TW200809353A - Optically isotropic liquid crystal materials and display apparatus using the same - Google Patents

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Shintaro Takeda
Osamu Itou
Masaki Matsumori
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Hitachi Displays Ltd
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200809353 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一楂具有光學等向性之液晶材料的結構， 進而關於一種使用該液晶材料之液晶顯示面板及液I顯示 裝置之結構。 、 ' 【先前技術】 由於近年來液晶面板製造技術之進步，正逐漸採用液晶 9 顯示元件作為先前由顯像管占主導之電視用顯示器。: 前’作為液晶顯示元件，已知有扭轉向列（TN，Twisted Nematic)顯示方式，然而於該方式中存在對比度、视角特 性及響應特性之提高之課題。尤其於電視用途中，上述特 性大幅差於顯像管，故而業界強烈期望改善該等特性。作 為用以改善上述對比度與視角特性之液晶顯示元件的方 式，例如已知有橫向電場切換（橫電場）顯示方式（以下稱作 「IPS(In plane switching)方式」）、多象限垂直配向顯示 # 方式（以下稱作「VA(Vertical Alignment)方式」）。該等方 式與TN方式相比，可大幅改善視角與對比度。 然而，於IPS、VA方式中，液晶層係光學單軸媒體，故 •而會於透過率中產生視角依存性。進而，如下述非專利文 獻1所揭示般，向列型液晶材料呈現出因分子之熱搖動而 引起之光散射。於IPS、VA方式中，在未施加電壓時呈黑 顯示故而即使呈黑顯示，但在，原理上亦無法避免因該光 散射所引起之漏光而導致之對比度降低。如上所述之光學 異向性及光散射之課題，係使用向列型液晶材料之顧示裝 121090.doc 200809353 置所固有的問題。 對此’近年來已知具有光學三維或二維等向性之液曰 稱作「等向性液晶」)之材料。該等向性液晶且有；
未對―時，液晶分子之排;;:: "維等向，藉由施加電壓而可於電壓施加方向引 起複折射性。就近年來所報告之等向性液晶材料而言，作 為具有二維等向性者’有近晶藍相、膽固醇藍相。又，作 為具有二轉向性者，有㈣形（Bent-Core)構造。香萑开, 構造錢液晶化合物相對於基板呈垂直配向者，於未施^ 電壓時，於液晶層之面内具有等向性。其他已知有立方體 相、近晶Q相、微胞相、逆微胞相、或海緯相等。 、田於:述非專利文獻2、非專利文獻3中，揭示有擴大先前 溫度範圍極窄而難以實現為裝置之藍扭的溫度範圍。又， 於下述非專利文獻4中，揭示有香蕉形構造之光學雙軸性 等、等向性液晶材料及其性質。又，於下述非專利文獻 5非專利文獻6中，揭示有使用等向性液晶之顯示裝置， :下述非專利文獻7中揭示有等向性液晶所必須之電場強 度。 ' 進而，於下述專利文獻丨中揭示有使用等向性液晶之液 晶面板的具體電極構造等。 [專利文獻1]日本專利特開2006-3840號公報 [非專利文獻1] W. η· de Jeu著，石井力、小林駿介譯: 液晶之物理、90-94頁 [非專利文獻2] Harry J. Coles，nature，436卷、997-1000 121090.doc 200809353 頁，2005年 [非專利文獻3]吉澤篤及其他，Journal Of Materials Chemistry，15 卷、3285-3290 頁，2005年 [非專利文獻 4] Bharat R. Acharya 及其他，LIQUID CRYSTALS TODAY, VOL.13, Νο·1，1-4，2004年 [非專利文獻5]菊池裕嗣，Advanced Materials，17卷、 96-98頁，2005年 [非專利文獻6]竹添秀男及其他，日本應用物理學會 志，45卷、L282-284 頁，2006年 [非專利文獻7] M. Manai及其他，Physica B，368卷、 168-178頁，2005年 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 如上所述，雖可明確等向性液晶與先前液晶不同之性 質，但並未充分討論適用該液晶材料之裝置構造。 本發明之目的在於實現用以將等向性液晶有效應用作裝 置之最佳電極構造、像素設計等。 [解決問題之技術手段] 本申請案之發明例如係藉由以下方法而實現。 本發明所採用之液晶顯示裝置之結構具有第一基板、第 二基板、上述第一基板及上述第二基板所具備之偏光板、 配置於上述第一基板與上述第二基板之間之液晶層、以及 上述第一基板所具備之像素電極及共通電極，且上述液晶 層具有自光學等向性狀態藉由施加電壓而產生光學異向性 I21090.doc 200809353 =質’上.述像素魅及上述共通電極之其卜者形 梳齒狀，而另一者形成A单 # 為 7成為千板狀，错由於上述像素電極與 尸:、之間產生之電位差而對上述液晶層施加電 二又’本發明所採用之液晶顯示裝置之結構為，上述第 配置成矩陣狀之複數個像素，對應於上述複數 之母，個而配置上.述像素電極、上述共通電極、及 Α、θ曰體。又’本發明所採用之液晶顯示裝置之結構 上述第一基板具有保護膜，上述保護膜係配置於上述 Γ基板上所配置之電財的最接近於上顧晶層之電極 夜晶層之間。又’本發明所採用之液晶顯示裝置之 :構為’於上述第—基板配置表面膜，上述表面膜係以接 觸於上輕晶層之面之方式而配置，上述表面膜具有繼 =以下之大小的週期性構造V本發明所採用之液晶顯示裝 置之結構為’上述像素電極形成騎齒狀，而上述共通電 極形成為平板狀，且於各上述複數個像素中，上述像素電 極具有88度以上92度以下方向之不同的2個梳齒形狀。 又:本發明所採用之液晶顯示裝置之結構為，上述液晶層 係藉由熱交聯反應而獲得的。 [發明之效果] 藉由使用本發明，可實現傕用笠A U 曰 只兄便用專向性液晶之高品質之液 晶顯示面板以及液晶顯示裝置。 【實施方式】 以下，依次說明適合於等向性液晶之結構。 [裝置之基本結構] 121090.doc 200809353 首先’就使用等向性液晶之情形時之基本裝置構造加以 說明。 液晶顯示裝置係使配置於夾持液晶之基板上的像素電 極、共通電極間產生電場’並使該電場強度發生變化，、藉 • «舰晶4之光學n此處，等向性液晶於未施力^ . μ時為光學等向性’藉由施加m.於㈣施加方向引起 複折射性。由於該性質，為控制等向性液晶之透過率，而 鲁 必須將上下偏光板配置成正交偏光，並施加液晶面板之面 内方向（橫方向）的電場。因此可認為，使用等向性液晶之 液晶面板基本上可適用IPS方式之電極構造。 其次，於先前以IPS方式而使用之向列型液晶中，藉由 對液晶層施加大致數伏特/μπ1&右之電場強度，而可進行 顯示。另一方面，如上述非專利文獻7所揭示般，對於等 向性液晶而言，必須施加數十伏特/μη1或以上之強電場。 因此，為使用等向性液晶進行良好之顯示，必須設為對通 • 常1以方式之電極構造進行了改良之產生更強電場之元件 結構。 就該觀點而言，將適合於等向性液晶之裝置構造示於圖 1、圖 2 〇 • 圖1係表示顯示元件内之像素群之結構的一例。影像信 號線DL之影像信號經由由閘極信號線gl所控制之薄膜電 晶體TFT而供給至像素電極ρχ。藉由於該像素電極ρχ與共 通電極CT之間形成電場並驅動液晶層而進行顧示。 