液晶元件、液晶显示装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103424933 A (43)申请公布日 2013.12.04 CN 103424933 A *CN103424933A* (21)申请号 201310178542.3 (22)申请日 2013.05.15 2012-114520 2012.05.18 JP G02F 1/1337(2006.01) G02F 1/1333(2006.01) G02F 1/1339(2006.01) (71)申请人 斯坦雷电气株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 加藤惠介 都甲康夫 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 李辉 黄纶伟 (54)。

2、 发明名称 液晶元件、 液晶显示装置 (57) 摘要 本发明提供液晶元件、 液晶显示装置， 提高利 用了两种取向状态间的转变的液晶元件和使用了 该液晶元件的液晶显示装置在高温环境下的记忆 性。 液晶元件包括 ： 相对配置的第1基板和第2基 板， 该第1基板和第2基板各自的一面被实施了取 向处理 ； 设置在第 1 基板的一面与第 2 基板的一 面之间的液晶层 ； 以及设置在第 1 基板的一面与 第 2 基板的一面之间的多个柱状间隔物。第 1 基 板和第 2 基板的取向处理的方向被设定为产生液 晶层的液晶分子在第 1 方向上扭曲的第 1 取向状 态， 并且， 各自在与液晶层的界面处赋予给该液晶 层。

3、的液晶分子的预倾角为 20以上。液晶层含有 手性材料， 该手性材料具有如下性质 ： 产生液晶 分子在与第 1 方向相反的第 2 方向上扭曲的第 2 取向状态。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 10 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书10页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103424933 A CN 103424933 A *CN103424933A* 1/1 页 2 1. 一种液晶元件， 该液晶元件包括 ： 相对配置的第 1 基板和第 2 基板， 该第 1 基板和第 2 基板各自的一。

4、面被实施了取向处 理 ； 设置在所述第 1 基板的一面与所述第 2 基板的一面之间的液晶层 ； 以及 设置在所述第 1 基板的一面与所述第 2 基板的一面之间的多个柱状间隔物， 关于所述第 1 基板和所述第 2 基板， 所述取向处理的方向被设定为产生所述液晶层的 液晶分子在第 1 方向上扭曲的第 1 取向状态， 并且， 在所述第 1 基板和所述第 2 基板分别与 所述液晶层的界面处， 赋予给该液晶层的液晶分子的预倾角为 20以上， 所述液晶层含有手性材料， 该手性材料具有如下性质 ： 产生所述液晶分子在与所述第 1 方向相反的第 2 方向上扭曲的第 2 取向状态。 2. 根据权利要求 1 所述。

5、的液晶元件， 其中， 所述多个柱状间隔物在俯视时分别具有线状或点状的外形。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的液晶元件， 其中， 该液晶元件还包括电压施加单元， 该电压施加单元为了产生电场而向所述液晶层施加 电压， 通过所述电压施加单元在与所述第1基板和所述第2基板各自的一面大致垂直的方向 上产生电场， 由此使得所述液晶层向所述第1取向状态转变， 通过在与所述第1基板和所述 第 2 基板各自的一面大致平行的方向上产生电场， 由此使得所述液晶层向所述第 2 取向状 态转变。 4. 一种液晶显示装置， 该液晶显示装置具有多个像素部， 该多个像素部分别使用权利 要求 1 3 中的任意一项所述的液。

6、晶元件而构成。 权 利 要 求 书 CN 103424933 A 2 1/10 页 3 液晶元件、 液晶显示装置 技术领域 0001 本发明涉及液晶元件和液晶显示装置中的电光特性的改进技术。 背景技术 0002 在日本特开 2011-203547 号公报 （专利文献 1） 中公开有利用了两种取向状态间的 转变的新颖的液晶显示元件 （反向TN型液晶元件） 。 该现有例的液晶显示元件具有进行了取 向处理的第1基板和第2基板、 以及配置在它们之间进行扭曲取向的液晶层， 在液晶层中包 含有手性材料。并且， 当设液晶层中不含有手性材料时液晶分子扭曲的旋转方向为第 1 旋 转方向时， 手性材料对液晶分子施。

7、加朝向与第1旋转方向相反的第2旋转方向的旋转性。 另 外， 第 1 基板和第 2 基板以分别产生 20以上 45以下的预倾角的方式进行了取向处理。 在第 1 基板和第 2 基板上设置有电极， 所述电极能够在液晶层的层厚方向以及与其垂直的 方向上分别产生电场。 根据该结构， 能够实现具有可维持显示状态的记忆性， 且得到了高对 比度的显示品质优异的液晶显示元件。 0003 但是， 在上述现有例的液晶显示元件中， 虽然在室温下的记忆性高， 但是当周边温 度变高时 （例如 60以上） ， 有时记忆性降低， 一部分无法保持显示状态。因此， 例如在车载 用途、 航空器用途、 户外用途等周边温度的变化大的使。

