예의 형태에 관한 표시소자 (70)으로서 투과형 표시소자를 사용하고, 전계 무인가시에 광학적으로 거의 등방, 바람직하게는 등방이고, 전계 인가에 의해 광학적 이방성이 발현하는 물질을 사용하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명이 이것으로 한정되는 것은 아니다.

도 3a는 전계 무인가 상태(OFF 상태)에서의 상기 표시 소자 (70)의 매질을 모식적으로 나타내는 단면도이고, 도 3b는 전계 인가 상태(ON 상태)에서의 상기 표시 소자 (70)의 단면을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 4는 상기 표시 소자 (70)에서의 인가 전압과 투과율의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 5a 내지 5h는 본 실시 형태에 관한 표시 소자(표시 소자 (70))와 종래의 액정 표시 소자의 표시 원리의 차이를 전계 무인가시(OFF 상태) 및 전계 인가시(ON 상태)에서의 매질의 평균적인 굴절률 타원체의 형상(굴절률 타원체의 단면 형상으로 나타냄) 및 그 주축 방향에서 모식적으로 나타내는 단면도이고, 도 5a 내지 5h는 순서대로 본 실시 형태에 관한 표시 소자(표시 소자 (70))의 전계 무인가시(OFF 상태)의 단면도, 상기 표시 소자(표시 소자 (70))의 전계 인가시(ON 상태)의 단면도, 종래의 TN(Twisted Nematic) 방식의 액정 표시 소자의 전계 무인가시의 단면도, 상기 TN 방식의 액정 표시 소자의 전계 인가시의 단면도, 종래의 VA(Vertical Alignment) 방식의 액정 표시 소자의 전계 무인가시의 단면도, 상기 VA 방식의 액정 표시 소자의 전계 인가시의 단면도, 종래의 IPS(In Plane Switching) 방식의 액정 표시 소자의 전계 무인가시의 단면도, 상기 IPS 방식의 액정 표시 소자의 전계 인가시의 단면도를 나타낸다.

물질 중의 굴절률은 일반적으로는 등방적이 아니며 방향에 따라 상이하다. 상기 굴절률의 이방성(광학적 이방성)은 기판면에 평행한 방향(기판 면내 방향)이며, 두 빗형 전극(4, 5)의 대향 방향, 기판면에 평행한 방향(기판 면내 방향)이고, 두 빗형 전극 (4, 5)의 대향 방향에 수직인 방향, 기판면에 수직인 방향(기판 법선 방향)을 각각 x, y, z 방향으로 하면, 임의적인 직교 좌표계(X₁, X₂, X₃)를 사용하여 하기 수학식 1로 표시되는 타원체(굴절률 타원체)로 표시된다(예를 들면 「야마모또 료이찌 외 1명, "유기 전기 광학 재료", National Technical Report, 1976년 12월, vol.22, No.6, p.826-834」(이하, "비특허 문헌 12"라고 함). 여기서, 수학식 1을 타원체의 주축 방향의 좌표계(Y₁, Y₂, Y₃)을 사용하여 다시 쓰면 하기 수학식 2로 표시된다. n₁, n₂, n₃(이하, nx, ny, nz라고 함)은 주굴절률이라고 부르며, 타원체에서의 3개의 주축 길이의 반에 상당한다. 원점으로부터 Y₃=0인 면과 수직인 방향으로 진행하는 광파를 생각하면, 상기 광파는 Y₁과 Y₂의 방향으로 편광 성분을 가지며, 각 성분의 굴절률은 각각 nx, ny이다. 일반적으로 임의의 방향으로 진행하는 광에 대해서는 원점을 통과하고, 광파의 진행 방향에 수직인 면이 굴절률 타원체의 절단면이라고 여겨지며, 상기 타원의 주축 방향이 광파의 편광 성분 방향이고, 주축 길이의 반이 그 방향의 굴절률에 상당한다.

n_ji=n_ij

식 중, i, j는 1, 2, 3이다.

우선, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)과 종래의 액정 표시 소자의 표시 원리의 차이에 대하여, 종래의 액정 표시 소자로서 TN 방식, VA 방식, IPS 방식을 예로 들어 설명한다.

도 5c, 5d에 나타낸 바와 같이, 종래의 TN 방식의 액정 표시 소자는 대향 배치된 한쌍의 기판 (101, 102) 사이에 액정층 (105)가 협지되고, 상기 두 기판 (101, 102) 상에 각각 투명 전극 (103, 104)(전극)가 설치되는 구성을 가지며, 전계 무인가시에는 액정층 (105)에서의 액정 분자의 장축 방향이 나선상으로 비틀어져 배향되어 있지만, 전계 인가시에는 상기 액정 분자의 장축 방향이 전계 방향을 따라 배향하도록 되어 있다. 이 경우의 평균적인 굴절률 타원체 (105a)는 전계 무인가시에는, 도 5c에 나타낸 바와 같이 그 주축 방향(장축 방향)이 기판면에 평행한 방향(기판 면내 방향)을 향하고, 전계 인가시에는 도 5d에 나타낸 바와 같이 그 주축 방향이 기판면 법선 방향을 향한다. 즉, 전계 무인가시와 전계 인가시에 굴절률 타원체 (105a)의 형상은 타원이고, 전계 인가에 의해 그 장축 방향(주축 방향, 굴절률 타원체 (105a)의 방향)이 변화한다. 즉, 굴절률 타원체 (105a)가 회전한다. 또한, 전계 무인가시와 전계 인가시에 굴절률 타원체 (105a)의 형상 및 크기는 거의 변하지 않는다.

종래의 VA 방식의 액정 표시 소자는 도 5e, 5f에 나타낸 바와 같이, 대향 배치된 한쌍의 기판 (201, 202) 사이에 액정층 (205)가 협지되고, 상기 두 기판 (201, 202) 상에 각각 투명 전극(전극) (203, 204)가 구비되어 있는 구성을 가지며, 전계 무인가시에는 액정층 (205)에서의 액정 분자의 장축 방향이 기판면에 대하여 대략 수직인 방향으로 배향되어 있지만, 전계 인가시에는 상기 액정 분자의 장축 방향이 전계에 수직인 방향으로 배향된다. 이 경우의 평균적인 굴절률 타원체 (205a)는 도 5e에 나타낸 바와 같이, 전계 무인가시에는 그 주축 방향(장축 방향)이 기판면 법선 방향을 향하고, 도 5f에 나타낸 바와 같이 전계 인가시에는 그 주축 방향이 기판면에 평행한 방향(기판 면내 방향)을 향한다. 즉, VA 방식의 액정 표시 소자의 경우에도 TN 방식의 액정 표시 소자와 마찬가지로 전계 무인가시와 전계 인가시에 굴절률 타원체 (205a)의 형상은 타원이며, 전계 인가에 의해 그 장축 방향이 변화한다(굴절률 타원체 (205a)가 회전함). 또한, 전계 무인가시와 전계 인가시에 굴절률 타원체 (205a)의 형상 및 크기는 거의 변하지 않는다.

또한, 종래의 IPS 방식의 액정 표시 소자는 도 5g, 5h에 나타낸 바와 같이, 동일 기판 (301) 상에 한쌍의 전극 (302, 303)이 대향 배치된 구성을 가지며, 도시하지 않은 대향 기판과의 사이에 협지된 액정층에 상기 전극 (302, 303)에 의해 전계(전압)이 인가됨으로써 상기 액정층에서의 액정 분자의 배향 방향(굴절률 타원체 (305a)의 주축 방향(장축 방향))을 변화시켜 전계 무인가시와 전계 인가시에 다른 표시 상태를 실현할 수 있게 되어 있다. 즉, IPS 방식의 액정 표시 소자의 경우에도 TN 방식 및 VA 방식의 액정 표시 소자와 마찬가지로, 도 5g에 나타낸 전계 무인가시와 도 5h에 나타낸 전계 인가시에 굴절률 타원체 (305a)의 형상 및 크기는 거의 변하지 않고(즉, 타원형대로), 전계 인가에 의해 그 주축 방향이 변화한다(굴절률 타원체 (305a)가 회전함).

이와 같이 종래의 액정 표시 소자에서는 전계 무인가시라도 액정 분자가 일정 방향(전형적으로는 한 방향)으로 배향되어 있으며, 전계를 인가함으로써 각 분자의 배향 방향이 정돈된 상태로 그 배향 방향을 변화시켜 표시(투과율의 변조)되어 있다. 즉, 전계 무인가시와 전계 인가시에 굴절률 타원체의 형상 및 크기를 유지한 상태로(즉, 타원형 상태로) 굴절률 타원체의 주축(장축) 방향만이 전계 인가에 의해 회전(변화)하는 것을 이용하여 표시를 행하고 있다. 따라서, 굴절률 타원체의 장축 방향은 전계 인가 방향에 대하여 수직 또는 평행하다고만은 할 수 없다. 즉, 종래의 액정 표시 소자에서는 액정 분자의 배향 질서도가 일정하며, 배향 방향을 변화시킴으로써 표시(투과율 변조)를 행하고 있다. 즉, 종래의 액정 표시 소자에서는 전계 인가에 의해 배향 질서도가 거의 일정한 상태로 배향 용이축 방향이 변화한다.

이에 대하여, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은 도 5a, 5b에 나타낸 바와 같이, 전계 무인가시의 굴절률 타원체 (3a)의 형상이 구상, 즉 광학적으로 등방(nx=ny=nz, 가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향 질서도 ≒ 0, (거의 제로))이고, 전계를 인가함으로써 이방성(nx>ny, 가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향 질서도>0)이 발현하여 굴절률 타원체 (3a)가 타원이 된다(광학적 이방성을 나타냄). 또한, 이 때 굴절률 타원체 (3a)의 장축 방향은 전계 방향과 수직이 된다. 즉, 유전성 물질의 유전 이방성이 마이너스(네가티브형 액정)인 경우, 모든 전압치에 있어서 굴절률 타원체 (3a)의 장축 방향은 전계 방향에 수직(직교 상태)이 되고, 유전 이방성이 플러스(포지티브형 액정)인 경우, 모든 전압치에 있어서 굴절률 타원체 (3a)의 장축 방향은 전계 방향에 평행하게 된다. 본 발명에 있어서, 전계 방향과 굴절률 타원체 (3a)의 주축 방향 중 적어도 하나는 항상 평행하거나 또는 직교한다. 또한, 본 발명에 있어서, 가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향 질서도 ≒ 0(배향 질서도가 거의 없음)라는 것은 가시광보다 작은 스케일로 본 경우에는 액정 분자등이 어떤 방향으로 나열하고 있는 비율이 높으나 (배향질서가 있음), 가시광보다 큰 스케일에서 보면 배향 방향이 평균화되어 있어 배향질서가 없는 것을 의미한다. 즉, 배향 질서도가 가시광 파장역 및 가시광 파장역보다 큰 파장의 광에 대하여 어떠한 영향을 주지 않는 정도로 작은 것을 나타낸다. 예를 들어 크로스니콜하에서 흑표시를 실현하고 있는 상태를 나타낸다. 한편, 본 발명에 있어서, 가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향질서도 > 0이란 것은 가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향질서도가 거의 제로의 상태보다도 큰 것을 나타내고 예를 들어 크로스니콜 하에서 백표시를 실현하고 있는 상태를 나타낸다 (이 경우, 계조표시인 그레이도 포함한다)

또한 본 발명에 있어서 가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향 질서도 >0 이란 것은 가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향 질서도가 거의 제로의 상태보다도 큰 것을 나타내고, 더 구체적으로는 실질적으로 흑 표시가 실현가능한 상태를 나타낸다.

즉, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)에서는 전계 무인가시에 분자 (8)이 모든 방향을 향하고 있다. 단, 이들 분자 (8)은 가시광 파장 스케일 미만의 질서(질서 구조, 배향질서)를 갖기 때문에 광학적 이방성이 발현되지 않고(가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향 질서도≒0), 도 5a에 나타낸 바와 같이 굴절률 타원체 (3a)의 형상이 구상이 된다. 그런데, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 전계 인가시에는 개개의 분자 (8)이 마이너스 유전 이방성을 갖고 있기 때문에 기판 면내 방향(기판면에 평행한 방향)을 향하고자 하여 배향 상태가 변화한다. 또한, 이 때 가시광 파장 미만의 질서 구조에 왜곡이 생겨 광학적 이방성(가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향 질서도>0)이 발현된다. 이와 같이 본 실시 형태에 관한 상기 표시 소자 (70)에서는 전압 무인가시에는 굴절률 타원체 (3a)의 형태가 등방적(nx=ny=nz)이고, 전압 인가에 의해 굴절률 타원체 (3a)의 형태에 이방성(하계면(즉, 도 5b에서는 하측의 기판 (1)과의 계면) 부근: nx>ny, 상계면(즉, 도 5b에서는 상측의 기판 (2)와의 계면) 부근: ny>nx)이 예를 들면 상기와 같이 발현한다. 즉, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)에서는 전계 인가에 의해 굴절률 타원체 3a의 형상, 크기가 변화한다. 여기서, 상기 nx, ny, nz는 각각 기판면에 평행한 방향(기판 면내 방향)이고, 두 빗형 전극 (4, 5)의 대향 방향의 주굴절률, 기판면에 평행한 방향(기판 면내 방향)이며, 두 빗형 전극 (4, 5)의 대향 방향에 수직인 방향의 주굴절률, 기판면에 수직인 방향(기판 법선 방향)의 주굴절률을 나타낸다.

또한, 도 24는 도 1에 나타낸 표시 소자 (70)에서의 전압 인가시의 상기 매질 A의 1 분자(분자 (8))의 굴절률 타원체 (3a)의 형상을 나타내는 모식도이다. 이와 같이 상기 굴절률 타원체 (3a)의 형상은 원점을 통과하여 광파의 진행 방향에 수직인 면을 절단면으로 하는, 굴절률 타원체(타원)의 절단면 형상으로 표시되며, 상기한 바와 같이 타원의 주축 방향이 광파의 편광 성분 방향이고, 주축 길이의 반이 그 방향의 굴절률에 상당한다.

본 실시 형태의 상기 매질 A는, 상기한 바와 같이 전계 무인가시에 광학적 등방성(등방상)을 나타내고, 전계를 인가함으로써 광학적 이방성을 발현시킨다. 따라서, 전압 무인가시의 굴절률 타원체 (3a)의 형상은 구상, 즉 광학적으로 등방성을 나타내고, 전압을 인가함으로써 이방성이 발현하도록 되어 있다.

따라서, 도 24에 나타낸 바와 같이 전계 방향에 수직인 방향의 굴절률에 의해 표시되는, 광학적 이방성 발현에 의한 전계 인가시의 타원 주축 방향(즉, 광파의 편광 성분 방향)의 굴절률, 즉 상기 분자 (8)의 장축 방향에서의 굴절률(이상 광굴절률)을 ne, 상기 타원의 주축 방향에 수직인 방향의 굴절률, 즉 상기 분자 (8)의 단축 방향에서의 굴절률(정상 광굴절률)을 no라고 하면, 상기 굴절률 이방성(Δn)(복굴절 변화)은 Δn=ne-no로 표시된다.

즉, 본 발명에 있어서, 상기 굴절률 이방성(Δn)은 Δn=ne-no(ne: 이상 광굴절률, no: 정상 광굴절률)로 표시되는 복굴절 변화를 나타내고, 본 발명은 상기 ne 및 no가 변화하는 데 대하여, 종래의 액정 표시 장치는 상기 ne 및 no는 변화하지 않는다.