圖2表示圖1之Α-Α’線之剖面圖。於具有彩色濾、光片cf之 121090.doc -10- 200809353 上側二板伽2上配置'黑矩陣BM，以遮斷不需要之漏光。 又，衫色慮光片CF為使於橫方向鄰接之像素為彼此不同之 顏色’而分別為不同的顏色。另一方面，下側基板咖 於各像素中具有形成為平板狀之共通電極„。於共通電極 CT上設置有絕緣膜GI1，並以對應於每—像素之共通電極 C之門之方式而设置影像信號線DL。進而於該影像信號 線上設置保護膜PAS，並於其上配置像素電極ρχ。共通電 極CT於透明顯示用元件中例如係由如ιτ〇之透明電極所形 成。於反射用途之情形時係使用金屬層。像素電極ρχ形成 於保護膜PAS上’且於透過顯示用元件中例如係由如ΙΤ0 之透明電極所形成。又’—對基板SUB1、s聰分別具有 偏光板PL1、PL2 ’且以使偏光板PL1與偏光板似之吸收 軸(透過軸)相互為正交偏光之方式而配置。藉由該結構， 於未施加電壓時，液晶層為等向性故而呈黑顯示，而於施 加電壓時’於電塵施加方向引起複折射性，故而呈白顯 示°再者’為香1形構造之二維等向性液晶時，相對於基 板具有.縱配向作為初期配向，然而由於三維等向性液晶2 不具有初期配向’故而無須於液晶層之兩面配置配向：。 以上’於圖1、圖2所示之像素構造中，將像素電極 ρχ、共通電極ct配置於下側基板SUB1，藉由該像素電極 PX、共通電極CT之間之電位差而可對液晶層施加具有橫 方向成分之電場EL。此處’像素電極卩又形成為梳齒狀（手 指狀），共通電極CT形成為平板狀（平面狀）。自剖面觀察 之圖2中，像素電極PX具有多數個線狀部分，其之間成= 121090.doc -11 · 200809353 :像素電極PX間露出共通電極CT之區域。藉此，形成來 象：电極PX之電場終止於共通電極CT之路徑上的電場 EL’藉由該電場而驅動液晶層之液晶分子，藉此實現圖: 顯示。藉由使用如此之電極構造，與使像素電極、共通電 $兩者均為梳齒形狀之電極結構相比，—般而言可縮短兩 . =極間之電場距離:。如上述所示，等向性液晶必須強於先 月J之向列型液晶之電場’而藉由該電極構造可增強同一施 • 加電壓下之電場，從而可控制等向性液晶。 [保護膜之結構] 藉由上述結構’可對等向性液晶施加強電場。然而，於 ^用三岭向性液晶之情料，由於不需要配向膜，故而 取表面之f極與液晶層會直接接觸H结構下對液晶層 施加強電場時，有可能會導致液晶中之雜質不均勻地存: 於電極·液晶界面，從而引起保持降低或由此造成的閃爍 等顯示不良。 _ 為解決該問題，本討論採用圖3之結構。於圖3令，於具 有彩色濾光片CF之基板SUB2與具有像素電極ρχ及共通電 極CT之基板sub 1之間配置液晶層Lc，此點與圖2相同。 另一方面’於像素電極1>又與液晶層LC之間設置保護膜 PAS2，此點與圖2之結構不同。以下，詳細說明本討論。 使用厚度0.7 mm且表面經研磨之玻璃基板作為基板 SUB1及基板SUB2。於基板SUB1上形成薄膜電晶體，並配 置像素電極PX、共通電極（：7、影像信號線DL。像素電極 PX共通電極CT係將:IT0圖案化而形成。絕緣膜GI包含氮 121090.doc -12- 200809353 化石夕，膜厚.設為0.3 μηι。與上述[裝置之基本結構]項目同 ;像素电極ΡΧ圖案化成梳齒狀，其縫隙之間隔設為5 _此處，於形成像素電極找之過程令，形成電極厚度 ()勺為70 nm之電極薄膜。將如此之像素構成為包含 1〇24X3(對應於R、G、B)根信號電極與76S根掃描電極之陣 列形狀’形成1024x3x768個之主動矩陣基板。同樣，於另 -個形成有彩色濾光片CF之基板sum之表面，藉 影钱刻法、姓刻處理而形成包含樹月旨之柱狀隔片。‘ 繼而，該等2張基板咖、咖中，於咖之形成像 素電極ρχ的面上，藉由CVD而形成膜厚25〇·且包含氮化 石夕之保護膜PAS2。