TWI323823B - Display element - Google Patents

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優越性較少。 因該等顯示方式中之任一項皆為液晶分子於固定方向整 齊排列之狀態，且根據對於液晶分子之角度不同，所見圖 像有所不同，故而存在視角限制。又，因該等顯示方式中 之任一項皆為利用藉由施加電場而液晶分子旋轉者，且液 晶分子以整齊排列之狀態全體旋轉，故而於響應上需要時 間。再者，於使用有FLC或AFLC之顯示模式之情形時，於 響應速度或視野角方面具有優點，但會產生因外力而造成 之非可逆之定向破壞的問題。 另一方面，對於利用藉由施加電場而液晶分子旋轉之該 等顯不方式，提出有利用二次電光效應之電子極化的顯示 方式。 所謂電光效應係指物質之折射率根據外部電場而變化的 現象。電光效應中存在有與電場之一次方成正比之效果以 及平方成正比之效果’分別稱為帕克爾效應、柯爾效應。 特別是’作為二次電光效應之柯爾效應於高速光閘之廡用 方面早先開始便有發展’且得以於特殊之計測儀器中實用 化。 柯爾效應係於1875年由J.K叫柯_)所發現者，至今作為 具有柯爾效應之材料，可知有硝基笨或二硫化碳等有機液 體。該等材料可利用於例如上述光閘、光調變元件、光偏 光兀件、或電力電纜等高電場強度測定等方面。 其後’顯示有液晶材料具有較大之柯爾常數，實行面向 光調變元件、光偏光元件、進而面向光積體電路應用之基 98587.doc 1323823 礎研究’從而亦報告有具有超過上述硝基笨200倍之柯爾常 數的液晶化合物。 於如此狀況下，開始研究柯爾效應於顯示裝置中之應 . 用。因柯爾效應與電％之平方成正比，故而和與電場之一 ' 次方成正比的帕克爾效應相比，可發現相對低電壓驅動， 並且本質上因顯示數微秒〜數毫秒之響應特性，故而可期 待於高速響應顯示裝置中之應用。 然而’將柯爾效應應用發展於顯示元件時，實用上較大 ^ 問《I之一在於.與先前之液晶顯示元件相比，驅動電壓較 大。對於該問題，例如於作為日本專利公報之日本專利特 開2001-249363號公報（公開日2001年9月14日）中提出有一 種方法，其於使具有負型液晶性之分子定向之顯示元件

中，於基板表面預先實施定向處理，製作易顯現柯爾效應 之狀態。 W

於上述公報所揭示之顯示元件中，於一對基板間挾持有 具有負型液晶性之分子。此處，所謂負型係指介電各向異 性為負之類型。又，於兩基板之内側分別形成有電極，於 電極表面形成有施以摩擦處理之定向膜…於兩基板之 外側，偏光板以相互之吸收轴直交之方式配設。又，於兩 ^極之表面所形成之定向膜之摩擦方向以相互成反平行或 仃之方式形成，且以與偏光板之吸收軸成仏度角之方 酉己置。 八 ，於兩電極間施 時，具有負型液 含有如此構成之上述公報之顯示元件中 加電場’於基板法線方向產生電場之情形 98587.<joc 1323823 晶性之分子之極化定向為電場方向，並且分子之長軸方向 以平行於摩擦方向之方式定向。藉此，上述公報之顯示元 件發揮藉由施加電場而透過率上升之光學響應性。 但是，上述公報中所揭示之顯示元件中，存在所謂未施 加電場時會產生光線浅漏，引起對比度降低之問題。又， 於電場施加時亦存在所謂產生色差現象之問題。 【發明内容】 本發明係寥於上述問題開發而成者，其目的在於提供一 種顯示元件以及具有該顯示元件之顯示裝置，上述顯示元 件藉由控制分子之定向秩序而使透過率變化，且可提高對 比度’又使色差現象減輕。 本發明之顯示元件為解決上述問題，具有以下特徵：里 具有一對基板’其至少一方透明，物質層，其扶持於上述 兩基板間’以及定向膜’其分別形成於上述兩基板之對向 面’錯由於上述物質層施加外部電場而實施顯示；又，上 述物質層含有藉由施加外部電場而光學各向異性程度產生 變，之媒質，上述各基板之定向膜於相互直交之方向實施 有疋向處理。 v成中之外#電場為可使上述媒質之光學各向異性 之t度產生變化者即可’並無特別限制，例如可使用電場、 磁％、光線等。 圓：謂光學各向異性之程度產生變化係指折射率備 ^ v產生變化。即，根據本發明之顯示元件，可利 用未把加外部電場時與施加外部電場時折射率橢圓體之形 98587.doc 狀的變化’從而實現不同之顯示狀態β 先前之液晶顯示元件中’為實施顯示而施加 橢。進而，施加電場時與未施加電場時，折射率 〃呆持橢圓’其長抽方向（折射率擔圓體之方向）產生變 T轉），’未施加電場時與施加電場時折射率糖圓體之 方向產生變化(旋轉)，藉此實現不同之顯示狀態β 如此，先前之液晶顯示元件中，因利用液晶分子之定向 :向之變化’故而液晶固有之黏度對響應速度有較大影 曰。對此’上述構成中，利用媒f中之光學各向異性之程 度的變化而實施顯示。因此，根據上述構成，無如先前之 液晶顯示元件般液晶固有之黏度對響應速度有較大影響之 問題’故而可實現高速響應。又，因本發明之顯示元件具 有高速響應‘I·生’故而亦可利用於例如色序法之顯示裝置中。 又，根據上述構成，於兩定向膜附近產生之由定向膜所 產生之相位差、或由吸附於定向膜之分子所產生之相位差 的方向，因相互直交故而得以取消。因此，該等相位差無 益於透過率。因此，可獲得較高之對比度。 又，根據上述構成，可於施加外部電場時或未施加外部 電場時，將構成上述媒質之分子以以下方式定向：使成為 自一方之基板至他方之基板，上述分子之定向方向依次不 同之扭轉構造《藉此，可抑制分子所具有之折射率之波長 分散所造成的色差現象。 因此’根據上述構成’藉由控制分子之定向秩序而使透 過率產生變化之顯示元件中，可實現提高對比度，又，減 98587.doc 1323823 輕色差現象之顯示元件。 再者’作為用以使上述媒f之光學各向 ，化之外部電場，考慮到顯示元件之設計以及驅= 令易方面，較好的是電場。 本發明之顯示裝置為解決上述問題，其特徵在於：具 上述構成之顯示元件。

