TW201100931A - Liquid crystal display element using nematic liquid crystal - Google Patents

Description

201100931 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用 其係關於一種低電力消耗、 顯示元件。 向列液晶之液晶顯示元件，尤 高清晰之使用向列液晶之液晶 【先前技術】 習知，作為行動電話等手掊 寸t符終鈿機之顯示元件，主要 使用向列液晶之液晶顯示元件發趣i你帝威 开發揮其低電壓驅動、低電力 消耗特性而得以應用，伴隨近年來手持終端機之急速普 及，其生產量不斷擴大。同時要求顯示料（字元）數之 增加·#更尚度之顯示性能。另—古；, y 另方面’作為手持機器，必 須維持或延長將電池作為雷湄 ρ勹电原之連續使用時間，因此需要 不僅以上述高清晰化為代表 q丨〜衣i顯不性能之尚度化，而且低 電力消耗亦同時達成之技術。 作為此種技術之-，提出有多種使用具有即使於將施 加於液晶顯示元件之電壓切斷之情形時亦保持顯示之顯示 記憶特性之液晶顯示元件的技術。藉由利用此種顯示記憶 特性’於不變更顯示内容之情形時理論上可將消耗電力設 為〇’又’於變更顯示内容之情形時可僅對成為其對象之像 素施加電壓而變更顯示内容，因此可降低消耗電力。此外， 於單純矩陣驅動習知之扭轉向列（Twisted Nematic，ΤΝ) 方式或超扭轉向列（Super Twisted Nematic , STN )方式之 情形時’ W所周知’ g]佔空比之限制而使可顯示之像素 201100931 數存在上限’但藉由利用記憶特性可消除該像素數之限制。 ,t為使用具有此種顯示記憶特性之向列液晶之習知技 衧之’、體例’例如提出有：⑴將向列液晶與經實施微細 之光栅處理之液晶配向層組合而成者（參照下述專利文獻 )，（2)藉由將具有由在兩個分別不同之方向具有液晶 配向限制方向之副區域（複數個區域）所構成之配向圖案 的配向層用於基板表面，而利用該表面多重配向穩定性者 (參照下述專利文獻2) ; (3)於上述⑺之技術中，將 可重寫之光配向膜材料組合而成者等。 [習知技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本特表平號公報 [專利文獻2]國際公開第02/006887號 [專利文獻3]曰本特開2007-193085號公報 [專利文獻4]日本特開2002-287377號公報 [非專利文獻] 〇

I" I L非專利文獻 1] J. Niitsuma et al·，Applied Physics

Letters，92, 241 120 (2008) [非專利文獻 2]m. O' Neill et al., Journal of Physics D: Applied Physics, 33 (2000), R67-R84 [非專利文獻3]宇佐美清章等人，2008年曰本液晶學 會討論會講演論文集，3cl2，pp. 1 12 (2008) [非專利文獻 4] S. Song et al.，Japanese Journal of Applied Physics, 37 (1998), pp. 2620-2624 201100931 j而’於習知技術中，上述（1 )之使用向列液晶與經 實施微細之光栅處理之液晶配向層者係利用彎電 (flexoelectric)效應而於直列（垂直）配向與混合配向之兩 個狀態間進行切換者，存在由於該混合配向而使顯示視角 特性於特定方向惡化之問題。此外，於該液晶顯示元件中， 為降低驅動電壓，需要彎電係數足夠大之液晶材料，但由 於此種液晶材料一般鮮為人知，故而實際上所使用之液晶 材料之彎電係數不充分，結果亦存在無法降低驅動電壓及 消耗電力之問題，無法進行廣泛之實用化。 又，於專利文獻2中，揭示有作為上述（2)之將具有 由，兩個分別不同4方向具有&曰曰曰配向限制彳向之副區域 (複數個區域）所構成之配向圖案的配向層用於基板表面 者：由該副區域（複數個區域）所構成之配向圖案之製作 方法。