또한, 상기 전계 인가시의 굴절률 타원체 (3a)의 장축 방향은 전계 방향에 대하여 평행(유전 이방성이 플러스인 매질을 사용하는 경우)하거나, 또는 수직(유전 이방성이 마이너스인 매질을 사용하는 경우)이 된다.

이에 대하여, 종래의 액정 표시 소자에서는 전계 인가에 의해 굴절률 타원체의 장축 방향을 회전시켜 표시를 행하기 때문에, 굴절률 타원체의 장축 방향은 전계 방향에 대하여 평행하거나 또는 수직이 된다고만은 할 수 없다.

이와 같이, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은 광학적 이방성 방향이 일정(전계 인가 방향은 변화하지 않음)하고, 예를 들면 가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향 질서도를 변조시킴으로써 표시를 행하는 것이며, 매질 그 자체의 광학적 이방성(예를 들면, 가시광 파장 이상의 스케일에서의 배향 질서)의 정도를 변화시킨다. 따라서, 종래의 액정 표시 소자와는 표시 원리가 크게 상이하다.

또한, 상기 매질층 (3)에 봉입되는 매질 A는 전계 인가에 의해 광학적 이방성 정도가 변화하는 것일 수 있으며, 전계 인가시 또는 전계 무인가시에는 광학적으로 대략 등방(가시광 이상의 스케일에서의 배향 질서도≒0)이고, 전계 인가에 의해 광학 변조가 유기(즉, 전계 인가에 의해 광학적 이방성을 나타냄)되는 매질일 수도 있다. 또한, 상기 매질 A는 전계 인가에 따라 분자 (8), 또는 분자 집합체(클러스터)의 가시광 이상의 스케일에서의 배향 질서도가 상승(광학 변조가 이미 유기되어 있는 상태(가시광 이상의 스케일에서의 배향 질서도>0)이기 때문에, 가시광 이상의 스케일에서의 분자 (8)의 배향 질서도가 더 상승)하는 물질(매질)일 수도 있다. 또한, 상기 매질 A는 전계 인가에 따라 전계 인가 전과 비교하여 가시광 이상의 스케일에서의 분자 (8)의 배향 질서도(광학적 이방성 정도)가 저하하는 매질일 수도 있고, 예를 들면 전계 인가에 의해 광학적 이방성을 나타내는 상태(가시광 이상의 스케일에서의 배향 질서도>0)로부터 광학적 등방성을 나타내는 상태(가시광 이상의 스케일에서의 배향 질서도≒0)로 변화하는 매질일 수도 있다.

본 발명에 있어서, 전계의 인가에 의해 매질 A의 광학적 이방성의 정도가 변화한다는 것은 상기에서와 같이, 전계의 인가에 동반하여 굴절율 타원체 3a의 형상이 변화하는 것을 나타내고, 상기와 같이 전계 무인가시에 광학적 등방성을 나타내고, 전계를 인가함으로써 광학적 이방성의 정도가 변화하는 경우 즉 전계를 인가함에 따라서 광학적 이방성이 발현하는 경우, 굴절율 타원체 3a의 형상은 전계의 인가에 따라, 구상에서 타원으로 변화한다. 또한, 상기 매질 A가 전계 무인가시에 광학적 이방성을 나타내고, 전계 인가시에 광학적 등방성을 나타내는 경우, 굴절율 타원체 3a의 형상은 전계의 인가에 의해 타원에서 구상으로 변화한다. 또한 상기 매질 A가 전계 무인가시에 광학적 이방성을 나타내고, 전계를 인가함에 따라 전계 인가전과 비교해서 광학적 이방성의 정도가 크게 되거나 또는 작게 되는 경우, 굴절율 타원체 3a의 장축 방향 또는 단축 방향의 길이가 전계의 인가에 의해 신축하고, 전계 인가전후로 장축 및 단축의 비율이 변화하는 (이 결과, 예를 들어 곡률이 변화함) 것으로, 예를 들어 전계 인가후에 광학적 이방성의 정도가 더 크게 되는 경우, 전계 인가에 의해 전계 인가전 (전계 무인가시)보다도 단축 방향의 길이에 대한 장축 방향의 길이의 비율이 더 큰 타원으로 되어, 전계 인가후에 광학적 이방성의 정도가 더 작게 되는 경우 전계 인가에 의해 전계 인가전 (전계무인가시)보다도 단축 방향의 길이에 대한 장축 방향의 길이의 비율이 더 작은 타원 (즉 상기 비율이 1에 가까와짐 (거의 구상도 포함함))으로 된다.

본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은 도 3a에 나타낸 바와 같이, 빗형 전극(4, 5)에 전계(전압)을 인가하지 않은 상태에서는 기판 (1, 2) 사이에 봉입되는 매질 A가 등방상을 나타내고, 광학적으로도 등방이 되기 때문에 흑색 표시가 된다.

한편, 도 3b에 나타낸 바와 같이 빗형 전극 (4, 5)에 전계(전압)을 인가하면, 상기 매질 A의 각 분자 (8)이, 그 장축 방향이 상기 빗형 전극 (4, 5) 사이에 형성되는 전계에 따르도록 배향되기 때문에 복굴절 현상이 발현된다. 이 복굴절 현상에 의해, 도 4에 나타낸 바와 같이 빗형 전극 (4, 5) 사이의 전압에 따라 표시 소자 (70)의 투과율을 변조시킬 수 있다.

또한, 상전이 온도(전이점)로부터 충분히 떨어진 온도에서는 표시 소자 (70)의 투과율을 변조시키기 위해 필요한 전압은 커지지만, 전이점 바로 위의 온도에서는 0 내지 100 V 전후의 전압으로 충분히 투과율을 변조시킬 수 있게 된다.

예를 들면, 문헌 [D.Demus 외 3명 저서, "Handbook of Liquid Crystals Low Molecular Weight Liquid Crystal", Wiley-VCH, 1998년, vol.1, p.484-485](이하, "비특허 문헌 9"라고 함) 및 상기 비특허 문헌 12에 따르면 전계 방향의 굴절률, 및 전계 방향에 수직인 방향의 굴절률을 각각 n//, n⊥라고 하면, 복굴절 변화(Δn=n//-n⊥)와 외부 전계, 즉 전계 E(V/m)와의 관계는 Δn=λㆍB_kㆍE²로 표시된다. 또, λ는 진공 중에서의 입사광의 파장(m), B_k는 커 상수(m/V²), E는 인가 전계 강도(V/m)이다.

커 상수 B는 온도(T)의 상승과 함께 1/(T-Tni)에 비례하는 함수로 감소하는 것이 알려져 있으며, 전이점(Tni) 근방에서는 약한 전계 강도로 구동가능하다고 해도 온도(T)가 상승함과 동시에 급격히 필요한 전계 강도가 증대된다. 따라서, 전이점으로부터 충분히 떨어진 온도(전이점보다 충분히 높은 온도)에서는 투과율을 변조시키기 위해 필요한 전압이 커지지만, 상전이 바로 위쪽 온도에서는 약 100 V 이하의 전압으로 투과율을 충분히 변조시킬 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은 각 화소 (71) 내에 상기 빗형 전극 (4, 5)으로 된 전극쌍 (10)이 2개 이상 설치된 구성을 가지며, 각 전극쌍 (10)은 각각 각 전극쌍 (10)을 구성하는 빗형 전극 (4, 5)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)가 각 화소 (71) 내에 인접하는 다른 전극쌍 (10)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)와는 비평행하게 배치되며, 각 화소 (71) 내에서 매질 A에 대하여 부분적으로 다른 방향으로 전계를 인가하도록 되어 있다. 구체적으로는 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은, 각 화소 (71) 내에 설치된 각 전극쌍 (10)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)가 각 화소 (71) 내에서 인접하는 다른 전극쌍 (10)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)와는 90도의 각도를 이루도록 배치되고, 서로 거의 직교하는 전계를 인가하도록 되어 있다. 이에 따라, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은 각 화소 (71) 내에 전계 인가시의 광학적 이방성의 방향이 서로 90도의 각도를 이루는 2개 이상의 도메인 D_MㆍD_M'(미소 영역)을 갖는다.

본원 발명자들의 검토에 따르면, 각 화소 (71)에 전계 인가시의 상기 매질 A의 광학적 이방성 방향이 다른 2개 이상의 도메인 D_MㆍD_M'이 존재함으로써 통상 넓은 시야각이라고 불리우는 극각 45도를 크게 상회함과 동시에, 측정에서의 신뢰성이 높은 극각 60도의 범위 내(즉, 광축을 중심으로 하여 광축±60도의 범위 내)에서의 표시의 색 변화를 억제할 수 있고, 경사 시각의 착색 현상을 서로 보상할 수 있으며, 그 결과 투과율을 손상시키지 않고 시야각 특성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 두 기판 (1, 2)에 각각 설치된 편광판 (6, 7)은 서로의 흡수축 (6a, 7a), 즉 편광판 흡수축 방향이 직교하도록 형성되어 있다. 또한, 각 편광판 (6, 7)에서의 흡수축 (6a, 7a) 및 빗형 전극 (4, 5)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)의 전극 신장 방향과는 45도의 각도를 이루도록 형성되어 있다. 따라서, 각 편광판 (6, 7)에서의 흡수축 (6a, 7a)는 빗형 전극 (4, 5)의 전계 인가 방향에 대하여 45도의 각도를 이루도록 형성되어 있다.

매질층 (3)은 전계 인가 방향으로 배향 질서도가 상승함으로써 광학적 이방성이 발현되고, 투과율이 변화하는 셔터형의 표시 소자로서 기능할 수 있다. 따라서, 서로 직교하는 편광판 흡수축 방향에 대하여, 그 광학적 이방성 방향은 45도의 각도를 이룰 때 최대 투과율을 제공한다.

도 6에, 2개의 도메인 D_MㆍD_M'에서 광학적 이방성이 발현하는 방위가 상기 편광판 (6, 7) 중 한쪽 편광판 (6)의 흡수축 (6a)에 각각 ±θ(도)의 각도로 존재한다고 했을 때의 투과율을 나타낸다.

투과율(P)는 P(％)=Sin²(2θ)로부터 견적되며, 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 θ는 45도일 때 최대 휘도가 되는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 θ가 45도일 때의 투과율을 100 ％라고 하면, 거의 90 ％ 이상이면 인간의 눈에는 최대 휘도를 갖는다고 느껴지므로, 상기 θ는 35도≤θ≤55도의 범위 내이면 인간의 눈에는 거의 최대 휘도 또는 최대 휘도에 가까운 휘도를 갖는다고 느껴지고, 35도 <θ<55도의 범위 내이면, 인간의 눈에는 최대 휘도를 갖고 있다고 느껴진다.

또한, 경사 시간의 착색 현상을 서로 보상하는 2개의 도메인 D_MㆍD_M'을 형성하기 위해서는, 상기 도메인 D_MㆍD_M'에서의 광학적 이방성 방향이 편광판 흡수축 방향에 대하여 ±45도, 서로의 도메인 방향이 이루는 각도로서는 90도가 바람직한 각도가 된다.

단, 상술한 바와 같이 편광판 흡수축에 대하여 θ가 35도≤θ≤55도의 범위 내, 특히 35도<θ<55도의 범위 내에서는 큰 휘도의 차이가 느껴지지 않으므로, 착색 현상 보상에 대해서도 서로의 도메인 영역의 휘도가 10 ％ 정도인 차이면 색의 차이를 거의 느끼지 않고, 이 범위에서 거의 실용상 충분한 효과가 얻어진다. 즉, 서로의 도메인 영역의 광학적 이방성이 이루는 각도는, 도 6으로부터 90도±20도의 범위 내(즉, 70도 이상, 110도 이하의 범위 내)인 것이 바람직하고, 90도±20도 미만의 범위 내(즉, 70도 초과 110도 미만의 범위 내)인 것이 보다 바람직하며, 90도±10도의 범위 내(즉, 80도 이상, 100도 이하의 범위 내)인 것이 한층 더 바람직하고, 가장 바람직한 각도는 90도가 된다.

따라서, 인간 눈의 오차를 고려하면, 각 도메인 D_MㆍD_M'의 전계 인가시의 광학적 이방성 방향과, 상기 편광판 (6, 7)의 흡수축 (6a, 6b)가 이루는 각도가 각각 약 45도(45도±10도의 범위 내, 바람직하게는 45도±10도 미만의 범위 내, 보다 바람직하게는 45도±5도의 범위 내, 가장 바람직하게는 45도)이고, 각 도메인 D_MㆍD_M'의 전계 인가시의 광학적 이방성의 방향은 서로 약 90도(90도±20도의 범위 내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위 내, 보다 바람직하게는 90도±10도의 범위 내, 가장 바람직하게는 90도)의 각도를 이루는 것이 바람직하다. 특히, 상기 편광판 (6, 7)의 흡수축 (6a, 6b)가 이루는 각도가 45도±10도 미만의 범위 내, 및(또는) 각 도메인 D_MㆍD_M'의 전계 인가시의 광학적 이방성 방향이 90도±20도 미만의 범위 내이면 인간 눈에는 최대 휘도가 얻어진다고 느껴진다. 또한, 상기 편광판 (6, 7)의 흡수축 (6a, 6b)가 이루는 각도가 45도±5도 미만의 범위 내, 및(또는) 각 도메인 D_MㆍD_M'의 전계 인가시의 광학적 이방성 방향이 90도±10도 미만의 범위 내이면, 예를 들어 도 6에 나타낸 결과로부터 측정치로서 97 ％ 이상의 휘도를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 편광판 (6, 7)의 흡수축 (6a, 6b)가 이루는 각도가 45도, 즉 각 도메인 D_MㆍD_M'의 전계 인가시의 광학적 이방성의 방향이 90도이면, 예를 들어 도 6에 나타낸 결과로부터 측정치로서 100 ％의 휘도를 얻을 수 있다.

그래서 도 1에 나타낸 바와 같이, 각 편광판 (6, 7)에서의 흡수축 방향이 빗형 전극 (4, 5)의 전계 인가 방향에 대하여 45 도의 각도를 이룸과 동시에, 각 전극쌍 (10)의 빗살 부분 (4a, 5a)가 각 화소 (71) 내에서 인접하는 다른 전극쌍 (10)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)는 90 도의 각도를 이루는 표시 소자 (70)을 제조하고, 흰색을 기준으로 하여 상기 표시 소자 (70)의 전계 인가시에서의 극각 60 도 방향의 색을 관측하였더니, 모든 시각 (시각 A', B', C', D', A, B, C, D)에서 착색 현상은 관측되지 않았다. 또한, 시각 A', B', C', D'는 편광판 흡수축 방위, 시각 A, C는 전계 인가 방위, 시각 B, D는 전계 인가 방위와 직교하는 방위를 나타낸다. 또한, 도 1에 나타내는 표시 소자 (70)에서 시각 A, C로써 나타내는 전계 인가 방위는 도메인 (D_M')에서의 전계 인가 방위로써 나타내는 것으로 하고, 도메인 (D_M)에서는 시각 B, D가 전계 인가 방위, 시각 A, C가 전계 인가 방위와 직교하는 방위가 되지만, 어느 것으로 하여도 관측 결과는 동일하다.