上述構成之顯不裝置具有__種顯示元件，其藉由控制分 子之定向秩序而使透過率產生變化，且可提高對比度，又 金拳色差現象。因Λ，可實現提高對比度，又減輕色差現 象之顯示裝置。 又本發明之顯示元件如上所述，具有高速響應性故 用該!^速響應性，其亦可利用於色序法之顯示裝置中。 :發明之其他目的、特徵、以及優點根據如下所示應可 充分理解。又，本發明之優點通過參照隨附圖式之以下說 明應可明白。 【實施方式】 ^依據圖式就本發明之—實施形態加以說明。圖2係表示本 貫知形惡之顯示元件（本顯示元件）之概要構成的剖面模式 圖再者本貝轭形態中，以使用施加電場（外部電場）時或 未施加電場時顯示光學各向同性(肉眼觀察為各向同性即 可)之媒質實施顯示之情形為中心加以說明，但本發明不限 ； P無而疋使用施加電場時或未施加電場時顯示 光學各向同性之媒質，亦可使用於未施加電場時顯示光學 各向異性，藉由施加電，光學各向異性之程度產生變化 98587.doc ⑧ •12· 1323823 的媒質。 本顯π 7G件與驅動電路或信號 / b v貝杆k唬線）、掃描線 (知描信號線）、開關元件等一同配 Π配置、使用於顯示裝置。圖 7 h表不使用本顯示元件之顯示裝 置之主要部分之概要構 成的方塊圖，圖8係表示圖7所示之顯示裝置中所使用之本 顯示元件（顯示元件20)之周邊概要構成的模式圖。 如圖7所示’本實施形態之顯示裝置1〇〇具有：像辛ι〇·. 配置成矩陣狀之顯示面板1G2,作為驅動電路之源極驅動器 103以及閘極驅動器1〇4，以及電源電路1〇6等。 如圖8所示，上述各像素10中設有本顯示元件（顯示元件 20)以及開關元件21。 又，於上述顯示面板102設有複數條資料信號線 SL1〜SLn(n表示2以上之任意整數）以及分別交叉於各資料 信號線SL1〜SLn之複數條掃描信號線GU〜GLm(m表示2以 上之任意整數），且以該等資料信號線su〜SLn以及掃描信 號線GL1〜GLm之組合為單位，設有上述像素1〇…。 上述電源電路106供給用以藉由上述顯示面板1〇2實施顯 示之電壓至上述源極驅動器1〇3以及閘極驅動器1〇4，藉 此’上述源極驅動器1〇3驅動上述顯示面板1〇2之資料信號 線SL1〜SLn ’閘極驅動器1〇4驅動顯示面板1〇2之掃描信號 線 GL1 〜GLm 〇 作為上述開關元件21，可使用例如FET(場效電晶體）或 TFT(薄膜電晶體）等，上述開關元件21之閘電極22連接於掃 描信號線GLi，源電極23連接於資料信號線SLi，進而汲電 98587.doc -13- 1323823 極24連接於顯示元件2〇。又，顯示元件20之他端連接於A 通於全像素Η)...之未圖示的共通電極線。藉此，上述各像 素ίο中’若選擇掃描信號線GLi(i表示ux上之任意整 則開關元件21導通，依據自未圖示之控制器輸人之顯示資 料信號所決；t之信號電壓藉由源極驅動器1()3，介以資㈣ 號線SLi(i表示1以上之任意整數）施加於顯示元㈣。顯示

元件20於上述掃描信號線GLi之選擇期間終了，開關元件21 斷開之期严曰1 ’理想狀態為持續保持斷開冑之電壓。 如圖2所示，本顯示^件係於對向之兩片透明基板（基板i 以及2)間，挾持作為光學調變層之介電性物質層（物質層、 介電性液體層)3而成。又，於基板⑽及基板2中兩基板之 對向面（内側），分別配置有作為用以施加電場於介電性物質 層3之電場施加機構的電極（透明電極）4以及5。再者，於電 極4以及5之内側，分別具有定向膜8以及9。又，基板〗以及

2中，於與兩基板之對向面相反側之面（外側），分別具有偏 光板6以及7。 基板i以及2包含玻璃基板。又，本顯示元件之兩基板間 之間隔，即介電性物質層3之厚度為5μιη。又，電極4以及5 含有ΙΤΟ(銦錫氧化物）。 圖3係表示定向膜8以及9之摩擦方向以及偏光板6以及7 之吸收軸方向的說明圖。如該圖所示，於定向膜8以及9， 以相互之摩擦方向（定向處理方向）直交之方式實施有摩擦 處理（定向處理）》另外，定向膜8以及9含有聚醯亞胺。 又，如圖3所示’偏光板6以及7以相互之吸收軸直交，且 98587.doc •14- 1323823 偏光板6之吸收轴方向與定向膜8之摩擦方向平行（偏光㈣ 之吸收轴方向與定向膜8之摩擦方向—致），偏光板7之吸收 軸方向與定向膜9之摩擦方向平行之方式配置。再者，亦可 以偏光板6之吸收轴方向與^向膜9之摩擦方向平行，偏光 板7之吸收轴方向與定向膜8之摩擦方向平行之方式，配置 各偏光板。 於介電性物質層3封入有負型液晶性混合物(媒質）。該負 型液晶性混合物包含下述化合物卜U30 wt〇/〇(重量％))、化人 物1-伽⑹、以及化合物叫一)。…)化。 化合物1 -1 T7

(30wt%)

化合物1-3 (40wt%)

(30wt%) \ ，就本顯示元件之製造方法加以說明。首先，於 板1以及2之表面形成電極4以及5。兩電極* 可使用盘春之I成方 則之液晶顯示元件之製造方法相同的方法。 -人，將定向膜8於基板丨上以被覆電極4之方式形成 98587.doc -15- 1323823 又’將定向膜9於基板2上以被覆電極5之方式形成。再者， 預先對定向膜8以及9實施摩擦處理。又，使定向膜8以及9 之摩擦方向相互直交。 又’於基板1以及2之與形成有電極4以及5之面相反側之 面’貼合偏光板6以及7。此時，以偏光板6以及7之吸收轴 相互直交，並且偏光板6以及7之吸收軸方向與定向膜8以及 9之任一者之摩擦方向一致的方式貼合。

其次’介以塑膠珠粒等之分隔物（未圖示），以兩者之間 隔（介電性物質層3之厚度）為5 μηι之方式調整基板丨以及2， 且以密封材（未圖示）將周圍密封並固定。此時，此後成為注 入之媒質（介電性液體）之注入口（未圖示）的部分不密封，使 之開口。再者，分隔物以及密封材之材質無特別限制，可 使用先前之液晶顯示元件中所使用之材料。 八次，於兩基板間注入上述媒質，即包含化合物Μ(3〇 wt%)、化合物i _2(4〇 wt〇/〇)、以及化合物ι _3门〇 Μ%之負型

