WO2002006887A1 - Affichage a cristaux liquides - Google Patents

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Makoto Yoneya
Jong-Hyun Kim
Hiroshi Yokoyama
Jun Yamamoto
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Definitions

  • a liquid crystal display element mainly using a nematic liquid crystal has been used taking advantage of its low driving voltage and low power consumption characteristics. With its rapid spread, its production is expanding. At the same time, higher display performance is required for the display function, such as an increase in the number of display pixels (characters).
  • the power consumption can be reduced to 0 in principle, and the display contents are changed by applying voltage only to the pixels whose display contents have changed for each pixel.
  • the power consumption can also be reduced by changing.
  • the former using a ferroelectric (chiral smectic C) liquid crystal has a fast response due to the ferroelectric effect, and has an in-plane surface between two homogenous alignment states.
  • wide viewing angle display is possible by using switching, alignment control is difficult because of the layer structure peculiar to smectic liquid crystal, compared to general liquid crystal display devices using nematic liquid crystal.
  • liquid crystal display element in order to lower the driving voltage, a liquid crystal material having a sufficiently large flexoelectric coefficient is required, but since such a liquid crystal material is not generally known, the driving voltage and There are also problems with increasing power consumption, and this technology has not yet been put into practical use.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a liquid crystal display device using a nematic liquid crystal, which has high definition, a wide viewing angle, and low power consumption, and has both memory uniformity and a wide viewing angle display characteristic.
  • the purpose is to:
  • liquid crystal alignment state In order to obtain wide viewing angle display characteristics, switching between multiple liquid crystal alignment states is mainly used. In order for the liquid crystal alignment state to have memory uniformity, it is energetically stable even after multiple applied states are cut off in order for the liquid crystal alignment state to have memory uniformity. Should be fine.
  • the energy of the liquid crystal alignment state in the case where there is no electric field is determined by the elastic deformation energy of the liquid crystal layer itself and the energy of the surface interaction between the liquid crystal layer and the alignment layer on the substrate surface.
  • the interface interaction in which the multiple orientation directions in the substrate plane are both energetically stable, the orientation state of the multiple liquid crystal layers switching in the substrate plane can be determined. It can be in a stable state. Further, in order to stably maintain the plurality of alignment states and obtain switching between the stable states, the above-described energy stability of the plurality of alignment directions due to the interface interaction is equivalent. It is desirable.
  • alignment ⁇ which has liquid crystal alignment control forces in two different directions, where the liquid crystal alignment control forces are not extremely different from each other, generally has the two directions due to competition of the alignment control forces in the two directions.
  • the angle between the two orientation control directions, which are the source is set to approximately 90 degrees, as shown in Fig. 1 (b). There is a need to.
  • the rubbing treatment generally used as a process for generating the liquid crystal alignment control force is performed by the rubbing process.
  • a rising angle in the liquid crystal orientation direction from the substrate surface (a pretilt angle, which is usually at least 1 degree or more and several degrees to several tens degrees in a normal rubbing process) is inevitably generated. It is necessary to consider torn.
  • the liquid crystal alignment regulating direction having a pretilt angle can be represented as a directed vector with an arrow in the direction in which liquid crystal molecules rise from the substrate surface, as shown in Fig. 1 (c). Therefore, considering the case where the alignment is made up of two pretilt angles orthogonal to each other as shown in Fig. 1 (c), the two possible easy axes are the ones with the aligned arrows (thick dotted line). It becomes more energetically stable, and in this case, the equivalence between the two easy axes to realize the bistable state is lost.
  • a photosensitive material having sensitivity to linearly polarized ultraviolet light is used as a method for regulating the liquid crystal alignment in which the pretilt angle becomes substantially 0 degree, which is necessary for ensuring the equivalence of a plurality of easy axes.
  • the so-called photo-alignment method which irradiates a surface coated with a material in advance, and a device whose basic structure is very similar to a device known as an atomic force microscope (AFM),
  • the photosensitive material is scanned in advance with a probe capable of giving a stress on the substrate surface or coated with a beam of light that can give a chemical reaction such as laser light in the ultraviolet region.
  • a method of scanning the surface with an arbitrary pattern may be used.
  • a light alignment treatment of irradiating uniformly linearly polarized ultraviolet light to the entire region to be treated is performed by: This can be performed by changing the direction of the linearly polarized light a plurality of times.
  • the ratio of the relative alignment control forces is defined as a region where two liquid crystal alignment control directions are different from each other, for example, a total area of the two regions such as a checkerboard pattern.
  • a group of electrodes for applying an electric field having a component substantially parallel to the substrate surface to the liquid crystal layer is used. May be used.
  • an alignment layer in which the plurality of alignment directions are energy stable may be arranged on both substrates, and in-plane switching may be generated at the interface between both substrates.
  • the alignment layer as described above may be arranged only on one side of the substrate, and the other substrate may be provided with an alignment ability by a normal rubbing method, so that in-plane switching is performed only at the interface of the one side of the substrate. In this case, a wide viewing angle characteristic can be realized by in-plane switching.
  • the display method for example, in the former case, the display in the birefringent optical mode between the homogenous states in different in-plane directions is used, and in the latter case, the display in the optical rotation mode between the homogenous suit-estimated planar states is used. I can do it.
  • liquid crystal composition containing an appropriate amount of an asymmetric molecular component as a chiral dopant may be used for the purpose of stabilizing a twisted planar state.
  • the liquid crystal material of the liquid crystal display device of the present invention has a positive or negative dielectric anisotropy ( ⁇ £). Can be used.
  • a liquid crystal material that can be both positive and negative depending on the frequency of the AC electric field to which the sign of ⁇ ⁇ is applied is used as the liquid crystal material, and an alternating current in which ⁇ is positive for unidirectional switching between bistable states.
  • an AC electric field frequency at which ⁇ is negative for the electric field frequency and the switching in the opposite direction bidirectional switching between both states is possible with only a pair of comb-teeth electrodes, simplifying the electrode structure and its manufacturing process. Plan.
  • a pair of surface electrodes provided on both substrate surfaces makes the liquid crystal layer substantially perpendicular to the substrate surface as in the ordinary twisted nematic ( ⁇ ) method.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal display device showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal display device showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a scanning pattern of a probe of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing switching characteristics of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an alignment state in a liquid crystal corresponding to a ⁇ state and a bright state according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the electro-optical characteristics of the second embodiment corresponding to FIG.
  • FIG. 7 is a view showing a configuration of a liquid crystal display device showing a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing drive waveforms and electro-optical characteristics of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a mask pattern according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal display device showing a first embodiment of the present invention.