8、用条件下， 记忆性不充分。 另外， 在现 有例的液晶显示元件中， 由于在散布于基板间的间隙材料之间产生的向错线， 有时导致在 上述第 2 旋转方向上扭曲的展曲扭曲 （splay twist） 取向的区域中的透射率降低， 在这方 面存在改进的余地。而且， 在上述第 1 旋转方向上扭曲的反向扭曲 （reverse twist） 取向 的区域与展曲扭曲取向的区域之间的边界线反映了向错线的形状， 从而有时， 边界线成为 凹凸状， 导致显示质量降低， 在这方面也存在改进的余地。 0004 【专利文献 1】 日本特开 2011-203547 号公报 发明内容 0005 本发明的具体方式的目的之一在于， 提。

9、供能够提高利用了两种取向状态间的转变 的液晶元件和使用了该液晶元件的液晶显示装置在高温环境下的记忆性的技术。 0006 本发明的具体方式的目的之一在于， 提供能够防止由于利用了两种取向状态间的 转变的液晶元件和使用了该液晶元件的液晶显示装置中的向错线引起的显示质量的降低 的技术。 0007 本发明的一个方式的液晶元件包括 ：（a） 相对配置的第 1 基板和第 2 基板， 该第 1 基板和第 2 基板各自的一面被实施了取向处理 ；（b） 液晶层， 其设置在第 1 基板的一面与第 2 基板的一面之间 ； 以及 （c） 多个柱状间隔物， 其设置在第 1 基板的一面与第 2 基板的一面 之间，（d） 。

10、第 1 基板和第 2 基板的取向处理的方向被设定为， 产生液晶层的液晶分子在第 1 方向上扭曲的第 1 取向状态， 并且， 所述第 1 基板和第 2 基板在分别与液晶层的界面处赋予 给该液晶层的液晶分子的预倾角为 20以上，（e） 液晶层含有手性材料， 该手性材料具有如 下性质 ： 产生液晶分子在与第 1 方向相反的第 2 方向上扭曲的第 2 取向状态。 说 明 书 CN 103424933 A 3 2/10 页 4 0008 在上述液晶元件中， 构成为使用多个柱状间隔物来保持第 1 基板和第 2 基板的间 隙， 由此使得配置在第 1 取向状态的区域与第 2 取向状态的区域的边界附近的柱状间隔。

11、物 像隔离壁一样发挥作用， 能够产生两种取向状态不连续的状态。 由此， 能够双向地阻断取向 状态的转变， 能够提高记忆性， 因此， 即使在高温状态下， 也能够稳定地保持各个取向状态。 因此， 还可以应用于车载用途、 航空器用途、 户外用途等要求高可靠性的用途。 另外， 与将球 状间隔物用作间隙材料的情况相比， 消除了间隙材料间的向错线， 因此能够避免由向错线 的形状引起的显示质量的降低。而且， 因向错线引起的弱散射消失， 因此第 2 取向状态 （展 曲扭曲状态） 的区域中的透射率增加， 第 1 取向状态和第 2 取向状态的各区域间上的对比度 提高。 0009 在上述液晶元件中， 多个柱状间隔物。

12、例如分别在俯视时具有线状或点状的外形。 0010 上述液晶元件还包括电压施加单元， 该电压施加单元为了产生电场而向所述液晶 层施加电压， 通过所述电压施加单元在与所述第 1 基板和所述第 2 基板各自的一面大致垂 直的方向上产生电场， 由此使得所述液晶层向所述第1取向状态转变， 通过在与所述第1基 板和所述第 2 基板各自的一面大致平行的方向上产生电场， 由此使得所述液晶层向所述第 2 取向状态转变。 0011 本发明的一个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 本发明的液晶元件而构成。 0012 根据上述结构， 能够得到如下所述的液晶显示装置 ： 通过利用液晶元件的两种。

13、取 向状态的双稳定性 （记忆性） ， 从而除了显示改写时以外基本上不需要电力， 并且在高温下 也不会降低记忆性， 显示质量也十分优异。 附图说明 0013 图 1 是示意地示出反向 TN 型液晶元件的动作的示意图。 0014 图 2 是用于说明从反向扭曲状态向展曲扭曲状态转变时的液晶层的取向状态与 电场方向的关系的概念图。 0015 图 3 是示出反向 TN 型液晶元件的结构例的剖视图。 0016 图 4 是示出柱状间隔物的俯视时的形状的示意图。 0017 图 5 是说明使用各电极对液晶层施加的电场的示意性剖视图。 0018 图 6 是示意地示出液晶显示装置的结构例的图。 0019 图 7 是。