液晶性混合物。再者’上述負型液晶性混合物於未滿U3t 時顯示負型向列型液晶相’於113力以上之溫度時顯示 性相。 藉由外部加熱裝置，將如此所得 _ 所付之本顯不几件保持為向 專向性相之相轉移點Τηι正上方㈣ ::轉移溫度之溫度，例如T—，藉由於兩^ 電場，可改變透過率。即，將封入於介電性物質層3 “ ’藉由保持為略高於該㈣之液晶相 相轉移點的溫度而設為等向性相狀態，且藉由於兩電：4 9S587.doc -16· 1323823 5間施加電場，可使介電性物質層3之透過率產生變化。 再者，本顯示元件之最大對比度為5〇〇。此處，最大對比 又系心最大透過率除以最低透過率（未施加電場時之透過 率）所侍之值。即，最大對比度=最大透過率/最低透過率。 又，本顯示元件中，於施加電場之情形時，顯示面之色差 亦為大致無需介意之程度。 另一方面，為與本顯示元件相比較，準備一種比較用顯 不凡件，其以除定向膜8以及9之摩擦方向不同以外與本顯 示元件相同之結構製成。圖4表示該比較用顯示元件之定向 膜8以及9之摩擦方向、以及偏光板6以及7之吸收轴方向。 如該圖所示，比較用顯示元件中，定向膜8以及9之摩擦 =向為相互反平行（逆平行、平行且方向相反）。於該情形 時，施加電場時封入於介電性物質層3之媒質之分子定向狀 態成為於兩基板附近之分子之定向方向為一方向的均質構 造。 '

又，如圖4所示，比較用顯示元件中，定向膜8以及9之摩 擦方向與偏光板6以及7之吸收轴方向成45度角。再者，偏 光板6以及7之吸收軸方向相互直交。 將如此而獲得之比較用顯示元件藉由外部加熱裝置保持 為向列型—等向性相之相轉移附近的 π π m、刃，皿度’於兩電極間施 加有電場之情形時亦可使透過率產生變化。 顯示元件， ’可發現顯 但是’比較用顯示元件之最大對比度低於本 為250。又，比較用顯示元件中，於施加電場時 示面附帶黃色之色差現象。 98587.doc 17 ⑧ 1323823 如上，本顯示元件中，可獲得高於比較用顯示元件之對 比度。其原因在於，比較用顯示元件之最低透過率（未施加 .電場時之透過率）較高，於未施加電場時會產生光線洩漏。 即，比較用顯示元件中，由於以下兩個原因而於未施加電 • 場時會產生光線洩漏，藉此導致對比度之降低。 1 ·經摩擦之定向膜產生的相位差 2_吸附於定向膜之分子產生的相位差 _ 另一方面，於本顯示元件中，不會產生因該等原因而造 • 成之光線洩漏。其係由於以下原因。即，上述相位差即使 存在，亦產生於兩定向膜附近（兩基板附近）。並且，本顯示 元件中，因定向膜8以及9之摩擦方向與偏光板6以及7之吸 收軸直交或平行，故而產生於該等兩基板附近之相位差無 益於未施加電場時之透過率。 又，相對於比較用顯示元件中發現色差現象，本顯示元 件中色差現象為無需介意之程度。其原因在於，相對於比 φ 較用顯示元件之分子的定向狀態為分子於一方向定向之均 質構造，本顯示元件之分子的定向狀態為兩基板附近之分 子之定向方向不同之TWIST構造（扭轉構造）。即，可認為色 差現象係因分子所具有之折射率之波長分散而引起者，且 於如本顯示元件般分子之定向狀態為扭轉構造之情形時， 較如比較顯示元件般之均質構造之情形，難以受到波長分 散之影響。 此處，關於本顯示元件以及比較用顯示元件中分子定向 狀態之不同，使用圖1⑷、圖Kb)、圖5⑷、圖5(b)詳細加 98587.doc ⑧ -18· 1323823 以說明。圖1(a)係用以說明本鞀-_ I....員不件中未施加電場時分 之定向狀態的剖面模式圖。又 ^ ^ 又，圖1(b)係用以說明本顯示元 件中知加電場時分子之定向壯能从*, ·“的面模式圖。又，圖 係用以說明比較用顯示元件中 Α 干f未知加電％時分子之定向狀 態的剖面模式圖。又，圖5(以仫 (b)係用以說明比較用顯示元件中 施加電場時分子之定向狀態的剖面模式圖。 如圖1(a)所不’本顯示元体办 _ . 貝丁 件中，於未施加電場時，於兩基 板(兩定向膜)之界面附近之分子(兩界面之吸附分子)沿實 施於兩基板之摩擦的方向’以相互直交之方式定向… 如圖1⑻所示，於施加電場時，分子之長轴方向朝向平行於 基板面之方向，並且自—古 甘 方之基板側至他方之基板侧，以 :基板面平行方向依次扭轉之方式定向…本顯示元件 構、告^由施加電％ ’分子之定向狀態成為TWIST構造（扭轉 :-方面’如圖5⑷所示’比較用顯示元件中，於未施加 電場時兩基板（兩；^向膜）之界面附近的分子沿實施於兩 基板之摩擦的方向’以相互平行之方式定向。又，如圖5⑻ 所示’於未施加電場時，分子之長轴方向朝向平行於基板 面之方向，並且自一方基板側至他方基板側，分子之定向 :向以成為一方向之方式定向。#，比較用顯示元件中， 藉由她加電場，分子之定向狀態成為均質構造。 如此，本顯示元件因分子之定向狀態為扭轉構造，故而 難以㈣折射率之波長分散的影響’可抑制色差現象。再 本頌示元件之扭轉構造存在左扭轉與右扭轉兩種扭轉 98587.doc ⑧ -19- 結構’形成多4。因此，於晶脅之邊界透過率會降低。 =此，於封入於介電性物質層3之媒質中，亦可預先添加 對掌性摻雜劑。如此藉由於媒f中添加對掌性摻雜劑，可 設為僅為左扭轉或右扭轉之任一者，&而可提高透過率。 或者，作為封入於介電性物質層3之媒質（介電性液體）， 亦可使用該媒質本身具有對掌性者（對掌性物質）。於該情形 曰守，亦可誘發左扭轉或右扭轉之任一扭轉構造，可提高透 過率。 又，本顯示元件中，定向膜8以及9之摩擦方向直交，且 疋向膜8以及9之摩擦方向與偏光板6以及7中任一者之吸收 軸方向刀別一致。但是，並不限於如此之構成，若定向膜8 以及9相互之摩擦方向直交，則可獲得提高對比度之效果。 即，若兩定向膜之摩擦方向直交，則因存在於上述兩基 板附近之未施加電場時之相位差，即，經摩擦之定向膜所 產生之相位差以及吸附於定向膜之分子所產生之相位差的 方向相互直交’故而得以取消，無益於透過率。 但是，於兩基板附近所產生之相位差之大小若不完全相 同，則無法獲得完美之效果。例如，若兩定向膜之厚度產 生差異’或兩疋向膜之摩擦強度產生差異，則不能完全防 止光線洩漏’而成為對比度降低之重要原因。因此，定向 膜8以及9之摩擦方向分別與偏光板6以及7中任一者之吸收 軸方向一致的情形可確實地防止光線洩漏，故而較好。藉 此，可更進一步提高對比度。 又，本顯示元件中，以玻璃基板構成基板1以及2，但並 98587.doc 1323823 桂酸赌塗布於基板上後再實施㈣(紫外線）照射即可。 广封入於介電性物質層3之媒質不限於上述混合物， 二封：於介電性物質層3之媒質較好的是含有負介電各向一 是分子長軸方^人 、&物質層3之媒質較好的 …長軸方向之介電常數小於分子短轴方向之 (分子長軸方向之介電常數〈分子 的棒狀分子。 轴方向之介電常數之) 又，封入於介電性物質層3之媒質更好的是由液晶性化合 物所構成之媒f或含有液晶性化合物之媒質。此處，所謂 液晶性化合物為若於低溫下則出現例如所謂向列型相或層 列型相之液晶相的化合物。又’封入於介電性物質層3之媒 質特別好的是由負型液晶性化合物所構成之媒質或含有負 型液晶性化合物之媒質。 又，封入於介電性物質層3之媒質亦可為以單一化合物顯 不液晶性者，亦可為藉由複數種物質之混合而顯示液晶性 者。或，亦可於該等t混人其他非液晶性物質。 又，封入於介電性物質層3之媒質可為介電各向異性為負 之媒質’可使用例如上述曰本專利公報(曰本專利特開 2〇〇1_249363號公報）所揭示之液晶性物質中，3HPFF盘 5爾F以及丽R混合物（含有Μ.二H -4-[反式_4-(反式 -4_n-丙基環己基）環己基]苯、以二氟4·[反式冬（反式 -4-n-戊基環己基）環己基]苯、以及1>2二氟·*侦式_4_(反式 -4-n-庚基環己基）環己基]笨之混合物）等。或者，亦可使用 於該等液晶性物質中添加有溶劑者。 98587.doc -22- 1323823 又，若為介電各向異性為負之媒質，則亦可使用於未施 加电場日ΤΓ光學性上大致各向同性，且藉由施加電場誘發光 學調變之媒質。即，典型的是，亦可使用伴隨施加電場， 分子或分子集合體（叢集）之定向秩序度上升之物質。