  • a pair of comb electrodes EL 2 A and EL 2 B are formed on the substrate SUB 1 by patterning a transparent conductive layer made of the same ITO (indium tin oxide) formed on the substrate.
  • a transparent conductive layer of the same ITO formed on the insulating film IL 1 is patterned in the direction substantially perpendicular to 2, and a 200-nm-thick insulating protective film IL of silicon nitride is further formed thereon. Formed two.
  • LCL is a liquid crystal layer.
  • the electrode longitudinal directions of the above-described comb-tooth electrodes EL1, EL2 are the y-axis and X-axis directions, respectively, in the coordinate system shown in the figure.
  • the electrode width of these comb-tooth electrodes is 6 ⁇ 111
  • the electrode spacing is 4 ⁇ m
  • the number of comb-tooth gaps in the figure is schematically illustrated in three divisions for simple explanation. The actual element was divided into eight.
  • the surface of the polyimide film obtained in this manner was adjusted to give a stress of 20 to 30 nN to the film surface by a device having the same structure as that of the AFM device. Using a probe whose tip is sharpened at the atomic level, scanning was performed to form a linear stress action pattern.
  • each of the divided square small areas is approximately 1 // m square, and a linear stress is generated by scanning the probe linearly at a density of 35 lines / m inside the small area. Multiple patterns are arranged. These scans were performed in such a manner that adjacent scanning directions in a one-stroke shape were opposite to each other so that the pretilt angle of the liquid crystal alignment was approximately 0 degrees.
  • pattern shapes and pattern densities are only a few examples, and are adjusted according to the characteristics of the liquid crystal material used. '
  • the grid direction and the linear scanning direction SCN 1 A and SCN 1 B described above are set to directions that make an angle of approximately 45 degrees with the X axis and the y axis, respectively, when represented by the coordinate system in FIG. .
  • the alignment layer AL1 formed in this way in which a plurality of regions having a plurality of directions of easy liquid crystal alignment axes are arranged in the substrate surface, results in ALD1A, which is the coordinate system in the figure; Thus, an alignment layer having two axes of easy alignment in the ALD 1B direction is obtained.
  • a dense polyimide film was obtained in the same manner as described above, and the surface of the alignment film was rubbed with a puff cloth attached to a rubbing roller.
  • nematic liquid crystal composition ZLI-4535 manufactured by Merck
  • dielectric anisotropy ⁇ is positive and the value is 14.8
  • refractive index anisotropy ⁇ was injected in a vacuum and sealed with a sealing material made of an ultraviolet curable resin to obtain a liquid crystal panel.
  • the thickness of the liquid crystal layer was adjusted to 6.4 / m with the liquid crystal sealed using the above spacer. Therefore, the retardation ( ⁇ d) of the liquid crystal display device of this embodiment is 0.5 / m.
  • this panel is divided into two polarizing plates POL 1 and POL 2 (Gl 22 manufactured by Nitto Denko Corporation). ODU), the polarization transmission axis POL1 of one of the polarizing plates was substantially parallel to the rubbing direction ALD2, and the other was arranged so that POL1 was perpendicular to it.
  • VI and V2 denote the first comb-teeth electrodes EL 1 A, EL 1 B and the second comb-teeth.
  • the voltage waveform applied between the electrodes EL2A and EL2B, and Tr indicates the change in the transmittance of the liquid crystal element accompanying the voltage waveform.
  • switching between two memory states can be performed by selectively applying an AC voltage as V1 or V2. You can see that.
  • the switching AC voltage (frequency 1 kHz) was 8 Vpp for V1 and 6 Vpp for V2, indicating some asymmetry in drive voltage.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the liquid crystal alignment state in the liquid crystal layer corresponding to the bright state (see FIG. 5 (a)) and the bright state (see FIG. 5 (b)), respectively.
  • switching between these two states is performed by liquid crystal molecular alignment switching substantially in the plane of the substrate.
  • the contrast ratio was 140 ° vertically and 140 ° horizontally. 10: 1 or more and wide viewing angle characteristics without gradation inversion were obtained.
  • a photosensitive material film is formed on the substrate surface as an alignment layer on one substrate side, and the surface is scanned with an ultraviolet ray, and further, a liquid crystal material is used as a capillary.
  • a liquid crystal display device was prepared in the same manner as in Example 1 except that CB-15 manufactured by Merck was used so that the composition had a helical pitch length of about 15 ⁇ m.
  • diamine compounds containing a diazobenzene group [formula 1] and Use a mixture of A, 4 'diaminodiphenylmethane in an equimolar ratio to obtain the acid anhydride of pyromellitic dianhydride and Z or 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride. Synthesized as polyamic acid on a substrate and applied to the substrate surface.
  • the same pattern as in the first embodiment was arranged on the surface using a 0 & 1 ⁇ laser beam with a wavelength of 42011111 as a scanning beam, and was used as an alignment layer.
  • a GaN laser was used as the light source, but a HeCd laser having a close oscillation wavelength may be used.
  • FIG. 6 is a view showing the electro-optical characteristics of the present embodiment corresponding to FIG.
  • the switching AC voltage is 5 Vpp for V1, and 4.8 Vpp for V2.
  • the drive voltage asymmetry of V2 was almost eliminated.
  • the liquid crystal material is TX 2 A manufactured by Merck, and as shown in FIG. 7, a configuration having only one set of comb-tooth electrodes and a dual-frequency drive circuit are used.
  • a liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in the first embodiment, and was referred to as a third embodiment.
  • the above liquid crystal composition TX 2 A is a two-frequency driving nematic composition whose dielectric anisotropy ( ⁇ ) is positive at low frequencies and negative at high frequencies, and its crossover frequency is 6 kHz. It is.
  • FIG. 8 shows a drive waveform and electro-optical characteristics of the present embodiment.
  • the switching from the ⁇ (homogeneous) state to the bright (twisted planar state) state requires a 4 kHz, 8 Vpp AC voltage at which TX2A becomes positive, By using the 8 kHz, 1 OVpp AC voltage at which ⁇ becomes negative at the time of reverse switching as VI, it was possible to switch between the two states with one set of comb-teeth electrodes.
  • the liquid crystal is similar to the third embodiment except that a pair of parallel plate electrodes is added to each of the substrates SUB1 and SUB2.
  • a display element was manufactured, and this was set as a fourth example.
  • the paired parallel plate electrodes are composed of ITO transparent electrodes, and are connected to a drive circuit to which an AC voltage V2 is applied.
  • the electro-optical characteristics and the viewing angle characteristics of the present embodiment are almost the same as those of the third embodiment, but a plurality of pixels are once exposed by applying an AC voltage of 4 kHz and 2 OVpp between the added parallel plate electrodes.
