液晶元件、液晶显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供液晶元件、液晶显示装置，提高利用了两个取向状态间的转移的液晶元件的正面方向的对比度。液晶元件具有：在各自一面实施了取向处理的第1基板和第2基板、使用介电常数各向异性为负的液晶材料设置在第1基板的一面与第2基板的一面之间的液晶层。第1基板和第2基板的取向处理的方向设定成使得液晶层的液晶分子产生在第1方向上以大致90°的扭曲角扭曲的第1取向状态，液晶层含有使液晶分子产生在与第1方向相反的第2方向上以大致90°的扭曲角扭曲的第2取向状态的性质的手性材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶元件和液晶显示装置中的电光特性的改良技术。
技术介绍
在日本特开2011-203547号公报(专利文献I)中，公开有利用两个取向状态间的转移的新的液晶显示元件(反向TN型液晶元件)ο该现有例的液晶显示元件具有进行了取向处理的第I基板、第2基板以及配置在它们之间而进行扭曲取向的液晶层，在液晶层中含有手性材料。并且，在液晶层中，当在不含有手性材料时将液晶分子扭曲的回旋方向作为第I回旋方向时，手性材料向液晶分子赋予针对与第I回旋方向相反的第2回旋方向的回旋性。另外，第I基板和第2基板被取向处理成分别表现出20°以上45°以下的预倾角。在第I基板和第2基板上，设置有能够在液晶层的层厚方向和与层厚方向正交的方向分别产生电场的电极。根据该结构，能够得到具有能够维持显示状态的记忆性且得到高对比度的显示品质优秀的液晶显示元件。但是，上述现有例的液晶显示元件不是在相对于基板面的法线方向(B卩、正面方向)上，而是在从该法线方向倾斜了 40°左右的方向上得到最大的对比度。这样的对比度特性虽然在例如作为反射型显示器的用途中比较适合，但是在作为透射型显示器的用途中不是很适合。因此，希望提高正面方向的对比度。专利文献1:日本特开2011-203547号公报
技术实现思路
本专利技术的具体方式的一个目的在于，提供能够提高利用两个取向状态间的转移的液晶元件的正面方向的 对比度的技术。本专利技术的具体方式的一个目的在于，提供能够提高使用液晶元件的液晶显示装置的正面方向的对比度的技术，其中，该液晶元件利用两个取向状态间的转移。本专利技术的一方式的液晶元件，包括:(a)第I基板和第2基板，它们在各自的一面上实施了取向处理，并被相对配置；以及(b)液晶层，其使用介电常数各向异性为负的液晶材料，被设置在第I基板的一面与第2基板的一面之间，(c)第I基板和第2基板的取向处理的方向设定成使得液晶层的液晶分子产生在第I方向上以大致90°的扭曲角扭曲的第I取向状态，Cd)液晶层含有使液晶分子产生在与第I方向相反的第2方向上以大致90°的扭曲角扭曲的第2取向状态的性质的手性材料。根据上述的结构，能够提高利用两个取向状态间的转移的液晶元件中的正面方向的对比度。在上述的液晶元件中，优选添加手性材料使得手性节距相对于液晶层的层厚d的比d/p为0.3以上且0.9以下。另外，在上述的液晶元件中，优选第I基板和第2基板各自与液晶层之间的界面处的各预倾角为70°以上且小于90°。通过满足这些条件中的至少一方，能够进一步提高对比度。在上述的液晶元件中，优选第I基板与液晶层之间的界面处的预倾角与第2基板与液晶层之间的界面处的预倾角不同。由此，能够进一步延长液晶层的状态转移后的取向状态的保持时间。上述的液晶元件优选还包括电场施加单元,该电场施加单元对于液晶层选择性地施加下述电场中的任意一方:与第I基板和第2基板的各一面大致垂直的方向的电场以及与第I基板和第2基板的各一面大致平行的方向的电场。由此，能够利用电场容易地产生第I取向状态与第2取向状态的转移。本专利技术的一方式的液晶显示装置具有多个像素部，该多个像素部分别使用上述本专利技术的液晶元件来构成。根据上述的结构，通过利用液晶元件的两个取向状态的双稳态特性(记忆性)，从而能够得到电力消耗少，特别是正面方向的对比度高的液晶显示装置。附图说明图1是概略地示出反向TN型液晶元件的动作的示意图。图2是示出反向TN型液晶元件的构成例的剖视图。图3是说明使用各电极对液晶层施加的电场的示意性剖视图。图4是示意地示出液晶显示装置的构成例的图。图5 (A)是示意地示出实施例1的液晶元件的构造的俯视图，图5 (B)是示出各摩擦方向与液晶层的取向状态之间的关系的图。 图6是示出在实施例1的液晶元件上使用的取向膜材料与预倾角的关系的图。图7是示出在实施例2的液晶元件上使用的取向膜材料的烧结温度与预倾角的关系的图。图8 (A)是示意地示出实施例3的液晶元件的构造的俯视图，图8 (B)是示出各摩擦方向与液晶层的取向状态之间的关系的图。