此處’揭示有經由將各個正方形之小區域之大小設 為約見方之方格（checkerb〇a⑷圖案之光罩，以下 述方式進行藉由利用布魯斯特（)角之 使水銀燈等紫外# .、择&炎 大· X件 紫外光昭2 線偏振紫外光…直線偏振 與 線偏光方向互相旋轉90度，同時使 照射區域，與白色相當之部二Λ第1次之偏振紫外 域。鈇而认七 第2 -人之偏振紫外照射區 ^然而，於該方法令，在第1 必須使弁I + μ ，、第2 -人之光照射期間， 1之開口部之位置關係如上 圖案之黑色12次變更為白色，因此：口 ： 1 -人為方格 白不同之2 ®此開口部必須進行黑、 片先罩之更換，或將同-光罩於水平、垂直方 201100931 向分別移動正方形之大小約lMm，或進行其中任一者，於 任一種情料，均要求該正方形之尺寸之小於約之定 位、對準精度，因此存在製作變得困難或裝置變得魔大之 實用上之問題。 於上述（3)之技術中，與上述（2)之技術同樣地， 將具有由在兩個分別不同之方向具有液晶配向限制方向之 副區域（複數個區域）所構成之配向圖案的配向層用於基 板表面，同時，為解決上述習知技術之製作上之問題，作 為具有配向圖案之配向層之製作方法’係使用藉由經直線 偏振之紫外光，向預先塗佈有對該光具有感光度之感光性 材料表面進行照射之所謂光配向法。此時，作為感光性材 料，係使用根據照射偏振光之偏光方向而決定之液晶配向 '限制方向可藉由複數次之偏振光照射而重設（重寫）之材 料。藉由使用該可重寫之光配向膜材料，可僅進行丨次經 由光罩之偏振紫外光照射，結果，可不需要進行上述（2 ) 之第1次與第2次之間的光罩圖案單位之精密的光罩 U 位置對準。 然而’偏振紫外光照射本身仍必須進行變更其直線偏 光方向之2次照射◦進而，如上述非專利文獻丨所示，為 了以充分之精度進行使用# m程度之間距之光罩的圖案 化，必須遍及基板整體，使光罩與基板間之間隙（gap )密 著為數百nm以下而曝光。遍及顯示區域整體而均勻地進行 此種高精度間隙控制較為困難。 如上所述，於習知技術，使用向列液晶之液晶顯示元 201100931 件’難以簡便地製作並提供兼具藉由記憶特性之低電力消 耗化與寬視角顯示之液晶顯示元件。 本發明黎於上述情況，目的在於提供一種可簡便製 作，兼具記憶特性與寬視角顯示特性，高清晰、寬視角且 低電力消耗之使用向列液晶之液晶顯示元件。 【發明内容】 本發明為達成上述目的，提供如下使用向列液晶之液 晶顯示元件。 [1]一種使用向列液晶之液晶顯示元件，具有：至少一 塊為透明之一對基板、配置於該一對基板間之液晶層、形 成於4 _基板之至少—塊基板之用以對該液晶層施加具 有大致平行於基板面之成分之電場的電極群、以及配置於 該液晶層與該-對基板之至少任—塊基板之間且於兩個方 向經液晶配向限制處理之配向層，其特徵在於：該配向層 之液晶配向限制處理’係將可賦予化學反應之光作為直線 偏振光對該基板表之㈣向層騎㈣之處理；該配 向層係由叙段共聚物材料形成，該嵌段共聚物材料係由藉 由遠直線偏振光照射而產生之兩個液晶配向限制方向互相 大致正交之兩種以上不同之聚合物單元所構成。 [2]如上述[1]之使用向列液晶之液晶顯示元件，其中， 省配向層之液晶配向限制處理，係取代將可賦予化學反應 之光作為直線偏振光對該基板表面上之該配向層進行照 射而將非偏振光作為自相對於基板法線傾斜之方向射入 201100931 之光而照射之處理；該配向層係由嵌段共聚物材料形成， 該嵌段共聚物材料係由藉由該直線偏振光照射而產生之兩 個液晶配向限制方向互相大致正交之兩種以上不同之光反 應性材料所構成。 [3] 如上述[2]之使用向列液晶之液晶顯示元件，其中， 該配向層之該兩種以上不同之光反應性材料係互相不相 容，且其嵌段共聚物顯現出微相分離圖案之兩種以上不同 之光反應性材料。

[4] 如上述⑴至[3]中任—項之使用向列液晶之液晶顯 示元件，其中，該兩個液晶配向限制方向於該基板面内大 致正交’ i至少一個液晶配向限制方向之自該基板面之預 傾角大致為〇度。 示 分 _ [5]如上述⑴至[4]中任—項之使用向列液晶之液晶顯