  • the refresh display was possible from the bright state to the ⁇ state.
  • a light reflecting plate REF is provided on the substrate SUB 1 and an I 4 plate QP is added thereon, and the cell gap is reduced by half. 2 zm, the two scanning directions of the alignment layer AL 1
  • a reflection type liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in the third embodiment except that an alignment layer provided with LD 1 A and ALD 2 A was used, and the fifth embodiment was performed.
  • the direction of the delay axis of the four-plate QP was set at an angle of approximately 45 degrees with the transmission axis of the polarizer POL2, and the easy-axis ALD1A of the alignment layer AL1 was in the same direction as ALD2.
  • ALD 1 B is rotated 45 degrees with respect to ALD2.
  • the alignment state of the two stable liquid crystal layers in the present embodiment is the one shown in FIG. 5 (b) with a 45-degree twisted structure.
  • the electro-optical characteristics and the viewing angle characteristics of this embodiment are almost the same as those of the third embodiment, except that optical characteristics are obtained not as transmittance but as reflectance.
  • Example 1 the polyimide film surface formed on the substrate SUB1 side was fixed to the X-axis of the coordinate axes in FIG. 1 with a puff cloth once attached to a rubbing roller like the substrate SUB2 side. A rubbing treatment was performed in the degree direction to provide a liquid crystal alignment ability having a single easy axis of alignment.
  • Example 2 After that, the same structure as the AFM device as in Example 1 was used, and the film surface was adjusted to give a stress of 20 to 30 nN, made of Si 3 N 4 or Si, and the tip was at the atomic level. Using the probe pointed at step 4, the entire rubbed area was formed in the direction of 45 degrees from the y-axis of the coordinate axes in Fig. 1 so as to form a linear stress action pattern. Scanned uniformly.
  • the alignment layer had two easy axes of ALD 1 A and ALD 1 B in the X-axis and y-axis directions in the coordinate system in FIG.
  • the electro-optical characteristics and the viewing angle characteristics of this example were almost the same as those of the first example.
  • the light from the ultraviolet light source is polarized using the Brewster angle.
  • a liquid crystal display device was fabricated in the same manner as in Example 2, except that linearly polarized ultraviolet light was used by the device and irradiated twice through two photomasks having the same square checkerboard pattern as in Example 12 This was created as the seventh embodiment.
  • Example 2 pyromellitic dianhydride was used as the diamine compound using a compound obtained by mixing diazobenzene group-containing [formula 1] and 44'-diaminodiphenylmethane in an equimolar ratio.
  • the product is synthesized as a polyamic acid on the substrate and Z or 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride as a polyamic acid, applied to the surface of the substrate, and baked at 200 ° C for 30 minutes.
  • the alignment layer was formed so as to be in the second polarized ultraviolet irradiation region.
  • two linearly polarized light beams were formed by using two photomasks having the same checkerboard pattern as in the seventh embodiment as the alignment layers on both sides of the two substrates sandwiching the liquid crystal layer.
  • the liquid crystal display element was prepared in the same manner as in the seventh embodiment except that the temperature was set to 45 degrees and the chirald material was not added.
  • in-plane switching switching angle of 45 degrees
  • the display is performed in the birefringent optical mode between the homogenous states having different in-plane directions.
  • the electro-optical characteristics and the viewing angle characteristics of this embodiment are almost the same as those of the seventh embodiment, except that the optical characteristics can be obtained as the transmittance in the birefringence mode as described above.
  • an eighth embodiment of the present invention will be described.
  • a bee shown in FIG. 11 is used as a photomask.
  • Three photomasks with a nest pattern were used, and the linearly polarized light was irradiated three times while rotating the direction of linear polarization by 60 degrees, and the electrodes on the substrate SUB 1 were further separated from each other.
  • a drive circuit was provided for each of three pairs of interdigital electrodes intersecting at an angle of 60 degrees, and a phase plate with appropriate adjusted optical characteristics was added immediately before the polarizing plate on the emission side.
  • a liquid crystal display device was prepared in the same manner as in the example, and was set as a ninth example.
  • Fig. 11 (b), Fig. 11 (c), Fig. 11 (d) The photomasks of the above three honeycomb patterns and the corresponding polarization directions of linearly polarized ultraviolet light irradiation are shown in Fig. 11 (b), Fig. 11 (c), Fig. 11 (d) ).
  • three alignment directions different by 60 degrees are arranged on one substrate, and the alignment layers are energetically stable.
  • in-plane switching (60 ° and 120 ° switching angles) occurs at the substrate interface.
  • the liquid crystal cell as a whole can take three states of a homogenous state (twist angle 0 °), a 60 ° twist, and a 120 ° twist as a memory state 5.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
  • a liquid crystal using a nematic liquid crystal is used.
  • the display element it is possible to achieve both low power consumption and wide viewing angle display by one characteristic of the memory.
  • the liquid crystal display element of the present invention can be applied to an electronic device having a display device, and is particularly suitable as a portable information terminal because it can achieve both low power consumption and wide viewing angle display due to memory characteristics. .