再去，仅吃时Ώ A。 再者保濩膜PAS2亦可利用其他盔機 膜或有機膜而製作M呆護膜PAS2之膜厚必須設為可防止盘 液晶之導通之厚度。使如此而製作《一對基板咖了 腕相對向’於周邊部塗佈密封劑’組裝成液晶單元。 :為封入液晶單元内之液晶層LC的材料，係使用下述組成 文獻2所揭示之構造1所示的化合物、隔 =基 9、11之3種分別以以叫之比率而 組成物。作為手性材，將Μ⑽ChemieaIwf造 咖以使螺旋構造之選擇反射中心波長成為紫外 域之方式混合數％。藉由該材料，可獲得於室溫附 近=之溫度_呈現出光學等向性（膽㈣藍相）之等向 =液晶。又’液晶組成物係於真空中封入單元，並利用包 1外線硬化型樹脂之㈣劑進行密封而製作液晶面板， 騎之液晶層IX的厚 121090.doc -13- 200809353 者’作為此時所使用之液晶材料，並不限定於此次所使用 之液晶材料。例如，亦可使用如非專利文獻5所揭示之液 曰曰組成物所記載的，如包含Chisso公司製造之液晶材料JC_ 1041XX、Aldnch公司製造之液晶材料4_cyan〇-4，· pentylbiPhenyl(5CB)& Merck公司製造之手性劑 ZU4572之
液晶組成物般，可呈現光學等向藍相之液晶材料。除了該 材料以外，只要是於未施加電壓時呈現光學等向特性，而 於施加電壓時呈現光學異向性之媒體，則同樣亦可使用。 藉由採取以上結構，於使用三維等向性液晶之液晶裝置 結構中，可抑制保持率之降低，可防止閃爍等顯示不良。 [具有週期性構造之表面膜之結構] 已知，二維等向性液晶於未施加電壓時具有等向三維週 期構造。根據通常之結晶構造之晶格常數程度，該週期構 ^係可見光之波長程度者，係—種結晶之狀態。若對如此 之構的液BB。卩分地施加強電場，則週期構造會變形，自 遲滯狀態漏光’從而引起對比度降低。即，藉由上述[裝 置之基本構造]的電極構造，可對等向性液晶施加強電 場’然而於施加電場時會因對液晶層施加部分強電場，而 導致週期性構造變形，而於未施加電壓之狀態時，液晶層 有時會難以恢復至光學等向性狀態。為解決如此之問題， 本討論採用圖4所示之結構。於圖4中，除了取代圖3中之 保護膜PAS2而形成表面膜SL以外，以與上述[絕緣膜之結 構]項目相同之步驟製作液晶顯示裝置。 此處較理想的是 表面膜SL係以接觸於液晶層lc下面 121090.doc -14- 200809353 之方式而配置’且於表面具有週期性構造之膜。於液晶層 二中之靠近像素電極ΡΧ之區域中，等向性液晶之遇期構 造之變形尤為嚴重。然而，如本討論所示，藉由配置具有 週期性構造之表面膜SL，表面膜仏與液晶層^之界面的 相互作用可提高等向性液晶之週期構造的保持力，可降低 配向不良。 曰作為等向性保持膜AL之具體例，考慮如用於向列型液 ， 曰曰之配向膜者。於本討論中，係藉由Si〇2斜向蒸鍍而形成 表面膜SL，但亦可形成聚醯亞胺膜，再藉由對該聚釀亞胺 膜進行摩擦處理而形成。於此情形時，於像素電極ρχ上印 刷形成聚醯胺酸清漆溶液，於22〇t燒成3〇分鐘，形成约 WO nm之聚醯亞胺膜。其後進行摩擦操作，於聚醯亞胺膜 表面Π又置週期構造，藉此完成表面膜。進而，亦可不 進行摩擦處理，而藉由光照射於膜上設置週期構造。再 者了有忒週期性構造之表面膜SL與向列型液晶之情形不 \ 同，並非用以使液晶層具有初期配向之膜。因此，無須於 液曰曰層之上下界面兩方配置膜，僅設置於下側基板SUB1 上即可。 藉由知用以上結構，接觸於液晶層LC之下側界面的表 面膜SL發揮幫助保持等向性液晶之週期構造的作用，可防 '属光對比度降低。再者，於圖4中係於像素電極ρχ上 接形成表面膜SL，但亦可如圖5所示，介隔保護膜pAS2 而形成表面膜SL。 圖6〜圖1〇係表示使用熱可塑性樹脂之pMMA作為等向性 121090.doc -15-