14、示出实施例 1 的液晶元件的显微镜观察像的图。 0020 图 8 是示出实施例 2 的液晶元件的显微镜观察像的图。 0021 标号说明 0022 1 ： 上侧基板 0023 2 ： 下侧基板 0024 3 ： 液晶层 0025 51 ： 第 1 基板 0026 52 ： 第 1 电极 0027 53、 57 ： 取向膜 0028 54 ： 第 2 基板 说 明 书 CN 103424933 A 4 3/10 页 5 0029 55 ： 第 2 电极 0030 56 ： 绝缘膜 0031 58 ： 第 3 电极 0032 59 ： 第 4 电极 0033 60 ： 液晶层 0034 61 ： 柱。

15、状间隔物 0035 71、 72、 73 ： 驱动器 0036 74 ： 像素部 0037 A1 An、 B1 Bm、 C1 Cn、 D1 Dn ： 控制线 具体实施方式 0038 以下， 参照附图对本发明的实施方式进行说明。 0039 图 1 是概略地示出反向 TN（RTN） 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 1 和下侧基板 2、 以及设置在它们之间的液晶 层 3。对上侧基板 1 和下侧基板 2 各自的表面实施了摩擦处理等取向处理。上侧基板 1 与 下侧基板 2 按照它们的取向处理方向 （图中用箭头表示） 以 90前后的角度相互交叉的。

16、方 式， 相对地配置。液晶层 3 是通过向上侧基板 1 与下侧基板 2 之间注入向列型液晶材料而 形成的。 在该液晶层3中使用了添加有手性材料的液晶材料， 该手性材料产生如下作用 ： 使 液晶分子在其方位角方向中特定的方向 （在图 1 的例子中为右旋转方向） 上扭曲。关于这样 的反向 TN 型液晶元件， 通过手性材料的作用， 在初始状态下液晶层 3 成为在进行展曲取向 的同时进行扭曲的展曲扭曲状态。 当针对该展曲扭曲状态的液晶层3， 在其层厚方向上施加 超过饱和电压的电压时， 液晶分子转移到在左旋转方向上扭曲的反向扭曲状态 （均匀扭曲 状态） 。在这样的反向扭曲状态的液晶层 3 中， 主体 （。

17、bulk） 中的液晶分子是倾斜的， 因此显 现出降低液晶元件的驱动电压的效果。 0040 图 2 是用于说明从反向扭曲状态向展曲扭曲状态转变时的液晶层的取向状态 与电场方向的关系的概念图。如图 2(A) 所示， 针对相对于基板面处于水平方向的电场 （Electric field） ， 将电场的施加方向设定为， 使其尽量不与反向扭曲状态下的液晶层的 层厚方向的大致中央的液晶分子 ( 图中为附有纹样的液晶分子 ) 的长轴方向平行， 而是成 为垂直或接近垂直的状态。由此， 液晶层的层厚方向的大致中央的液晶分子沿着电场方向 重新进行取向， 所以如图 2(B) 所示， 液晶层的取向状态从反向扭曲状态转变。

18、至展曲扭曲状 态。此外， 当针对反向扭曲状态的液晶层， 以与其层厚方向的大致中央的液晶分子的长轴 方向平行或接近平行的状态施加了电场时， 难以产生从反向扭曲状态向展曲扭曲状态的转 变。 这是因为， 在液晶层的层厚方向的大致中央， 几乎不会因电场而产生液晶分子的重新取 向。根据以上情况， 为了在反向 TN 型液晶元件中在两种取向状态之间自如地转变， 需要产 生与液晶层的层厚方向对应的电场(纵向电场)和与其垂直的方向的电场(横向电场)， 而 且对于横向电场而言， 需要成为与反向扭曲状态的液晶层的层厚方向的大致中央的液晶分 子的长轴方向大致垂直或者接近于垂直的方向。 关于用于自如地施加这些纵向电场与。

19、横向 电场的元件构造， 以下举出具体例子进行说明。 0041 图 3 是示出反向 TN 型液晶元件的结构例的剖视图。图 3 所示的液晶元件具有在 说 明 书 CN 103424933 A 5 4/10 页 6 第 1 基板 （上侧基板） 51 与第 2 基板 （下侧基板） 54 之间夹有液晶层 60 的基本结构。以下， 进一步详细地对液晶元件的构造进行说明。另外， 关于对液晶层 60 的周围进行密封的密封 材料等部件， 省略图示和说明。 0042 第 1 基板 51 和第 2 基板 54 分别是例如玻璃基板、 塑料基板等透明基板。如图所 示， 第 1 基板 51 与第 2 基板 54 以彼此的。