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Description

明 細 液晶表示素子 技術分野
本発明は、 液晶表示素子に係り、 特に低消費電力、 高精細の液晶表示素子に関 する。 . 背景技術
従来、 携帯電話などの携帯情報端末の表示素子としては、 主にネマチック液晶 を用いた液晶表示素子が、 その低駆動電圧、 低消費電力特性を生かして用いられ ており、 近年の携帯情報端末の急速な普及に伴い、 その生産量が拡大している。 同時にその表示機能も表示画素 （文字） 数の増加など、 より高度な表示性能が要 求されてきている。
一方で、 携帯機器としてバッテリ一を電源とした連続使用時間を維持あるいは 拡大しなければならないこと力、ら、 上記の高精細化をはじめとする表示機能の高 度化のみならず、 低消費電力化も同時に達成する技術が必要とされている。
このような技術の一つとして、 液晶表示素子に加える電圧を切つた場合にも表 示が保持され.る、 いわゆる表示メモリ一特性をもつ液晶表示素子を用いる技術が 種々提案されている。
メモリ一特性を用いることにより、 表示内容が変わらない場合には原理的には 消費電力を 0とすることができ、 また、 画素ごとに表示内容が変わった画素のみ 電圧を印加して表示内容を変更することによつても消費電力を低減できる。
さらに、 従来のッイステツドネマチック （TN) 方式あるいはス一パーツイス テツドネマチック （S TN)方式を単純マトリックス駆動する場合には、 よく知 られているようにデューティ一比の制限から、 表示可能な画素数に上限があるが、 メモリ一性を利用することによりこの画素数の制限をなくすことができる。
このような表示メモリー性を持つ従来技術の具体例としては、 たとえば、 強誘 電性液晶を用いたもの 〔アプライドフィジックスレターズ， 3 6， 8 9 9 ( 1 9 8 0 ) 、 特開昭 5 6 - 1 0 7 2 1 6号公報〕 や、 ネマチック液晶と微細なグレー ティング処理を施した液晶配向層を組み合わせたもの （特表平 1 1— 5 1 3 8 0 9号公報） などが提案されている。 発明の開示
しかしながら、 上記した従来技術において、 前者の強誘電性（カイラルスメク チック C) 液晶を用いたものは、 強誘電効果に起因して応答が高速で、 かつ二つ のホモジニァス配向状態間の基板面内のスィツチングを用いることから広視野角 表示が可能であるが、 ネマチック液晶を用いた一般的な液晶表示素子に比べて、 スメクチック液晶特有の層構造をとることから配向制御が難しく、 さらにこの層 構造は機械的衝撃により一度壊れてしまうと回復しにくい等の問題点があり、 広 範な実用化はなされていない。
—方、 後者のネマチック液晶と微細なグレーティング処理を施した液晶配向層 を用いるものは、 フレクソエレクトリック効果を用いてホメオト口ピック （垂 直） 配向とハイブリッド配向の二状態間をスイッチングするものであるが、 この ハイプリッド配向に起因して表示視野角特性が特定の方向で悪化するという問題 点がある。
さらに、 この液晶表示素子において、 駆動電圧を低くするためには、 フレクソ エレクトリック係数が十分に大きな液晶材料が必要となるが、 そのような液晶材 料が一般的に知られていないため駆動電圧および消費電力が高くなつてしまうと レ、う問題点もあり、 この技術も広範な実用化は行われていなレ、。
以上のように従来技術においては、 層構造をもたず、 配向制御が容易なネマチ ック液晶を用いた液晶表示素子において、 メモリ一性による低消費電力化と広視 野角表示を両立することが困難であつた。
本発明は、 上記状況に鑑みて、 ネマチック液晶を用いた液晶表示素子において、 メモリ一性と広視野角表示特性を両立した高精細、 広視野角かつ低消費電力の液 晶表示素子を提供することを目的とする。
本発明の特徴を以下に述べる。
広視野角表示特性を得るためには、 複数の液晶配向状態間のスィツチングが主 に液晶層を挟持する基板面内となるようにすればよく、 同時にそれらの液晶配向 状態がメモリ一性を持っためにはそれらの複数の状態が印加電圧を切つた後にも 共にエネルギー的に安定であればよい。
電圧が印加されておらず、 液晶層に加わる電界が無レ、場合の液晶配向状態のェ ネルギーは、 液晶層自身の弾性変形ェネルギーと液晶層と基板表面の配向層の界 面相互作用エネルギーの和で表されること力ヽら、 基板面内の複数の配向方向が共 にエネルギー的に十分安定となる界面相互作用を用いることによって、 基板面内 でスィツチングする複数の液晶層の配向状態を安定状態とすることが出来る。 さらに、 これらの複数の配向状態を共に安定に保持し、 かつ安定な状態間のス ィツチングを得るためには、 上記の界面相互作用による複数の配向方向のェネル ギー的な安定性が等価であることが望ましい。
具体的に基板面内の複数の配向方向がエネルギー的に等価に安定となる液晶界 '面配向を得る手段としては、 基板面内において互いになす角がすべて略等しい複 数の方向に液晶配向規制 （アンカリング） 処理された配向層を用い、 かつ、 これ らの複数の液晶配向規制のすべてにおいて、 液晶分子の配向規制方向における基 板面からの起き上がり (プレチルト) 角が略 0度となるようにすれば良い。 この作用を、 基板面内の配向規制方向が 2方向である場合を例にとり、 以下説 明する。
配向規制方向がより多い場合においても、 後述する起き上がり （プレチルト） 角の条件を除けばその作用は同じである。
第 1図に示すように、 お互いの液晶配向規制力が極端に違わない 2つの異なる 方向に液晶配向規制力をもつ配向曆は一般にその 2つの方向の配向規制力の競合 により、 その 2つの方向の合成方向に液晶容易軸をもつ。
第 1図 （a ) のように、 これらの 2つの配向規制方向が互いになす角がすべて 9 0度とならない場合には、 この対称性の破れにより、 より小さな相対角度を二 分する方向の容易軸がよりェネルギー的に安定となり、 双安定状態を実現するた めの 2つの液晶容易軸間の等価性が失われる。
したがって、 2つの容易軸の配向安定性を等価にするには、 その源となる 2つ の配向規制方向が互いになす角を第 1図 （b ) のようにすべて等しい略 9 0度と する必要がある。
さらに、 上記のように基板面内において 2つの配向規制方向のなす角が略 9 0 度である場合においても、 液晶配向規制力を生じさせるための処理として通常用 いられるラビング処理により配向規制力を与える場合には、 基板面からの液晶配 向方向の起き上がり角 （プレチルト角、 通常ラビング処理では、 少なくとも 1度 以上で数度〜数十度） が必然的に生じるため、 これによる対称性の破れも考慮す る必要がある。