标号说明1:上侧基板2:下侧基板3:液晶层51:第 I 基板52:第 I 电极53、57:取向膜54:第 2 基板55:第 2 电极56:绝缘膜58:第 3 电极59:第 4 电极60:液晶层61:第I偏光板62:第2偏光板71、72、73:驱动器74:像素部Al An、BI Bm、Cl Cn、Dl Dn:控制线具体实施例方式以下，一边参照附图一边对本专利技术的实施方式进行说明。图1是概略地示出反向TN型液晶元件的动作的示意图。作为反向TN型液晶元件的基本结构，具有相对配置的上侧基板I和下侧基板2、以及设置在它们之间的液晶层3。在上侧基板I和下侧基板2各自的表面上实施了摩擦处理等取向处理。上侧基板I与下侧基板2被相对配置成使得这些取向处理的方向(图中用箭头表示)以90°左右的角度彼此交叉。液晶层3通过将向列型液晶材料注入到上侧基板I与下侧基板2之间来形成。在该液晶层3中使用添加了产生使液晶分子在其方位角方向上在特定方向(在图1的例子中右回旋方向)扭曲的作用的手性材料的液晶材料。在如上所述的反向TN型液晶元件中，当使用具有负的介电常数各向异性的液晶材料来形成液晶层3，且将预倾角设定为接近垂直的大角度(例如70° 90° ) 时，在初始状态成为液晶层3的液晶分子向左回旋方向扭曲的反向扭曲状态(均匀扭曲(uniform twist)状态)，该状态非常稳定。另外，当在该反向扭曲状态的液晶层3的层厚方向上施加超过饱和电压的电压时，液晶层3的液晶分子转移到一边向产生由手性材料的作用引起的扭曲力的右回旋方向展曲(spray)取向一边扭曲的展曲扭曲状态，该状态变得比较稳定。而且，当向与展曲扭曲状态的液晶层3的层厚方向正交的方向(与基板面水平的方向)施加电压时，液晶层3再次向反向扭曲状态转移。由此，为了在反向TN型液晶元件中自由地在两个取向状态间转移，需要产生对于液晶层的层厚方向的电场(纵电场)和与此正交的方向的电场(横电场)。以下举出具体例对用于自由地提供这些纵电场和横电场的元件构造进行说明。图2是示出反向TN型液晶元件的构成例的剖视图。图2所示的本实施方式的液晶元件具有使液晶层60介于第I基板(上侧基板)51与第2基板(下侧基板)54之间的基本结构。在第I基板51的外侧配置有第I偏光板61，在第2基板54的外侧配置有第2偏光板62。以下，进一步详细地说明液晶元件的构造。另外，对于密封液晶层60周围的密封材料等部件省略图示和说明。第I基板51和第2基板54分别例如是玻璃基板、塑料基板等透明基板。如图所示，第I基板51和第2基板54是将相互的一面相对并设置预定的间隙(例如数μ m)而贴合在一起。另外，虽然省略了特别的图示，但是也可以在任意一个基板上形成有薄膜晶体管等开关元件。第I电极52设置在第I基板51的一面侧上。另外,第2电极55设置在第2基板54的一面侧上。第I电极52和第2电极55是分别通过例如对铟锡氧化物(ITO)等透明导电膜进行适当图案化来构成的。绝缘膜(绝缘层)56在第2基板54上设置成覆盖第2电极55。该绝缘膜56例如是氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜或它们的层叠膜等无机绝缘膜、或有机绝缘膜(例如丙烯酸类有机绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶元件，其包括：第1基板和第2基板，它们在各自的一面上实施了取向处理，并被相对配置；以及液晶层，其使用介电常数各向异性为负的液晶材料，被设置在所述第1基板的一面与所述第2基板的一面之间，所述第1基板和所述第2基板的所述取向处理的方向设定成使得所述液晶层的液晶分子产生在第1方向上以大致90°的扭曲角扭曲的第1取向状态，所述液晶层含有使所述液晶分子产生在与所述第1方向相反的第2方向上以大致90°的扭曲角扭曲的第2取向状态的性质的手性材料。

【技术特征摘要】
2012.01.25 JP 2012-0127451.一种液晶元件,其包括: 第I基板和第2基板，它们在各自的一面上实施了取向处理，并被相对配置；以及 液晶层，其使用介电常数各向异性为负的液晶材料，被设置在所述第I基板的一面与所述第2基板的一面之间， 所述第I基板和所述第2基板的所述取向处理的方向设定成使得所述液晶层的液晶分子产生在第I方向上以大致90°的扭曲角扭曲的第I取向状态， 所述液晶层含有使所述液晶分子产生在与所述第I方向相反的第2方向上以大致90°的扭曲角扭曲的第2取向状态的性质的手性材料。2.根据权利要求1所述的液晶元件，其中， 添加所述手性材料使得手性节距相对于所述液晶层的层厚d的比d/p为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：都甲康夫，中村心一，高桥泰树，
申请(专利权)人：斯坦雷电气株式会社，
类型：发明
国别省市：