20、一面相对的方式， 设置了规定间隙 （例如几 m） 而 贴合。 另外， 虽然省略了特别的图示， 但是可以在任意一个基板上形成薄膜晶体管等切换元 件。 0043 第 1 电极 52 设置在第 1 基板 51 的一面侧。另外， 第 2 电极 55 设置在第 2 基板 54 的一面侧。第 1 电极 52 和第 2 电极 55 分别通过对例如氧化铟锡 （ITO） 等透明导电膜进行 构图而构成。 0044 绝缘膜 （绝缘层） 56 以覆盖第 2 电极 55 的方式设置在第 2 基板 54 上。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、 或者有机绝缘膜 （例如丙烯酸。

21、类有机绝缘膜） 。 0045 第 3 电极 58、 第 4 电极 59 分别设置在第 2 基板 54 上的上述绝缘膜 56 上。本实施 方式中的第 3 电极 58 和第 4 电极 59 分别是具有多个电极支的梳齿状电极， 以彼此的电极 支交替地排列的方式进行配置 （参照后述的图 4） 。第 3 电极 58 和第 4 电极 59 分别通过对 例如氧化铟锡 （ITO） 等透明导电膜进行构图而构成。关于第 3 电极 58、 第 4 电极 59 各自的 电极支， 例如宽度为 20m， 并将电极间隔设定为 20m 而进行配置。 0046 取向膜 53 以覆盖第 1 电极 52 的方式设置在第 1 基板 。

22、51 的一面侧。另外， 取向膜 57 以覆盖第 3 电极 58 和第 4 电极 59 的方式设置在第 2 基板 54 的一面侧。对各取向膜 53、 57 实施了规定的取向处理 （例如摩擦处理） 。 0047 液晶层 60 设置在第 1 基板 51 与第 2 基板 54 彼此之间。构成液晶层 60 的液晶材 料的介电常数各向异性 为正 （0） 。在该液晶材料中添加有用于使液晶分子成为 扭曲取向的手性材料。 0048 柱状间隔物 61 配置在第 1 基板 51 与第 2 基板 54 之间， 将两者间的间隙保持为规 定的单元厚度 （例如几 m） 。这些柱状间隔物 61 例如使用感光性树脂材料而形成。。

23、在本实 施方式中， 各柱状间隔物 61 预先形成在第 1 基板 51 上。 0049 图 4（A） 和图 4（B） 是分别示出柱状间隔物的俯视时的形状的示意图。例如图 4 （A） 所示， 各柱状间隔物61分别形成为在第1方向上延伸的线状 （在图示的例子中是长条的 矩形状） ， 并且在第 2 方向上等间隔地配置。另外， 柱状间隔物 61 的配置间隔也可以不是等 间隔。另外， 例如图 4（B） 所示， 各柱状间隔物 61 可以分别形成为点状 （在图示的例子中为 正方形状） ， 配置成等间隔的矩阵状。另外， 各柱状间隔物 61 的形状不限于正方形状， 配置 间隔也可以不是等间隔。即使使用任意一种形状。

24、的柱状间隔物 61， 从使单元厚度更稳定的 角度出发， 都希望用于显示等的光调制的区域内的各柱状间隔物 61 的俯视时的合计面积 占区域总面积的 3.8% 以上。 0050 图 5 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 5（A） 是俯视地 示出第 1 第 4 电极的配置的示意图。图 5（B） 图 5（D） 是剖视地示出第 1 第 4 电极 的配置的示意图。第 1 电极 52 和第 2 电极 55 彼此相对配置， 在两者重叠的区域内， 配置有 第 3 电极 58 和第 4 电极 59。另外， 第 3 电极 58 的多个电极支和第 4 电极 59 的多个电极支 说 明 书 CN 1。

25、03424933 A 6 5/10 页 7 是以重复地一一交替的方式配置的。 0051 如图 5（B） 所示， 通过在第 1 电极 52 与第 2 电极 55 之间施加电压， 能够在两电极 之间产生电场。如图所示， 此时的电场是沿着第 1 基板 51 和第 2 基板 54 的厚度方向 （单元 厚度方向） 的电场、 即 “纵向电场” 。 0052 另外， 如图 5（C） 所示， 通过在第 3 电极 58 与第 4 电极 59 之间施加电压， 能够在 两电极之间产生电场。如图所示， 此时的电场是与第 1 基板 51 和第 2 基板 54 各自的一面 大致平行的方向的电场、 即 “横向电场” 。之后。

26、， 有时也将使用这样的电场的模式称为 “IPS 模式” 。 0053 另外， 如图 5（D） 所示， 通过在隔着绝缘膜 56 相对配置的第 2 电极 55 与第 3 电极 58 和第 4 电极 59 之间施加电压， 能够在两电极之间产生电场。如图所示， 此时的电场是沿 着与第 1 基板 51 和第 2 基板 54 各自的一面大致平行的方向的电场、 即 “横向电场” 。以后， 有时也将使用这样的电场的模式称为 “FFS 模式” 。 0054 在本实施方式的液晶元件中， 在初始状态下， 液晶层 60 的液晶分子取向为展曲扭 曲状态。相对于此， 当如上所述使用第 1 电极 52 和第 2 电极 55。