プレチルト角をもつ液晶配向規制方向は、 第 1図 （c ) のように液晶分子の基 板面からの起き上がり方向に矢印をつけた有向べクトルとして表すことが出来る。 したがって、 第 1図 （c ) のように互いに直交する 2つのプレチルト角を持つ 配向規制方向からなる場合を考えると、 2つの生じ得る容易軸のうち、 矢印の揃 つた （太い点線の） 方向がよりエネルギー的に安定となり、 この場合にも双安定 状態を実現するための 2つの容易軸間の等価性が失われる。
このプレチルトにより生じる対称性の破れを考慮すると、 2つの配向規制力方 向のうち第 1図 （d ) のように少なくとも一方のプレチルト角が略 0度であれば 2つの容易軸間の等価性が得られることが判る。
一方、 配向規制方向が 2方向以上の場合には、 結果として生じる複数の容易軸 間の等価性を得るには、 第 1図 （b ) のようにすべての配向規制方向のプレチル ト角が略 0度である必要があることが判る。
このような複数の容易軸の等価性確保に必要となる、 プレチルト角が略 0度と なる液晶配向規制を与える方法としては、 例えば、 直線偏光した紫外光により、 この光に感度を有する感光性材料をあらかじめコ一トした表面を照射するいわゆ る光配向法や、 いわゆるアトミックフォースマイクロスコープ （原子間力顕微 鏡； A FM) として知られている装置と基本構造としてよく似た装置により、 前 記基板表面上に応力を与えることが可能な探針により走査したり、 紫外領域のレ —ザ一光などの化学反応を与え得るビ一厶状の光線で感光性材料をあらかじめコ -トした表面を任意のパターンで走査する方法などを用いれば良い。
また、 複数の方向に液晶配向規制処理された配向層を得るには、 例えば、 当該 処理対象となる領域全体に一様に直線偏光した紫外光を照射する光配向処理を、 その直線偏光方向を変えて複数回行なうことにより可能である。
上記のようにして得られた複数の液晶配向容易軸が共に十分に安定であるため には、 その源となる競合する複数の液晶配向規制方向それぞれの配向規制力の相 対的な強度の精密な制御が必要である。
このことは、 相対的な強度が極端に異なる場合においては、 上記の競合自身が 生じないことからも明らかである。
この相対的な配向規制力の比は、 例えば 2方向の配向規制力の場合には、 2つ の液晶配向規制方向が異なる領域を、 例えばチェッカーボードパターンのように、 その 2つの領域の総面積比率を制御しつつ基板面内に複数分割配置する方法を用 いることにより特に容易に精密制御が可能である。
次に、 上記の広視野角特性を得るためのネマチック液晶の基板面內スィッチン グを実現するためには、 基板面に略平行な成分を持つ電界を前記液晶層に印加す るための電極群を用いれば良い。
この基板面内のスイッチングの形態としては、 前記の複数の配向方向がェネル ギー的に安定となる配向層を両基板に配置して、 両方の基板界面で面内スィツチ ングを生じさせてもよいし、 上記のような配向層を片側の基板にのみ配置し、 他 方の基板には通常のラビング法により配向能を付与して、 片側基板界面でのみ面 内スィツチングをさせても良く、 どちらの場合においても基板面内スィツチング による広視野角特性が実現できる。
表示法としては、 例えば、 前者の場合は、 異なる面内方位のホモジニァス状態 間の複屈折光学モードによる表示、 後者の場合はホモジニァスーツイステツドプ ラーナー状態間の旋光光学モードによる表示を用いることが出来る。
後者のホモジニァスーッイステツドプラ一ナー状態間の双安定スィッチングを 用いる場合には、 液晶層のツイスト変形によりこれらの双安定スイツチング状態 の間で大きなエネルギー差が生じ、 スィツチングの閾値電圧の大きな非対称性な どの駆動上好ましくない特性が生じることがある。
これを低減するには、 ッイステツドプラ一ナー状態を安定化させる目的で不斉 分子成分をカイラルドーパントとして適当量含んだ液晶組成物を用いればよい。 本発明の液晶表示装置の液晶材料としては、 その誘電異方性 （△£ ) は正.負 の材料を用いることができる。
さらに、 液晶材料として△ εの符号が印加される交流電界の周波数に依存して 正■負両方とり得る液晶材料を用い、 双安定状態間の一方向のスィツチングには 厶 εが正となる交流電界周波数、 逆方向のスィッチングには Δ εが負となる交流 電界周波数を用いることにより、 一対の櫛歯電極のみでも両状態間の双方向スィ ッチングが可能となり、 電極構造とその製造プロセスの簡略化を図る。
また、 櫛歯電極群とは別に、 通常のッイステツドネマチック （ΤΝ)方式と同 様に、 両基板面上に設けられた一対の面電極により液晶層に基板面に対して略垂 直な電界を加える手段を用いることにより、 上述のッイステツドプラーナ一状態 をホメオト口ピック （垂直配向） 状態に遷移させることが可能であるが、 この状 態から電界を切った場合には、 ホモジニァス状態に遷移するため、 このような縦 電界を加える手段によっても状態間のスィツチングが可能で、 特に全画素表示の 一斉リフレッシュに有効である。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の第 1実施例を示す液晶表示素子の構成を示す図である。 第 2図は、 本発明の第 1実施例を示す液晶表示素子の構成を示す図である。 第 3図は、 本発明の第 1実施例を示す液晶表示素子の探針の走査パターンを示 す斜視図である。
第 4図は、 本発明の第 1実施例を示す液晶表示素子のスィッチング特性を示す 図である。
第 5図は、 本発明の第 1実施例を示す喑状態および明状態に対応する液晶内の 配向状態の模式図を示す図である。
第 6図は、 第 4図に対応する第 2実施例の電気光学特性を示す図である。 第 7図は、 本発明の第 3実施例を示す液晶表示素子の構成を示す図である。 第 8図は、 本発明の第 3実施例を示す液晶表示素子の駆動波形と電気光学特性 を示す図である。
第 9図は、 本発明の第 4実施例を示す液晶表示素子の構成を示す図である。 第 1 0図は、 本発明の第 5実施例を示す液晶表示素子の構成を示す図である。 第 1 1図は、 本発明の第 9実施例のマスクパターンの構成を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について詳細に説明する。
第 2図は本発明の第 1実施例を示す液晶表示素子の構成を示す図である。
この図において、 基板 SUB 1， SUB2として、 厚みが 1. 1mmで表面を 研磨した透明なガラス基板を 2枚用いた。
基板 SUB 1上に、 対となる櫛歯電極 EL 2 Aおよび EL 2Bを、 基板上に形 成した同一の ITO (インジウムチンオキサイド） 力、らなる透明導電層をパター ン化して形成し、 更にその上に窒ィ匕シリコンからなる膜厚 60 Onmの絶縁保護 膜 I L 1を形成した。
同様に、 もう一組の櫛歯電極 EL 1 Aおよび EL 1 Bを、 上記の櫛歯電極 E L
