TWI292846B - - Google Patents

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TWI292846B
TWI292846B TW090116439A TW90116439A TWI292846B TW I292846 B TWI292846 B TW I292846B TW 090116439 A TW090116439 A TW 090116439A TW 90116439 A TW90116439 A TW 90116439A TW I292846 B TWI292846 B TW I292846B
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TW
Taiwan
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liquid crystal
item
alignment
crystal display
substrate
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TW090116439A
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Kim Jong-Hyun
Hiroshi Yokoyama
Jun Yamamoto
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Japan Science & Tech Agency
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Description

A7 1292846 ______B7__ 五、發明說明（） 【技術領域】 本發明係有關液晶顯示元件，特別係有關低消耗電 力、高精細之液晶顯示元件。 【習知技術】 習知，就行動電話等之行動資訊終端機之顯示元件而 言，主要是使用向列(nematic)液晶之液晶顯示元件係應用 其低驅動電壓、低消耗電力特性，近年來，隨著行動資訊 終端機之急速普及，擴大了其生產量。同時，其顯示功能 也要求增加顯示像素(文字)數之類更高度之顯示性能。 另一方面，就行動機器而言，因必須維持或擴大以電 池爲電源之連續使用時間，故不僅要求以上述高精細化爲 主之顯示功能高度化，而且，必須同時達成低消耗電力化 之技術。 就其一之這種技術而言，提案了各種之技術，這種技術 係使用液晶顯示元件，該液晶顯示元件係在關掉液晶顯示元 件所施加之電壓時，也具有能保持顯示之顯示記憶特性。 .使用記憶特性，藉此當不變更顯示內容時，在原理 上，能把消耗電力當作〇，又，在各像素施加僅變更顯示 內容之像素電壓，即使變更顯示內容也能減低消耗電力。 又，當把習知之扭轉向列(TN)方式或超扭轉向列(STN) 方式單純進行矩陣驅動時，如一般所知，因受負載比之限 制，故在能顯示之像素數中，雖有上限，但利用記憶性， 藉此能不受該像素數之限制。 就習知技術（具有這種顯示記憶性）之具體例而言，例 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------— ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1292846 五、發明說明（） 如，提案了使用強導電性液晶者[aPPlied Physics ktters， 36，899(1980)，特開昭56-107216號公報]、及組合向列液 晶與施以微細光柵處理之液晶配向層者(特表平1 1-513809 號公報)等。 但是，在上述習知技術中，使用前者之強導電性(對掌 碟狀C)液晶者係起因於強導電效應，高速響應，且因使用 兩個均勻配向狀態間之基板面內之切換，故能廣視角顯 示，但因採用碟狀(smectic)液晶之特有層構造，故比使用 向列液晶之一般液晶顯示元件不易進行配向控制，而且， 這種層構造，只要一度受到機械性衝擊被破壞，就不易恢 復等問題點，故不能被廣泛實用化。 另一方面，使用後者之向列液晶與施以微細光柵處理 之液晶配向層者，雖係使用彎曲電氣(flexoelectric)效應， 來切換垂直(homeotropic)配向與混合(hybrid)配向之二狀態 間者，但有起因於這種混合配向，在特定方向，顯示視角 特性變差之問題點。 又，在這種液晶顯示元件中，爲了降低驅動電壓，雖 需要有非常大彎曲電氣係數之液晶材料，但因一般不瞭解 這種液晶材料，故也有驅動電壓及消耗電力變高之問題 點，這種技術也不能進行廣泛之實用化。 