又，作為封入於介電性物質層3之媒質，可使用例如具有 未滿光學波長之秩序構造（定向秩序），且光學性上可視為各 向同性（肉眼觀察為各向同性即可）之液晶相。或者，亦可使 用藉由液晶分子以未滿光線波長之尺寸放射狀定向之集合 體填充，且光學性上可視為各向祕之系。藉由對該等施 加電場，可扭曲分子或集合體之微細構造，誘發光學調變。 又，於使用該等媒質之情形時，因亦可藉由形成定向輔助 材而促進分子之定向，故而可以低電壓驅動。 作為如此之媒質，可使用

川川興5HPFF以及7HPI 之混合系。再者，該混合系具有負介電各向異性。

如上所述，3HPFF與5HPFF以及7iiPFF之混合系因秩序 造未滿光學波長故而為透明。即，於未施加電場之情形 顯不光學性之各向同性。因此’將該混合系使用於本顯 元件之情形時，於直交尼科爾稜鏡下可顯示較好的黑色‘ 另—方面，#將上述混合系於未施加電場時控制於顯 光學性各向同性之溫度範圍内，並且施加電場於電極4、 間’則於顯示光學性各向同性之構造上產生扭曲，顯現 學性各向異性。，上述混合系於未施加電場之狀態I 光學性各向同性，藉由施加電場顯現光學性各向異性。 如此，上述構成之本顯示裝置中，因藉由施加電場，： 98587.doc ^ _ ⑧ 顯示光學性各向同性之馗 之構&上產生扭曲，產生雙折 故 而可顯不較好的白$ _, 的白色。再者，產生雙折射之方向為固定， 其大小根據施加電場而變- ^ 10 又表不把加於電極4、5間 電％)與透過率之關係的電壓透過率曲線為穩定之 上述構成W裝置中，可於未施加電場時 t.1不光學性各向同性之溫度範_獲得穩定之電壓透過 率曲線，溫度控制極為容易。 此處’關於使用如上述混合系般藉由施加電場而分子之 光學性各向显性之壬呈痒 程度產生邊化之媒質之情形的本顯示元

件與先前顯示方式之访s ^ L .飞之液日日顯不兀件的顯示原理之不 以說明。 '圖6係用以忒明使用上述混合系之情形下的本顯示元件 '及先刖_不方式之液晶顯示元件之顯示原理之不同的說 明圖’模式性地表示施加電場時以及未施加電場時折射率 橢圓體之形狀以及方向。再者，圖6中，作為先前之顯示方 式，表示有TN方式、VA(Vertlcal AHgnment，垂直定向）方 式、IPS(In Piane Switching，面内響應）方式之顯示原理。 如該圖所不，TN方式之液晶顯示元件為於對向之基板間 挟持有液晶層’且於兩基板上分別具有透明電極（電極）之構 成。亚且’於未施加電場時，液晶層中液晶分子之長軸方 向以螺旋狀扭轉定向，但於施加電場時，《晶分子之長轴 ° 場方向疋向。該情形時之平均折射率橢圓體如圖6 所示’於未施加電場時長軸方向朝向平行於基板面之方 向，於施加電場時長軸方向朝向基板面法線方向。即，於 98587.doc -24· 1323823 未施加電場時與施加電場時，折射率擴圓體之形狀為擴 圓藉由把加電场，其長轴方向（折射率擴圓體之方向）產生 變化。即’折射率橢圓體旋轉。再者，於未施加電場時與 施加電場時，折射率橢圓體之形狀大致無變化。