兀件’其中，1亥)夜晶層係由含有不對稱分子作為組 之液晶材料所構成 [6]如上述[1]至[5]中任—項之使用向列液晶之液 示元件，纟中’該液晶層係由其介電異向性之符號可：： 於=施加之交流電場之頻率而㈣正、負兩者 = 所構成。 （日日材枓 晶之液晶顯 #刀為梳齒 一 如上述⑴至[6]中任一項之使用向列液 不70件，其中，構成該電極群之電極之至少一 電極。 除該至少一部 [二二述⑺之使用向列液晶之液晶顯示元件，其中 …為梳齒電極之電極群以外，還具有配 201100931 該一對基板之各個基板上之成對電極。 …m如上述⑴至m中任-項之使用向列液晶之液晶顯 示元件，其中，於該一對基板之任一塊基板上配置有光反 射板。 no]如上述Π]至[3]中任-項之使用向列液晶之液晶顯 示元件，其中，該嵌段共聚物材料為聚苯乙烯_聚甲基丙烯 酸甲酯、聚苯乙烯-聚丁二烯、或聚苯乙烯_聚氧化乙烯。 【實施方式】 本發明之使用向列液晶 一塊為透明之一對基板、配 形成於該一對基板之至少一 具有大致平行於基板面之成 於該液晶層與該一對基板之 方向經液晶配向限制處理之 層之液晶配向限制處理係將 偏振光對該基板表面上之該 向層係由欲段共聚物材料形 由該直線偏振光照射而產生 大致正交之兩種以上不同之 (實施例） 之液晶顯示元件，具有：至少 置於邊一對基板間之液晶層、 塊基板之用以對該液晶層施加 刀之電％的電極群、以及配置 至少任一塊基板之間且於兩個 配向層，其特徵在於：該配向 可賦予化學反應之光作為直線 配向層進行照射之處理；該配 成’該嵌段共聚物材料係由藉 之兩個液晶配向限制方向互相 聚合物單元所構成。 以下，對本發明之實施形態進行詳細說明。 於本發明中，與作為習知技術之上述專利文獻3所揭 示者同樣地 將具有由在兩個分別不同之方向具有液晶配 201100931 向限制方向之副區域（複數個區域）所構成之配向圖案的 .配向層用於基板表面，作為具有該配向圖案之配向層之製 作方法，係利用藉由經直線偏振之紫外光照射的光配向 法，但為了解決該習知技術之製作上之問題，光配向膜材 料係使用由根據照射偏振光之偏光方向而決定之液晶配向 限制方向互相大致正交之兩種以上不同之光反應性材料所 構成之嵌段共聚物材料。 纟段共聚物係指冑2種以上之聚合物混合而成之聚合 物合金材料之一種，且所混合之不同種聚合物互相藉由共 4貝鍵而、’Ό 0者。作為聚合物之混合方法，有不同種單體隨 機聚合而成之隨機共聚物或不同種單體交替聚合而成之交 替％物„玄等隨機共聚物或交替共聚物有時用作液晶配 向膜聚合物材料，但本發明所使用之敌段共聚物與該等不 同。， 本發明之嵌段共聚物可藉由結合互相為不相容性之不 〇同種聚合物而產生相分離。所謂不相容性，係指不同種聚 合物並非均勻混合，而以不均勾之狀態（微相分離狀態） 互相混合之性質，根據不同種聚合物之組合與調配之比例 而自發地顯現出各種微相分離結構。作為此種自發地顯現 出微相分離結構之嵌段共聚物而眾所周知者，例如有上述 專利文獻4所揭示之聚苯乙烯-聚甲基㈣酸甲s旨、或聚苯 乙稀-聚丁二稀、聚苯乙稀_聚氧化乙稀等。相分離結構令之 各區域之丨互等週期尺寸可藉由改變聚合物鏈之長度，即分 子量，而於數十〜數百nm間任意地控制。又，即使於相分 201100931 離結構圖案中’亦可藉由搬段共聚物之嵌段組成比，而使 如圖1所不之（a)水珠圖案、（M隨機層狀圖案、（c) 條紋狀層狀圖案等變化。 本發明人等著眼於如下可能性：藉由使用該等嵌段共 聚物自發形成之相分離圖案’來取代上述專利文獻3中使 用光罩而製作之方格圖帛，從而可不使用光罩而形成微圖 案。因此’首先進行僅將圖案形狀由上述專利文獻3之方 格圖案變更為相分離圖案之以下確認實驗。 圖2係分別表示確認實驗中所使用之配向膜圖案與光 罩、及層狀圖案製作時所使用之光罩之圖案資料R1與R3 之示意圖。 將配向膜圖案（上段）及圖案化時所使用之光罩（下 段）之示意圖示於圖2 (a)〜（d)。圖2 (〇與（f)係 成為層狀圖案製作時所使用之圖案資料R1與R3之基的黑 白圖案。所製作之圖案為圖2(a)條紋狀（區域尺寸^m， l#m)、圖2(b)人字形（區域尺寸2/zm，1//m)、圖2 (c)隨機水珠（孔徑52〇nm)、以及圖2 ( d )嵌段共聚物 所形成之層狀圖案（R1與R3之2種，平均區域財分別 為。