2と略直交する方向に、 絶縁膜 I L 1の上に形成した同一の I TOからなる透明 導電層をパターン化して構成し、 更にその上に窒化シリコンからなる膜厚 200 nmの絶縁保護膜 I L 2を形成した。
また、 LCLは液晶層である。
上記の櫛歯電極 E L 1， EL 2の電極長手方向は、 図中の座標系であらわすと、 それぞれ y軸、 X軸方向である。
また、 これらの櫛歯電極の電極幅は 6〃111、 電極間隔は 4〃mで、 図中の櫛歯 間隙部の数は簡単に説明するため模式的に 3分割で図示してあるが、 実際の素子 は 8分割とした。
次に、 絶縁膜 I L 2上に、 溶剤可溶型のポリイミ ド前駆体である日産化学社製、 SE 721 0の溶液を塗布した後、 200 °Cまで加熱し、 30分放置し溶剤を除 去して緻密なポリイミド膜を得た。
次いで、 このようにして得たポリイミ ド膜表面を、 AFM装置と同じ構造の装 置により、 前記膜表面に 20〜30 nNの応力を与えるよう調整された、 S i 3 N4あるいは S iを材質とした、 先端を原子レベルで尖らせた探針を用いて線状 の応力作用パターンを形成するように走査した。
この探針の走查ノ、。ターンを第 3図を用レ、て説明する。 '走査は、 第 3図中の正方形のチヱッカ一ポードパターンに区切られたそれぞれ の小領域において、 互い違いに SCN 1 Aおよび SCN1 Bで表される略直交す る方向の線状走査を行うように制御されている。
また、 区切られたそれぞれの正方形の小領域の大きさは略 1 //m角であり、 そ の中を 35ライン / mの密度で線状に探針を走査することにより線状の応力作 用パターンを複数配置した。 これらの走査は液晶配向のプレチルト角が略 0度となるように、 一筆書き状に 隣り合う走査方向が互レ、に逆方向となるよう行った。
なお、 これらのパターン形状やパターン密度はあくまで一^ 3の例であり、 用い る液晶材料の特性などに合わせて調整する。 '
上記のマス目方向や、 線状走査方向 SCN 1 A, SCN1 Bは、 第 2図中の座 標系で表すとそれぞれ X軸、 y軸と略 45度の角をなす方向に設定されている。 このようにして形成された、 複数の液晶配向容易軸方向をもつ領域を基板面内 に複数配置した配向層 A L 1は、 結果として図中座標系； 軸、 y軸方向である A LD 1 A, ALD 1 B方向の二つの方向の配向容易軸を有する配向層となる。 もう一方の基板 SUB 2には、 上記と同様にして緻密なポリイミド膜を得た後、 ラビングローラに取付たパフ布で配向膜表面をラビング処理し、 図中の座標軸の X軸方向の A LD2で表せられる単一の配向容易軸をもつ液晶配向能を付与した。 次に、 これらの 2枚の基板をそれぞれの液晶配向能を有する表面同士を相対向 させて、 分散させた球形のポリマビーズからなるスぺーサと周辺部のシ一ノレ剤と を介在させて、 セルを組みたてた。
次いで、 この液晶セルの基板間に、 メルク社製のネマチック液晶組成物 ZL I - 4 5 35 (誘電異方性 Δ εが正でその値が 1 4. 8であり、 屈折率異方性 Δ η が 0. 08 6 5 ) を真空で注入し、 紫外線硬化型樹脂からなる封止材で封止して 液晶パネルを得た。
このとき液晶層の厚みは上記のスぺーサにより、 液晶封入状態で 6. 4 /mと なるように調整した。 従って、 本実施例の液晶表示素子のリタデ一シヨン （Δη d) は、 0. 5 /mとなる。
次に、 このパネルを 2枚の偏光板 POL 1， POL 2 (日東電工社製 G l 22 ODU)で挟み、 一方の偏光板の偏光透過軸 POL 1を上記のラビング方向 AL D 2とほぼ並行とし、 他方 POL 1をそれに直交させて配置した。
その後、 駆動回路、 ノくックライトなどを接続し、 液晶表示素子を得た。
この第 1実施例の液晶表示素子のスィッチング特性を第 4図を用いて説明する c 図中において、 VI、 V2は、 第 1の櫛歯電極 EL 1 A, EL 1 Bおよび第 2 の櫛歯電極 EL2A, EL 2 B間に加えられる電圧波形、 Trはそれに伴う液晶 素子の透過率の変化を表す。
この第 4図に示されるように、 この実施例に示す液晶素子は、 選択的に交流電 圧を V 1あるいは V 2として加えることにより明 ·喑の 2メモリ一状態間のスィ ッチングが可能であることが分かる。
この実施例の場合のスィッチング交流電圧 （周波数 1 k H z ) は V 1として 8 Vpp, V 2として 6 Vppであり、 若干の駆動電圧非対称性がみられた。
第 5図にそれぞれ、 喑状態 〔第 5図 （a)参照〕 、 明状態 〔第 5図 （b)参 照〕 に対応する液晶層内の液晶配向状態の模式図を示す。
この図にあるように、 これらの二状態間のスィツチングは略基板面内の液晶分 子配向スィツチングにより行われる。
次に、 ミノルタ社製の液晶視野角測定装置 CV— 1 000を用いて、 本実施例 の液晶表示素子の、 視野角特性を測定したところ、 上下 140度、 左右 140度 の全域でコントラスト比が 10 ： 1以上で、 かつ階調反転のない広視野角特性が 得られた。
目視による画質検査においても、 斜め方向から見ても表示色の大きな変化も見 られず、 均一 ¾ίの高い表示が得られた。
次に、 本発明の第 2実施例について説明する。
上記の第 1実施例において、 一方の基板側の配向層として、 感光性材料膜を基 板表面上に形成し、 その表面を紫外光線で走査した物を用い、 さらに液晶材料に カイラルド一パントとしてメルク社製の CB— 15を、 組成物の螺旋ピッチ長が 約 15〃mとなるように組成したものを用いた以外は実施例 1と同様にして液晶 表示素子を作成し、 第 2実施例とした。
具体的には、 ジァミン化合物として、 ジァゾベンゼン基を含有する 〔化 1〕 と A, 4 ' ージアミノジフエニルメタンを等モル比で混入した物を用い、 ピロメリ ット酸二無水物及ぴ Zあるいは 1 , 2, ·3, 4—シクロブタンテトラカルボン酸 二無水物の酸無水物にポリアミツク酸として合成し、 基板表面に塗布後、 20 0
°C、 30分の焼成、 ィミ ド化を行い、 波長 42011111の0&1^レーザー光を走査 ビームとして用いて、 第 1実施例と同じパターンを表面上に配置し、 配向層とし ナ' なお、 ここでは光源として GaNレーザ一を用いたが、 発振波長の近い He C dレ一ザ一を用いてもよい。
また、 感光性材料として、 〔化 1〕 の代わりに 〔化 2〕 、 〔化 3〕 を用いても c い 0
〔化 1〕
Figure imgf000012_0001
〔化 2〕
Figure imgf000012_0002
〔化 3〕
C6
Figure imgf000012_0003
第 6図は第 4図に対応する本実施例の電気光学特性を示す図である。 この実施 例の場合のスィッチング交流電圧は V 1として 5 Vpp, V 2として 4. 8 Vppで あり、 カイラルド一パント添加によるッ ステツ ドプラ一ナ一状態のエネルギ一 安定化効!果により、 VI, V 2の駆動電圧非対称性をほぼ解消することができた。