又，VA方式之液晶顯示元件與⑽方式之液晶顯示元件相 同’構成為··於對向之基板間挾持有液晶層，且於兩基板 上分別具有透明電極（電極）。但是，VA方式之液晶顯示元 件中’於未施加電場時，液晶層中液晶分子之長軸方向於 大致垂直於基板面之方向定向，但於施加電場時液晶分 子之長軸方向於垂直於電場之方向定向。該情形時之平均 折射㈣圓體如圖6所示，於未施加電場時長轴方向朝向基 板面法線，於施加電場時妹方向朝向平行於基板面之方 向β即，於未施加電場時與施加電場時，折射率擴圓體之 形狀為橢圓，其長細方& $ & ^ , 方向產生良化（折射率橢圓體旋轉）。 又，於未施加電場時愈祐^带 、知加電场時，折射率橢圓體之形狀 大致無變化。 又，ips方式之液晶_示元件的構成為：於—個基板上^ =對相對向之電極，且於兩電極間之區域形成有液占 曰。並且’藉由施加電場’使液晶分子之定向方向產生! 匕而於未如加電場時與施加電場時，可實現不同之顯六 :α 口此Ips方式之液晶顯示元件亦如圖6所示，於j 電心與她加電場時，折射率橢圓體之形狀為橢圓， ”長輪方向產生變化(折射率橢圓體旋轉)。又，於未施加1 ㈣與施加電場時’折料橢圓體之形狀大致無變化。 98587.doc ⑧ -25* 1323823

如此’先前顯示方式之液晶顯示元件於未施加電場時， 液晶分子亦定向於任一方向（典型的是一方向），藉由施加電 場’各分子之定向方向整齊，於此狀態下使其定向方向一 齊變化而實施顯示（透過率之調變）。即，折射率橢圓體之形 狀未變化，但利用藉由.施加電場旋轉（變化）折射率橢圓體之 長軸方向，從而實施顯示。又，於未施加電場時與施加電 場時，折射率橢圓體之形狀大致無變化。即，先前顯示方 式之液晶顯示元件中’可視光以上之液晶分子之定向秩序 度大致固定’藉由使定向方向產生變化而實施顯示。 對於該等顯示方式，於使用3HPFI^5HPFF以及7hpfi^ 混合系（使用於未施加電場時顯示光學性各向同性，藉由施 加电场而顯現光學性各向異性之媒質之情形)的本顯示元 件中，於未轭加電場時分子朝向所有方向。但是，因該等 分子含有未滿光線波長能階之秩序（秩序構造、定向秩序）， 故而無法顯現光學性各向異性（於可視光以上之能階之定

向秩序度；〇)’如圖6所示，折射率橢圓體與先前之液晶顯 示元件不同，為球狀。 然而，若施加電場，則因各個分子具有負介電各向異性 故而以朝向基板面内方向(平行於基板面之方向)之方式 化定向狀態。又，此時，於 丁 於禾滿光學波長之秩序構造（定 秩序）會產生扭曲，顯頦决風A , .·"貝現先學性各向異性（可視光以上之能 中之定向秩序度>〇)。蛊本 ^ A ^ }再者，折射率橢圓體之長軸方向 向平行於基板面之方向，廿 亚且自一方基板至他方基板扭

(TWIST)。如此，使用古L 有上述混合系之本顯示元件中，於 98587.doc -26- ⑧ 1323823 施加電場時折射率橢圓體之形狀為各向同性（a =叮= ?)’而成球狀(顯示光學性各向同性)。進而，藉由施加電 場，於折射率橢圓體之形狀顯現各向異性（於下界面附近為 nx>ny’於上界面附近為ny>nx)，折射率擴圓體成擴圓（顯 不光子性各向異性）。此處，ηχ、ny、nz分別表示對於平行 於基板面且為圖6之左右方向的折射率、平行於基板面且朝 向圖6之裏面方向的折射率、垂直於基板面之方向的折射 〇 再者’所謂可視光以上之定向秩序度与〇(幾乎無定向秩 序度）係指以小於可視光之能階觀察之情形時，液晶分子等 於某方向排列之比例較多（有定向秩序），但若以大於可視光 之能階觀察，則定向方向得以平均化而無定向秩序。 即，本發明中，所謂可視光波長以上之能階之定向秩序 度$ 〇表不定向秩序度小到對於可視光波長域以及大於可 視光波長域之波長之光線無任何影響之程度。例如，表示 於直交尼科爾稜鏡下實現黑色顯示之狀態。另一方面，本 發明中，所謂可視光波長以上之能階之定向秩序度〉〇表示 可視光波長以上之能階之定向秩序度大於幾乎為零之狀 態，例如，表示於直交尼科爾稜鏡下實現白色顯示之狀態。 (於該情形時’亦含有作為灰階顯示之灰度）。 又，本顯示元件中，上述施加電場時之折射率橢圓體之 長軸方向通常垂直於電場方向。對此，先前之液晶顯示元 件中，因藉由施加電場而使折射率橢圓體之長軸方向旋轉 而實施顯示，故而折射率橢圓體之長軸方向通常不限於垂 98587.doc -27· 直於電場方向。 一如此，使用3HPFF與5HPFF以及7HPFF之混合系之本顯示 =件中’ S學性各向異性之方向為固定（電壓（電場）施加方 向未文化），藉由使可視光以上之定向秩序度調變而實施顯 ~ P於使用上述混合系之本顯示元件中，媒質本身之 光學性各向異性（或可視光以上之定向秩序）之程度產生變 因此，使用有上述混合系之本顯示元件之顯示原理與 其他顯示方式之液晶顯示元件有較大之差異。 、又於使用有上述混合系之本顯示元件中，因使用顯示 光予I1生各向同性之構造中產生之扭曲，即，媒質之光學性 f向異性之程度之變化而實施顯示，故而較使液晶分子之 定向方向產生變化而實施顯示之先前顯示方式之液晶顯示 裝置，亦可實現較廣之視野角特性。進而，於使用上述混 合系之本顯示裝置中，因產生雙折射之方向為固定，且光 軸方向無變化，故而可實現更廣之視野角特性。 又，於使用有上述混合系之本顯示裝置中，使用藉由微 小區域之構造（例如結晶般之晶格）之扭曲而顯現之光學性 各向異性，貫鈀顯示。因此，無如先前方式之顯示原理般， 液晶固有之黏度較大地影響響應速度之問題，且可實現 1 ms左右之咼速響應。即，因先前方式之顯示原理中利用 液晶分子之定向方向之變化，故而液晶固有之黏度較大地 影響響應速度，但於使用上述混合系之本顯示裝置中，因 利用微小區域之構造（秩序構造、定向秩序）之扭曲，故而液 晶固有黏度之影響較小，可實現高速響應。因此，本顯示 98587.doc • 28 · 1323823 元件利用其高速響應性，亦可適用於例如色序法之顯示裝 置。 .，-不、 又，本顯示元件亦可表現為將以下構成設為基本構成 者：於基板面法線方向施加電場之構成（縱電場），使用負型 液晶作為封入於介電性物質層3之媒質的 以及使兩基板所具有之定向膜之摩擦方 轉摩擦）。 構成（負型液晶）， 向直交之構成（扭