한편, 비교를 위해 도 10에 나타낸 바와 같이 각 화소 (81) 내에서 상기 빗형 전극 (4, 5)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)가 어느 것이나 평행하게 형성된 비교용 표시 소자 (80)을 제조하였다. 즉, 상기 비교용 표시 소자 (80)을 사용한 비교예에 있어서는 각 화소 (81)이 1 도메인을 포함하는 구조로 하여, 상기와 마찬가지의 측정(착색 현상의 관측)을 행하였더니, 시각 A', B', C', D'에는 착색은 거의 없었지만, 시각 A, C는 청색의 착색, 시각 B, D는 황색의 착색이 관찰되고 표시 품위의 저하가 발견되었다. 이 원인은 분명하지 않지만, 상기한 바와 같이 도메인 분할을 행하지 않는 경우, 매질 A가 전계 인가에 의해서 발현하는 광학적 이방성에 파장 분산이 존재하기 때문이라고 여겨진다. 또한, 본 비교예에서도 시각 A', B', C', D'는 편광판 흡수축 방위, 시각 A, C는 전계 인가 방위, 시각 B, D는 전계 인가 방위와 직교하는 방위를 나타낸다.

또한, 본 발명에 관한 표시 소자 (70)으로 도 1에 나타낸 바와 같이 도메인 분할을 행한 경우, 즉 1 화소 중에 전계 인가에 의해 발생하는 매질 A의 광학적 이방성의 방향이 다른 2개 이상의 도메인 (D_M·D_M')을 설치한 경우와, 비교로서 도 10에 나타낸 바와 같이 도메인 분할을 행하지 않은 경우로 경사 시각의 색도를 측정한 결과를 도 18에 나타낸다.

도 18은 도 1에 나타내는 표시 소자 (70) 및 도 10에 나타내는 비교용 표시 소자 (80)에서의 색도 데이터를 나타내는 그래프(xy 색도도)이고, 횡축은 x축 방향에서의 색도(색도 좌표)를 나타내며, 종축은 y축 방향에서의 색도(색도 좌표)를 나타낸다. 또한, 도 1에 나타내는 표시 소자 (70)에서의 x축 방향의 색도로는 상기 x 방향, 즉 예를 들면 도메인 (D_M)에서의 기판면에 평행한 방향(기판면내 방향)이고 동시에 양 빗형 전극 (4, 5)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)의 대향 방향에서의 색도(색도 좌표)를 나타내고, 도 10에 나타내는 표시 소자 (80)에서의 x축 방향의 색도로는 상기 표시 소자 (80)에서 1개의 화소 (81)에서의 기판면에 평행한 방향(기판면내 방향)이고 동시에 양 빗형 전극 (4, 5)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)의 대향 방향에서의 색도(색도 좌표)를 나타낸다. 또한, 도 1에 나타내는 표시 소자 (70)에서의 y축 방향의 색도로는 상기 y 방향, 예를 들면 도메인 (D_M)에서의 기판면에 평행한 방향(기판면내 방향)이고 동시에 양 빗형 전극 (4, 5)의 빗살 부분 (4a, 5a)의 대향 방향에 수직인 방향에서의 색도(색도 좌표)를 나타내고, 도 10에 나타내는 표시 소자 (80)에서의 y축 방향의 색도로는 상기 표시 소자 (80)에서 1개의 화소 (81)에서의 기판면에 평행한 방향(기판면내 방향)이고 동시에 양 빗형 전극 (4, 5)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)의 대향 방향에서의 색도(색도 좌표)를 나타낸다.

또한, 상기 색도 데이터의 측정에는 각 표시 소자 (70, 80)으로 예를 들면 도 2 (a), (b)에 나타낸 바와 같이 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 유리제 기판 (1, 2) 사이에 이하에 나타내는 혼합물 (I)을 포함하는 매질 A가 매질층 (3)으로 협지되어 있음과 동시에, 이들 한 쌍의 기판 (1, 2)의 외측에 편광판 (6, 7)이 각각 설치되어, 한 쪽의 기판 (1)에서 다른 쪽의 기판 (2)와의 대향면에 빗형 전극 (4, 5)가 이들 빗형 전극 (4, 5)의 빗살 부분 (4a, 5a)가 서로 교합 방향에 대향 배치되어 이루어지는 셀 (1), (2)를 사용하였다.

여기서, 상기 매질층 (3)은 네마틱 액정 혼합체인 "JC-1041 xx"(상품명, 칙소사제) 44.7 mol%, 네마틱 액정인 "5CB"(4-시아노-4'-펜틸비페닐, 알드리치(Aldrich)사제) 43.4 mol%, 키랄제로서의 "ZLI-4572"(상품명, 머크(Merck)사제) 4.9 mol%, 중합에 의해 배향 보조제를 형성하는 광중합성 단량체로서의 "EHA"(2-에틸헥실아크릴레이트, 알드리치(Aldrich)사제의 모노아크릴레이트) 4.0 mol% 및"RM257"(상품명, 머크사제의 디아크릴레이트 단량체) 2.6 mol%, 광중합 개시제로서의 "DMPAP"(2,2-디메톡시-2-펜틸아세토페논, 알드리치(Aldrich)사제) 0.33 mol%를 포함하는 혼합물 (I)을 항상 콜레스테릭 블루상이 되도록 온도 조절하면서, 전계를 인가하지 않고 자외선 조사를 행함으로써 형성하였다.

상기 콜레스테릭 블루상의 확인은 메트라이트 레드사제의 온도 조절기 "FP90"(상품명)에 의해 상기 혼합물 (I)의 온도를 260.0 K 내지 326.4 K로 조절하고, 편광 현미경 관찰에서 콜레스테릭 블루상 특유의 질감(텍스쳐)를 확인함으로써 행하였다.

또한, 상기 셀 (1), (2)는 상기 한 쪽 기판 (1)의 표면에 도 1 또는 도 10에 나타내는 패턴을 갖는 빗형 전극 (4, 5)를 각각 전극 폭 9 ㎛, 각 전극간 스페이스 10 ㎛에서 형성한 후, 이 빗형 전극 (4, 5)가 형성된 기판 (1, 2)를 플라스틱 비드 등의 스페이서(도시하지 않음)을 통해, 양자 간격(매질층 (3)의 두께)가 5 ㎛가 되도록 조정하고, 상기 혼합물 (I)의 주입구를 제외하고 밀봉재(도시하지 않음)으로 주위를 봉함으로써 상기 기판 (1, 2)를 접합시킨 후, 이들 기판 (1, 2) 사이에 상기 혼합물 (I)을 주입하여 상기 주입구를 봉지하고, 상기 기판 (1, 2)의 외측에 편광판 (6, 7)을 각각 서로의 흡수축 (6a, 7a)가 서로 직교하도록 접합하고, 상기한 바와 같이 상기 혼합물 (I)을 항상 콜레스테릭 블루상이 되도록 온도 조절하면서, 전계를 인가하지 않고 자외선 조사를 행함으로써 형성하였다.

또한, 색도의 측정에는 ELDIM사의 광학 측정기 "EZ Contrast"를 사용하여 측정 온도는 20 ℃, 인가 전압은 84.3 V로 하였다.

도 18에 정면의 색도를 "×"로 나타낸다. 또한, 비교용 셀 (2)에서의 극각 60 도의 색도를 편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a) 중 어느 한 방향(예를 들면 편광판 7의 흡수축 (7a))를 기준으로 하여 상기 편광판 흡수축(예를 들면 상기 편광판 7의 흡수축 (7a))에 대한 방위각이 45 도(즉, 상기 방위각 45 도에서 극각 60 도(이하, (45, 60)이라고 기재함))일 때 "▲", 상기 방위각이 135 도(즉, 방위각 135 도(45 도+90 도)에서 극각 60 도(이하, (135, 60)이라고 기재함))일 때 "△"로 나타낸다. 또한, 본 발명에서의 셀 (1)에서의, 극각 60 도, 상기 방위각이 45 도 및 135 도일 때(즉, (45, 60) 및 (135, 60)일 때)의 색도를 "●"로 나타낸다. 즉, 본 발명의 셀 (1)을 사용한 경우, 상기 방위각이 45 도일 때와 135 도일 때 동일한 색도가 얻어졌다.

도 18에 나타내는 결과로부터, 도메인 분할을 행하지 않는 경우, 극각 ±60 도의 범위 내에서 표시 소자 (80(셀 (2)))를 관찰하면, "▲"에서 "△"까지의 범위 내에서 색이 변화하는 것을 알 수 있음과 동시에, 도메인 분할(상기 셀 (1)에서는 1 화소당 2 도메인)을 행한 경우, 상기 셀 (2)와 마찬가지로 극각 ±60 도의 범위 내에서 표시 소자 (70) (셀 (1))을 관찰하면, "×"와 "●"의 사이에서 색이 변화하는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 도메인 분할을 행함으로써 도 18에 나타낸 바와 같이 극각 ±60 도의 범위 내에서의 색 변화(동일한 화상을 다른 각도로부터 보았을 때의 색 변화(색도 좌표 거리 {△x²+△y²}^1/2로 나타내지는 색도 좌표 변화의 범위)를 상기 도메인 분할을 행하지 않는 경우의 약 반 정도 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

또한, 도 19 내지 도 22에 나타낸 바와 같이 상기 셀 (1) 및 (2)에서 각 화소 (71)에서의 각 도메인 (D_M·D_M')의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위끼리가 이루는 각도 (각 도메인 (D_M·D_M')에 있어서 화살표 d1·d2간이 이루는 각도), 및 각 도메인(D_M·D_M')의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성 방위와 각 편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a)가 이루는 각도를 여러가지로 변경하였을 때의, 각 셀 (1), (2)의 정면에서 보았을 때의 x축 방향 및 y축 방향의 색도(색도 좌표)와, 극각 60 도에서 편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a)의 어느 한 방향(예를 들면 편광판 7의 흡수축 (7a))를 기준으로 하여 상기 편광판 흡수축(예를 들면 상기 편광판 7의 흡수축 (7a))에 대한 방위각이 45 도 및 135 도일 때의 각 색도(색도 좌표)와, 상기 각 방위에 있어서, 상기 매질층 (3)이 비어있을 때(공기만일 경우)의 Y값을 1(Y=1)로 한 경우의 명도 (상대적인 Y 값: 이하, 단독으로 Y값으로 적는다)를 측정하였다.

도 19 내지 도 22에서 화살표 (d1, d2)는 각 도메인 (D_M·D_M')에서 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성 방위이고, 본 발명의 셀 (1)에서 1개의 도메인(이하, 설명의 편의상, "도메인 1"이라고 기재함)에서의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성 방위 및 비교용 셀 (2)에서의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성 방위를 화살표 (d1)로 나타낸다. 또한, 상기 셀 (1)에서 상기 "도메인 1"과 인접하는 도메인(이하, 설명의 편의상, "도메인 2"라고 기재함)에서의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성 방위를 화살표 (d2)로 나타낸다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 도메인 1과 도메인 2의 비율은 특별히 언급하지 않는 한, 같은 비율 (1:1)을 갖고 있는 것으로 한다.

또한, 도 19 내지 도 22에서 화살표 (d1, d2)로 나타내지는 광학적 이방성 방위는 어느 한 방향의 편광판 흡수축을 중심으로 대칭, 또는 각각의 편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a)가 이루는 각도가 동등하도록 설치되어 있다. 즉, 화살표 (d1)로 나타내지는 광학적 이방성 방위와 2개의 편광판 흡수축 방위(흡수축 방향)이 이루는 각 각도와, 화살표 (d2)로 나타내지는 광학적 이방성 방위와 2개의 편광판 흡수축 방위(흡수축 방향)가 이루는 각 각도는 동일한 각도가 되도록 설정되어 있다.

또한, Y 값의 측정에는 상기한 ELDIM사의 광학 측정기 "EZ Contrast"를 사용하여 측정 온도는 20 ℃, 인가 전압은 84.3 V로 하였다.

도 19에 나타낸 바와 같이 상기 셀 (1), (2)에서 편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a) 중 어느 한 방향(여기에서는 편광판 7의 흡수축 (7a))를 기준으로 하여 상기 편광판 흡수축(편광판 7의 흡수축 (7a))와, 상기 화살표 (d1)로 나타내지는 광학적 이방성 방위가 이루는 각도 (이하, 설명의 편의상, 각도 (1)이라고 기재함) 및 다른 쪽의 편광판 흡수축(여기에서는 편광판 6의 흡수축 (6a))와 상기 화살표 (d1)로 나타내지는 광학적 이방성 방위가 이루는 각도 (이하, 설명의 편의상, 각도 (2)라고 기재함)을 각각 45 도로 하고, 화살표 (d1, d2)로 표시된 각 도메인 (D_M·D_M')("도메인 1", "도메인 2")에서 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위끼리 이루는 각도 (이하, 설명의 편의상, 각도 (3)이라고 기재함)을 90 도로 하였을 때, 즉 셀 (1)에서 편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a) 중 어느 한 방향(여기에서는 편광판 7의 흡수축 (7a))를 기준으로 하여 상기 편광판 흡수축(편광판 7의 흡수축 (7a))와, 상기 화살표 (d1, d2)로 나타내지는 광학적 이방성 방위가 이루는 각도 (이하, 설명의 편의상, 상기 편광판 흡수축(편광판 7의 흡수축 (7a))와 화살표 (d2)로 나타내지는 광학적 이방성 방위가 이루는 각도를 각도 (4)라고 기재함)을 각각 45 도, 135 도(각도 (1) = 45 도, 각도 (4) = 135 도)로 하였을 때의, 각 셀 (1), (2)의 정면에서 보았을 때의 x축 방향 및 y축 방향의 색도(색도 좌표)와, 극각 60 도로 편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a) 중 어느 한 방향(예를 들면 편광판 흡수축7의 (7a))를 기준으로 하여 상기 편광판 흡수축(예를 들면 상기 편광판 7의 흡수축 (7a))에 대한 방위각이 45 도 및 135 도일 때의 각 색도 좌표(즉, (45, 60) 및 (135, 60)에서의 색도 좌표)와, 각 색도 좌표에서의 Y 값을 통합하여 표 1에 나타낸다.

또한, 상기 측정에서도 본 발명의 셀 (1)을 사용한 경우, 상기 방위각이 45 도일 때와 135 도일 때 동일한 색도가 얻어졌기 때문에, 표 1에서는 셀 (1)에서의 (45, 60) 및 (135, 60)에서의 색도 좌표를 통합하여 나타낸다. 또한, 이 때의 상기 셀 (1) 및 셀 (2)에서의 색도 좌표 거리는 본 발명의 상기 셀 (1)에서 0.0303, 비교용의 상기 셀 (2)에서 0.0887이었다.

또한, 도 20에 나타낸 바와 같이 각도 (1)을 55 도, 각도 (2)를 35 도(즉, (d1, d2)로 나타내지는 각 도메인에서의 광학적 이방성 방위와 양 편광판 흡수축이 이루는 각도는 35 도 또는 55 도가 됨), 각도 (3)을 90 도로 하였을 때, 즉 각도 (1) = 55 도, 각도 (4) = 145 도로 하였을 때의, 각 셀 (1), (2)의 정면에서 보았을 때의 x축 방향 및 y축 방향의 색도(색도 좌표)와, (45, 60) 및 (135, 60)에서의 색도 좌표와, 각 색도 좌표에서의 Y 값을 통합하여 표 2에 나타낸다.