分別以與上述專利文獻3所示之方格圖 案相同之方法’製作具有正交之2種配向之微區域圖案。 使各光罩之透明/不透明之面積比為1:卜其原因在於，當 2種微區域之定錨能量達到大致相同時，於對角線方向會出 現雙穩配向。 於該實驗中，使用該非專利文獻i所示之包含偶氮基 12 201100931 之聚醯胺酸配向膜材料，對其使用紫外線照射裝置[三笠股 份有限公司，M-2L]。紫外光源為超高壓水銀燈[牛尾電機 股份有限公司，USH-250D]。自水銀燈發出之紫外光通過濾 光片（λ = 350〜425nm )與5 cm見方之偏光元件 (CODIXX，c〇l〇rPolUV375 )。偏振度為 > 15 : 1，照度光 均勻度於p 160mm内為±5%，光罩面之強度為6.2mW/cm2。 照射時間於第丨次、第2次時均為1〇分鐘。 圖3係條紋狀圖案雙穩單元之偏光顯微鏡像。線寬（區 〇 域尺寸）為（a) 2//m、（ b) 1 μ m、（ c) 0.5 a m，於其中 任一情形均可確認雙穩。切換電場與以相同條件製作之方 格圖案之雙穩單元相比，於（a )及（b )中略小。 圖4係人字形圖案雙穩單元之偏光顯微鏡像。線寬（區 域尺寸）為（a) 2#m、（b) l//m，分別表示雙穩。又， 與條紋狀圖案同樣，切換電場較小。 圖5係隨機水珠圖案雙穩單元之偏光顯微鏡像。其中， q表不（a ) H狀態、（b ) Η— T遷移狀態、（c ) τ狀態、（d ) τ Η遷移狀態，孔之直徑為52〇ηιη，達到雙穩。但於亮暗 狀二下刀別發現如燃燒般之現象。再者，各圖像左右之灰 色部表示電極（氧化銦錫，IT〇)之位置。 圖6係層狀圖案雙穩單元之偏光顯微鏡像。此處，（a ) 圖案Rl，區域尺寸(b)圖案R卜區域尺寸l#m; (C)圖案R3，區域尺寸(d)圖案R3，區域尺寸1 从m。如此，層狀圖案之結果全部達到雙穩。 根據以上之實驗結果可確認，作為光罩圖案之微相分 13 201100931 離圖案與上述專利文獻1 - 号〜又馱3所例不之方格圖案同樣地，可用 作顯現出液晶雙穩性之圖案。 此外，作為下一步驟，為使嵌段共聚物所示之微相分 離圖案表面本身作為液晶配向圖案而發揮作用，只要使構 成喪段共聚物之複數種聚合物分別為如上述專利文獻3所 例不之具有光反應性基之所謂光配向聚合物材料即可。 +此處，對該光配向聚合物材料之照射直線偏光方向與 藉此形成之液晶配向容易軸方向之關係進行說明。該兩個 方向如忒非專利文獻2等所揭示，根據光配向聚合物材料 之種類而有正交者或平行者，此外’根據照射時間或總照 射光量而有自正交向平行或向其相反方向變化者。例如， 自光配向聚合物材料中’選擇配向容易軸相對於照射直線 偏光方向而成為正交方向者與成為平行方向者來作為兩種 不同的聚合物’以適當之分子量使其結合為嵌段共聚物， 只要其形成微相分離圖案即可。為顯現出該微相分離圖 宏 ) 〇 ’、’/、要將不相容之材料加以組合，來作為構成該嵌段共 4物的配向容易軸相對於該照射直線偏光方向而成為正交 方向者與成為平行方向者的兩種不同之聚合物即可。 如此’使用將配向容易軸相對於照射直線偏光方向而 成為正父方向者與成為平行方向者之互相不相容的兩種不 同之聚合物結合為嵌段共聚物而成之光配向共聚物，形成 相私 '刀離圖案表面，然後對該表面整體一致地僅照射一次 i、線偏振紫外光，藉此如圖7所示意地表示，可於經二相 才目刀離之嵌段共聚物表面各個區域形成液晶配向容易軸正 14 201100931 交之微配向圖案。 亦即，將由該實驗發現之即使為包含隨機之微相分離 圖案之圖案亦可為液晶雙穩性之見解、及藉由光配向聚合 物之直線偏振紫外光照射而形成容易軸之特徵，盥嵌段並 聚物之相分離圖案自發形成加以組合，藉此可使用光罩，、 且僅進仃一次直線偏振紫外光照射，即可容易以較大面積 形成具有液晶雙穩性之配向圖案。 又’亦應注意以下方面。 (1 )於本發明之使用向列液晶之液晶顯示元件中，配 向層之液晶配向限制處理亦可為取代將可賦予化學反應之 光作為直線偏振光對基板表面上之配向層進行照射，而將 非偏振光作為自相對於基板法線傾斜之方向射入之光而照 射之處理，配向層係由後段共聚物材料形纟，該嵌段共聚 物材料係由藉由直線偏振'光照#而產生之液晶配向限制方 向互相大致正交之兩種以上不同之光反應性材料所構成。 (2)兩個液晶配向限制方向於基板面内大致正交且 至 >、個液a曰配向限制方向之自基板面之預傾角大致為〇 度。 (3 )液晶層係由含有不對稱分子作為組成成分之液晶 材料所構成。 (4 )又，液晶層係由其介電異向性之符號可依存於所 施加之交流電場之頻率而採用正、負兩者之液晶材料所構 成。 圖8係說明表示本發明之第1實施例之使用向列液晶 15 201100931 之液晶顯示元件之構成圖。 作為該圖所示之基板SUB1、SUB2,係使用2塊厚度為 1.1mm且表面經研磨之透明玻璃基板。於第1基板subi 上，藉由將形成於基板之由相同IT0 (氧化銦錫）所構成之 透明導電層圖案化而形成成對之第2梳齒電極EL2a及 EL2B，進而於其上形成由氮化矽所構成之膜厚6〇〇nm之第 1絕緣保護膜。同樣地，藉由在與第2梳齒電極EL2大 致正交之方向上，將形成於第i絕緣保護膜IL1上之由相同 ITO所構成之透明導電層圖案化而構成另一組第i梳齒電 極EUA及EL1B，進而於其上形成由氮化矽所構成之膜厚 細⑽之第2絕緣保護膜IL2。又，LCL為液晶層。上述梳 齒電極EU、EL2之電極長度方向若以圖中之座標系表示， 則分別為y轴、X軸方向。又，該等梳齒電極EL卜如之 電極寬度為6/zm，電極間距為m，圖中之梳齒間隙部之 數量為了簡單說明而示意性地分成3份來圖示，但實際之 元件中為8份。 其次，於第2絕緣保護膜IL2上，作為感光性材料，將 使含有全氟醚基之化合物[化u與含有苯二丙烯醯基之化合 物[化2]共聚合而成之嵌段共聚物[化3]溶解於四氫呋喃 中，獲得1%溶液，塗佈於基板表面後，於1〇〇t下進行 分鐘之溶劑去除而獲得緻密之感光性膜。 [化1] H〇^CFr〇-[CFrCFr〇 幵吟吋 ％， 16 201100931 [化2]

OCNXSr°iRi ^^叫吟听妨诗。γ^〇4-κχτοΉ) 〜R— 83 宮—〇姑0〜 ❹ [化3] 父·Hud—o〜 於上述肷段共聚物[化3]内，中央部之全氟醚基及其兩 端之胺基曱酸酷西;7 # # ^ — 配位基部位如上述非專利文獻3所報告， 藉由直線偏振I外光照射而於偏光方向與平行方向顯現出 液曰曰配向I易轴。另—方面’上述部位之更外側之Κ所表 2之具有苯二丙烯醯基之部位如上述非專利文獻4所報 口藉由直線偏振紫外光照射而於偏光方向與正交方向顯 現出液日日日配向容易軸。因此，後段共聚物[化3]係由賦予相 對於照射直線偏光方向而互相正交之液晶配向容易轴的兩 個不同部位所構成。此外，丧段共聚物[化3]之全I趟基部 位對於其他烴部位不相|，因&該喪段共聚物[化3]自發地 表現出類似於圖7之微相分離圖案。再者，該嵌段共聚物[化 3]之各個部位之分子量係調整為如圖7所示之微相分離圖 案之二相相分離區域之面積大致相等，並且其平均線寬約 為70〇nm。又，該等兩個部位之液晶配向定錨力係藉由調節 17 201100931 [化1]之p與q之比率、或[化2]之炫基鏈長m等，而 大致相同程度。 =者，本發明所使用之嵌段共聚物及構成其之各個聚 口物f“又’與[化3]所示者同樣地，只要為液晶配向容易軸 相對於直線偏光方向而互相正交，且互相為不相容性而表 現出微相分離結構者，則可使用上述之例以外之任一者。 其後’將高壓水銀燈用作料光源，對基板整個面一 :地照射藉由利用布魯斯特角之偏光元件而成為直線偏振 紫外光者。此時膜面中之照射光強度約為79讀心2. $。 該偏振紫外光照射係以由其賦予之液晶配向之預傾角 大致為0度之方式，對基板面垂直射入。 再者，該等圖案形狀或照射光強度僅為—例，係根據 所使用之感光性材料或液晶材料之特性等而進行調整。上 述微相分離圖案之二相相分離區域各自之局部的配向限制 ::LAL1A、LAL1B若以圖8中之座標系所表示，則分別 設定為與X軸、y軸成大致45度角之方向。 如此所形成之將具有兩個液晶配向容易軸方向之區域 於基板面内配置複數個而成之配向層AL1，結果成為具有 圖中座標系X軸、y軸方向，即ALD1A、ALmB方向之兩 個方向之配向容易軸的配向層。 