又，藉由使用本顯示元件形成顯示裝置，可提供一種於 利用電S效應之顯示元件中提高對比度，抑制色差現 顯示裝置。 又’藉由將本發明冑用於利用柯爾效應之顯示裝置，可 表現高速響應性，並且可提高對比度，抑制色差現象，故 而其有極高的實用價值。

一又，本發明亦可表現為關於具有高速響應且廣視野之 示性能的顯示元件者。 又，本實施形態中，作為使上述媒質之光學性各向異, 之私度產生變化之方法，主 王要U電知之施加為例加以】 日窃’但本發明不限於此，亦可藉由施加電場以外之外部1 場而於把加外部電場時與未施加時，使光學性 之程度產生變化。 例如，亦可以施加磁場代替 施加電場。即，本發明之 顯 不元件係藉由於挾持於少— 質施加外部電場… 板間之媒 霄施顯示之顯示元件，上述媒質為 施加外部電埸#α Α 妹資為根據 予性各向異性之程度變化者，上述各基板 98587.doc -29- ⑧ 之定向膜亦可為於相互直 於該情形時，*由使…〜向處理之構成。 m土媒質之磁性各向異性，於施加磁 ^未施加時使媒質之光學性W異性之程度產生變 彳為媒S ’較好的是磁化率之各向異性較大者。 分子之情形時，因有益於磁化率者大都為反磁性 狀運動_故心根據磁場之變化π電子可於分子内以環 二情形時’其絕對值會變大。因此，於例如分子内 環之情形時，芳香環垂直面對磁場方向之情形時 =率之絕對值會變大。於該情形時，因芳香環之水平面 方向之磁化率之絕對值小於垂直方向，故而磁化率之各向 。因此，媒f較好的是分子内存在六員環等環 又’為提高磁化率之各向異性，較好的是使媒質内之電 子“疋排列。藉由於分子内導入賊0或NO之自由基的電子 自/疋’分子可具有穩定之自旋。為使自旋平行地排列，可 藉由例如堆疊半& μ + u + a 、 上之，、軛系为子而實現。較好的是例如 中之核〜邛分堆疊而形成管柱之圓盤型液晶。 又’作為用以使上述媒質之光學性各向異性之程度產生 ^之外部電場’亦可使用光線。於該情形時，作為外部 私每而使用之光線之波長雖無特別限定，但可藉由例如以 Nd . YAG雷射振盈532 _之光線，並照射於媒質，而使媒 質之光學性各向異性之程度改變。 一：；Λ h形之媒質無特別限定，可為藉由光線照射而 光干1·生各向異性之程度產生變化之媒質。例如，可使用與 98587.doc •30- Ιό 述^場時的各媒#例相同者。作為其—例，可使用 上述戊基氰基聯笨（5CB)。 二二：：：外部電場使用光線之情形時，較好的是於媒 二3彡！色素。藉由少量添加色素，與未添加色素之 “目比，光學性各向異性之程度的變化會變大。再者， =中色素之含有量較好的是請㈣以上且未滿5%者。 右未滿〇桃，則因色素之量較少，故而幾乎無益於光學性 Ά之％度的憂化，而若為5%以上’則激勵光會被色 素吸收。 例如’可將戊基氰基聯苯（5CB)直接作為媒質使用，亦可 ;s物質中添加有色素者作為媒質使用。作為所添加之色 素並無特別限定，但較好的是色素之吸收帶包含激勵光之 波^者-例如^添加以八如侧‘抓加叫恤刪卜胺 基I醌，阿爾德裏奇（Aldrich)公司製，參照下述化學構造 式）。