또한, 상기 측정에서도 본 발명의 셀 (1)을 사용한 경우, 상기 방위각이 45 도일 때와 135 도일 때 동일한 색도가 얻어졌기 때문에, 표 2에서도 셀 (1)에서의(45, 60) 및 (135, 60)에서의 색도 좌표를 통합하여 나타낸다. 또한, 이 때의 상기 셀 (1) 및 셀 (2)에서의 색도 좌표 거리는 본 발명의 상기 셀 (1)에서 0.0318, 비교용의 상기 셀 (2)에서 0.0862였다.

또한, 도 21에 나타낸 바와 같이 각도 (1)을 35 도, 각도 (2)를 55 도(즉, (d1, d2)로 나타내지는 각 도메인에서의 광학적 이방성 방위와 양 편광판 흡수축이 이루는 각도는 35 도 또는 55 도가 됨), 각도 (3)을 110 도로 하였을 때, 즉 각도 (1) = 35 도, 각도 (4) = 145 도로 하였을 때와, 도 22에 나타낸 바와 같이 각도 (1)을 55 도, 각도 (2)를 35 도(즉, (d1, d2)로 나타내지는 각 도메인에서의 광학적 이방성 방위와 양 편광판 흡수축이 이루는 각도는 35 도 또는 55 도가 됨), 각도 (3)을 (70) 도로 하였을 때, 즉 각도 (1) = 55 도, 각도 (4) = 125 도로 하였을 때에서의 각 셀 (1), (2)의 정면에서 보았을 때의 x축 방향 및 y축 방향의 색도(색도 좌표)와, (45, 60) 및 (135, 60)에서의 색도 좌표와, 각 색도 좌표에서의 Y 값을 측정한 결과, 어느 쪽도 도 19에 나타내는 결과와 동일한 결과가 얻어졌다. 즉, 도 21에 나타내는 경우와 도 22에 나타내는 경우에서의 상기 셀 (1) 및 셀 (2)에 의한 색도 좌표 거리 중 어느 쪽도 본 발명의 상기 셀 (1)에서 0.0318, 비교용의 상기 셀 (2)에서 0.0862였다.

상기 측정 결과로부터, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 도메인 분할함으로써 각 화소 (71)에서의 각 도메인 (D_M·D_M')의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위끼리가 이루는 각도 (각 도메인(D_M·D_M')에 있어서 화살표 d1·d2 간이 이루는 각도) 및 각 도메인(D_M·D_M')의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성 방위와 각 편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a)가 이루는 각도를 도 19 내지 도 22에 나타낸 바와 같이 여러가지로 변경한 경우에도, 도메인 분할을 행하지 않는 경우와 비교하여 상기 색도 좌표 거리를 작게 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 상기한 바와 같이 도메인 분할함으로써 동일한 화상에 대한 시야각의 차이에 의한 색 변화를 종래보다도 작게 할 수 있다는(즉, 색도 좌표의 개선 효과를 얻을 수 있다) 것을 알 수 있다.

또한, 상기 측정 결과로부터 정면의 Y 값(상대값)을 도 19 내지 도 22에 나타내는 각각의 경우와 비교하면, 도 19에 나타내는 경우가 가장 커지는(가장 밝아진다) 것을 알 수 있다. 즉, 각 도메인에서의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방향과 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 45 도, 각 도메인에서의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방향이 이루는 각도가 서로 90 도일 때, 가장 양호한 결과가 얻어지는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 도 20 내지 도 22에서는 도메인 1 및 도메인 2에서의 편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a)에 대한 광학적 이방성 방위(d1, d2)를 도 19에 나타내는 방위에 대하여 ±10 도 회전시켰지만, 상기 도 20 내지 도 22에 나타낸 바와 같이 이들 (d1, d2)와 각 편광판 흡수축(편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a))이 이루는 각도의 대칭성의 점에서, 상기 광학적 이방성 방위(d1, d2)를 각 편광판 흡수축(편광판 6·7의 흡수축 (6a, 7a))에 대하여 어느 방향으로 회전시킨 경우에도 동일한 결과를 얻을 수 있다.

또한, 비교를 위해 상기 특허문헌 1의 도 2에 나타낸 바와 같이 각 화소에 평면시 "<"의 글자상의 빗살 부분을 갖는 빗형 전극을 갖는 표시 소자를 제조하여 상기와 마찬가지의 측정을 행하였다. 상기 "<"의 글자상의 전극이 이루는 각도 (만곡각 (굴곡각)), 즉 인접하는 도메인끼리의 전계 인가 방향은 상기 특허문헌 1의 도 2에 나타내는 구조로부터 35 도로 하였다. 이 결과, 상기 전극 구조로 한 경우, 상기 비교예 1(즉, 도메인 분할하지 않는 경우 (도10참조))과 비교하여 투과율은 33 % 정도로 감소하였다. 단, 시각에 의한 착색 현상은 크게 개선되지 않았지만, 도메인 분할을 행하지 않는 경우와 비교하면 개선 효과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.

단, 상기 특허문헌 1은 시야각 특성을 향상시키기 위해 평면시 "<"의 글자상의 전극을 사용하는 것을 개시하고는 있지만, 상기 인용문헌 1에 기재된 표시 소자는 상기 전극 표면 및 대향 기판 표면에 유전체 박막으로서의 폴리이미드막이 형성된 구성을 갖고, 이들 폴리이미드막을 배향 처리하여 폴리이미드막 표면에 위치하는 클러스터로 불리는 분자 집단을 일정 방향으로 배향시키는 것이고, 상기 인용문헌 1은 도메인 분할을 행하지 않아서, 본 발명과는 다른 것이다.

또한, 상기 특허문헌 1은 액정 표시 소자에서의 SIPS 모드의 수법을 단순히 그대로 적용한 것뿐이라고 여겨진다. 그러나 본원 발명자에 의한 검토에 따르면, 액정 표시 소자와 표시 원리가 전혀 다른 상기한 표시 소자에서는 SIPS 모드에서의 최적 형상은 반대로 바람직하지 않고, 상기한 바와 같이 SIPS 모드에서의 도메인 분할 구조를 적용한 경우, 본원 발명의 과제는 해결되지 않는다는 것을 알 수 있었다.

또한, 본원 발명자가 검토한 결과, 액정 표시 소자에서의 표시 방식의 일종인 SIPS(Super In Plane Switching) 모드에서는 각 도메인의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방향은, 반대로 90 도는 적절한 각도가 아니고, 오히려 0 도에 가까운 것이 바람직하다. 이 이유를 도 11 (a), (b)를 참조하여 이하에 설명한다.

도 11 (a)는 상기 SIPS 모드에서 "<"의 글자상의 전극 (51, 52)를 각각 만곡각 (굴곡각) 90 도, 즉 인접하는 도메인끼리의 전계 인가 방향이 90 도의 각도를 이루도록 설치한 경우에서의 액정 분자 (53)의 회전을 모식적으로 나타낸 도면이다. 또한, 도 11 (b)는 상기 SIPS 모드에서 "<"의 글자상의 전극 (51, 52)를 각각 만곡각 (굴곡각) 35 도, 즉 인접하는 도메인끼리의 전계 인가 방향이 35 도의 각도를 이루도록 설치한 경우에서의 액정 분자 (53)의 회전을 모식적으로 나타낸 도면이다.

상기한 바와 같이 투과율이 최대가 되기 위해서는 각 도메인에서의 액정 분자 (53)은 전계의 인가에 의해 45 도 회전할 필요가 있고, 이들 액정 분자 (53)은 전계 인가 방향에 마주 보게 회전한다. 도 11 (a)에 나타내는 경우, 전계 인가 방향과 액정 분자 (53)의 방향이 완전히 일치하지 않으면 안되고, 큰 전계 인가가 필요하게된다. 한 편, 도 11 (b)의 경우는 45 도의 회전은 단순한 통과점이기 때문에, 45 도까지의 회전에는 그다지 큰 전압을 필요로 하지 않는다. 즉, 액정 표시 소자에서의 SIPS 모드에서의 도메인 분할에서는 서로의 전계 인가 방향이 다를 수 있고, 오히려 0 도에 가까운 것이 유리해진다. 또한, SIPS 모드에서 배향 방향과 전극 (51, 52)를 0 도로부터 조금 떨어지게 둔 것은 전계에 의해 액정 분자 (53)이 회전하는 방향을 2가지 중 어느 쪽을 선택하기 위한 것이고, 전형적으로는 수 도 내지 20 도 정도로 충분하다.

이상과 같이 본 실시 형태에 따르면, 전계의 인가에 의해 광학적 이방성의 정도가 변화하는 매질 A를 사용한 상기 표시 소자 (70)에서, 도 1에 나타낸 바와 같이 미소 영역에 서로 전계 인가 방향이 직교하는 2개의 영역(도메인 (D_M·D_M'))을 형성하도록 상기 빗형 전극 (4, 5)를 설치함으로써, 투과율을 손상시키지 않고 모든 방위에 대해서 착색 현상이 억제된 시야각이 넓은 표시 소자 (70)을 얻을 수 있다. 또한, 상기한 구성으로 함으로써 모든 시각에서 착색 현상이 관측되지 않게 되는 이유는 분명하지 않지만, 시각 A, C 방향의 특성과 시각 B, D 방향의 특성이 서로 보상함으로써, 결과로서 착색 현상을 억제할 수 있었다고 여겨진다.

상기한 바와 같이 본 실시의 형태에 관한 표시 소자 (70)에 의하면, 광학적 이방성의 방향이 다른 두개의 도메인(도메인 D_M·D_M')에 의해 착색 현상을 서로 보상하는 것이 가능하기 때문에, 각 화소 (71)에 광학적 이방성의 방향이 1방향만으로 이루어진 도메인(예를 들어 도메인 D_M)밖에 존재하지 않는 경우 (즉 도메인이 분할되지 않는 경우)에 비하면, 광학적 이방성의 방향이 다른 다른 도메인 (예를 들어 도메인 D_M')이, 각 화소 (71)에 작은 비율이라도 혼재하고 있다면, 착색현상의 억제에 효과가 있다. 이 경우, 각 도메인 D_M·D_M'에 있어서 전계인가 시에 있어서 상기 광학적 이방성의 방향은, 상기와 같이 서로 90도 ±20도의 범위 내의 각도를 이루는 것이 바람직하고, 90도±20도 미만의 범위 내의 각도를 이루는 것이 더욱 바람직하고, 90±10도의 범위 내의 각도를 이루는 것이 더 한층 바람직하다.

여기서, 상기 도 19에 나타낸 셀 (1)의 배치 (각도 (1)=각도 (2)= 45도, 각도 (3)=90도, 각도 (4)=135도)에 있어서, 도메인 1과 도메인 2와의 비율을 변화시킨 경우에 있어서 각 화소 (71)에 차지하는 도메인 2의 비율 (즉 각 화소 (71)에 있어서의 광학적 이방성의 다른 도메인의 비율)과 (45,60) 및 (135,60)에 있어서의 각 색도 좌표 (x축 방향의 색도좌표 및 y축 방향의 색도 좌표)와, 각 색도좌표에 있어서 Y값과, 상기 각 비율을 갖는 각 셀에 있어서의 색도 좌표 거리를, 표 3에 정리하여 나타내었다.

표 1 및 표 3에 나타낸 결과로부터 명확히 알 수 있듯이, 상기 (45,60) 및 (135,60)에 있어서의 각 색도 좌표 및 각 색도 좌표에 있어서의 Y값은, 각 화소 (71)에 있어서의 광학적 이방성의 다른 도메인의 비율 0.5 보다 작으면 작을수록 표1에 나타낸 셀 (2) (45,60)의 값에 가까운 값으로 되어, 상기 비율이 0.5에 접근함에 따라 표1에 나타낸 셀 (1)의 값에 가까와진다. 그리고, 상기 (45,60) 및 (135,60)에 있어서 각 색도좌표 및 각 색도 좌표에 있어서 Y값은 상기 비율 0.5의 경우에 표1에 나타낸 셀 (1)과 같은 값으로 되며, 상기 비율이 0.5를 넘어서 1에 가까울수록 표1에 나타낸 셀 2(135,60)의 값에 가까와진다. 또한, 이 경우 상기 색도 좌표 거리도, 상기 비율이 0.5 (즉, 도메인1 : 도메인 2 =1:1)에 가까와질수록 작게 되기때문에, 상기 비율은 0.5에 가까울수록 바람직하다. 또한, 상기의 측정 결과로부터, 상기 비율이 0.1~0.9의 범위 내인 경우, 육안상 착색 개선(보상) 효과가 커지는 것으로 판단된다.

또한, 본 실시 형태에서는 주로 표시 소자 (70)으로 투과형의 표시 소자를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 상기 표시 소자 (70)으로는 반사형의 표시 소자일 수도 있다.

도 12에 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)으로 본 발명을 적용한 본 실시 형태에 관한 반사형의 표시 소자의 개략적인 구성의 일례를 나타낸다.

상기 반사형의 표시 소자 (70)은, 예를 들면 유리 기판 등으로 이루어진 한 쪽의 기판 (1) 상에 반사층 (41)을 설치함과 동시에, 이 반사층 (41) 상에 절연층 (42)를 통해 예를 들면 ITO 등의 빗형 전극 (4, 5)가 설치되어 있는 구성을 갖고 있다. 또한, 그 밖의 구성에 대하여는 상기한 바와 같다. 상기 절연층 (42)으로는 아크릴계 수지 등의 유기막; 질화규소, 산화규소 등의 무기막을 적용할 수 있다. 또한, 상기 반사층 (41)로는 알루미늄이나 은의 박막 등을 적용할 수 있다. 상기한 구성에서는 반사층 (41)이 유리 기판 등의 투명 기판을 포함하는 다른 쪽의 기판 (2)로부터 입사해 온 빛을 반사할 수 있기 때문에, 반사형의 표시 소자로서 기능한다.

또한, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)을 반사형의 표시 소자로서 사용하는 경우, 상기 빗형 전극 (4, 5)로는 투과형의 표시 소자로서 사용하는 경우와 같이 ITO 등의 투명 전극 재료 이외에도, 알루미늄 등의 금속 전극 재료 등, 전극 재료로서 종래 공지된 각종 재료를 사용할 수 있다. 또한, 빗형 전극 (4, 5)의 선 폭이나 전극간 거리(전극 간격) 등도 특히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 기판 (1)과 기판 (2)와의 사이의 갭 등에 따라 임의로 설정할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 상기 기판 (1, 2)로 유리 기판을 사용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 기판 (1, 2) 중, 적어도 한 쪽이 투명한 기판일 수 있고, 예를 들면 종래 공지된 각종 기판을 사용할 수 있다.

또한, 상기 기판 (1, 2)로는 종래 기판으로 사용되고 있는 것으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 필름상일 수 있고, 또한 가요성을 갖는 것일 수 있고, 적어도 한 쪽이 투명하고, 상기 매질 A를 기판 사이 즉, 내부에 유지(협지)할 수 있는 것이면, 매질 A의 종류나 상의 상태 등에 따라 여러가지 재료를 사용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 구체예로서, 매질 A로서 전계 무인가시에 광학적으로는 등방이고, 전계 인가에 의해 광학적 이방성이 발현하는 물질을 사용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 상기 매질 A가 전계 인가에 의해 광학적 이방성이 소실하여 광학적으로 등방성을 나타내는 물질일 수도 있다는 것은 상술한 바와 같다.