27、 产生纵向电场时， 液晶层 60 的液晶分子的取向状态向反向扭曲状态转变。之后， 当使用第 3 电极 58 和第 4 电极 59 产 生横向电场时 （IPS 模式） ， 液晶层 60 的取向状态向展曲扭曲状态转变。另外， 即使在使用 第 2 电极 55、 第 3 电极 58、 第 4 电极 59 产生横向电场时 （FFS 模式） ， 液晶层 60 的取向状态 也是同样地从反向扭曲状态向展曲扭曲状态转变。在与 IPS 模式的比较中， 存在 FFS 模式 能够使得液晶层 60 的取向状态更加均匀地转变的倾向。这是因为在第 3 电极 58、 第 4 电极 59 的各电极上也施加了横向电场。因此， 从。

28、开口率 （透射率、 对比度） 方面考虑， 可以说 FFS 模式更合适。 0055 关于液晶层 60 的取向状态能够在展曲扭曲状态与反向扭曲状态之间切换的原 因， 如下地进行考察。在展曲扭曲状态中， 液晶层 60 的层厚方向的大致中央的液晶分子大 致水平地进行取向， 而在通过纵向电场成为反向扭曲状态之后， 层厚方向的大致中央的液 晶分子向垂直方向倾斜。之后， 通过 IPS 模式或 FFS 模式的横向电场， 对反向扭曲状态中的 液晶层 60 的层厚方向的大致中央的液晶分子施加横向电场， 展曲扭曲状态中的液晶层 60 的该大致中央的液晶分子朝向应有的指向矢方向， 因此再次向作为初始状态的展曲扭曲状 。

29、态转变。 由此可知， 灵活运用纵向电场和横向电场， 能够对展曲扭曲状态和反向扭曲状态进 行切换。 0056 接着， 对液晶元件的制造方法的一例进行详细说明。 0057 通过对带有 ITO 膜的玻璃基板的 ITO 膜进行构图， 来制作具有第 1 电极 52 的第 1 基板 51。此处， 可以通过一般的光刻技术来进行 ITO 膜的构图。作为 ITO 蚀刻方法， 使用湿 蚀刻 （氯化铁） 。在这里的第 1 电极 52 的形状图案中， 在引出电极部分和相当于显示像素的 部分中保留有 ITO 膜。同样地， 通过对带有 ITO 膜的玻璃基板的 ITO 膜进行构图， 来制作具 有第 2 电极 55 的第 2。

30、 基板 54。 0058 在第 1 基板 51 的第 1 电极 52 上形成柱状间隔物 61。例如， 通过旋涂器在第 1 基 板 51 的一面上涂布透明的负性感光性树脂 （例如使旋涂器旋转 30 秒钟） ， 并进行预烘焙 （例 如 100、 120 秒钟） 。另外， 通过调整旋涂器的转速， 能够在膜厚 0.5m 5m 左右的范 围内均匀地进行成膜。也可以使用狭缝涂布装置来代替旋涂器的涂布。此时， 能够均匀地 说 明 书 CN 103424933 A 7 6/10 页 8 成膜到膜厚 10m 左右。在成膜之后， 隔着具有与期望形状的柱状间隔物 61 对应的曝光图 案的光掩模， 利用以高压水银灯为。

31、光源的接触式曝光机对感光性树脂膜照射紫外线。曝光 条件例如设为以照度 5.79mW/cm2照射 35 秒钟 （200mJ/cm2） 。之后， 浸渍到浓度 1% 的氢氧化 四甲铵水溶液中， 由此使得感光性树脂显影， 并用纯水进行冲洗， 在基板干燥之后， 在无尘 烘烤箱内以 220进行 30 分钟的主烘焙。由此在第 1 基板 51 的一面上形成多个柱状间隔 物 61。 0059 在第 2 基板 54 的第 2 电极 55 上形成绝缘膜 56。此时， 为了不在引出电极部分处 形成绝缘膜 56， 需要采取措施。作为其方法， 可以列举出如下方法 ： 预先在引出电极部分处 形成抗蚀剂， 在形成绝缘膜 56。