在以上所述之習知技術中，在使用沒有層構造，容易 控制配向之向列液晶之液晶元件方面，不易使藉由記憶性 之低消耗電力化與廣視角顯示並存。 本發明之目的係針對上述狀況，在使用向列液晶之液 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------1 ------11 J--------^^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1292846 ______B7__ 五、發明說明（） 晶顯示元件方面，提供使記憶性與廣視角顯示特性並存之 高精細、廣視角且低消耗電力之液晶顯示元件。 【發明槪要】 玆將本發明之特徵敘述如下。 爲了得到廣視角顯示特性，可使複數液晶配列狀態間 之切換主要在挾持液晶層之基板面內進行，同時，這些液 晶配向狀態爲了具有記憶性，這些複數狀態在關掉施加電 壓後，能量亦能穩定。 當不施加電壓，無施加液晶層之電場時，液晶配向狀 態之能量，係用液晶層本身之彈性變形能量、及液晶層與 基板表面配向層之界面相互作用能量之和來表示，故基板 面內之複數配向方向係藉由使用同時在能量上十分穩定之 界面相互作用，來使在基板面內切換之複數液晶層之配向 狀態可維持在穩定狀態。 進而，爲了同時穩定保持這些複數之配向狀態，且得 到在穩定之狀態間之切換，較佳係藉由上述界面相互作用 之複數配向方向之能量穩定性爲等效。 具體而言，就基板面內之複數配向方向得到能量等效 穩定之液晶界面配向之機構而言，在基板面內係使用配向 層(被液晶配向限制(錨定)處理成相互所形成之角均大致相 等之複數方向），且在所有這些複數液晶配向限制中，可將 在液晶分子之配向限制方向，自基板面之仰(pretilt)角大致 形成0度。 舉基板面內之配向限制方向爲2方向時爲例，將其作 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------—It·*?-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1292846 _.__B7____ 五、發明說明（） 用說明如下。 即使在更多配向限制方向之情形下，若除去後述之仰 角條件的話，其作用係相同。 如第1圖所示，在彼此液晶配向限制力差異不大之2 個不同方向，具有液晶配向限制力之配向層，一般係藉由 該2個方向之配向限制力之牽制，在該2個方向之合成方 向，具有液晶易磁化軸。 如第1圖(a)所示，當這些2個配向限制方向彼此所形 成之角全都不是90度時，藉由破壞這種對稱性，將更小相 對角度分成兩個方向之易磁化軸，成爲更能量性穩定，而 失去用來實現雙穩定狀態之2個液晶易磁化軸間之等效 性。 因此，爲了使2個易磁化軸之配向穩定性等效，成爲 其源之2個配向限制方向彼此所形成之角必須如第1圖(b) 所示，均必須大致等於90度。 又，如以上所述，在基板面內，即使在2個配向限制 方向所形成之角大致爲90度時，就用來產生液晶配向限制 力之處理而言，係藉由一般所用之硏磨處理，來得到配向 限制力時，因必然產生離基板面之液晶配向方向之仰角（預 傾角，通常在硏磨處理時，至少1度以上到數度〜數1〇 度），故也必須考慮因仰角所破壞之對稱性。 具有仰角之液晶配向限制方向係如第1圖(〇)所示，自 液晶分子之基板面之仰角方向，用附有箭頭之向量來表 不° 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------ΦΜ------It ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1292846 __B7 五、發明說明（） 因此，如第1圖⑷所示，當考慮由配向限制方向（具 有彼此正交之2個仰角）來構成時，在能產生2個易磁化軸 中，箭頭之一致(粗虛線）方向成爲更能量性穩定，這種情 形也會失去2個易磁化軸(用來實現雙穩定狀態）間之等效 性。 若考慮這種仰角所產生之破壞對稱性的話，則能瞭解 在2個配向限制方向中，如第1圖(d)所示，若至少一方之 仰角大致爲〇度的話，就能得到2個易磁化軸間之等效 性。 另一方面，當配向限制方向爲2個方向以上時，爲了 得到其結果所產生之複數易磁化軸間之等效性，如第1圖 (b)所示，所有配向限制方向之仰角必須大致爲0度。 