이하에 상기 매질 A로서 전계 인가에 의해 광학적 이방성이 소실하여 광학적으로 등방성을 나타내는 물질을 사용한 구체예를 나타낸다.

본 구체예에서는 유리 기판으로 이루어진 투명한 2장의 기판 (1, 2) 중 한 쪽의 기판 (1)에서의 기판 (2)와의 대향면에 ITO를 포함하는 투명한 빗형 전극 (4, 5)와, 폴리이미드를 포함하는 배향막을 형성함과 동시에, 양 기판 (1, 2) 사이에 매질 A로서 투명한 유전성 물질인 4'-n-알콕시-3'-니트로비페닐-4-카르복실산(ANBC-22)를 봉입하였다. 또한, 상기 표시 소자 (70)에서의 매질층 (3)의 두께는 상기 기판 (1, 2)의 대향면에 미리 플라스틱 비드를 산포하여 둠으로써, 4 ㎛가 되도록 조정하였다.

또한, 편광판 (6, 7)은 상기한 바와 같이, 서로의 흡수축 (6a, 7a)가 직교함과 동시에, 각 편광판 (6, 7)에서의 흡수축 (6a, 7a)와 빗형 전극 (4, 5)에서의 빗살 부분 (4a, 5a)의 전극 신장 방향이 45 도의 각도를 이루도록, 각각 기판 (1, 2)의 외측(대향면의 반대측)에 설치하였다.

이와 같이 하여 얻어진 표시 소자 (70)을 외부 가온 장치(가열 수단)에 의해, 스멕틱 C상-큐빅상의 상전이 근방의 온도(상상전이 온도의 저온측 10 K 정도까지)로 유지하여 전압 인가(50 V 정도의 교류 전장(0 보다 큰 수백 kHz까지))를 행하였더니 투과율을 변화시킬 수 있었다. 즉, 전계 무인가시에 광학적 이방성을 나타내는 스멕틱 C상(명상태)에 전계를 인가함으로써 등방적인 큐빅상(암상태)으로 변화시킬 수 있었다.

또한, 후술하는 실시 형태 2에 나타낸 바와 같이 기판 (1, 2)에 각각 전극을 설치하여 기판면 법선 방향의 전계를 발생시켜도 거의 같은 결과가 얻어졌다. 즉, 전계 방향은 기판면 수평 방향 뿐만아니라, 기판면 법선 방향에서도 거의 마찬가지 결과가 얻어졌다.

이와 같이 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)에 사용되는 매질 A로는 전계 무인가시에 광학적 이방성을 갖고, 전계 인가에 의해 광학적 이방성이 소실하여 광학적 등방성을 나타내는 매질을 사용할 수 있다.

또한, 상기 매질 A는 양의 유전 이방성을 갖는 것이나 음의 유전 이방성을 갖는 것일 수 있다. 매질 A로서 양의 유전율 이방성을 갖는 매질을 사용한 경우에는 기판 (1, 2)에 대개 평행인 전계에서 구동할 필요가 있지만, 음의 유전 이방성을 갖는 매질을 적용한 경우에는 꼭 그렇지만은 않다. 예를 들면, 기판 (1, 2)에 대하여 기울어진 전계에 의해서도 구동 가능하고, 수직인 전계에 의해서도 구동 가능하며, 이 경우에는 전극의 형상, 재질 및 배치 위치를 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 투명 전극을 사용하여 수직으로 전계를 인가하면, 개구율의 관점에서 유리하다.

또한, 본 실시의 양태는, 주로 각 화소 (71)에, 전계 인가시에 있어서 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 적어도 2개의 도메인이 존재하는 경우를 예로 들어 설명하나, 본 실시의 형태는 이에 한정되지 않고, 각 화소 (71)에 있어서 도메인 수는 2개 이상 형성되어 있을 수 있고, 예를 들어 도 25에 나타낸 바와 같은 전극 배치 (도메인 구조)로 할 수 있다. 인간의 눈의 오차를 생각하면, 각 도메인의 전계인가시에 있어서 광학적 이방성의 방향과, 상기 편광판 6·7의 흡수축 6a· 7a가 이루는 각도는 각각 약 45도 (45도±10도의 범위내, 더 적절하게는 45도 ±10도 미만의 범위내, 더 한층 적절하게는 45도 ±5도의 범위내)인 것이 바람직하다. 또한 서로 인접한 도메인의 전계 인가시에 있어서 광학적 이방성의 방향은 서로 약 90도 (90도 ±20도의 범위 내, 적합하게는 90도 ±20도 미만의 범위내, 더 바람직하게는 90±10도의 범위내)의 각도, 또는 거의 동일 방향 (일방향의 도메인에 있어서의 광학적 이방성의 방향을 기준 (0도)로 하면, 0도 ±20도의 범위내, 더 바람직하게는 0도±20도 미만의 범위내, 더 한층 바람직하게는 0도±10도의 범위내)인 것이 바람직하다.

즉, 본 실시의 형태에 따르면, 전계 인가시에 있어서의 광학적 이방성의 방향이 편광판의 흡수축에 대해서 약 45도의 각도를 갖는 2개 이상의 도메인이 적절하게는 약 90도 (90도 ± 20도의 범위내, 더 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내, 더 한층 바람직하게는 90±10도의 범위 내)의 각도를 가짐으로써, 도메인끼리 서로 착색을 보상한다. 이 때문에, 예를 들어 도 25에 나타낸 바와 같이, 본 실시의 형태에 관한 상기 표시소자 (70)은, 각 화소 (71)에, 한 쪽 편광판 흡수축 (예를 들어 흡수축 (6a))에 대하여, 약 45도 (45도±10도의 범위내, 더 바람직하게는 45도 ±10도 미만의 범위 내, 더 한층 바람직하게는 45도 ±5도의 범위 내)의 각도를 이루는 방향으로 광학적 이방성을 갖는 도메인을 적어도 1개 갖고, 다른 한쪽의 편광판 흡수축(예를 들어 흡수축 (7a))에 대하여, 약 45도 (45도 ±10도의 범위내, 더 바람직하게는 45도±10도 미만의 범위내, 더 한층 바람직하게는 45도 ±5도의 범위내)의 각도를 이루는 방향으로 광학적 이방성을 갖는 도메인을 적어도 1개 이상 갖는 것이 바람직하다.

도 25에 나타낸 표시소자 (70)에 있어서도, 각 화소 (71)에 광학적 이방성의 방향이 1방향만으로 된 도메인 (1도메인)밖에 존재하지 않는 경우 (즉, 도메인 분할하지 않는 경우)에 비하면, 광학적 이방성의 방향이 다른 다른 도메인이 각 화소 (71)에 적은 비율이라도 혼재하고 있다면, 착색 현상의 억제에 효과가 있다. 이경우, 각 도메인에 있어서 전계 인가시에 있어서 상기 광학적 이방성의 방향은 상기와 같이 서로 90도 ±20도의 범위 내의 각도를 이루는 것이 바람직하고,90도 ±20도 미만의 범위 내의 각도를 이루는 것이 더 바람직하고, 90도 ±10도의 범위 내의 각도를 이루는 것이 더 한층 바람직하다.

또한, 각 화소 (71)에 있어서의 각 도메인의 비율은 상기와 같이 광학적 이방성의 방향이 다른, 2개의 도메인의 비율 (도메인 1:도메인 2, 예를 들어 x 방향으로 광학적 이방성을 갖는 도메인과, 상기 x방향과 동일 평면내에서 교차(직교)하는 y방향으로 광학적 이방성을 갖는 도메인의 비율)이 1:9~1:1의 경우 (바람직하게는 약 1:1), 육안상 착색의 개선(보상) 효과가 크다. 따라서, 예를 들어 도 25에서는 한쪽 편광판 (6)의 흡수축 6a에 대해서 약 45도의 각도를 갖는 도메인의 면적합 (예를 들어 도 25에 있어서는 D_M2 + D_M3 + D_M5, (즉 동일 화소 (71) 내에 있어서의 광학적 이방성의 방향이 같은 도메인의 면적합이라면, 각 도메인끼리는 서로 이간되어(분산하여) 형성될 수 있다))과, 다른쪽의 편광판 (7)의 흡수축 (7a)에 대해서 약 45도의 각도를 갖는 도메인 D_M의 면적합 (예를 들어 도 25에 있어서는 D_M1 + D_M4)와의 비율이 1:9 ~ 1:1 (바람직하게는 약 1:1)인 것이 바람직하다.

[실시 형태 2]

본 발명의 실시의 다른 형태에 대해서 도 13 (a), (b) 내지 도 15를 기초로 하여 설명하면, 이하와 같다. 또한, 본 실시 형태에서는 주로 상기 실시 형태 1과의 상위점에 대해서 설명하고, 상기 실시 형태 1에서 사용한 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에는 동일한 번호를 붙여 그의 설명을 생략한다.

상기 실시 형태 1에서는 기판면에 평행한 방향으로 전계를 인가했지만, 본 실시 형태에서는 기판면 법선 방향으로 전계를 인가하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 13 (a)는 전계 무인가 상태(OFF 상태)에서의 본 실시 형태에 관한 표시 소자의 주요부의 개략적인 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이고, 도 13 (b)는 전계 인가 상태(ON 상태)에서의 본 실시 형태에 관한 표시 소자의 주요부의 개략적인 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 또한, 도 14는 본 실시 형태에 관한 표시 소자에서의 1 화소 중의 각 도메인의 배향 처리 방향을 설명하는 도면이고, 도 15는 종래의 표시 소자에서의 각 화소의 배향 처리 방향을 설명하는 도면이다.

본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은 도 13 (a), (b)에 나타낸 바와 같이 상기 실시 형태 1에서의 빗형 전극 (4, 5) 대신에 투명 전극 (21, 22)이 기판 (1, 2)의 대향면에 각각 구비되어 있는 구성을 갖고 있다.

이러한 표시 소자 (70)에서도, 매질 A가 도 13 (a)에 나타낸 바와 같이 투명 전극 (21, 22)에 전계(전압)을 인가하지 않은 상태에서는 기판 (1, 2) 사이에 봉입되는 매질 A가 등방상을 나타내고, 광학적으로도 등방이 되므로 검은 표시가 된다.

한편, 도 13 (b)에 나타낸 바와 같이 투명 전극 (21, 22)에 전계(전압)을 인가하면, 상기 매질 A의 각 분자 (8)이 그 장축 방향이 상기 투명 전극 (21, 22) 사이에 형성되는 전계에 수직인 방향으로 배향하기 때문에 복굴절 현상이 발현한다. 이 복굴절 현상에 의해, 투명 전극 (21, 22) 사이의 전압에 따라 표시 소자 (70)의 투과율을 변조할 수 있다.

또한, 이러한 구성의 표시 소자 (70)에 있어서도, 상기 실시 형태 1과 같이 상전이 온도(전이점)보다 충분히 높은 온도에서는, 투과율을 변조시키기 위해서 필요한 전압이 커지지만, 전이점 바로 위의 온도에서는 0 내지 100 V 전후의 전압으로 충분히 투과율을 변조시키는 것이 가능하다.

또한, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은, 도 13(a)ㆍ(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 투명 전극 (21)ㆍ(22) 상에, 광 관능성의 관능기(이하, 광 관능기라 함)를 갖는 배향막 (23)ㆍ(24)(즉 광 관능기를 갖는 재료(화합물)로 이루어진 배향막(광 배향막))이 각각 설치되어 있는 구성을 가지고 있다.

본 실시 형태에서는, 유리 기판으로 된 투명한 2매의 기판 (1)ㆍ(2)의 대향면에 각각 ITO를 포함하는 투명 전극 (21)ㆍ(22) 및 폴리이미드를 포함하는 배향막 (23)ㆍ(24)를 형성함과 동시에, 두 기판 (1)ㆍ(2) 사이에 매질 A로서 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물을 각각 순서대로 30 중량％, 40 중량％, 30 중량％의 비율로 혼합하여 이루어지는 조성물을 포함하는 투명한 유전성 액체를 봉입하였다. 상기 유전성 액체는 113 ℃ 미만의 온도에서 네가티브형 네마틱 액정상, 그 이상의 온도에서 등방상을 나타내는 것이 확인되었다. 또한, 상기 표시 소자 (70)에서의 매질층 (3)의 두께는, 상기 기판 (1)ㆍ(2)의 대향면에 미리 플라스틱 비드를 산포해 둠으로써 5 ㎛가 되도록 제조하였다.

또한, 상기 배향막 (23)ㆍ(24)에는 미리 배향 처리를 실시해 두었다. 서로 배향 처리 방향은 반(反)평행으로 하고, 그의 방위는 편광판 흡수축과 45도 각도를 이루도록 하였다. 또한, 두 기판 (1)ㆍ(2)의 외측에는, 도 13(a)ㆍ(b)에 나타낸 바와 같이, 각각 편광판 (6)ㆍ(7)을 배치하였다. 이와 같이 하여 얻어진 표시 소자 (70)을 외부 가온 장치(가열 수단)에 의해 네마틱 등방상의 상전이 직상(直上) 근방 온도로 유지하고, 전계(전압) 인가를 행함으로써 투과율을 변화시킬 수 있었다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 두 기판 (1)ㆍ(2) 표면(상기 배향막 (23)ㆍ(24))에, 서로 편광이 평행인 편광 자외광 조사를 행하여 배향 규제력을 발현시킴으로써, 두 기판 (1)ㆍ(2)에서 서로 배향 규제력 방향(배향 처리 방향)이 평행하면서, 또한 각 화소 (71)에, 서로 배향 규제력 방향(배향 처리 방향)이 직교하는 2개의 도메인 D_MㆍD_M’(미소(微小) 영역)가 형성되도록 배향 처리를 실시하였다.

이에 의해, 각 화소 (71)에, 전계의 인가에 의해 발생하는 매질 A의 광학적 이방성의 방향이 서로 90도의 각도를 이루는 2개 이상의 도메인 D_MㆍD_M’(미소 영역)를 가지고, 각 도메인 D_MㆍD_M’의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방향과, 편광판 (6)ㆍ(7)의 흡수축 (6a)ㆍ(7a)가 이루는 각도가 각각 45도이면서, 각 도메인 D_MㆍD_M’의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방향이 서로 90도의 각도를 이루는 표시 소자 (70)을 제조하였다.

이와 같이 하여 제조된 (즉, 2 도메인 처리를 실시한) 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)의, 전계 인가시에서의 극각(極角) 60도 방향의 색을 관측한 결과, 모든 시각(시각 A’, B’, C’, D’, A, B, C, D)에 있어서 착색 현상은 관측되지 않았다.