1 ο· 第 1実施例と同様の視野角測定においても、 第 1実施例とほぼ同じ広視野角特 性を持った均一性の高い表示が得られた。
次に、 本発明の第 3実施例について説明する。
上記の第 1実施例において、 液晶材料としてメルク社製の TX 2 Aを用い、 第 7図に示すように、 櫛歯電極を 1組のみ持つ構成として、 2周波駆動回路を用い た以外は第 1実施例と同様にして液晶表示素子を作製し、 第 3実施例とした。 上記の液晶組成物 TX 2 Aは、 その誘電異方性 (Δε)が低周波では正で、 高 周波では負となる 2周波駆動用のネマチック組成物であり、 そのクロスオーバ一 周波数は 6 kHzである。
本実施例の駆動波形と、 電気光学特性を第 8図に示す。 この図に示すように、 本実施例においては、 喑 （ホモジニァス） 状態から明 （ッイステツドプラーナ 一） 状態へのスイッチングには、 TX2Aの が正となる 4kHz、 8 Vp p の交流電圧、 逆のスイッチング時には Δ εが負となる 8 kHz、 1 OVppの交 流電圧を VIとして用いることにより、 一組の櫛歯電極で両状態間のスィッチン グが可能であった。
本実施例においても、 第 1実施例と同様の視野角測定により、 第 1実施例とほ ぼ同じ広視野角特性を持った均一性の高い表示が得られた。
次に、 本発明の第 4実施例について説明する。
上記の第 3実施例において、 第 9図に示すように、 基板 SUB 1、 SUB 2そ れぞれに対となる平行平板電極を加えた構成とした以外は第 3実施例と同様にし て液晶表示素子を作製し、 第 4実施例とした。
上記の対となる平行平板電極は I TO透明電極からなり、 交流電圧 V 2が加え られる駆動回路に接続されている。
本実施例の電気光学特性および視野角特性は第 3実施例とほぼ同じであるが、 追加された平行平板電極間に 4kHz、 2 OVppの交流電圧を加えることによ り、 複数の画素を一度に明状態から喑状態にリフレツシュ表示が可能であった。 次に、 本発明の第 5実施例について説明する。
上記の第 3実施例において、 第 10図に示すように、 基板 SUB 1上に光反射 板 REFとその上に； I 4板 QPを加えた構成とし、 セルギヤップを半分の 3. 2 zmとし、 配向層 AL 1の二つの走査方向 SCN1 A, SCN1 B走査時の探 針の与える応力値を調整して、 AL 1にお互いに 45度の角度をなす二つの液晶 配向容易軸 A LD 1 A， ALD2 Aを付与した配向層を用いた以外は第 3実施例 と同様にして反射型の液晶表示素子を作製し、 第 5実施例とした。
本実施例におけるス 4板 QPの遅延軸の方向は偏光板 POL 2の透過軸と略 45度をなす角度に設定し、 配向層 A L 1の配向容易軸 A L D 1 Aは A L D 2と 同方向、 ALD 1 Bは ALD2に対して 45度回転した方向となっている。
上記の配向層 AL 1の構成により、 本実施例における二つの安定な液晶層の配 向状態は、 第 5図 （b) に示すものを 45度捩れの構造としたものとなり、 第 5 図の透過型の構成と同じく一様配向状態で喑、 （45度） ッイステツドプラ一ナ —状態で明状態となる。
本実施例の電気光学特性および視野角特性は第 3実施例とほぼ同じであるが、 透過率ではなく反射率として光学特性が得られる点が異なる。
次に、 本発明の第 6実施例について説明する。
上記の実施例 1において、 基板 SUB 1側に形成したポリイミ ド膜表面を、一 旦基板 SUB 2側と同様にラビングロ一ラに取付たパフ布で、 第 1図中の座標軸 の X軸と 45度の方向にラビング処理し、 単一の配向容易軸をもつ液晶配向能を 付与した。
その後、 実施例 1と同じく AFM装置と同じ構造の装置により、 前記膜表面に 20〜30 nNの応力を与えるよう調整された、 S i 3 N4 あるいは S iを材質 とした、 先端を原子レベルで尖らせた探針を用いて第 1図中の座標軸の y軸と 4 5度の方向に、 線状の応力作用パ夕一ンを形成するように先にラビング処理をし た領域全面に一様に走査した。
このようにして形成された領域全体に一様に、 そのラビング方向と走査方向を 互いに 90度変えて前後して行なったラビング処理、 AFM走査処理を施した配 向層 AL 1は、 結果として実施例 1と同様に第 1図中座標系 X軸、 y軸方向であ る ALD 1 A, ALD 1 B方向の二つの方向の配向容易軸を有する配向層となつ た。 本実施例の電気光学特性および視野角特性は第 1実施例とほぼ同じであった。 次に、 本発明の第 7実施例について説明する。 上記の第 2実施例において、 一方の基板側の配向層として基板表面上に形成し た感光性材料膜表面を紫外光線で走査する代わりに、 紫外光源からの光をブリュ スター角を利用した偏光素子により直線偏光紫外光とし、 第 1 2実施例と同じ 正方形のチエッカーボードパターンの 2枚のフォトマスクを介して 2回照射した ものを用いた以外は実施例 2と同様にして液晶表示素子を作成し、 第 7実施例と した。
具体的には、 実施例 2と同じく、 ジァミン化合物として、 ジァゾベンゼン基を 含有する 〔化 1〕 と 4 4 ' ージアミノジフヱニルメタンを等モル比で混入した 物を用い、 ピロメリット酸二無水物及び Zあるいは 1 , 2 , 3 , 4ーシクロブ夕 ンテトラカルボン酸二無水物の酸無水物にポリアミツク酸として合成し、 基板表 面に塗布後、 2 0 0 °C 3 0分の焼成、 イミ ド化を行い、 これに 2回の偏光紫外 光照射を、 その直線偏光方向を互いに 9 0度回転させ、 同時にフォトマスクのチ エッカーボードパターンの黒に当たる部分が 1回目、 白に当たる部分が 2回目の 偏光紫外照射領域となるように行ない配向層とした。
これらの偏光紫外光照射は、 それにより付与される液晶配向のプレチルト角が 略 0度となるように基板面に対して垂直入射とした。 感光性材料としては、 〔化 1〕 の代わりに 〔化 2〕 、 〔化 3〕 を用いてもよい。 本実施例の電気光学特性お よび視野角特性は第 2実施例とほぼ同じであつた。
次に、 本発明の第 8実施例について説明する。
上記の第 7実施例において、 液晶層を挟む 2枚の基板両方の側の配向層として、 実施例 7と同様のチェッカーボ一ドパターンの 2枚のフォトマスクを用いて、 2 回の直線偏光紫外光を照射した配向層を用い、 さらにこの 2回の紫外光照射の強 度を相対的に変えることにより、 第 5実施例と同様に結果として得られる配向層 の 2つの容易軸のなす角度を 4 5度とし、 またカイラルド一パント材を添加しな いようにした以外は第 7実施例と同様にして液晶表示素子を作成し、 第 8実施例 としプ