32、 之后进行剥离的方法 ； 在通过金属掩模等遮蔽了引出电极部 分的状态下通过溅射法等来形成绝缘膜 56 的方法等。另外， 作为绝缘膜 56， 可以列举出有 机绝缘膜、 或者氧化硅膜或氮化硅膜等无机绝缘膜以及它们的组合等。 这里， 将丙烯酸系有 机绝缘膜与氧化硅膜 （SiO2膜） 的层叠膜用作绝缘膜 56。 0060 在引出电极部分 （端子部分） 处粘贴耐热性薄膜 （聚酰亚胺胶带） ， 在该状态下旋涂 有机绝缘膜的材料液。例如， 在以 2000rpm 旋转 30 秒钟的条件下， 得到 1m 的膜厚。在无 尘烘烤箱中对其进行烘焙 （例如， 220、 1 小时） 。在粘贴有耐热性薄膜的状态下通过溅射 。

33、法 （交流放电） 形成 SiO2膜。例如， 将基板加热到 80， 形成此处， 当剥离耐热性薄 膜时， 能够将有机绝缘膜、 SiO2膜一起干净地剥离。之后， 在无尘烘烤箱中进行烘烤 （例如， 220、 1 小时） 。这是为了提高 SiO2膜的绝缘性和透明性。虽然不是必须形成 SiO2膜， 但通 过形成 SiO2膜， 能够提高其上形成的 ITO 膜的密接性和构图性， 因此优选形成 SiO2膜。并 且， 绝缘性也提高。另一方面， 也可以考虑不形成有机绝缘膜而仅通过 SiO2膜来获得绝缘 性的方法， 不过此时， 由于SiO2膜容易成为多孔质， 因此优选将膜厚确保为 左右。另外， 也可以成为与 SiNx。

34、 的层叠膜。另外， 作为无机绝缘膜的形成方法， 虽然叙述了 溅射法， 但是也可以使用真空蒸镀法、 离子束法、 CVD 法 （化学气相沉积法） 等形成方法。 0061 接着， 在绝缘膜 56 上形成第 3 电极 58 和第 4 电极 59。具体地讲， 首先在绝缘膜 56 上通过溅射法 （交流放电） 形成 ITO 膜。例如将其基板加热到 100， 在整个面上形成约 左右的 ITO 膜。通过一般的光刻技术对该 ITO 膜进行构图。作为此时的光掩模， 使 用具有与上述的图 5 所示的梳齿状电极对应的遮光部分的光掩模。关于梳齿状电极， 例如 可以设电极支的宽度为 20m 30m、 电极间隔为 20m 2。

35、00m。另外， 如果在上述引 出电极部分处也没有图案， 则也会通过蚀刻将下侧的 ITO 膜去除， 因此使用在引出电极部 分处也形成有图案的光掩模。 0062 对如上所述制作的第 1 基板 51 和第 2 基板 54 进行清洗。具体地讲， 首先进行水 洗 （刷洗或喷洗、 纯水清洗） ， 在去除了水分之后进行 UV 清洗， 最后进行 IR 干燥。 0063 接着， 在第 1 基板 51、 第 2 基板 54 上分别形成取向膜 53、 57。作为取向膜 53、 57， 例如使用聚酰亚胺膜， 该聚酰亚胺膜是降低了通常作为垂直取向膜使用的材料的侧链密度 而得到的。将取向膜的材料液 （取向材料） 涂布到第。

36、 1 基板 51、 第 2 基板 54 各自的一面， 在 无尘烘烤箱中对它们进行烘焙 （例如 160、 1 小时） 。作为取向膜的材料液的涂布方法， 可 以使用柔版印刷、 喷墨印刷、 或者旋涂法。虽然这里使用了旋涂法， 但即便使用其他的方式 结果也是同样的。 取向膜53、 57的膜厚例如为接着， 对各取向膜53、 57进行 作为取向处理的摩擦处理。摩擦时的压入量例如设定为 0.8mm。由此， 各取向膜 53、 57 能够 说 明 书 CN 103424933 A 8 7/10 页 9 使得液晶分子产生 20 60左右的预倾角。 0064 接着， 将第 1 基板 51 与第 2 基板 54 贴合。

37、。在第 1 基板 51 上预先印刷密封材料。 接着， 在第 1 基板 51 与第 2 基板 54 之间注入液晶材料， 由此形成液晶层 60。在液晶材料中 例如添加 CB15 作为手性材料。 0065 由此完成本实施方式的液晶元件。本实施方式的这样的液晶元件在完成的时候， 液晶层 60 取向为展曲扭曲状态。此时， 透射率 （或者反射率） 比较低， 成为较暗状态的外观。 并且， 当对液晶层 60 施加纵向电场时， 液晶层 60 的取向转变为反向扭曲状态， 在关闭了电 场之后也维持该状态。此时， 透射率 （或反射率） 比较高， 成为较亮状态的外观。接着， 当对 液晶层60施加横向电场时， 液晶层60。