爲了確保這種複數易磁化軸之等效性，就表示仰角大 致爲〇度之液晶配向限制之方法而言，例如，可使用光配 向法(藉由直線偏光之紫外光，照射於事先塗有感光性材料 (具有感度）之表面）、及使用與一般所知之原子力顯微鏡 (AFM)裝置之基本構造類似之裝置，藉由能施加應力於前 述基板表面之探針，來進行掃描，或用施加紫外線領域之 雷射光之類化學反應所得之束狀光線，以任意圖案，掃描 於事先塗有感光性材料表面之方法。 又，爲了得到被液晶配向限制處理成複數方向之配向 層，例如，能藉由變更該直線偏光方向，複數次進行光配 向處理（同樣地將直線偏光之紫外光照射該整個處理對象領 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------ΦΜ------It ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1292846 ________B7___ 五、發明說明（） 域）。 用上述方法所得到之複數液晶配向易磁化軸爲了同時 充分穩定，則需要有成爲其源所牽制之複數液晶配向限制 方向，各自配向限制力之相對強度之精密控制。 由上述也可知，當相對強度差異很大時，上述之牽制 本身不會產生。 這種相對配向限制力之比，例如，在2方向配向限制 力之情形，將2個不同液晶配向限制方向之領域，例如， 像棋盤圖案那樣，一面控制該2個領域之總面積比例，一 面在基板面內，使用複數分割配置之方法，藉此方法能特 別容易精密控制。 其次，爲了實現用來得到上述廣視角特性之向列液晶 之基板面內切換，可使用電極群，用來將電場(與基板面大 致平行)施加於前述液晶層。 就這種基板面內之切換形態而言，前述之複數配向方 向係將能量穩定之配向層配置於兩基板，但也可在兩方基 板界面，產生面內切換，也可將上述配向層只配置於單側 基板，在另一側基板上，藉由一般之拋光法，賦予配向 能，亦可只在單側基板界面，進行面內切換，在任一情況 下，都能藉由基板面內切換，來實現廣視角特性。 就顯示法而言，例如，前者之情形，能使用藉由不同 面內方位之均相狀態間之複折射光學模式之顯示，後者之 情形，係使用藉由均相扭轉平面（homogeneous-twisted planar)狀態間之旋光光學模式之顯示。 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------1 1 J-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1292846 B7 五、發明說明（） 當使用後者之均相扭轉平面狀態間之雙穩定切換時， 因液晶層之扭轉變形，在這些雙穩定切換狀態間，產生大 的能量差，在切換臨限値電壓之大非對稱性等驅動上，有 時會產生不佳之特性。 爲了減低這種不佳特性，以使扭轉平面狀態穩定化之 目的，可使用含適當量之把不一致分子成分當作對掌摻雜 劑之液晶組成物。 就本發明之液晶顯示裝置之液晶材料而言，能使用該 介電異向性（△ ε )爲正、負之材料。 又，就液晶材料而言，係可使用依存施加△ ε符號之 交流電場之頻率，並可取得正負之液晶材料，在雙穩定狀 態間之單方向切換中，使用△ ε爲正之交流電場頻率，在 反方向之切換中，使用△ ε爲負之交流電場頻率，藉此即 使只用一對之梳齒電極，也能在兩狀態間進行雙向切換， 以簡化電極構造與其製程。 又，與梳齒電極群不同，與通常之扭轉向列(ΤΝ)方式 同樣，藉由兩基板面上所設置之一相對面電極，使用將電 場(對基板面大致垂直）施加於液晶層之機構，就能將上述 扭轉平面狀態轉移成垂直配向狀態，當從這種狀態關掉電 場時，爲了轉移成均勻狀態，也能藉由施加這種縱電場之 機構來進行狀態間之切換，特別是對全體像素顯示之更新 非常有效。 【發明之較佳實施形態】 以下，就本發明之實施形態加以詳細說明。 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------11^·^.---I--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1292846 五、發明說明（） 第2圖係表不本發明第1貫施例之液晶顯不兀件之構 ------------ΦΜ—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成圖。 在第2圖中，就基板SUB卜SUB2而言，係使用2片 厚度爲1.1mm，表面被硏磨成透明的玻璃基板。 在基板SUB1上，將透明導電層[由形成於基板上之同 一 ITO(氧化銦）所構成]圖案化，來形成成對之梳齒電極 EL2A及EL2B，且在其上，形成膜厚600nm之絕緣保護膜 IL1(由氮化矽所構成）。 