於另一基板SUB2上塗佈作為溶劑可溶型聚醯亞胺前 驅物之SE7210[日產化學工業股份有限公司製造]之溶液， 加熱至贿’放置30分鐘，去除溶劑而獲得緻密之聚酸 亞胺膜後，以安裝於摩擦輥上之拋光布對配向膜表面進行 18 201100931 摩擦處理，從而賦予具_ 8巾之座標轴之χ車由方向之 .ALD2所表示之單一配向容易軸之液晶配向能力。 然後，使該等2塊基板之各自之具有液晶配向能力表 面彼此相對向，並使由分散而成之球形聚合物珠粒所構成 之分隔件與周邊部之密封劑介於其中，從而組裝成單元。 繼而向β亥液晶單元之基板間，於真空下注入向列液 晶組成物ZLM535[美魯克股份有限公司製造](介電異向性 △ ε為正且其值為14·8，折射率異向性△ η為〇〇865 )，以 Θ由各外線硬化型樹脂所構成之密封材料密封而獲得液晶面 板此時液晶層之厚度係利用上述分隔件進行調整，使其 於液晶封入狀態下達到6.4鋒。因此，本實施例之液晶顯 不元件之延遲（△ nd)達到〇.5以m。 其次，將該面板以2塊偏光板P〇L1、p〇L2[曰東電工 股份有限公司製造之G1220DU]夾住，使其中一塊偏光板 pol之偏光透射軸與上述摩擦方向ald2大致平行，且使 另一塊偏光板POL之偏光透射軸與其正交而進行配置。其 後，連接驅動電路、背光源等而獲得液晶顯示元件。繼而， 使用與如此獲得之液晶顯示元件之第i基板sum側所使用 者相同之配向臈材料，於以相同製程形成有配向層之相同 之一對基板間，封入與上述相同之液晶組成物zu_4535而 製作液晶單元，藉由晶體旋轉法，測定該液晶單元之具有 兩個方向之配向容易軸之配向層與液晶界面之各個方Z之 預傾角，結果為2度以下，確認於測定精度之範圍内， 傾角大致為〇度。 19 201100931 順便而言，使用與本實施例之第2基板SUB2側所使用 者相同之配向膜材料、製程，於以相同之摩擦條件形成有 配向層之相同之一對基板間，封入與上述相同之液晶組成 物ZLI-4535而製作液晶單元，藉由晶體旋轉法，測定該液 晶單元之預傾角，結果為5度。 利用圖9對遠第1實施例之液晶顯示元件之電光學特 性進行說明。於圖9中，VI、V2係施加於第！梳齒電極 ELIA ' EL1B及第2梳齒電極EL2A、EL2B間之電壓波形，

Tr表示伴隨其之液晶元件之透射率之變化。 如該圖9所示可知，該實施例所示之液晶顯示元件藉 由將交流電壓設為V1或V2而選擇性地施加，可進行亮、 暗之兩個記憶狀態間之切換。該實施例之情形時之切換交 流電壓（頻率1 kHz)係設V1為8 Vpp，V2為6 Vpp，可發 現若干之驅動電壓非對稱性。 於圖10中表示分別對應於暗態[參照圖10 (a)]、亮態 [參照圖10 ( b)]之液晶層内之液晶配向狀態的示意圖。 如該圖所示，該等兩個狀態間之切換大致藉由基板面 内之液晶分子配向切換而進行。 繼而，利用液晶視角測定裝置cv_1〇〇〇[米諾魯他股份 有限公司製造]，測定本實施例之液晶顯示元件之視角特 性，結果於上下140度、左右14〇度之全域中獲得對比度 為10 : 1以上，且無色調顛倒之寬視角特性。即使於藉由 目視之圖像質量檢查中，自傾斜方向觀察時亦看不到顯示 色之較大變化’可獲得均句性較高之顯示。 20 201100931 八欠對本發明之第2實施例進行說明。 使用在液晶材料中以組成物之螺距長達到、約15 # m之 方式組成有作為手性摻雜劑之叫$[美魯克股份有限公司 製造]，除此以外，與第1實施例同樣地製作液晶顯示元件， 作為第2實施例。 圖11係說明表示本發明之第2實施例之使用向列液晶 之液晶顯示元件之電光學特性之圖。 該實施例之情形時之切換交流電壓係設VI為5 Vpp， 為4·8 Vpp ’利用藉由添加手性掺雜劑而得之扭轉平面狀 態之能量穩定化效果，可大致消除V1、V22驅動電壓非對 稱性。 力視角測定中，亦可獲得具有與第1實施例大致相同 之寬視角特性的均勻性較高之顯示。 其次，對本發明之第3實施例進行說明。 使用TX2A[美魯克股份有限公司製造]作為液晶材料， G二如圖12所示，使用2頻率驅動電路作為僅具有"且梳齒 _構成’除此以外’與第1實施例同樣地製作液晶顯 不元件，作為第3實施例。 。上述液晶組成物TX2A係其介電異向性（△ ε )於低頻 :時為正且於高頻率時為負的2頻率驅動用之向列組成 物’其交又頻率為6 kHz。