本実施例におけるスィッチングの形態としては、 2つの配向方向がエネルギー 的に安定となる配向層を両基板に配置していることから、 両方の基板界面で面内 スイッチング（スイッチング角 4 5度） が生じ、 これとクロスニコルに配置され た 2枚の偏光板により、 異なる面内方位のホモジニァス状態間の複屈折光学モ― ドによる表示となる。
本実施例の電気光学特性および視野角特性は第 7実施例とほぼ同じであるが、 前述の様に複屈折モードによる透過率として光学特性が得られる点が異なる。 次に、 本発明の第 8実施例について説明する。
上記第 7の実施例において、 一方の基板側の配向層として基板表面上に形成し た感光性材料膜表面を直線偏光紫外光照射を行なう際に、 フォトマスクとして第 1 1図に示すハチの巣パターンの 3枚のフォトマスクを用い、 それぞれその直線 偏光方向を 6 0度ずつ回転させながら 3回の偏光紫外光照射したものを用い、 さ らに基板 S U B 1上の電極群を、 互いにそのなす角を 6 0度として交差させた 3 対の櫛歯電極群としてそれぞれに駆動回路を付与し、 適当な光学特性を調整した 位相版を出射側の偏光板の直前に追加した以外は第 7実施例と同様にして液晶表 示素子を作成し、 第 9実施例とした。
上記の 3枚のハチの巣パターンのフォトマスクと、 それぞれに対応した直線偏 光紫外光照射の偏光方向を第 1 1図 （b ) 、 第 1 1図 （c ) 、 第 1 1図 （d ) に 示す。
本実施例におけるスイッチングの形態としては、 6 0度ずつ異なる 3つの配向 方向がエネルギー的に安定となる配向層を一方の基板に配置していることから、
3対の櫛歯電極に適当な駆動電圧をあたえることにより、 この基板界面で面内ス イッチング（スイッチング角 6 0度、 1 2 0度） を生じさせる。
したがって、 液晶セル全体としては、 ホモジニァス状態 （ツイスト角 0度） 、 6 0度ツイスト、 1 2 0度ツイストの 3状態をメモリー状態として取ることが可 會 5 る。
さらに、 ホモジニァス状態で黒、 1 2 0度ツイスト状態において白表示となる ように前述の位相板の光学特性を調節することにより、 6 0度ツイスト状態での 中間調表示を含めた 3階調の光学特性が得られた。
なお、 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、 本発明の趣旨にもとづ いて種々の変形が可能であり、 これらを本発明の範囲から排除するものではない。 以上、 詳細に説明したように、 本発明によれば、 ネマチック液晶を用いた液晶 表示素子において、 メモリ一特性による低消費電力と広視野角表示を両立させる ことができる。 産業上の利用可能性
本発明の液晶表示素子は、 表示装置を有する電子装置に適用することができ、 特に、 メモリ一特性による低消費電力と広視野角表示を両立させることができる ため、 携帯情報端末として好適である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 少なくとも一方が透明な一対の基板と、 前記一対の基板の少なくとも一方の 基板に形成された、 前記基板面に略平行な成分を持つ電界を前記液晶層に印加す るための電極群と、 前記一対の基板間に配置された液晶層と、 該液晶層と前記一 対の基板の少なくともどちらか一方の基板の間に配置された、 複数の方向に液晶 配向規制処理された配向層とを有する液晶表示素子において、 前記配向層の複数 の液晶配向規制方向が、 基板面内で互いになす角がすべて略等しく、 かつ、 それ ぞれの液晶配向規制方向における基板面からの起き上がり角がすべて略 0度であ ることを特徴とする液晶表示素子。
2 . 少なくとも一方が透明な一対の基板と、 前記一対の基板の少なくとも一方の 基板に形成された、 前記基板面に略平行な成分を持つ電界を前記液晶層に印加す るための電極群と、 前記一対の基板間に配置された液晶層と、 該液晶層と前記一 対の基板の少なくともどちらか一方の基板の間に配置された、 2つの方向に液晶 配向規制処理された配向層とを有する液晶表示素子において、 前記配向層の 2つ の液晶配向規制方向が、 基板面内において互いになす角が略 9 0度で、 かつ、 そ の一方の液晶配向規制方向における基板面からの起き上がり角が略 0度、 他方が 略 0度でないことを特徴とする液晶表示素子。
3 . 前記異なる複数の方向の液晶配向規制処理の少なくとも 1つが、 当該処理対 象となる領域全体に一様に施される処理を、 その方向ごとに複数回に分割して行 なう処理であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の液晶表示素子。
4 . 前記異なる複数の方向の液晶配向規制処理の少なくとも 1つが、 当該処理対 象となる領域全体を、 その方向ごとに複数の副領域に分割して行なう処理である ことを特徴とする請求項 1又は 2記載の液晶表示素子。
5 . 前記異なる複数の方向の液晶配向規制処理の少なくとも 1つが、 前記基板表 面上に化学反応を与え得る光を直線偏光光として照射する処理であることを特徴 とする請求項 1、 2， 3又は 4記載の液晶表示素子。
6 . 前記異なる複数の方向の液晶配向規制処理の少なくとも 1つが、 前記基板表 面上に応力を与え得る探針で走査する処理であることを特徴とする請求項 1、 2、 3又は 4記載の液晶表示素子。
7 . 前記異なる複数の方向の液晶配向規制処理の少なくとも 1つが、 前記基板表 面上に化学反応を与え得る光線で走査する処理であることを特徴とする請求項 1、
2、 3又は 4記載の液晶表示素子。
8 . 前記液晶層として、 不斉分子を組成成分として含有する液晶材料からなるこ とを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 5、 6又は 7記載の液晶表示素子。
9 . 前記液晶層として、 その誘電異方性の符号が印加される交流電界の周波数に 依存して正 ·負両方とり得る液晶材料からなることを特徴とする、 請求項 1、 2、
3、 4、 5、 6、 7又は 8記載の液晶表示素子。
1 0 . 前記基板と略平行な成分を持つ電界を液晶層に印加する電極群とは別に、 前記一対の基板のそれぞれの基板上に配置された、 対となる電極を有することを 特徴とする、 請求項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8又は 9記載の液晶表示素子。
1 1 . 前記一対の基板のどちらかの基板上に、 光反射板が配置されたことを特徴 とする、 請求項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9又は 1 0記載の液晶表示素 子。
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