同樣地，在與上述梳齒電極EL2大致正交之方向，將 透明導電層[由形成於基板上之同一 ITO(氧化銦)所構成]圖 案化，來構成另一組梳齒電極EL1A及EL1B，且在其上， 形成膜厚200mn之絕緣保護膜IL2(由氮化矽所構成）。 又，LCL爲液晶層。 上述梳齒電極ELI、EL2之電極長方向，若用圖中之 座標系來表示的話，則分別爲y軸、X軸方向。 又，這些梳齒電極之電極寬度爲6//m，電極間隔爲4 //m，爲了簡單說明圖中之梳齒間隙部之個數，用3分割 示意來加以圖示，但實際的元件係8分割。 其次，在絕緣膜IL2上，塗上日產化學公司製之 SE7210(溶劑可溶型之聚醯亞胺前驅物）之溶液後，加熱到 2〇(TC，放置30分鐘後，除去溶劑，來得到緻密之聚醯亞 胺膜。 其次，藉由與AFM裝置相同構造之裝置，調整以上 所述所得到之聚醯亞胺膜表面，來施加20〜30nN之應力 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1292846 B7 五、發明說明（） 於前述膜表面，使用將前端(把Si3N4或Si當作材質)磨尖 成原子級之探針來進行掃描，以使形成線狀之應力作用圖 案。 使用第3圖來說明這種探針之掃描圖案。 掃描係在第3圖之正方形之棋盤圖案所劃分之各自小 領域，進行控制，以使彼此不同，在用SCN1A及SCN1B 所表示之大略正交方向，進行線狀掃描。 又，所劃分之各自正方形小領域之大小大致爲 見方，其中，用35行///m之密度，將探針進行線狀掃 描，藉此，配置複數線狀之應力作用圖案。 這些掃描係爲了使液晶配向之仰角大致成爲〇度，以 使用一筆書寫狀來進行鄰接掃描方向彼此相互成爲相反方 向。 又，這些圖案形狀與圖案密度畢竟是一例，係配合所 使用之液晶材料特性等來進行調整。 若用第2圖中之座標系來表示上述之光柵方向與線狀 掃描方向SCN1A、SCN1B的話，則能分別設定在與x 軸、y軸大致形成45度角之方向。 將具有上述所形成之複數液晶配向易磁化軸方向之領 域，複數配置於基板面內之配向層AL1，就其結果而言， 成爲具有2個方向（圖中座標系X軸、y軸方向之ALD1A、 ALD1B方向)之配向易磁化軸之配向層。 在另一方之基板SUB2上，係與上述同樣’得到緻密 之聚醯亞胺膜後，用安裝於硏磨滾輪之磨光布，將配向膜 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------訂·-ϊ--------· A7 1292846 ___B7_ 五、發明說明（） 表面進行硏磨處理，賦予液晶配向能(具有用圖中座標軸之 X軸方向之ALD2來表示之單一配向易磁化軸）。 其次，使具有各自液晶配向能之表面彼此形成相對 向，介入隔離片（由分散這些2塊基板之球形聚合物珠所構 成)與周邊部之封裝劑，組成單體(cell)。 其次，在該液晶單體之基板間，用真空注入默克 (Merck)公司製之向歹[]液晶組成物ZLI-4535(介電異向性△ ε爲正，其値爲14.8，折射率異向性Δη爲0.0865)，用封 裝材料（由紫外線硬化型樹脂所構成）來進行封裝，得到液 晶面板。 此時，液晶層之厚度係在液晶封裝狀態下，根據上述 之隔離片，調整到6.4//m。因此，本實施例之液晶顯示元 件之減速（△ nd)爲0.5 // m。 其次，用2片偏光板POL1、P〇L2(日東電工公司製 G1220DU)來挾持這個面板，使一方偏光板之偏光透射軸 POL2與上述之拋光方向ALD2大致並行，將另一方POL1 與ALD2正交來配置。 然後，連接驅動電路、背光組等，得到液晶顯示元 件。 使用第4圖來說明該第1實施形態之液晶顯示元件之 切換特性。 在第4圖中，VI、V2係第1梳齒電極ELIA、EL1B及 第2梳齒電極EL2A、EL2B間所施加之電壓波形，Tr係表 示隨著這些電壓波形之液晶元件之透射率變化。 13 ί紙H度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' ~ -----------------— I ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1292846 五、發明說明（） 由第4圖所示，該實施例所示之液晶元件，係選擇性 地施加交流電壓來作爲VI或V2，藉此能瞭解可切換明暗 2記憶狀態間。 這種實施例情形之切換交流電壓(頻率1kHz)，VI爲 8Vpp，V2爲6Vpp，能看作是若干之驅動電壓非對稱性。 第5圖係分別表示對應暗狀態[參照第5圖(a)]、明狀 態[參照第5圖(b)]之液晶層內之液晶配向狀態模式圖。 