한편, 비교를 위해, 도 15에 나타낸 바와 같이 두 기판 (1)ㆍ(2) 표면(상기 배향막 (23)ㆍ(24))에 한 방향의 배향 규제력을 발현시킴으로써, 두 기판 (1)ㆍ(2)에서 서로 배향 규제력 방향(배향 처리 방향)이 평행하면서, 또한 각 화소(화소 (81))이 1 도메인이 되도록 배향 처리를 실시하여 상기와 동일한 측정을 행하였다. 이 결과, 편광판 흡수축으로부터 45도를 이루는 방위에서, 청색 및 황색의 착색 현상이 관측되었다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 각 화소 (71)에, 전계 인가시에서의 매질 A의 광학적 이방성의 방향이 다른 2개의 도메인 D_MㆍD_M’가 존재하고, 각 도메인 D_MㆍD_M’의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방향과, 편광판 6·7의 흡수축 (6a)ㆍ(7a)가 이루는 각도가 각각 45도±10도 미만의 범위내이고, 각 도메인 D_MㆍD_M’의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방향이 서로 90도의 각도를 이루도록, 상기한 표시 소자 (70)에 있어서 각 화소 (71)내에, 서로 배향 방향이 90도 다른 배향 처리가 실시된 영역을 2개 설치함으로써, 투과율을 손상시키지 않고, 모든 방위에 대하여 착색 현상이 억제된 시야각이 넓은 표시 소자 (70)을, 전극 구조를 변경하지 않고 얻을 수 있다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 따르면, 도 14에 나타낸 바와 같이 미소 영역에 서로 배향 규제력 방향(배향 처리 방향)이 직교하는 2개의 영역(도메인 D_MㆍD_M’)를 형성하도록 상기 배향 처리가 실시된 배향막 (23)ㆍ(24)를 설치함으로써, 각 화소 (71)내에, 서로 배향 방향이 90도 다른 배향 처리가 실시된 영역을 형성할 수 있다.

또한, 상기 배향막 (23)ㆍ(24)는, 기판 (1)ㆍ(2) 중 하나 이상의 기판에 1개 이상 배치되어 있을 수 있고, 상기 배향막으로서는, 그의 배향 제어가 용이한 것으로부터 광 관능기를 가지고 있는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 또한, 상기 광 관능기로서는, 예를 들면 이량화 반응을 하는 신나메이트계, 칼콘계 등이나, 이성화 반응을 하는 아조계 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.

또한, 본 실시 형태에서도, 상기 실시 형태 1과 같이, 각 화소 (71)에서의 도메인수는 2개 이상 형성되어 있을 수도 있고, 육안의 오차를 고려하면, 각 도메인 D_MㆍD_M’의 전계 인가시에서의 광학적 이방성의 방향과, 상기 편광판 (6)ㆍ(7)의 흡수축이 이루는 각도는, 각각 약 45도 (바람직하게는 45도±10도의 범위내, 더 바람직하게는 45도±10도 미만의 범위내, 보다 더 바람직하게는 45도±5도의 범위내)일 수 있으며, 각 도메인 D_MㆍD_M’의 전계 인가시에서의 광학적 이방성의 방향은 서로 약 90도 (바람직하게는 90도±20도의 범위내, 더 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내, 보다 더 바람직하게는 90±10도의 범위내)의 각도를 이룰 수 있다.

또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 각 화소 (71)에 있어서 각 도메인의 비율은 상기 실시의 형태 1과 같고, 광학적 이방성의 방향이 다른 2개의 도메인의 경우 (면적합의 비율)이 1:9~1:1 (바람직하게는 1:1)인 것이 바람직하다.

〔실시 형태 3〕

본 발명의 다른 실시 형태에 대하여 도 16 및 도 17에 기초하여 설명하면, 이하와 같다. 또한, 본 실시 형태에서는 주로, 상기 실시 형태 1과 다른 점에 대하여 설명하기로 하고, 상기 실시 형태 1에서 이용한 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에는 동일한 번호를 붙이며, 그에 대한 설명을 생략한다.

도 16 및 도 17은 각각 본 실시 형태에 관한 표시 소자에 있어서의 각 화소의 전극 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

본 실시 형태에서는, 상기 실시 형태 1에 기재된 표시 소자 구조를 이용하여, 스위칭 소자, 신호선, 주사선, 대향 전극선을 설치함으로써 매트릭스상의 화소군을 형성하였다. 즉, 본 실시 형태에서는 빗형 전극 (4)ㆍ(5)로서 ITO를 사용하고, 선 폭 5 ㎛, 전극간 거리 5 ㎛, 매질층 (3)의 층 두께(즉, 기판 (1)ㆍ(2) 사이의 거리)를 10 ㎛로 하며, 매질 A로서 상기 화학식 1로 표시되는 펜틸시아노비페닐(5CB)을 사용하고, 외부 가온 장치(가열 수단)에 의해 상기 5CB를 네마틱 등방상의 상전이 직상 근방의 온도로 유지하며, 전계 인가를 행하여 투과율을 변화시킴으로써 표시를 행하였다.

본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은, 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 매트릭스상으로 배치된 복수개의 화소 (71)의 각 열 및 각 행에 데이터 신호선 (31)(SLv) 및 주사 신호선 (32)(GLw)가 각각 설치됨과 동시에, 각 화소 (71)내에, 빗형 전극 (4)를 포함하는 빗형상의 화소 전극과, 빗형 전극 (5)를 포함하는 대향 전극이 설치된 구성을 가지고 있다. 보다 구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은, 매트릭스상으로 배치된 복수개의 데이터 신호선 (31) 및 주사 신호선 (32)와, 상기 데이터 신호선 (31)과 주사 신호선 (32)와의 각 교차점에 대응하여 설치된 하나 이상의 TFT (33)(스위칭 소자)와, 이 TFT (33)에 접속된 빗형상의 화소 전극인 빗형 전극 (4)와, 상기 빗형 전극 (4)의 빗살 부분 (4a)ㆍ(4a) 사이에 설치하여, 상기 빗살 부분 (4a)와 교합(咬合)하도록 형성된 빗살 부분 (5a)를 갖는 빗형상의 대향 전극인 빗형 전극 (5)를 구비하고, 각 빗살 부분 (4a)ㆍ(5a)가, 각 화소 (71)내에, 두 빗형 전극 (4)ㆍ(5)에 의해 서로 90도의 각도를 이루는 전계가 인가되는 2개 이상의 도메인 D_MㆍD_M’를 형성하도록, 기판 (1)ㆍ(2)에 대략 평행인 면내에서, 각각 만곡각(굴곡각) 90도로 지그재그상(쐐기(楔)형 형상)으로 절곡되어 있는 구성을 가지고 있다.

이에 의해, 상기 실시 형태 1에서는, 각 화소 (71)내에, 빗형 전극 (4)ㆍ(5)를 포함하는 2개 이상의 전극쌍 (10)이 설치되고, 한쪽 전극쌍 (10)의 빗살 부분 (4a)ㆍ(5a)가, 각 화소 내에서 인접하는 다른 전극쌍 (10)에 있어서의 빗살 부분 (4a)ㆍ(5a)와는 90도의 각도를 이루도록 배치됨으로써, 상기 전극쌍 (10)에 의해 형성되는 2개 이상의 도메인 D_MㆍD_M’에서 서로 거의 직교하는 전계가 인가되도록 되어 있었지만, 본 실시 형태에서는, 각 빗살 부분 (4a)ㆍ(5a)가 각각 90도의 각도로 절곡되어 있음과 동시에, 각 빗살 부분 (4a)ㆍ(5a)가 서로 교합하도록 대향 배치되어 있음으로써, 빗살 무늬 전극 (4a)ㆍ(5a) 사이에 서로 거의 직교하는 전계가 인가되는 2개 이상의 도메인 D_MㆍD_M’(미소 영역)이 형성되도록 되어 있다.

즉, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)은, 각 빗살 부분 (4a)ㆍ(5a)가 각각 서로 90도의 각도를 이루는 굴곡부 (4a₁), (4a₂),… (4a_r)ㆍ(5a₁), (5a₂),… (5a_r)(r은 전계가 인가됨으로써, 각 화소 (71)내에 전계의 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 임의의 정수)를 포함하고, 굴곡부 (4a₁)ㆍ(5a₁)과 굴곡부 (4a₂)ㆍ(5a₂)에서 서로 거의 직교하는 방향이 서로 90도의 각도를 이루는 2개 이상의 도메인 D_MㆍD_M’가 설치되는 구성을 가지고 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 표시 소자 (70)도 또한 기판 (1)ㆍ(2)의 외측에 편광판 (6)ㆍ(7)이 설치되고, 이들 편광판 (6)ㆍ(7)은 서로 흡수축 (6a)ㆍ(7a), 즉 편광판 흡수축 방향이 직교하도록 형성되어 있으며, 각 편광판 (6)ㆍ(7)에 있어서의 흡수축 (6a)ㆍ(7a)와 빗형 전극 (4)ㆍ(5)에 있어서의 빗살 부분 (4a)ㆍ(5a)의 전극 신장 방향, 즉 각 굴곡부 (4a_r)ㆍ(5a_r)의 전극 신장 방향은 45도의 각도를 이루도록 형성되어 있다. 이 때문에, 각 편광판 (6)ㆍ(7)에 있어서의 흡수축 (6a)ㆍ(7a)는, 각 굴곡부 (4a_r)ㆍ(5a_r)의 전계 인가 방향에 대하여 45도의 각도를 이루도록 형성되어 있다.

본원 발명자들의 연구에 따르면, 이상의 구성에 의해서도, 투과율을 손상시키지 않고, 모든 방위에 대하여 착색 현상이 억제된 시야각이 넓은 표시 소자 (70)을 얻을 수 있음을 알았다.

또한, 도 16에 나타내는 전극 구조에 있어서는, 데이터 신호선 (31)과 화소 (71)내의 대향 전극, 즉 상기 데이터 신호선 (31)과 대향하여 설치된 빗형 전극 (5) 사이에, 큰 비표시 영역 (34)가 존재함을 알았다.

또한, 도 17에서는, 데이터 신호선 (31)을 직선으로 하지 않고, 화소 (71)내의 빗형 전극 (4)ㆍ(5)의 절곡과 평행하게 되도록 형성한 결과, 상기 비표시 영역 (34)는 대폭 감소하였다.

즉, 도 16에 나타내는 구조에서는 표시 영역이 30 ％ 정도이었던 것이, 도 17에 나타내는 구조를 적용함으로써, 표시 영역을 40 ％까지 상승시킬 수 있었다.

또한, 본 실시 형태에서는, 상기 빗형 전극 (4)ㆍ(5)의 빗살 부분 (4a)ㆍ(5a)가 데이터 신호선 (31)을 따라서 설치되고, 상기 데이터 신호선 (31)이 상기 빗살 부분 (4a)ㆍ(5a)의 형상을 따라서 지그재그상으로 절곡되어 있는 구성으로 만들었지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 상기 빗살 부분 (4a)ㆍ(5a)는 상기 주사 신호선 (32)를 따라 연장하여 설치될 수도 있으며, 상기 데이터 신호선 (31) 및 주사 신호선 (32)는, 그의 적어도 하나가 지그재그상으로 형성될 수 있다.

또한, 본 실시의 양태에서도, 상기 실시 형태 1, 2와 마찬가지로, 각 도메인 D_MㆍD_M’의 전계 인가시에 있어서의 광학적 이방성의 방향과 상기 편광판 6·7의 흡수축이 이루는 각도는 각각 약 45도 (45도±10도의 범위 내, 더 바람직하게는 45도±10도 미만의 범위내, 더 한층 바람직하게는 45도 ±5도의 범위내)인 것이 바람직하고, 각 도메인 D_MㆍD_M’의 전계인가시에 있어서의 광학적 이방성의 방향은 서로 약 90도 (90도±20도의 범위내, 더 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내, 한층 더 바람직하게는 90도 ±10도의 범위내)의 각도를 이루고 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 각 화소 (71)에 있어서 각 도메인 D_MㆍD_M’이 비율은 상기 실시의 형태 1,2와 마찬가지로, 광학적 이방성의 방향이 다른, 2개의 도메인 D_MㆍD_M’의 비율(면적합의 비율)이 1:9 ~ 1:1(바람직하게는 약 1:1)인 것이 바람직하다.

또한, 상기의 각 설명에 있어서는 주로 전계 인가시에 있어서의 각 도메인 D_MㆍD_M’의 광학적 이방성을 예로 들어 설명하나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 상기와 같이 전계의 인가에 의해 광학적 이방성의 정도가 변화하는 것이라면, 전계 인가시에 광학적 이방성을 나타낸 것이라도 전계 무인가시에 광학적 이방성을 나타낸 것일수도 있고, 광학적 이방성이 발현하고 있는 상태에 있어서, 각 화소 (71)에 매질 A의 광학적 이방성의 방향이 다른 적어도 2개의 도메인 D_MㆍD_M’가 존재한다면 좋다.

또한, 상기의 각 설명에 있어서는 주로 각 화소 (71) 내에 광학적 이방성의 방향이 같은 도메인이 2 종류 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 광학적 이방성의 방향이 같은 도메인이 2종류 이상 형성되어 있을 수 있다. 즉, 상기와 같이 각 도메인에 있어서 전계 인가시 또는 전계 무인가시에 있어서 상기 광학적 이방성의 방향과 상기 편광판 6·7의 흡수축 6a·7a이 이루는 각도는 약 45도 (45도±10도의 범위 내)인 것이 바람직하고, 각 도메인에 있어서 전계 인가시 또는 전계 무인가시에 있어서의 상기 광학적 이방성의 방향은 서로 약 90도 (90도 ± 20도의 범위 내)의 각도를 이루는 것이 바람직하나, 상기 실시의 형태 1에 있어서 예를 들어 도 20 내지 도 22에 나타낸 바와 같이, 상기의 각 각도는 각각 독립해서 45도 또는 90도 어긋나도 상관없다. 즉, 상기 기재로부터도 알 수 있듯이, 각 화소 (71)에 있어서의 매질 A의 광학적 이방성의 방향은 2방향만으로 한정되지 않고 상기와 같이 각 화소에 전계 인가시 또는 전계 무인가시에 있어서의 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 적어도 2개의 도메인 D_MㆍD_M’가 존재할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 각 화소 (71)에, 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 상기 매질 A의 광학적 이방성의 방향이 다른 2개 이상의 도메인 D_MㆍD_M’가 존재하고, 각 도메인 D_MㆍD_M’의 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 광학적 이방성의 방향과, 상기 편광판 (6)ㆍ(7)의 흡수축 (6a)ㆍ(7a)가 이루는 각도가, 상기한 바와 같이, 각각 45도±10도의 범위내, 바람직하게는 45도±10도 미만의 범위내이고, 각 도메인 D_MㆍD_M’의 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 광학적 이방성의 방향이, 상기한 바와 같이, 서로 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내의 각도를 이룸으로써, 경사 시각의 착색 현상을 서로 보상할 수 있고, 투과율을 손상시키지 않으며 시야각 특성을 크게 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 표시 소자는, 이상과 같이 전계의 인가에 의해 광학적 이방성의 정도가 변화하는 매질을 이용하여 표시를 행하는 표시 소자이고, 각 화소에, 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 2개 이상의 도메인이 존재함으로써, 구동 온도 범위가 넓고, 넓은 시야각 특성 및 고속 응답 특성을 구비하며, 또한 경사 시각의 착색 현상을 서로 보상할 수 있고, 종래보다 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 표시 소자는, 상기 한쌍의 기판 중 하나 이상의 기판에서의 상기 매질과의 대향면은 반대측에 배치된 편광판을 구비하고, 상기 각 도메인에 있어서의 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 상기 광학적 이방성의 방향과, 상기 편광판의 흡수축이 이루는 각도는, 45도±10도의 범위내인 것이 바람직하며, 45도±10도 미만의 범위내인 것이 보다 바람직하다.