200809353 保持膜AL之情形時之結構。於該結構中，利用圖6〜歸8之 程序製作等向性保持膜AL。首先，於設置於基板s ub」上 之絕緣膜GI2上塗佈PMMA ◊其後，加熱至2〇〇〇c，使 PMMA軟化，並接觸、加壓以電子束描繪技術另行製作之 模具MO，藉此使PMMA膜變形，於該狀態進行冷卻，直 至PMMA硬化為止將其，放置。其飛，剝離模具，於 ΡΜΜΑ表面形成粗度7〇麵、高度2〇〇麵之柱（柱狀構造），、 製作等向性保持膜AL。 為防止因光之干涉所引起之著色，較理想的是，等向性 保持膜AL之週期構造係以可見波長以下（彻⑽以下）之週 :由柱或助(壁構造)所形成，其構件只要是熱可塑性樹 脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等樹脂則無任何限制。 又，作為等向性保持膜AL表面之週期性構造，如圖9所 不，有凹凸向-方向成排之形狀、尤其係四角柱之構造。 如圖10所不’有圓柱之構造，然而柱之形狀即便為圓 柱：二角柱、四角柱，或圓錐、三角錐、四角錐等形狀， 或半球狀’只要料構造物係可於可見光之波長以下形成 有週期性秩序者即可。 [電極形狀之結構] :予=性保持膜之結構]之項目中，作㈣ 缺、：構&之方法’敍述了摩擦處理或光照射處 ^而’於表面膜此配置於像素電極PX之正上方之情 形時’必須討論伴隨摩捧 厚^一戈先-射之處理的殘像不良。圖 Η係放大表不圖4之保護膜PAS、像素電極ρχ、表面祕 I21090.doc -16- 200809353 =的圖。此處，若像素電㈣χ之端部之角度 成:附近之表面膜SL無法實施均勻之摩擦處理，從而开: 成亚未附加週期性遽 两屯 … 構造之不良部Di。像素電㈣之端邱 附近的區娀於备；^^ ^ 4於角度㊀較大之情形時易於集中電場，表面膣 SL之作用變得尤^ 面膜 甘 ，、要。因此，由於產生不良部DI而導致 ^^^也改善液晶層向光學等向性狀態恢復之難度。為 錐^問題’如圖12所示’可將像素電極PX之端部加工成 ’^场狀。即’藉由緩和端部之角度，可獲得改善摩擦之 Μ性’進而改善端部附近之電場集中，降低對等向性液 晶施加部分強電場之效果。藉由將端部角度Θ設為〇度 <Θ<45度之範圍内，可較好地發揮如此之效果。 、另一方面，於對表面膜SL進行光照射之情形時，如圖Η 或圖14所不，照射光111^於像素電極PX之端部反射，該反 射光會照射至等向性保持膜之表面。於此情形時，受到反 射光照射之區域，受到反射光與直接照射之照射光UL的2 重照射，從而形成週期性構造錯亂之不良部DI。為防止如 此之2重照射’可於設像素電極ρχ之端部之角度為@，像 素電極ΡΧ之高度為χ，表面膜SL之厚度為y之情形時，以 滿足y>x/2sin20(45度<@<9〇度）之關係之方式設置θ、X、 y藉由以上述方式進行設定，如圖15所示，可避免圖 13、圖14之兩圖之2重照射，而使等向性保持膜之功能良 好。 [多域之結構] 於本討論中，就使用等向性液晶之液晶裝置的多域構造 121090.doc -17- 200809353 加以說明。 單轴性之光學異向性媒體具有延遲之角度依存性。因 此，於液晶顯示裝置之法線方向明顯示呈白色之情形時， 於傾斜方向有延遲增大而呈現為黃色之方位、或者延 少而呈現為藍色之方位。因此，如圖16所示，若丨像素/内 之像素電極PX所設之梳齒方向（縫隙/s之方向）單_，則=