如第5圖所示，這些二狀態間之切換係大致藉由基板 面內之液晶分子配向切換來進行。 其次，使用美樂達公司製之液晶視角測定裝置CV-1000，當測定本實施例之液晶顯示元件之視角特性時，在 上下140度、左右140度之全領域，能得到對比比爲10 : 1 以上，且無灰階反轉之廣視角特性。 在使用目視之畫質檢查中，即使從斜方向來看，也看 不到顯示色之大變化，能得到均勻性高之顯示。 其次，就本發明之第2實施例加以說明。 在上述之第1實施例中，就一方基板側之配向層而 言，係在基板表面上形成感光性材料膜，使用紫外光線來 掃描感光性材料膜表面，且在液晶材料，使用組成默克公 司製之CB-15(作爲對掌摻雜劑)來形成螺旋間距長約爲15 //m之組成物以外，其他係與實施例1同樣，作成液晶顯 示元件，當作第2實施例。 具體而言，就二胺(diamine)化合物而言，係使用含有 重氮胺（diazobenzene)基之[化1]與4,4，-二胺二苯基甲院 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱1 ----~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I ϋ n n ( i— 旬·Ί-------. 1292846 A7 B7 五、發明說明（
(diamine diphenyl methane)以等摩爾比混合之物，和均苯四 甲酸二酐(pyromellitic acid anhydride)及/或 1,2,3,4·環丁院四 羧酸二酐之酸酐合成爲聚醯胺酸(polyamic acid)，塗布在基 板表面後，用200°C、燒成30分，進行醯亞胺(imide)化’ 使用波長420nm之GaN雷射光來作爲掃描光束，在表面上 配置與第1實施例相同之圖案，來作爲配向層。 又，就光源而言，此處，雖使用GaN雷射，但也可使 用振盪波長趨近HeCd雷射。 又，就感光性材料而言，也可使用[化2]、[化3]來取 代[化1]。 [化1] _ N=N
Ο — (CH2)5 — 〇
NH2 [化2] nh2 nh2
nh2 -------------------1 ^-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [化3]
N=N
.o-(ch2)7—Ο
nh2 nh2 第6圖係表示對應第4圖之本實施例之電氣光學特 性。這種實施例情形之切換交流電壓，VI爲5Vpp，V2爲 4.8Vpp，藉由添加對掌摻雜劑之扭轉平面狀態之能量穩定 化效果，能大致解除VI、V2之驅動電壓非對稱性。 在與第1實施例同樣之視角測定中，能得到均勻性高 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1292846 B7 五、發明說明（） 之顯示(具有與第1實施例大致相同之廣視角特性）。 其次，就本發明之第3實施例加以說明。 -------------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在上述第1實施例中，就液晶材料而言，使用 MERUKU公司製之TX2A，如第7圖所示，係只具有1組 梳齒電極之構成，除了使用2周波驅動電路以外’係與第 1實施例同樣，製作液晶顯示元件’當作第3實施例。 上述之液晶組成物TX2A ’其介電異向性（△ ε )係在低 周波爲正，在高周波爲負之2周波驅動用之向列組成物， 其交叉頻率爲6kHz ° 第8圖係表示本實施例之驅動波形與電氣光學特性。 如第8圖所示，在本實施例中’爲了從暗(均相)狀態切換 到明（扭轉平面狀態），使用TX2A之△ ε爲正之4kHz， 8Vpp之交流電壓，當相反之切換時，使用△ ε爲負之 8kHz，lOVpp之交流電壓來作爲VI，藉此，能用一組之梳 齒電極來進行兩狀態間之切換。 在本實施例中，藉由與第1實施例同樣之視角測定， 能得到均勻性高之顯示(具有與第1實施例大致相同之廣視 角特性）。 其次，就本發明之第4實施例加以說明。 在上述之第3實施例中，如第5圖所示，除了對基板 SUB1、SUB2分別施加成對之平行平板電極以外，其他係 與第3實施例同樣，製作液晶顯示元件，來當作第4實施 例。 上述成對之平行平板電極係由1το透明電極所構成， 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 1292846 __ B7__ 五、發明說明（） 係連接於驅動電路(施加交流電壓V2)。 本實施例之電氣光學特性及視角特性雖大致與第3實 施例相同，但在所追加之平行平板電極間，施加4kHz， 20Vpp之交流電壓，藉此能將複數像素從亮狀態到暗狀 態，進行更新顯示。 