38、的取向再次向展曲扭曲状态转变， 在关闭电场之后也 维持该状态。此时的对比度具有如下趋势 ： 在预倾角为 45附近时对比度最高， 随着预倾 角变低对比度也降低。特别是当预倾角小于 20时对比度显著降低， 展曲扭曲状态与反向 扭曲状态的透射率之差 （或者反射率之差） 几乎消失， 确认到显示性不够的状况。 0066 接着， 对利用了上述液晶元件所具有的记忆性的可进行低功耗驱动的液晶显示装 置的结构例进行说明。 0067 图 6 是示意地示出液晶显示装置的结构例的图。图 6 所示的液晶显示装置是将多 个像素部 74 排列成矩阵状而构成的纯矩阵型的液晶显示装置， 使用了上述的液晶元件作 为各像素部 74。

39、。具体地讲， 液晶显示装置构成为包含 ： 在 X 方向上延伸的 m 根控制线 B1 Bm ； 对这些控制线 B1 Bm 提供控制信号的驱动器 71 ； 分别与控制线 B1 Bm 交叉地在 Y 方向上延伸的 n 根控制线 A1 An ； 对这些控制线 A1 An 提供控制信号的驱动器 72 ； 分 别与控制线 B1 Bm 交叉地在 Y 方向上延伸的 n 根控制线 C1 Cn 和 D1 Dn ； 对这些控 制线 C1 Cn 和 D1 Dn 提供控制信号的驱动器 73 ； 以及设置在控制线 B1 Bm 与控制线 A1 An 的各交点处的像素部 74。 0068 各控制线 B1 Bm、 A1 An、 。

40、C1 Cn 以及 D1 Dn 例如由形成为条纹状的 ITO 等 透明导电膜构成。控制线 B1 Bm 与 A1 An 相交叉的部分作为上述的第 1 电极 52 和第 2 电极 55 发挥功能 （参照图 3） 。另外， 控制线 C1 Cn 设置在与各像素部 74 对应的区域中， 与作为第 3 电极 58 的梳齿状的电极支 （在图 6 中省略图示） 连接。同样， 控制线 D1 Dn 设 置在与各像素部 74 对应的区域中， 与作为第 4 电极 59 的梳齿状的电极支 （在图 6 中省略图 示） 连接。 0069 作为图 6 所示结构的液晶显示装置的驱动法， 可以考虑各种方法。例如， 对按照控 制线 。

41、B1、 B2、 B3每根线进行显示改写的方法 （线依次驱动法） 进行说明。此时， 只要对希望 进行相对较亮的显示 （反向扭曲状态） 的像素部74施加纵向电场， 对希望进行相对较暗的显 示 （展曲扭曲状态） 的像素部 74 施加横向电场即可。 0070 例如， 对控制线B1施加不会产生取向状态的转变的程度的矩形波电压 （例如5V左 右且为 150Hz） ， 对控制线 A1 An、 C1 Cn 以及 D1 Dn 施加与其同步、 或者错开半个周 期的阈值电压左右的矩形波电压 （例如 5V 左右且为 150Hz） 。 0071 详细地讲， 针对控制线 A1 An 中与希望进行较亮显示的像素部 74 对。

42、应的控制 线， 施加与施加给控制线 B1 的矩形波电压错开半个周期的矩形波电压。此时， 不对控制线 C1 Cn 和 D1 Dn 施加电压。由此， 成为对像素部 74 的液晶元件实际施加了 10V 左右的 电压 （纵向电场） 的状态。如果该电压为饱和电压以上， 则使液晶层 60 产生取向状态的转 说 明 书 CN 103424933 A 9 8/10 页 10 变， 能够改变该像素部 74 的透射率。另一方面， 针对控制线 A1 An 中与不需要改变显示 的像素部 74 对应的控制线， 施加与施加给控制线 B1 的矩形波电压同步的矩形波电压。此 时也不对控制线 C1 Cn 和 D1 Dn 施加电。

43、压。由此， 在该像素部 74 中， 成为实际上没有 施加电压的状态。因此， 在液晶层 60 中不产生取向状态的转变， 透射率不变化。 0072 另外， 针对控制线 C1 Cn 和 D1 Dn 中与希望进行较暗显示的像素部 74 对应的 控制线， 施加与施加给控制线 B1 的矩形波电压错开半个周期的矩形波电压。此时不对控制 线 A1 An 施加电压。由此， 成为对像素部 74 的液晶元件实际施加了 10V 左右的电压 （横 向电场） 的状态。如果该电压为饱和电压以上， 则使液晶层 60 产生取向状态的转变， 能够改 变该像素部 74 的透射率。另一方面， 针对控制线 C1 Cn 和 D1 Dn 。