즉, 상기 각 도메인에 있어서의 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 광학적 이방성의 방향은, 상기 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 45도일 때 최대 투과율을 제공한다. 따라서, 상기 각 도메인에 있어서의 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 광학적 이방성의 방향은, 상기 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 45도인 것이 가장 바람직하지만, 상기 각도가 45도일 때의 투과율을 100 ％라 하면, 거의 90 ％ 이상이면 육안으로는 최대 휘도를 가지고 있다고 느껴지기 때문에, 상기 각도는 35도≤θ≤55도의 범위내이면, 육안으로는 거의 최대 휘도 또는 최대 휘도에 가까운 휘도를 가지고 있다고 느껴진다. 그리고, 이 경우 특히 상기 각도가 35도<θ<55도의 범위내이면, 육안으로는 최대 휘도를 가지고 있다고 느껴진다.

따라서, 상기 구성에 따르면, 투과율을 손상시키지 않으며 시야각 특성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 2개 이상의 도메인에 있어서의 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 상기 광학적 이방성의 방향(도메인 방향)은, 서로 90도±20도의 범위내의 각도를 이루는 것이 바람직하고, 90도±20도 미만의 범위내의 각도를 이루는 것이 보다 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 투과율의 저하를 억제함과 동시에, 예를 들면 극각±60도의 범위내에서의 시야각 특성을 크게 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 각 도메인에 있어서의 전계인가시 또는 전계 무인가시에 있어서의 상기 광학적 이방성의 방향과, 상기 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 45도±10도의 범위내, 바람직하게는 45도±10도 미만의 범위내이고, 각 도메인에 있어서의 광학적 이방성의 방향이 서로 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내의 각도를 이룸으로써, 예를 들면 극각±60도의 범위내에서의 표시의 색 변화를 충분히 억제하여, 경사 시각의 착색 현상을 확실하게 보상할 수 있음과 동시에, 거의 최대 휘도가 유지된 밝은 표시를 행할 수 있기 때문에, 투과율의 저하를 느끼게 하지 않고, 시야각 특성이 보다 한층 크게 향상된 표시 소자를 제공할 수 있다.

또한, 상기 표시 소자에 있어서, 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 2개 이상의 도메인을 형성하는(도메인 분할함) 수단으로는 예를 들면 전계를 들 수 있다.

따라서, 상기 표시 소자는, 상기 각 화소에서 상기 매질에 대하여 상기 기판에 대략 평행인 전계를 인가하는 전계 인가 수단을 구비하고, 상기 전계 인가 수단은, 상기 각 화소에서 상기 매질에 대하여 부분적으로 다른 방향으로 전계를 인가하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 표시 소자는, 상기 기판에 대략 평행인 전계를 상기 매질에 인가하는 2개 이상의 전극쌍을 포함하는 전극쌍군을 각 화소 내에 가지고, 서로 인접하는 각 전극쌍은, 서로 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내의 각도를 이루는 전계를 상기 매질에 인가하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전극쌍은 각각 빗형상의 한쌍의 전극을 포함하고, 빗살 부분이 서로 맞물리는 방향에 대향하여 설치됨과 동시에, 상기 전극쌍군은, 각 전극쌍의 빗살 부분이, 인접하는 다른 전극쌍에 있어서의 빗살 부분과는 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내의 각도를 이루도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 표시 소자는, 매트릭스상으로 배치된 복수개의 화소의 각 열 및 각 행에 데이터 신호선과 주사 신호선이 각각 설치됨과 동시에, 각 화소 내에, 상기 기판에 대략 평행인 전계를 상기 매질에 인가하는 빗형상의 화소 전극과 대향 전극을 구비하고, 상기 빗형상의 화소 전극 및 대향 전극의 빗살 부분은, 상기 기판에 대략 평행인 면내에서 각각 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내의 각도로 지그재그상으로 절곡되어 있는 것이 바람직하다.

상기 각 구성에 따르면, 각 도메인의 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 광학적 이방성의 방향을, 용이하게 서로 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내에서 다르게 할 수 있기 때문에, 경사 시각의 착색 현상을 서로 보상할 수 있고, 투과율을 손상시키지 않으며 시야각 특성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 표시 소자는, 상기 데이터 신호선 및 주사 신호선 중 하나 이상이, 상기 화소 전극 및 대향 전극의 형상을 따라서 상기 기판에 대략 평행인 면내에서 각각 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내의 각도로 지그재그상으로 절곡되어 있는 것이 바람직하다.

상기 데이터 신호선 및 주사 신호선 중 적어도 하나가, 상기 화소 전극 및 대향 전극의 형상을 따라서 상기 기판에 대략 평행인 면내에서 각각 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 각도로 지그재그상으로 절곡되어 있는 것으로, 상기한 바와 같이 상기 빗형상의 화소 전극과 대향 전극의 빗살 부분을 지그재그상으로 형성함으로써 상기 빗형상의 화소 전극 및 대향 전극의 빗살 부분과 상기 데이터 신호선 및 주사 신호선 사이에 생기는 비표시 영역을 대폭 감소시킬 수 있어, 표시 영역을 크게 할 수 있다.

또한, 상기 표시 소자에 있어서, 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 2개 이상의 도메인을 형성하는 (도메인 분할함) 수단으로서는 상기 기판 표면의 배향 처리를 들 수 있다.

따라서, 상기 표시 소자는, 상기 각 화소 내에, 서로 배향 방향이 다른 배향 처리가 실시된 영역을 2개 이상 가지고 있는 구성일 수도 있다.

이 경우, 상기 표시 소자는, 각 화소 내에, 서로 배향 방향이 90도±20도 미만의 범위내에서 다른 배향 처리가 실시된 영역을 2개 이상 가지고 있는 것이 바람직하다.

상기 각 영역에서의 배향 처리의 배향 방향은, 서로 90도±20도의 범위내에서 다른 것이 바람직하고, 서로 90도±20도 미만의 범위내에서 다른 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 표시 소자는, 각 도메인에 있어서의 전계 인가시에서의 상기 광학적 이방성의 방향과, 상기 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 45도±10도의 범위내, 바람직하게는 45도±10도 미만의 범위내이고, 상기 각 화소 내에, 서로 배향 방향이 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내에서 다른 배향 처리가 실시된 영역을 2개 이상 가지며, 각 도메인의 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 광학적 이방성의 방향이 서로 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내의 각도를 이루는 것이 바람직하다.

또한, 상기 한쌍의 기판 중 하나 이상의 기판은 광 감응성 관능기를 갖는 배향막을 구비하고, 상기 배향막에 상기 배향 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.

상기 각 구성에 따르면, 각 도메인의 전계 인가시 또는 전계 무인가시에서의 광학적 이방성의 방향을, 용이하게 서로 90도±20도의 범위내, 바람직하게는 90도±20도 미만의 범위내에서 다르게 할 수 있기 때문에, 경사 시각의 착색 현상을 서로 보상할 수 있고, 투과율을 손상시키지 않으며 시야각 특성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 매질은 전계 무인가시에 광학적 등방성을 나타내고, 전계 인가시에 광학적 이방성을 나타내는 것일 수도 있다. 이 경우, 굴절률 타원체의 형상은 전계 무인가시에는 구형이고, 전계를 인가함으로써 타원으로 변화한다. 또한, 상기 매질은 전계 무인가시에 광학적 이방성을 나타내고, 전계 인가시에 광학적 등방성을 나타내는 것일 수도 있다. 이 경우, 굴절률 타원체의 형상은 전계 무인가시에는 타원이고, 전계를 인가함으로써 구형으로 변화한다.

상기 모든 구성에 있어서, 전계의 인가에 의해 전계 무인가시와 전계 인가시에 상기 매질의 굴절률 타원체의 형상을 변화시킬 수 있고, 광학적 이방성의 방향은 일정한 채로, 광학적 이방성(배향 질서도, 굴절률)의 정도를 변화시킴으로써 표시를 행할 수 있다. 따라서, 상기 모든 구성에 있어서, 전계 무인가시와 전계 인가시에 표시 상태가 다르고, 구동 온도 범위가 넓으며, 넓은 시야각 특성 및 고속 응답 특성을 갖는 표시 소자를 실현할 수 있다.

또한, 상기 매질은 전계 인가시 또는 전계 무인가시에 가시광 파장 미만의 규모에서의 배향 질서를 가지고 있는 것이 바람직하다. 즉, 상기 매질은 가시광 파장 미만의 규모에서는, 액체적인 등방상이 아니라 질서(질서 구조, 배향 질서)를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이 질서 구조가 가시광 파장 미만이면, 광학적으로는 등방성을 나타낸다. 따라서, 전계 인가시 또는 전계 무인가시에 배향 질서가 가시광 파장 미만이 되는 매질을 이용함으로써, 전계 무인가시와 전계 인가시의 표시 상태를 확실하게 다르게 할 수 있다.

또한, 상기 매질은 큐빅 대칭성을 나타내는 질서 구조를 갖는 것일 수도 있다.

또한, 상기 매질은 큐빅상 또는 스멕틱 D상을 나타내는 분자를 포함하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 매질은 액정 마이크로에멀젼을 포함하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 매질은 미셀상, 역미셀상, 스폰지상 또는 큐빅상을 나타내는 리오트로픽 액정을 포함하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 매질은 미셀상, 역미셀상, 스폰지상 또는 큐빅상을 나타내는 액정 미립자 분산계를 포함하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 매질은 덴드리머를 포함하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 매질은 콜레스테릭 블루상을 나타내는 분자를 포함하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 매질은 스멕틱 블루상을 나타내는 분자를 포함하는 것일 수도 있다.

상기한 물질은 모두 전계를 인가함으로써 광학적 이방성의 정도가 변화한다. 따라서, 상기한 물질은 모두 상기 매질로서 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 표시 장치는, 이상과 같이 본 발명에 따른 상기 표시 소자를 구비함으로써, 구동 온도 범위가 넓고, 광 시야각 특성 및 고속 응답 특성을 구비하며, 또한 경사 시각의 착색 현상을 서로 보상할 수 있고, 종래보다 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 표시 소자는 투과율을 손상시키지 않고, 모든 방위에 대하여 착색 현상이 억제된, 광 시야각 특성 및 고속 응답 특성이 우수한 표시 소자이고, 예를 들면 텔레비젼이나 모니터 등의 화상 표시 장치(표시 장치)나, 워드 프로세서나 퍼스널 컴퓨터 등의 OA 기기, 또는 비디오 카메라, 디지탈 카메라, 휴대 전화 등의 정보 단말 등에 구비되는 화상 표시 장치(표시 장치)에 널리 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 표시 소자는, 상기한 바와 같이 광 시야각 특성 및 고속 응답 특성을 가지고 있기 때문에, 큰 화면 표시나 동화상 표시를 행하는 표시 장치에도 적합하다. 또한, 본 표시 소자는 고속 응답성을 가지고 있기 때문에, 예를 들면 필드 시켄셜 컬러 방식의 표시 장치에도 바람직하다.

또한, 상기 실시 형태에서는 상기 매질 A의 광학적 이방성의 정도를 변화시키는 수단으로서, 주로 전계의 인가를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 전계를 인가하는 대신에 자장을 인가할 수도 있으며, 자장 인가시와 무 인가시로 광학적 이방성의 정도를 변화시킬 수도 있다.

즉, 외장으로서는 전장과 마찬가지로 자장도 이용가능하다. 자장 인가에 의해 매질 A의 광학적 이방성의 정도를 변화시키기에는, 매질 A의 자기 이방성을 이용한다. 따라서, 이 경우, 상기 매질 A로서는 자화율의 이방성이 큰 것이 바람직하다. 유기 분자의 경우, 자화율에의 기여의 대부분은 반자성 자화율에 의한 것이므로, 자계의 변화에 따라 π전자가 분자 내에서 환상으로 운동가능한 경우에, 그 절대치가 크게 된다. 따라서, 예를 들어 분자내에 방향환이 있는 경우에 자계의 방향에 대해서 방향환 (방향환의 열, 방향환 함유 사슬)이 수직으로 향하는 경우에 자화율의 절대치가 크게 된다. 이 경우, 방향환의 수평면 방향의 자화율의 절대치는 수직 방향의 자화율에 비해서 적기 때문에, 자화율의 이방성이 크게 된다. 따라서, 상기 매질 A로서는 분자내에 6원환 (예를 들어 벤젠환) 등의 환상 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 자화율의 이방성을 높이는 데에는 매질 A 내의 전자 스핀을 배열시키는 것이 바람직하다. 분자내에 N, O, NO 등의 유리기(라디칼)의 전자 스핀을 도입하는 것으로써, 분자가 안정한 스핀을 가질 수 있다. 이 경우 예를 들면 평면상의 공액계 분자를 겹쳐쌓음으로써, 스핀을 평행으로 배열시킬 수 있다. 이 경우 상기 매질 A로서는 예를 들어 중심의 코어 부분이 겹쳐쌓아 칼럼을 형성하고 있는 디스코틱 액정이 바람직하다.

상기 외장으로서 자장을 사용하는 경우, 예를 들어 상기 전극 4·5 등의 전계 인가 부재를 대신하여 상기 셀의 외측, 예를 들어 상기 표시소자 (70)의 외표면 등에 전자기석 등의 자계 발생 부재를 형성하는 등의 수법을 채용하는 등이면 좋다. 이와 같이, 상기 매질에 상기 전계를 대신하여 자계를 인가하는 것으로써, 상기와 마찬가지의 구동을 행할 수 있다.

또한 상기 외장으로서는 광을 이용할 수 있다. 이 경우의 광의 파장으로는 특히 한정되지 않으나, 예를 들어 Nd:YAG (이트륨 알루미늄 가넷) 레이져로 532nm의 광을 발진하는 상기 매질 A에 조사하는 것에 의하여 광학적 이방성의 정도를 변화시킬 수 있다.

이 경우에 사용할 수 있는 매질 A 로서는 특히 한정되지 않으나, 이 경우 광에 의한 커 효과를 이용하기 때문에, 광 조사에 의해 광학적 이방성의 정도가 변화하는 매질이 바람직하다. 또한, 상기 매질 A로서는 외장으로서 전장을 사용하는 경우와 마찬가지의 매질, 더 구체적으로는 상기 실시의 형태 1에 예시된 매질을 사용할 수 있다.

또한, 상기 외장으로서 광을 사용하는 경우, 상기 매질 A 중에 색소가 소량 포함되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 상기 매질 A, 구체적으로는 상기 액정성 물질에 색소를 소량 첨가함으로써, 색소를 첨가하기 전에 비해서 광학적 이방성의 정도의 변화가 커진다. 상기 매질 A 중에 있어서의 색소의 함유량은 0.01 중량% 이상, 5중량% 미만인 것이 바람직하다. 상기 함유량이 0.01중량% 미만이면, 색소의 양이 적어지고 그 효과를 충분히 발휘하는 것이 가능하지 않다. 한편, 상기 함유량이 5중량%이상이면, 여기광이 색소에 흡수되어 버린다.

이 경우, 상기 매질 A로서는 예를 들어 상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물 (액정성 물질)을 들수 있다. 상기 액정성 물질은 매질 A로서 그대로 사용할 수 있고, 상기 액정성 물질에 색소를 가하여 사용할수 있다.