其次，就本發明之第5實施例加以說明。 在上述第3實施例中，如第1〇圖所示，係在基板 SUB1上，施加光反射板REF，及在基板SUB1上，施加λ /4板QP之構成，將單體間隙當作一半(3.2//m)，當掃描配 向層AL1之2個掃描方向SCN1A、SCN1B時，調整探針 所承受之應力値，除了使用配向層(賦予與AL1彼此形成 45度角度之2個液晶配向易磁化軸ALD1A、ALD2A)以 外，其他係與第3實施例同樣，製作反射型之液晶顯示元 件，當作第5實施例。 在本實施例之λ/4板QP之延遲軸方向係設定於與偏 光板POL2之透射軸大約形成45度角度，配向軸AL1之 配向易磁化軸ALD1A係與ALD2同方向，ALD1B係對 ALD2旋轉45度方向。 藉由上述配向層AL1之構成，本實施例之2個穩定的 液晶層之配向狀態係把第5圖（b)所示者扭轉45度之構 造，與第5圖之透射型構成相同，用一樣配向狀態，成爲 暗狀態，用(45度)扭轉平面狀態，成爲明狀態。 本實施例之電氣光學特性及視角特性係與第3實施例 3大致相同，但不是用透射率，而是用反射率來得到光學 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ΦΜ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-Ί-------· A7 1292846 ______B7_ _ 五、發明說明（） 特性之點不同。 其次，就本發明之第6實施例加以說明。 在上述實施例1中，與基板SUB2側同樣’用安裝於 硏磨滾輪之磨光布，在第1圖中之座標軸之X軸與45度方 向，將基板SUB1側所形成之醯亞胺膜表面進行硏磨處 理，賦予液晶配向能(具有單一配向易磁化軸）。 然後，與實施例1相同，藉由與AFM相同構造之裝 置，使用探針（調整成對前述膜表面施加20〜30ηΝ之應 力，且將前端(以Si3N4或Si爲材質)磨尖成原子級），沿第 1圖中之座標軸之y軸與45度之方向，在其事先進行硏磨 處理後之全領域同樣進行掃描，來形成線狀之應力作用圖 案。 在上述所形成之全體領域中，同樣地，其拋光方向與 掃描方向相互變更90度，施以前後所進行之硏磨處理、及 AFM掃描處理後之配向層AL1，其結果，係與實施例1同 樣，成爲具有ALD1A、ALD1B兩個方向(係第1圖中座標 系X軸、y軸)之配向易磁化軸。本實施例之電氣光學特性 及視角特性係與第1實施例大致相同。 其次，就本發明之第7實施例加以說明。 在上述第2實施例中，就一方基板側之配向層而言， 不使用紫外光線來掃描感光性材料膜表面(形成於基板表面 上），藉由利用布魯斯特角（Brewster’s angle)之偏光元件， 把來自紫外光源的光當作直線偏光紫外光，透過與第1、2 實施例相同之正方形棋盤圖案之2片光罩，進行2次照射 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· i A7 1292846 _______B7__ 五、發明說明（） 以外’其他與第2實施例同樣，來作成液晶顯示元件，當 作第7實施形態。 具體而言，與第2實施例相同，就二胺化合物而言， 係使用含有重氮胺(diazobenzene)基之[化1]與4,4，-二胺二苯 基甲院(diamine diphenyl methane)以等摩爾比混合之物，和 均苯四甲酸二酐(pyromellitic acid anhydride)及/或 1，2,3,4-環 丁太兀四竣酸一肝之酸肝合成爲聚酸胺酸(polyamic acid)，塗 布在基板表面後，用200°C、燒成30分鐘，進行醯亞胺 (imide)化，在基板上，進行2次之偏光紫外光照射，使該 直線偏光方向相互旋轉90度，同時，相當於光罩之棋盤圖 案之黑部分係進行配向以成爲第1次之偏光紫外照射領域 之配向層，相當於光罩之棋盤圖案之白部分係進行配向以 成爲第2次之偏光紫外照射領域之配向層。 這些偏光紫外光照射係對基板面垂直射入，以使藉此 所賦予之液晶配向之仰角大致成爲0度。就感光性材料而 言，也可使用[化2]、[化3]來取代[化1]。本實施例之電氣 光學特性及視角特性係與第2實施例大致相同。 其次，就本發明之第8實施例加以說明。 