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將第3實施例之液晶顯示元件之電光學特性示於圖 3 =該圖所示’於第3實施例中，自暗（平行）態向亮 轉平面）態切換時將TX2AU ε為正之4此、8 V 21 201100931 ε為負之8 kHz、 組梳齒電極進行兩 之父流電廢用作v1，反向之切換時將△ ίο vPP之交流電壓用作vi，藉此可以一 狀態間之切換。 於該第3實施例中’藉由視角測^ ’亦獲得具有與第1 實施例大致相同之寬視角特性的均勻性較高之顯示。' 又，與第1實施例同樣地，藉由晶體旋轉法，測定 用與相同配向層相同之液晶材料τχ2Α之液晶單元的 兩個方向之配向容易軸之配向層與液晶界面之預傾角，、士 果為2度以下，確認於測定精度之範圍内，預傾角大致為： 其次，對本發明之第4實施例進行說明。 於上述第3實施例中，如圖14所示，設為添加有與基 板 S U Β1、S U Β 2 分則 土、料 + τ> > 彳成對之平彳了板電極之構成，除此以外， ”、.施例同樣地製作液晶顯示元件，作為第4實施例。 連接二逑行板電極係由IT〇透明電極所構成，且 連接於鈀加有父流電壓V2之驅動電路。 =4實施例之電光學特性及視角特性與第3實施例大 致相同’㈣由在所追加之平行板電㈣絲

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之交流電壓，可—攻脾系加你± 2〇V 、、個像素自亮態更新顯示為暗熊 ”次’對本發明之第5實施例進行說明。 心 於上述第3實施例中使用如下 設為於第1基板SUB1…士 1 圖15所不， 射板卿上添加有仏^17有光反_㈣且於該光及 ^ ^ g ^ Qp之構成，將液晶單元間隙設 …2心，調整配向層心之各方格圖案内之局部 22 201100931 的兩個配向限制方向LAL1A、LAL1B形成時之紫外偏振光 強度，對AL1賦予互相成45度之角度之兩個液晶配向容易 軸ALD1A、ALD 1B ;除此以外，與第3實施例同樣地製作 反射型之液晶顯示元件，作為第5實施例。 第5實施例之Λ /4板QP之延遲軸之方向係設定為與偏 光板POL2之透射軸大致成45度之角度，配向層AL1之配 向容易軸ALD1A成為與ALD2相同之方向，ALD1B成為相 對於ALD2而旋轉45度之方向。 () 藉由上述配向層AL1之構成，第5實施例之兩個穩定 的液晶層之配向狀態成為使圖( b )所示者扭轉45度之 結構’與圖10之透射型之構成同樣地於相同之配向狀態下 為暗態，於（45度）扭轉平面狀態下為亮態。 第5實施例之電光學特性及視角特性與第3實施例大 致相同，但不同之處在於獲得作為反射率之光學特性，而 非透射率。 對於第5實施例，亦與第1實施例同樣地藉由晶體旋 轉法，測定使用與相同配向層相同之液晶材料之液晶單元 的具有兩個#向之配向&易轴的配向層與液晶界面之預傾 角，結果為2度以下，確認於測定精度之範圍内，預傾角 大致為0度。 匕再者，本發明並不限定於上述實施例，基於本發明之 要旨可進行各種變形，該等變形並不排除於本發明之 外。 因 根據本發明，於使用向列液晶之液晶顯示元件中，可 23 201100931 更簡便地以較大面積製作兼具藉由記憶特性之低電力消耗 與寬視角顯示之液晶顯示元件。 本發月之使用向列液晶之液晶顯示裝1，可用於行動 電話等手持終端機所使用之低電力消&、高清晰之液晶顯 示元件。 【圖式簡單說明】 圖1 (a) (c)係表示微相分離圖案之例之示意圖。 圖2(a)〜（f)係分別表示確認實驗所使用之配向膜圖案 與光罩、及層狀圖案製作所使用之光罩之圖案資料R1與 R3之示意圖。 圖3 (a) (c)係條紋狀圖案雙穩單元之偏光顯微鏡像。 圖4(a)' (b)係人字形圖案雙穩單元之偏光顯微鏡像。 圖5(a)〜（d)係隨機水珠圖案雙穩單元之偏光顯微鏡 像。 圖6(a)〜（d)係層狀圖案雙穩單元之偏光顯微鏡像。 圖7係表不本發明之光配向嵌段共聚物所示之微相分 離圖案、與對其照射直線偏振紫外光後之相分離區域之液 晶配向容易轴之示意圖。 