<화학식 1>

상기 색소로서는 특히 제한되어 있지 않으나, 색소의 흡수역이 여기광의 파장에 있는 것이 바람직하고 예를 들어 하기 화학식 (8)로 표현되는 화합물 (1-아미노-안트로퀴논 (이하, "1AAQ"로 칭한다), 알드리치 제조)를 첨가할 수 있다.

상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물 ("5CB" (펜틸시아노비페닐)에 대하여 상기 "1AAQ"를 이들 "5CB" 및 "1AAQ"로 이루어진 매질 A 중의 함유량이 0.03중량%로 되도록 첨가한 것으로서 여기광에 의한 광학적 이방성의 정도의 변화는 상기 "1AAQ"를 첨가하기 전에 비해서 10배 정도 커졌다.

즉, 본 발명에 따른 표시 소자는, 하나 이상이 투명한 한쌍의 기판과 이 한쌍의 기판 사이에 개재되고, 외장의 인가에 의해 광학적 이방성의 정도가 변화하는 매질을 구비하며, 각 화소에, 외장 인가시 또는 외장 무인가시에서의 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 2개 이상의 도메인이 존재하는 것일 수도 있다.

상기 표시 소자에 있어서, 상기 각 도메인으로 광학적 이방성을 발생시키는 수단으로서는, 상기와 같이 예를 들어 전계, 자장, 광 등을 들 수 있으나, 이 외에도 전계가 상기 표시 소자의 설계 및 구동 제어가 용이한 것이기 때문에 바람직하다. 따라서, 상기 표시소자는 외장 인가 수단으로서 예를 들어 전계 등의 전계 인가 수단이나 전자석 등의 자장 인가 수단 등을 구비할 수 있고, 상기 외장 인가 수단으로는 상기 표시 소자의 설계 및 구동 제어의 점에서 전계 인가 수단인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 외장 인가 수단으로는 외장의 인가 전후에서 상기 매질의 광학적 이방성의 정도를 변화시킬 수 있이면 특히 제한되지 않고, 상기 외장 인가 수단으로는 전극 등의 전계 인가 수단이나 전자석 등의 자장 인가 수단 외에 레이져 장치, 예를 들어 상기 Nd:YAG 레이져 등의 광조사 수단 (여기광 생성 수단) 등을 이용할 수 있다.

따라서, 본 발명에 있어서, 상기 표시 소자는 미리 기판 표면에 도메인 분할을 위한 배향 처리가 실시되어 있는 등, 각 화소에 외장 인가시 또는 외장 무인가시에 있어서 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 2개 이상의 도메인이 형성된 구성을 갖는 것이면 좋고, 표시 소자 자체가 상기 외장 인가수단을 구비하고 있는 필요는 반드시는 없다.

즉, 상기 외장 인가 수단은 상기 표시소자 자체가 구비하고 있을 수 있고, 상기 표시 소자와는 별개로 설치될 수 있다.

결국, 본 발명에 관한 표시 장치는 상기 외장 인가 수단이 설치된 표시 소자를 갖춘 것일 수 있고, 상기 표시 소자와는 별개로 상기 외장 인가 수단을 갖추고 있을 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 표시 장치는 본 발명에 관한 상기 표시 소자, 즉 각 화소에 외장 인가시 또는 외장 무인가시에 있어서 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 2개 이상의 도메인이 존재하는 표시소자와, 상기 표시소자에 있어서 매질에 외장을 인가하는 외장 인가수단을 구비하고 있는 구성을 가질 수 있다.

본 발명은 상술한 각 실시 양태로 한정되지 않고, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 다른 실시 양태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합하여 얻어지는 실시 양태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

또한, 발명의 상세한 설명의 항에서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는, 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 분명히 하는 것이고, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

본 발명에 따르면 매질에 있어서의 광학적 이방성의 정도의 변화를 이용하여 표시를 행한다. 따라서, 본 발명에 의하면 종래의 액정 표시 소자와 같이, 액정 고유의 점도가 응답 속도에 크게 영향을 미친다고 하는 문제가 없기 때문에, 고속 응답을 실현할 수가 있다. 또한, 본 발명의 표시 소자는 고속 응답성을 구비하고 있기 때문에, 예를 들면, 필드 시켄셜 칼라 방식의 표시 장치에 이용할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시의 한 형태에 관한 표시 소자에 있어서의 각 도메인의 전계 인가 방향과 편광판 흡수축 방향과의 관계를 설명하는 도면이다.

도 2(a)는 전계 무인가 상태에 있어서의 상기 표시 소자의 주요부의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 2(b)는 전계 인가 상태에 있어서의 상기 표시 소자의 주요부의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 3(a)는 전계 무인가 상태에 있어서의 상기 표시 소자의 매질을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 3(b)는 전계 인가 상태에 있어서의 상기 표시 소자의 매질을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 4는 상기 표시 소자에 있어서의 인가 전압과 투과율과의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 5(a)는 본 실시의 형태에 관한 표시 소자의 전계 무인가 시에 있어서의 매질의 평균적인 굴절률 타원체의 형상 및 그 주축 방향을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5(b)는 본 실시의 형태에 관한 표시 소자의 전계 인가 시에 있어서의 매질이 평균적인 굴절률 타원체의 형상 및 그 주축 방향을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5(c)는 종래의 TN 방식의 액정 표시 소자의 전계 무인가 시에 있어서의 매질의 평균적인 굴절률 타원체의 형상 및 그 주축 방향을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5(d)는 종래의 TN 방식의 액정 표시 소자의 전계 인가 시에 있어서의 매질이 평균적인 굴절률 타원체의 형상 및 그 주축 방향을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5(e)는 종래의 VA 방식의 액정 표시 소자의 전계 무인가 시에 있어서의 매질이 평균적인 굴절률 타원체의 형상 및 그 주축 방향을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5(f)는 종래의 VA 방식의 액정 표시 소자의 전계 인가 시에 있어서의 매질이 평균적인 굴절률 타원체의 형상 및 그 주축 방향을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5(g)는 종래의 IPS 방식의 액정 표시 소자의 전계 무인가 시에 있어서의 매질이 평균적인 굴절률 타원체의 형상 및 그 주축 방향을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5(h)는 종래의 IPS 방식의 액정 표시 소자의 전계 인가 시에 있어서의 매질이 평균적인 굴절률 타원체의 형상 및 그 주축 방향을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 6은 도 1에 나타내는 표시 소자에 있어서의 2 개의 도메인에 있어서 광학적 이방성이 발현하는 방위가, 편광판 흡수축의 한편에 각각 ±θ의 각도에 존재하였을 때의 투과율을 나타내는 그래프이다.

도 7은 액정 마이크로 에멀젼의 역미셀상 혼합계의 일례를 나타내는 모식도이다.

도 8은 액정 마이크로 에멀젼의 역 미셀 상 혼합계의 다른 예를 나타내는 모식도이다.

도 9는 리오트로픽 액정상의 분류도이다.

도 10은 비교예에서 사용한 표시 소자에 있어서의 각 도메인의 전계 인가 방향과 편광판 흡수축 방향과의 관계를 설명하는 도면이다.

도 11(a)는, 종래의 SIPS 모드에 있어서 「<」의 글자 형상의 전극을, 인접하는 도메인끼리의 전계 인가 방향이 90 도의 각도를 이루도록 설치한 경우에 있어서의 액정 분자의 회전을 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 11(b)는, 종래의 SIPS 모드에 있어서 「<」의 글자 형상의 전극을, 인접하는 도메인끼리의 전계 인가 방향이 35 도의 각도를 이루도록 설치한 경우에 있어서의 액정 분자의 회전을 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 12는 본 실시의 형태에 관한 반사형의 표시 소자에 있어서의 주요부의 개략 구성의 일례를 표시하는 단면도이다.

도 13(a)는 전계 무인가 상태에 있어서의 본 실시의 다른 형태에 관한 표시 소자의 주요부의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 13(b)는 전계 인가 상태에 있어서의 본 실시의 다른 형태에 관한 표시 소자의 주요부의 개략 구성을 모식적으로 표시하는 단면도이다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시의 형태에 관한 표시 소자에 있어서의 1 화소 중의 각 도메인의 배향 처리 방향을 설명하는 도면이다.

도 15는 종래의 표시 소자에 있어서의 각 화소의 배향 처리 방향을 설명하는 도면이다.

도 16은, 본 발명의 또 다른 형태에 관한 표시 소자에 있어서의 각 화소의 전극 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 17은 본 발명의 또 다른 형태에 관한 표시 소자에 있어서의 각 화소의 전극 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 다른 평면도이다.

도 18은 1 화소 중에 전계 인가에 의하여 발생하는 매질의 광학적 이방성의 방향이 다른 두개의 도메인을 형성하는 경우와, 도메인 분할을 하지 않는 경우에서 경사 시각의 색도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.

도 19는 색도 및 Y값의 측정에 사용한 각 셀의 각 화소에 있어서, 각 도메인의 전계인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위끼리 이루는 각도, 및 각 도메인의 전계 인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위와 각 편광판 흡수축이 이루는 각도를 나타낸 설명도이다.

도 20은 색도 및 Y값의 측정에 사용하는 각 셀의 각 화소에 있어서, 각 도메인의 전계인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위끼리가 이루는 각도, 및 각 도메인의 전계인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위와 각 편광판 흡수축이 이루는 각도를 나타낸 설명도이다.

도 21은 각도 및 Y값의 측정에 사용하는 각 셀의 각 화소에 있어서, 각 도메인의 전계인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위끼리가 이루는 각도, 및 각도메인의 전계인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위와 각 편광판 흡수축이 이루는 각도를 나타낸 또 다른 설명도이다.

도 22는, 색도 및 Y값의 측정에 사용하는 각 셀의 각 화소에 있어서, 각 도메인의 전계인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위끼리가 이루는 각도, 및 각 도메인의 전계인가에 의해 발생하는 광학적 이방성의 방위와 각 편광판 흡수축이 이루는 각도를 나타내는 또 다른 설명도이다.

도 23은, 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 표시소자를 사용한 표시장치의 요부의 개략 구성을 나타낸 블록도이다.

도 24는 도1에 나타난 표시소자에 있어서 전계 인가시의 한 분자의 굴절율 타원체의 형상을 나타낸 모식도이다.

도 25는 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 도 1에 나타낸 표시소자에 있어서의 각 화소의 전극 구조를 모식적으로 나타낸 평면도이다.

Claims (25)

1. 적어도 한쪽이 투명한 한쌍의 기판과,

   이 한쌍의 기판 사이에 협지되어 전계의 인가에 의해 굴절률 타원체의 형상의 변화에 의한 광학적 이방성의 정도가 변화하는 매질을 구비하며,

   각 화소에, 전계 인가 시 또는 전계 무인가 시에 있어서 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 상이한 2 개 이상의 도메인이 존재하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 2 개 이상의 도메인에 있어서의 전계 인가 시 또는 전계 무인가 시에 있어서의 상기 광학적 이방성의 방향이 서로 90 도±20 도의 범위 내의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
3. 제2항에 있어서, 상기 기판에 대략 평행인 전계를 상기 매질에 인가하는 2 개 이상의 전극쌍으로 이루어지는 전극쌍군을 각 화소 내에 갖고, 서로 인접하는 각 전극쌍은 서로 90 도±20 도의 범위 내의 각도를 이루는 전계를 상기 매질에 인가하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
4. 제3항에 있어서, 상기 전극쌍이 각각 빗살 형상의 한쌍의 전극으로 이루어지고, 빗살 부분이 서로 맞물리는 방향으로 대향하여 설치됨과 동시에, 상기 전극쌍군은 각 전극쌍의 빗살 부분이, 인접하는 다른 전극쌍에 있어서의 빗살 부분과는 90 도±20 도의 범위 내의 각도를 이루도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
5. 제2항에 있어서, 상기 각 화소 내에 서로 배향 방향이 90 도±20 도의 범위 내에서 상이한 배향 처리가 실시된 영역을 2 개 이상 갖고 있는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
6. 제1항에 있어서, 상기 2 개 이상의 도메인에서 전계 인가 시 또는 전계 무인가 시에 있어서 상기 광학적 이방성의 방향이 서로 90 도±20 도 미만인 범위 내의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
7. 제1항에 있어서, 상기 각 화소에 있어서 상기 매질에 대하여 상기 기판에 대략 평행인 전계를 인가하는 전계 인가 부재를 구비하고, 상기 전계 인가 부재는 상기 각 화소에 있어서 상기 매질에 대하여 부분적으로 상이한 방향으로 전계를 인가하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
8. 제1항에 있어서, 상기 각 화소 내에 서로 배향 방향이 상이한 배향 처리가 실시된 영역을 2 개 이상 갖고 있는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
9. 제8항에 있어서, 상기 각 영역에서의 배향 처리의 배향 방향이 서로 90 도±20 도의 범위 내에서 상이한 것을 특징으로 하는 표시 소자.
10. 제8항에 있어서, 상기 각 영역에서의 배향 처리의 배향 방향은 서로 90 도±20 도 미만의 범위 내에서 상이한 것을 특징으로 하는 표시 소자.
11. 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 기판 중, 적어도 한쪽의 기판에 있어서의 상기 매질과의 대향면과는 반대측에 배치된 편광판을 구비하고, 상기 각 도메인에서 전계 인가 시 또는 전계 무인가 시에 있어서의 상기 광학적 이방성의 방향과 상기 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 45 도±10 도의 범위 내인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
12. 제11항에 있어서, 상기 각 도메인에서 전계 인가 시 또는 전계 무인가 시에 있어서의 상기 광학적 이방성의 방향과 상기 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 45 도±10 도 미만의 범위 내인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
13. 제1항에 있어서, 상기 매질이 전계 무인가 시에 광학적 등방성을 나타내고, 전계의 인가에 의해 광학적 이방성을 나타내는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
14. 제1항에 있어서, 상기 매질이 전계 무인가 시에 광학적 이방성을 나타내고, 전계의 인가에 의해 광학적 등방성을 나타내는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
15. 제1항에 있어서, 상기 매질이 전계 인가 시 또는 전계 무인가 시에 가시광 파장 미만의 스케일에서의 배향 질서를 갖는 것을 특징으로 표시 소자.
16. 제1항에 있어서, 상기 매질이 큐빅 대칭성을 나타내는 질서 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
17. 제1항에 있어서, 상기 매질이 큐빅상 또는 스멕틱 D상을 나타내는 분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
18. 제1항에 있어서, 상기 매질이 액정 마이크로에멀젼을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
19. 제1항에 있어서, 상기 매질이 미셀상, 역미셀상, 스폰지상, 또는 큐빅상을 나타내는 리오트로픽 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
20. 제1항에 있어서, 상기 매질이 미셀상, 역미셀상, 스폰지상, 또는 큐빅상을 나타내는 액정 미립자 분산계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
21. 제1항에 있어서, 상기 매질이 덴드리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
22. 제1항에 있어서, 상기 매질이 콜레스테릭 블루상을 나타내는 분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
23. 제1항에 있어서, 상기 매질이 스멕틱 블루상을 나타내는 분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
24. 적어도 한쪽이 투명한 한쌍의 기판과,

    이 한쌍의 기판 사이에 협지되어 외장의 인가에 의해 굴절률 타원체의 형상의 변화에 의한 광학적 이방성의 정도가 변화하는 매질을 구비하고,

    각 화소에, 외장 인가시 또는 외장 무인가 시에 있어서의 상기 매질의 광학적 이방성의 방향이 상이한 2 개 이상의 도메인이 존재하는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.