在上述第7實施例中，就挾持液晶層之2片基板兩方 之配向層而言，係使用與第7實施例同樣之棋盤圖案之2 片光罩，使用照射2次直線偏光紫外線光之配向層，且相 對地變化該2次之紫外光照射之強度，藉此與第5實施例 同樣的結果，所得到之配向層之2個易磁化軸所形成之角 度設爲45度，又，除了避免添加對掌摻雜劑材料以外，其 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------11 ^--------^^_wl (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1292846 五、發明說明（） 他係與第7實施例同樣，來作成液晶顯示元件’當作第8 實施例。 -------------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 就本實施例之切換形態而言，係將2個配向方向成爲 能量穩定之配向層配置於兩基板，故在兩方之基板界面， 產生面內切換（切換角45度），藉由配合呈正交尼科耳 (crossed Nicol)配置之2塊偏光板，利用不同面內方位之均 勻狀態間之複折射光學模式來顯示。 本實施例之電氣光學特性及視角特性係與第7實施例 大致相同，但像前述那樣，就利用複折射模式之透射率而 言，得到光學特性之點不同。 其次，就本發明之第8實施例加以說明。 •在上述第7實施例中，就一方基板側之配向層而言， 當把感光性材料膜表面（形成於基板表面上）進行直線偏光 紫外光照射時，係使用第11圖所示之蜂巢圖案之3塊光罩 來做爲光罩，一面將各自之直線偏光方向旋轉60度，一面 進行3次之偏光紫外光照射，又，就將基板SUB1上之電 極群彼此形成之角以60度交叉之3對梳齒電極群而言，分 別賦予驅動電路，將調整適當光學特性之相位板追加於射 出側偏光板正前方以外，係與第7實施例同樣，來作成液 晶顯示元件，當作第9實施例。 第11圖(b)、第11圖(C)、第11圖(d)係表示上述3塊 蜂巢圖案之光罩、與對應各光罩之直線偏光紫外光照射之 偏光方向。 就本實施例之切換形態而言，每60度不同之3個配向 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1292846 B7 五、發明說明（） 方向係將能量穩定之配向層配置於一方之基板，故供應適 當之驅動電壓給3對梳齒電極，藉此，在該基板界面，產 生面內切換(切換角60度、120度）。 因此，就整個液晶單體而言，能把均勻狀態(扭轉角〇 度）、60度扭轉、120度扭轉之3狀態當作記憶狀態來取 得。 又，調節前述相位板之光學特性，使得在均勻狀態成 爲黑顯示，在120度扭轉狀態成爲白顯示，藉此能得到3 灰度(包含在60度扭轉狀態之中間階顯示)之光學特性。 又，本發明不限制於上述實施例，能根據本發明之宗 旨，進行各種之變形，從本發明之範圍不排除這些變形。 如以上之詳細說明，依本發明，在使用向列液晶之液 晶顯示元件中，能使利用記憶特性之低消耗電力與廣視角 顯示並存。 【圖式之簡單說明】 第1圖係表示本發明第1實施例之液晶顯示元件之構 成圖。 第2圖係表示本發明第1實施例之液晶顯示元件之構 成圖。 第3圖係表示本發明第1實施例之液晶顯示元件之探 針掃描圖案之立體圖。 第4圖係表示本發明第1實施例所示之液晶顯示元件 之切換特性圖。 第5圖係表示對應本發明第1實施例所示之暗狀態及 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Μ---- I I -1 ϋ A7 1292846 ________B7___ 一 五、發明說明（) 明狀態之液晶內配向狀態之模式圖。 第6圖係表示對應第4圖之第2實施例之電氣光學特 性圖。 第7圖係表示本發明第3實施例所示之液晶顯示元件 之構成圖。 第8圖係表示本發明第3實施例所示之液晶顯示元件 之驅動波形與電氣光學特性圖。 第9圖係表示本發明第4實施例所示之液晶顯示元件 之構成圖。 第10圖係表示本發明第5實施例所示之液晶顯示元件 之構成圖。 第Π圖係表示本發明第9實施例之光罩圖案之構成 圖。 【符號說明】 AL1、AL2 配向層 ALD1A、ALD1B、ALD2 液晶配向易磁化軸 ELIA、EL1B、EL2A、EL2B 梳齒電極 IL1、IL2 絕緣保護膜 POL1、POL2 偏光板 QP λ /4 板 REF 光反射板 SCN1A、SCN1B 線狀掃描方向 SUB1、SUB2 基板 VI、V2 交流電壓 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I I ϋ n n ii

Claims (1)

1292846 A8B8C8D8,