在會根據觀察方向而產生著色之間題。為改善如此之視I 特性’有以於施加電場時形成配向方向不同之2個部分 之方式而設計像素電極之技術。若於施加電場時於丨像5素 内形成配向方向不同之2個領域’則視角方向上之著色會 因加法混色而平均化’故而藍色與黃色混合而接近白色 為形成如此之2個領域，如圖17所示，可設置縫隙s之方向 不同的2個區域。其原因在於，藉由以上述方式進行气 計’可形成施加於像素電極Ρχ、共通電極CT之間之= 方向不同的2個區域。此處’於2個域之配向方向為9〇: 時’可使著色最佳平均化，從而消除視角依存性。另—= 面’於使用先前之向列型液晶時，考慮到液晶層之初期配 向的影響或液晶分子之旋轉方向，縫隙8之方向設計為自 像素電極PX之短軸方向（像素之短軸方向）偏移不足1〇度之 方向。艮P，與各域相對應之縫隙s的方向係彼此之間^ 不足20度之方向。 另-方面，就等向性液晶考慮’其具有下述性質：於未 施加電壓時為三維或二維光學等向，而當施加電場時，'則 僅於其方向產生複折射。因此’於施加電壓時呈現出光學 121090.doc 18 200809353 單軸性，與向列型液晶同樣於透過率中產生視角.之依存 性。進而，由於等向性液晶並不存在光學異向性之某初期 配向’故而在沿電場方向配向方面與向列型液晶不同。 根據以上方面，使用圖18〜圖22說明最適合於等向性液 晶之多域構造。圖18表示一像素内之像素電極ρχ、共通電 極CT之結構。於該結構中係以如下方式而設計，即，於— 像素内具有2個域，且2個域之梳齒（縫隙s)之方向係相對 於像素電極ρχ之短軸方向（像素之短軸方向）而偏移45度方 向及偏移135度方向的方向。如此，藉由以使2個縫隙§之 方向彼此成90度之方式進行収，對偏移9()度之梳齒形狀 的像素電極PX與共通電極CT之間施加電場，可將2個域之 等向性液晶設為彼此偏移9〇度之配向方向。又，對於設置 於液晶面板上下之偏光板而言，必須以使各自之透過轴方 向正交，且使各自之透過軸方向自縫隙s之方向偏移牦度 或13 5度之方式而設定。 再者，於貫際之電極設計中會產生稍許誤差，但只要使 縫隙S之方向處於彼此成^度“上％度以下之範圍内（其他 角度W又疋亦同樣，只要處於士2度之範圍内），則亦可獲得 大致同樣之效果。 另方面，於上述結構中，於像素電極ρχ内配置傾斜 45度、135度方向之縫隙s，故而產生新的下述問題··尤其 ;象素電極ρχ之角附近無法形成充分長之縫隙$的構造， 無法有效應用像素内。為改善該問題，可設為圖19所示之 象素構、。於该構造中’藉由於一像素内形成分別平行於 121090.doc •19· 200809353 ::電極ρχ或共通電極CT之長邊、短邊之縫隙s，而實 1構k。猎此，可將2個域中之等向性液晶的配向方向 ::為90度’並且可形成可有效應用像素内之梳齒形狀。 。邛，於該結構中，2個域之液晶配向方向相對於像素電 … ^PX之短轴方向（像素之短軸方向）分別為0度與90度之方 進而，作為圖18、圖19之結構的變形例，亦可考慮圖 _ 之，素構造。於圖2G中，將像素電極PX自身之形狀彎折成 v子型，成為與設定為45度方向及135度方向之縫隙s之形 Γ相對應的形&。藉由設為如此之像素電極PX的形狀，與 圖18之結構相比，無須製作縫隙8之較短區域而可有效應 用像素内。又，與圖19之結構相比，具有可減少像素電: PX内之縫隙s之端部的優點。由於在縫隙s之端部未形成 均勾之横電場，故而產生平行於偏光板之吸收轴方向的配 向成分，無法將配向變化用於透過率變化，從而導致透過 | 率降低。因此，藉由減小導致不良影響之縫隙8之端部的 結構，而可提高透過率。又，於圖21之結構中，相對於圖 2〇之結構而採用使像素電極PX及縫隙s之彎折部分彎曲的 構造。作為等向性液晶之性質，可考慮顯示出彈性體性之 舉動。因此，若於2個域之邊界部配向方向變化不連續地 產生，則有可能會產生向錯。為抑制該向錯之產生，於圖 21中，將像素電極PX及縫隙S之V字型彎曲部設為連續之 彎曲形狀，從而可使配向方向之變化連續。再者，於圖 20、圖21之結構中採用以下結構，即，與將像素電極px設 12109D.doc -20、 200809353 :折:t之”形狀相應地，共通電極,CT亦設為v字型之 弓、/。.但是’於'^、型用液晶顯示裝置之情形時等， 於並未將共通電極對應於 像I而分離之結構中，共通 、!11 :折構造。又，於圖2_ 二了之v子型之彎曲部亦設為彎曲形狀，而可進一步 提尚效率.。 ® 22表示使用圖2〇或 2 件—結構1=^=料示元 閘極信號線GL所控制之薄膜電 τ ^虎經由由 寻胰冤SB體TFT而供給至像素電極 動、夜m素電極ρχ與共通電贈之間形成電場，並驅 ^:日層，精此進行顯示。此處4於將像素電極ρχ及共 像4ΐΓιΓ工成¥子型之¥折形狀’故而較理想的是，影 “虎線DL亦設為以沿像素電極^及共通電極 而折彎的形狀。藉由钟兔‘ ^ Η <化狀 隙之顯示元件。為如此之形狀，可實現像素間無間 [液晶材料之構成] 於本討論中，就對液晶裝置之適應性較高之等向曰 材料的構成、及使用該材料之裝置構造加以說明。 作為等向性液晶材料中，於未施加電壓時呈三維光學等 :之材料’已知有南分子穩定化型之藍相。作為高分、 ”目，已知有：使用化學式卜化學式3所表示之非液 曰一曰性:體、化學式4所表示之液晶性單體、及化學式 不之父聯劑、化學式6所表示之光聚合起始劑，對爷等B: 射紫外線（uv)而使該等光交聯，藉此獲得之最終之°等向: 121090.doc -21 · 200809353 液晶材料。 [化1]
化學式1 [化2] 或/及
化學式2 [化3] 或/及
Ο 化學式3 [化4]
化學式4 121090.doc -22- 200809353 [化5]
化學式5 [化6]
G 1 化學式6 然而’若考慮將如此之液晶材料應用於液晶裝置之情 形’則會產生問題。圖23表示將上述化學式1〜化學式6之 材料混合，並封入液晶單元後之顯示元件。液晶層LC配置 於具有彩色濾光片CF之基板SUB2、與具有共通電極CT及 像素電極PX之基板SUB1之間。此處，為使液晶層^光交 聯，而必須自基板SUB1或SUB2側照射紫外線uv，然而彩 色渡光片CF等並不透過紫外線UV，故而會產生以下問 題’即，於液晶單元之整個面或一部分，.紫外線uv無法 到達至液晶層LC。 為解決該問題，考慮以下述方式構成等向性液晶材料。 於本討論令採用下述結構：使用化學式7〜化學式9所表 示之非液晶性單體、化學式所表示之液晶性單體、及^ 121090.doc -23- 200809353 學试11所表示之環氡系熱交聯材，藉由熱交聯而獲得化學 式12〜化學，式16所表示之等向性液晶材料。 [化7]
化學式7 [化8] 或/及 化學式8 [化9] 或/及
化學式9 [化 10]
化學式10 12I090.doc -24- 200809353 [化 11]
[化 12] ⑩ / Η Η -f—G—C~R—C——C——N- TH2 I 1 H2 1 \ OH OH H\ 化學式12 [化 13]
ch3 化學式13 [化 14] 或/及
化學式14 121090.doc -25- 200809353 [化 15] 或/及
化學式15 [化 16]
化學式16 R"=碳數2〜1 〇之烷基直鏈或具有碳數2〜i 〇之烷基直鏈的甲 氧基 x=氫、氟、甲基、乙基、氰基、甲氧基、乙醯基、羧酸 基中之任一者及該等之混合物 或/及 R ==CniH(2m+l) m = 5 〜10 首先，混合上述化學式7〜化學式9、化學式10所表示之 化合物並封入液晶單元，接著封入化學式i i所表示之熱交 聯材。其後藉由以約50度加熱2小時而使其等熱交聯，可 獲得化學式12〜化學式16所表示之化合物。藉由採用該結 構’無須進行光照射而可生成等向性液晶材料，可勢成實 現性較高之液晶裝置構造。 t 進而，如本討論所示，於使用熱交聯性 夜晶材料時， 121090.doc -26* 200809353 藉由、於夾持液晶材料之基板上以聚醯亞胺樹脂形成薄膜， 可製成熱交聯分子牢固地固著於基板上且圖像之殘像得到 降低之液晶裝置。圖24表示該結構。於圖24中，液晶層LC 配置於具有彩色濾光片CF之基板SUB2與具有共通電極ct 及像素電極:PX之基板SUB1之間，此處相同，但於上下基 板與液晶層LC所接觸之面土 置聚醯亞胺樹脂薄膜p〇之 處不同。