Hx/H

藉由於戍基氰基聯笨（5 CB)添加0.03 %之1A AQ，光激勵之 光學性各向異性之程度的變化與添加丨aaq前相比變大1〇 倍左右《 98587.doc -31 - 1323823 又，上述顯示元件中，作為產生上述光學性各向異性的 機構，如上所述，可列舉例如電場、磁場、光線等，其中 因電場易於上述顯示元件之設計以及驅動控制，故而較好。 因此，上述顯示元件可具有例如電極等之電場施加機 構、或電磁石等之磁場施加機構等作為外部電場施加機 構’作為上述外部電場施加機構，考慮到上述顯示元件之 設計以及驅動控制方面，較好的是電場施加機構。 再者本發明中，作為上述外部電場施加機構，若為於 外部電場之施加前後可使上述媒質之光學性各向異性之程 度產生變化者，則無特別限定，作為上述外部電場施加機 構，除電極等之電場施加機構、電磁石等之磁場施加機構 之外’亦可使用雷射裝置，例如上述Nd:YAG雷射等光照 射機構（激勵光生成機構）等。 本發明中，上述外部電場施加機構可為上述顯示 疋件本身具有’亦可為設於與上述顯示元件不同之處。 機I之Γ㈣之顯示裝置可為具有設有上述外部電場施加 =不元件者’亦可為分別具有上述顯示元件以及上 二卜：場施加機構者。換言之’上述顯示震置可為具有 件之二广件’以及將外部電場施加於該顯示元 牛之媒貝中的外部電場施加機構之構成。 本發明m示元件中’作為光學 產生變化之姐所 _ 分冋呉性之耘度 造(定向秩= 如藉由施加外部電場而秩序構 二（疋向秩序）產生變化，光學性各向異性之程 使用以下媒貝：於施加外部電場時或未施加 98587.doc -32- 8守具有光學波長以下之秩序構造，藉由施加外部電場，秩 序構造產生變化，從而光學性各向異性之程度產生變化。 或’亦可使用以下媒質：於未施加外部電場時具有顯示光 于〖生各向異性之秩序構造’藉由施加外部電場，秩序構造 產生變化，從而光學性各向異性之程度產生變化。即，本 發明之顯示元件為藉由施加外部電場於挾持於至少一方為 透明之一對基板間的媒質而實施顯示之顯示元件，且上述 媒質亦可為藉由施加外部電場，秩序構造產生變化，從而 光學性各向異性之程度產生變化者。 於該情形時，因無如利用液晶分子之定向方向之變化的 先削液晶顯不凡件般，液晶固有之黏度較大影響響應速度 之問題，故而較先前之液晶顯示元件可實現高速響應。 又，於該情形時，因將上述媒質僅保持於成為於施加外 部I電場時或未施加外部電場時顯示特定之秩序構造之狀態 (藉由細加外部電場，秩序構造產生扭曲，光學性各向異性 之程度產生變化之狀態)的溫度即可，故而可較容易地控制 溫度。即，於例如上述專利文獻丨所揭示之顯示裝置中，存 在所謂驅動溫度範圍限制於液晶相之相轉移點附近之溫 度且而要極问精度之溫度控制的問題，上述顯示裝置利 用有先前之電光效應’㈣用藉由施加電場有極性分子中 電子之偏轉。對此，根據上述構成，因將上述媒質僅保持 於成為施加外部電場時或未施加外部電場時顯示特定之秩 序構造之狀態的溫度即可，故而可較容易地控制溫度。 使用於本發明之顯示元件 又 中之媒質可為藉由施加外 98587.doc -33- 1323823 部電場而光學性各向異性之程度產生變化者，不必一定為 顯不柯爾效應之媒質，即不必一定為以與電場之平方成正 比之方式折射率產生變化之媒質。 又，本顯示元件如上所述，可表現為基本構成為於基板 面法線方向施加電場之構成（縱電場）、作為封入於介電性物 質層3之媒質而使用負型液晶之構成（負型液晶）、以及使兩 基板所具有之定向膜之摩擦方向直交之構成（扭轉摩擦） 者，但除該構成外，例如為使於施加外部電場時構成媒質 ^ 之刀子之扭轉疋向有效率地顯現，亦可藉由高分子網路（聚 合物網路）預先使分子之定向狀態安定化。就該情形時之實 施例，以下加以說明。 於介電性物質層3，於3HPFF、5HPFF、7HPFF之混合系 液晶封入將例如作為液晶性單體之UCL001(商品名， DIC(大日本INK化學）公司製’包含下述兩種化學構造式之 物質之等量（等重量）混合物） • CH2=CHCOO (50wt%) CH2=CHC00-<Q>-C5C (50wt%) • 作為架橋劑（Cross linker)之二丙烯酸酯單體RM257(商品 名，默克（Merck)公司製，下述化學構造式） 以及作為光起始劑（Photo initiator)之DMPAP (2,2-dimethoxy-2-phenyl acetophenon，2,2·二甲氧基-2-苯基 98587.doc -34- 1323823 苯乙酮，阿爾德裏奇（Aldrich)公司製，下述化學構造式） ch3 I 3 0

以如下所示之比例混合之混合系。

負型液晶材料（3HPFF、5HPFF、7HPFF之混合系，混合 比已述）：95.8 wt% UCL001 ： 3.0 wt% RM257 ： 1.0 wt% . DMPAP ： 0.2 wt% 將如上所述混合之液晶材料與單體等之混合系注入至本 實施形態之顯示元件之單元内。添加有上述單體、光起始 劑之混合系之Tni(向列型一等向性相相轉移溫度）與液晶單 獨之情形時大致相同，即為113°C。並且，因於低於113°C 之溫度下介電性物質層3呈向列型相狀態，且於本實施形態 中將兩基板之定向膜於相互直交方向實施定向處理，故而 自一方之基板面向他方之基板面，分子之定向方向顯示90 度扭轉之扭轉定向。 於該向列型相狀態（例如將介電性物質層3保持於103°C (T=Tni— 10(K))之溫度的狀態）下，實施紫外線照射。紫外 線之照度於365 nm之波長中設為1 ·0 mW/cm2，照射時間設 98587.doc -35-

)厶3 為10分鐘。 其後，將上述顯示元件，.、田石_ /皿至向於113 °c之溫度即等向性 相溫度域，實施電光特性 您測疋。其結果為，於完全未實 施上述高分子安定化之顧 .肩不7L件中，僅於約丨κ左右之狹小 溫度範圍内可得到透過率的 、手的變化，但於實施有上述高分子 安定化之顯示元件中，可檢測出約達右之透過率變 化，且可形成藉由高分子網路更易顯現施加電場時之扭轉 定向的環境。 再者’上述液晶材料與罩+、a X / 、 刊了叶畀早體4之混合系之混合比僅為一 例，並不限定於上述數值。又 卞馬主體而使用之液晶材 料或所添加之單體等之種類並非限定於上述例。因根據作 j主體而使用之液晶材料或所添加之單體等之種類，最適 s之混合比不同’故而相應於所使用之物質適當設定適合 =比即可。但是，於封入於介電性物質層3之媒質顯示 先子性各向同性之情形時，較好的是將單體添加量以高分 子網=(聚合物網路）對於可視光無影響之方式設定。例如， 如本貫加形態般，於夫祐·Λγτ Φ 吐He ^又於未她加電坊挎顯示光學性各向同性之 ，質中，藉由施加電場使之顯現光學性各向異性⑼度扭轉 疋向），從而使其開關之情形時，較好的是設為於未施加電 分子網路對於可視光無影響，較好的是根據此要求 5 又疋单體添加量。 2，本發明之顯示元件以及顯示裝置可廣泛適用於電視 機或監不器等圖像顯示裝置’文書處理器或個人電腦等OA 機益、或攝影機、數位相機、行動電話等資訊終端等所1 98587.doc 1323823 備之圖像顯示裳置中 置因具有高逮響應性 裝置。 又，本發明夕_ 元件以及顯示裝 故而亦可搞 適用於例如色序法之顯示 之顯不π件為解決上述問題， 具有至少—方為透明之一對^ 4 〃特徵在於：其係 ,,^ „ 土板、抉持於上述兩旯柘鬥夕 物貝層、以及分別形成於上述兩基板 =板間之 物質層含有葬！ 部電場而實施顯示者]上述