圖8係說明表示本發明之第1實施例之使用向列液晶 之液晶顯示元件之構成圖。 圖9係說明表示本發明之第1實施例之使用向列液晶 之液晶顯示元件之電光學特性之圖。 圖10(a)、（b)係對應於表示本發明之第1實施例之暗態 24 201100931 及亮態之液晶内之配向狀態的示意圖。 圖11係說明表示本發明之第2實施例之使用向列液晶 之液晶顯示元件之電光學特性之圖。 圖12係說明表示本發明之第3實施例之使用向列液晶 之液晶顯示元件之構成圖.。 圖13係說明表示本發明之第3實施例之使用向列液晶 之液晶顯示元件之電光學特性之圖。 圖14係說明表示本發明之第4實施例之使用向列液晶 〇 之液晶顯示元件之構成圖。 圖1 5係說明表示本發明之第5實施例之使用向列液晶 之液晶顯示元件之構成圖。 主要元件符號說明 VI、V2 SUB1 SUB2 AL1 IL1 IL2 ALD2 EL1A、 EL2A、 〇 電壓波形 第1基板 第2基板 配向層 第1絕緣保護膜 第2絕緣保護膜 摩擦方向 EL 1 B 第1梳齒電極 EL2B 第2梳齒電極 LAL1A、LAL1B配向限制方向 ALD1A、ALD1B液晶酉己向容易韩 25 201100931 POLl、POL2 偏 光板 LCL 液 晶層 QP λ /4板 REF 光反射板 X 座 標系之 X 軸 Y 座 標系之 y 軸 Z 座 標系之 Z 軸 26

Claims (1)

1. 201100931 七、申請專利範圍： 1.一種使用向列液晶之液晶顯示元件，具有：至少一塊 為透明之一對基板、配置於該一對基板間之液晶層、形成 於該一對基板之至少一塊基板之用以對該液晶層施加具有 大致平行於基板面之成分之電場的電極群、以及配置於該 液晶層與該一對基板之至少任一塊基板之間且於兩個方向 經液晶配向限制處理之配向層，其特徵在於： 該配向層之液晶配向限制處理，係將可賦予化學反應 〇之光作為直線偏振光對該基板表面上之該配向層進行照射 之處理；該配向層係由嵌段共聚物材料形成，該嵌段共聚 物材料係由藉由該直線偏振光照射而產生之兩個液晶配向 限制方向互相大致正交之兩個以上不同之聚合物單元所構 成。 2.如申請專利範圍帛i項之使用向列液晶之液晶顯示 兀件，其中，該配向層之液晶配向限制處理，係取代將可 賦予化學反應之光作為直線偏振光對該基板表面上之該配 〇向層進行照射，而將非偏振光作為自相對於基板法線傾斜 之方向射入之光而照射之處s;該配向層係由叙段共聚物 材料形成，該嵌段共聚物材料係由藉由該直線偏振光照射 而產生之液晶配向限制方向互相大致正交之兩種以上不同 之光反應性材料所構成。 —3.如申請專利範圍帛2項之使用向列液晶之液晶顯示 元件，、中’該配向層之該兩種以上不同之光反應性材料 係互相不相容，且其嵌段共聚物顯現出微相分離圖案之兩 27 201100931 種以上不同之光反應性材料。 4_如Μ專利範圍第！至3項中任—項之使用向列液晶 液曰a颂示元件，其中，該兩個液晶配向限制方向於該基 板面内大致正交，I s小―加、A H ^ , 父 1至 > 一個液晶配向限制方向之自該基 板面之預傾角大致為〇度。 5.如申明專利圍第i至4項中任一項之使用向列液晶 液Ba 肩示元件，其中，該液晶層係由含有不對稱分子作 為組成成分之液晶材料所構成。 6·如中請專利範圍第項中任—項之使用向列液晶 ，液晶顯示元件’其中，該液晶層係由其介電異向性之符 號可依存於所施加之交流電場之頻率而採用正、負兩者之 液晶材料所構成。 7·如申請專利範圍第！至6項中任—項之使用向列液晶 之液晶顯示元件，其中，構成該電極群之電極之至少一部 分為梳齒電極。 ^ •如申請專利範圍帛7項之使用向列液晶之液晶顯示 元件其中除δ亥至少一部分為梳齒電極之電極群以外， 還具有配置於該一對基板之各個基板上之成對電極。 9. 如申請專利範圍第…項中任一項之使用向列液晶 之液晶顯示元件，其中，於該一對基板之任一塊基板上配 置有光反射板。 10. 如申請專利範圍第！至3項中任—項之使用向列液 晶之液晶顯示it件’其中，該喪段共聚物材料為聚苯乙稀_ 聚甲基丙稀酸甲酿、聚笨乙稀.聚丁二稀、或聚苯乙稀-聚氧 28 201100931 化乙稀。 八、圖式： (如次頁） 〇