藉由採用該結構，可獲得降低圖像之殘像 '因殘像引起 之顯示不均之效果。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之[裝置的基本結槔]之圖。 圖2係表示本發明之[裝置的基本結構]之圖。 圖3係表示本發明之[保護膜的結構]之圖。 圖4係表示本發明之[具有週期性構造之表面膜的結構] 之圖。 圖5係表示本發明之[具有週期性構造之表面膜的社 之圖。 · 圖6係表示本發明 之圖。 圖7係表示本發明 之圖。 圖8係表示本發明 之圖。 之[具有週期性構造之表面膜的結構] 之[具有週期性構造之表面膜的結構] 之[具有週期性構造之表面膜的結構] 圖9係表示本發明之[具有週期性構造之表面膜的結構] 121090.doc -27· 200809353 之圖° 結構] :。係表示本發明之[具有週期性構造之表面膜的 圖11係表不本發明之『 方之[電極形狀的結構]之圖。 圖12係表示本發明之[電極形狀的結構]之圖。 圖13係表示本發明之[電極形狀的結構]之圖。 圖14係表示本發明之『 \月之[電極形散的結構]之圖。 係表示本發明之[電極形狀的結構]之圖。 圖16係表示本發明之[多域的結構]之圖。 圖17係表示本發明之[多域的結構]之圖。 圖18係表示本發明之[多域的結構]之圖。 圖19係表示本發明之[多域的結構]之圖。 圖2〇係表示本發明之[多域的、纟_之圖。 圖21係表示本發明之[多域的結構]之圖。 圖22係表示本發明之[多域的結構j之圖。 :23係表示本發明之[液晶材料的構成]之圖。 圖2:係表示本發明之[液晶材料的構成]之圖。 PX 像素電極 CT 共通電極 CL 共通信號鍊 GL 閘極信號線 TFT 薄膜電晶體 dl 影像信號線 121090.doc -28^ 200809353 CF 彩色濾光片 BM 黑矩陣 SUB1、SUB2 基板 PL1 、 PL2 偏光板 GI 絕緣膜 PAS卜 PAS2 保護膜 EL 電場 LC 液晶層 SL 表面膜 MO 模具 D1 不良部 UL 照射光 S 缝隙 uv 紫外線 ΡΌ 聚醯亞胺樹脂薄膜 121090.doc -29-

Claims (1)

  1. 200809353 十、申請專利範圍： 1 · 一種液晶顯示裝置，其包含： 第一基板、第二基板； 上述第一基板及上述第二基板所具備之偏先板' 配置於上述第一基板與上述第二基板之間之液晶層 以及 曰 上述第一基板所具備之像素電極及共通電極；且
    2. 3· 上述液晶層具有自光學等向性狀態藉由施加電M而產 生光學異向性之性質； 之其中一者形成為梳齒 上述像素電極及上述共通電極 狀，而另一者形成為平板狀； 藉由於上述像素電極與上述共通電極之間產生之電位 差而對上述液晶層施加電場。 如請求項1之液晶顯示裴置，其中 上述第一基板具有配置成矩陣狀之複數個像素； 對應於上述複數個像素之每一個而配置上述像素電 極、上述共通電極、及薄膜電晶體。 如請求項1之液晶顯示裝置，其中 上述第一基板具有保護膜； 上述保護膜係配置於上述第-基板上所配置之電極中 的最接近於上述液晶層之電極與上述液晶層之間。 4·如請求項1之液晶顯示裝置，其中 於上述第一基板配置表面膜； 上述表面膜係以接觸於上述液晶層之面之方式而配 121090.doc 200809353 置·； 上述表面膜具有4〇〇 nm以下之六小的週期性構造。 5·如請求項2之液晶顯示裝置，其中 上迷像素電極形成為梳齒狀，而上述共通電極形成為 平板狀；
    於各上述複數個像素中，上述像素電極具有88度以上 92度以下方向之不同的2個梳齒形狀。 如5月求項1之液晶顯示梦署 丁裝置，其中上述液晶層係藉由熱 交聯反應而獲得的
    121090.doc
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