六、申請專利範園 專利申請案第90116439號申請專利修正本 2007年1月修正 1、 一種液晶顯示元件，其特徵在於具有： (a) —對基板，至少一方係透明； (b) 電極群，形成於前述一對基板中之至少一方之基 板’用來施加具有與前述基板面大致平行的成分之電場於 液晶層； .(0液晶層，配置於前述一對基板間，且使用向列液 晶；及 (d) 配向層，配置於該液晶層與前述一對基板至少一 方之基板間’沿複數方向被施以液晶配向限制處理； (e) 前述配向層之複數液晶配向限制方向，係在基板 面內相互所形成之角均大致相等，且各液晶配向限制方向 之自基板面之仰角均大致爲0度。 2、 一種液晶顯示元件，其特徵在於具有： (a) —對基板，至少一方係透明； (b) 電極群，形成於前述一對基板中之至少一方之基 板，用來施加具有與前述基板面大致平行的成分之電場於 液晶層； (c) 液晶層，配置於前述一對基板間，且使用向列液 晶，及 (d) 配向層，配置於該液晶層與前述一對基板至少一 方之基板間，沿2個方向被施以液晶配向限制處理； 適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·裝 訂 1292846 - C8 D8 六、申請專利範圍 (e)前述配向層之2個液晶配向限制方向，係在基板 面內相互所形成之角大致爲90度，且一方之液晶配向限制 方向之自基板面之仰角大致爲〇度，他方則不是大致〇 度。 3、 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中，前 述不同複數方向之液晶配向限制處理中之至少一種處理， 係將該處理對象之全體領域所施加之同樣之處理分割成複 數次來進行各方向的處理。 4、 如申請專利範圍第2項之液晶顯示元件，其中，前 述不同複數方向之液晶配向限制處理之至少一種處理，係 將該處理對象之全體領域所施加之同樣之處理分割成複數 次來進行各方向的處理。 5、 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中，前 述不同複數方向之液晶配向限制處理之至少一種處理，係 將該處理對象之全體領域分割成複數副領域來進行各方向 的處理。 6、 如申請專利範圍第2項之液晶顯示元件，其中，前 述不同複數方向之液晶配向限制處理之至少一種處理，係 將該處理對象之全體領域分割成複數副領域來進行各方向 的處理。 7、 如申請專利範圍第1項、第2項、第3項、第4 項、第5項或第6項之液晶顯示元件，其中，前述不同複 數方向之液晶配向限制處理之至少一種處理’係把可賦予 化學反應之光當作直線偏光，來照射於前述基板表面上;^ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) •Γ訂： 適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A8B8C8D8 1292846 六、申請專利範圍 處理。 8、 如申請專利範圍第1項、第2項、第3項、第4 項、第5項或第6項之液晶顯示元件，其中，前述不同複 數方向之液晶配向限制處理之至少一種處理，係用可賦予 應力之探針掃描在前述基板表面上之處理。 9、 如申請專利範圍第1項、第2項、第3項、第4 項、第5項或第6項之液晶顯示元件，其中，前述不同複 數方向之液晶配向限制處理之至少一種處理，係用可賦予 化學反應的光線掃描在前述基板表面上之處理。 10、 如申請專利範圍第1項、第2項、第3項、第4 項、第5項或第6項之液晶顯示元件，其中，前述液晶 層，係由液晶材料(含有以不對稱分子作爲組成成分)所構 成。 11、 如申請專利範圍第1項、第2項、第3項、第4 項、桌5項或桌6項之液晶顯示元件，其中，前述液晶 層，係由液晶材料所構成，該液晶材料之介電異向性的符 號，係依存於所施加之交流電場之頻率來取得正、負。 12、 如申請專利範圍第i項、第2項、第3項、第4 項、第5項或第6項之液晶顯示元件，其中，具有成對之 電極’有別於將電場（與前述基板大致平行）施加於液晶層 之電極群’而配置於前述一對基板之各基板上。 13、 如申請專利範圍第丨項、第2項、第3項、第4 項、第5項或第6項之液晶顯示元件，其中，在前述一對 基板之任一基板上，配置光反射板。 3 1本紙張適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ........................------ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂
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