44、中与不需要改变显示 的像素部 74 对应的控制线， 施加与施加给控制线 B1 的矩形波电压同步的矩形波电压。此 时也不对控制线 A1 An 施加电压。由此， 在该像素部 74 中， 成为实际上没有施加电压的 状态。因此， 在液晶层 60 中不产生取向状态的转变， 透射率不变化。 0073 通过按照控制线 B2、 B3依次执行如上所述的驱动， 能够进行点矩阵显示。通过 如上所述的驱动而改写的显示状态可以半永久性地保持。在改写该显示时， 只要再次从控 制线 B1 起执行上述控制即可。另外， 虽然这里示出了将本发明应用于所谓的纯矩阵型液 晶显示装置的例子， 但是也可以将本发明应用于使用了薄膜晶体管等。

45、的有源矩阵型液晶显 示装置。在有源矩阵型液晶显示装置的情况下， 不需要对控制线 B1 等每根线进行改写， 因 此能够缩短改写时间。另外， 还可以施加阈值的 2 倍以上的电压， 因此能够进行更高速的改 写。然而， 由于是在一侧的基板上存在横向电场用和纵向电场用的电极， 因此每 1 个像素需 要两个薄膜晶体管等。 0074 （实施例 1） 0075 制造了具有在一个方向上延伸的线状的柱状间隔物的液晶元件。在本实施例中， 在单侧的基板上形成了高度为 4m 左右的柱状间隔物。在涂布感光性树脂材料时， 将旋涂 器的转速设为600rpm。 另外， 使用与柱状间隔物的形状对应地开口成线状的负性光掩模 （线 。

46、宽为 40m、 线间距为 400m） ， 进行了曝光。除此以外的工序与上述实施方式相同。优选 不在用于密封液晶层的主密封材料的部分中形成该线状的柱状间隔物。 接着， 作为取向膜， 使用了聚酰亚胺膜， 该聚酰亚胺膜是将通常作为垂直取向膜使用的材料的侧链密度调整为 能够产生适当的预倾角而得到的。将烘焙温度设定在 160 260之间。作为取向膜的 形成方法， 可以使用柔版印刷、 喷墨印刷、 或者旋涂法。 虽然这里使用了旋涂法， 但即便使用 其他方式结果也是相同的。取向膜的膜厚为接着进行了摩擦处理。摩擦时 的压入量为 08mm， 扭曲角为 70。单元厚度 d 为 4m。在注入的液晶材料中添加了手 性材。

47、料。手性材料的添加量为 d/p=0.20 0.53。关于偏振板， 以彼此的透射轴大致正交、 且各偏振板的透射轴与摩擦方向成 15的方式进行了配置。 0076 图 7（A） 图 7（D） 是示出实施例 1 的液晶元件的显微镜观察像的图。在各图中， 看起来相对较亮的区域对应于展曲扭曲状态 （初始取向） ， 看起来较暗的区域对应于反向扭 曲状态 （通过纵向电场而切换的区域） 。以往， 两个区域的边界错乱而成为锯齿状， 当仔细观 察该部分时， 观察到如下情形 ： 随机散布的球状间隔物相连地形成了区域的边界线， 取决于 球状间隔物的位置而保持取向的记忆状态。另一方面， 如图 7（A） 图 7（D） 所示。

48、， 在实施 例 1 中， 观察到如下情形 ： 从反向扭曲状态向展曲扭曲状态的转变沿着线状的柱状间隔物 说 明 书 CN 103424933 A 10 9/10 页 11 而被封堵住。详细地讲， 按照图 7（A） 、 图 7（B） 、 图 7（C） 、 图 7（D） 的顺序， 以时间顺序示 出了电场施加时的状态。 虽然也与用于产生纵向电场的电极位置有关， 但是， 通过使由柱状 间隔物实现的隔离壁的延伸方向与展曲扭曲状态的区域和反向扭曲状态的区域之间的边 界部 （即， 可施加纵向电场的电极的端部） 一致， 能够使得这两个取向的区域成为非连续状 态， 能够利用柱状间隔物双向地阻断取向状态的转变， 能。

49、够提高取向状态的记忆性。 针对该 实施例 1 的液晶元件， 为了调查保持取向状态的稳定性， 以 90加热 30 分钟左右进行了观 察， 确认到各个取向状态 （展曲扭曲状态或反向扭曲状态） 稳定地保持， 加热前后， 在展曲扭 曲区域与反向扭曲区域之间的边界部处也没有发生变化 （参照图 7 （D） ） 。另外可知， 在实施 例 1 的液晶元件中完全没有看到在以往的液晶元件的展曲扭曲取向区域中观察到的向错 线。已知向错线是由作为间隙控制材料的球状间隔物相连而形成的， 而在不需要间隙控制 材料的本实施例 1 的液晶元件中， 能够消除向错线。 0077 （实施例 2） 0078 制造了具有配置成矩阵状的点状的。