物質層3有糟由施加外部電場 生變化之姐拼 几予f生各向異性之程度產 、貝，且上述各基板之定向臈於 實施有定向處理。 直叉之方向 上述構成之外部電場可為使上述媒質之光學各向異性之 程度產生變化者，無特別限^，可使用例如電場、磁場、 光線等。 此處，所謂光學性各向異性之程度產±變化係指折射率 橢圓體之形狀改變。即，本發明之顯示元件中，藉由利用 •未施加外部電場時與施加外部電場時折射率橢圓體之形狀 之變化，可實現不同顯示狀態。 另一方面，先前之液晶顯示元件中，於施加電場時與未 施加電場時，折射率橢圓體保持橢圓’其長軸方向（折射率 橢圓體之方向）產生變化（旋轉）。即’藉由未施加電場時與 施加電場時折射率橢圓體之長軸方向產生變化（旋轉），而實 現不同顯示狀態。 如此，先前之液晶顯示元件中，為實施顯示而於媒質中 施加電場。並且’因利用液晶分子之定向方向之變化，故 98587.doc 1323823 而液晶固有之黏度較大影響響應速度。對此，上述構成中 使用媒質之光學性各向異性之程度之變化而實施顯示。因 此，根據上述構成，因無先前之液晶顯示元件般液晶固有 之黏度較大影響響應速度之問題，故而可實現高速響摩。 又，因本發明之顯示元件具有高速響應性’故而亦可利用 於例如色序法之顯示裝置中。 又根據上述構成，於兩定向膜附近產生之由定向膜所 • i生之相位差’或由吸附於定向獏之分子所產生之相位差 ’ @方向因相互直交故而得以取消。因此，該等相位差無益 於透過率。因此，可獲得較高之對比度。 又根據上述構《，於施加外部電場時或未施加外部電 場時，可將構成上述媒質之分子以成為自一方之基板至他 方之基板，上述分子之定向方向依次不同之扭轉構造之方 式疋向上述分子。藉此，可抑制分子所具有之折射率之波 長分散造成之色差現象。 φ 因此根據上述構成，於藉由控制分子之定向秩序而使 透過率產生變化之顯示元件中，可實現提高對比度，又減 輕色差現象之顯示元件。 再者，作為用則吏上述媒質之光學性各向異，陡之程度產 生支化之外σ卩電場’考慮到顯示元件之設計以及驅動控制 較容易方面，較好的是電場。 又’因將上述媒質僅保持於成為藉由施加電場而光學性 各向異性之耘度產生變化之狀態的溫度即可，故而溫度控 制會極為容易β 98587.doc •38- ⑧ 又，因使用媒質之光學性夂A 顯-,^ 各向異性之程度的變化而實施 々▲、、 之疋向方向產生變化而實施顯示 之先前液晶顯示元件，可营相P由、 J貫現較廣視野角特性。 又，亦可於上述各基板設置 、， 罝偏先板，其以相互之吸收軸 方向直父，亚且各自之吸收轴 方向與上述兩定向膜之定向 處理方向直交或平行之方式設置。 疋门 根據上述構成’即使於產生 於上述兩疋向膜附近之相位 差之大小完全不相同的情形下 月φ下亦可提高光線洩漏之防止 效果。因此’可更進一步提高對比度。 又，上述定向 上述媒質亦可 此處’所謂棒 又，上述定向膜亦可為包含有機薄膜者 膜亦可為包含聚醯亞胺者。 又，於使用電場作為外部電場之情形時 為包含具有負介電各向異性之棒狀 V ^ "I 0/¾ 狀分子係指分子之形狀含有構造性各向異性，且存在長度 相互不同之分子之長軸方向與短軸方向者。又，於使用電 場作為外部電場之情形時，上述媒質亦可含有液晶性化合 物。再者’作為上述媒質中所含有之液晶性化合物，特別 =的是負型液晶性化合物。負型液晶性化合物中，於將液 晶分子之長軸方向之折射率、介電常數分別設為ne、… 將液晶分子之短轴方向之折射率、介電常數分別設為no、 ε丄之情形時，會有“we— 〇°含有液晶性化合物之媒質因於低溫侧呈液晶相而於高 溫侧呈等向性相’可容易地實現光學性各向同性，故而較 好0 98587.doc •39- 1323823. 又’於上述媒質中亦可添加對掌性摻雜劑。或上述媒質 亦可為對掌性物質。此處，所謂對掌性物質係指媒質 顯示對掌性者》 根據上述任一構成，於顯現光學性各向異性之狀態中， 可將構成上述媒質之分子僅設為左扭轉或右扭轉之任—扭 轉構造。因此，如存在包含左扭轉構造與右扭轉之扭轉構 造的多嘴之情形般，所謂於晶紅邊界透過率降低之問題 不存在，可提高透過率。因此，可更進一步提高對比度。 又，於使用電場作為外部電場之情形時，上述媒質亦可 為以與電場之平方成正比之方式折射率產生變化者。又 於使用電場作為外部電場之情形時，上述媒 有極性分子者。 J馬3有 根據該等構成’可實現具有高速響應特性之顯示元件。 又，上述媒質亦可為於未施加外部電場時顯示光學性各 向同性’藉由施加外部電場而顯現光學性各向里性者於 =情=時’折射率擴圓體之形狀於未施加外部電場時為球 狀’ ϋ由施加外部電場而變化為糖圓。又，上述媒質亦可 ^未施加外部電場時㈣光學性各向異性，藉由施加' ^場而光學性各向異性消失，顯示光學性各向同性者。 ^情折射率橢圓體之形狀於未施加外部電場時為 橢®，精由施加外部電場而變化為球狀。又，上述媒 可為於未施加外部電場時顯示光學性各向異性 、亦 外部電場而於顯現光學性各向異性之狀態下，其以：加 之各向異性之程度產生變化者。於該情形時，折射：橢^ 98587.doc -40- 體之形狀於外部電場施加前後長軸以及短軸之比例產生變 化（再者，作為上述橢圓，亦可大致為球狀）。 根據上述構成，藉由施加外部電場，構成上述媒質之分 子的秩序構造產生扭曲’從而可使該媒質之光學性各向異 ^產生變化H於未施加外部電場時與施加外部電場 時，可實現不同的顯示狀態。 再者，於上述構成中，使用構成媒質之分子之光學性各 ° "I·生的變化而實施顯示。因此，液晶固有之黏度對響應 速度之影響較小，故而可實現高速響應。X，藉由如此之 外部電場施加’分子之秩序構造所產生之扭曲受溫度之影 響車乂小’ &而易於控制溫度。又，上述構成中，因使用媒 質中分子之光學性各向異性之變化而實施顯示，故而較僅 液日日刀子之定向方向產生變化而實施顯示之情形，可實 現較廣視野角特性。 丄又，上述媒質於施加外部電場時或未施加外部電場時， 較好的是含有未滿光學波長之秩序構造（定向秩序）。即，上 二媒貝車乂好的疋未滿光學波長者並非液體性等向性相，而 疋/、有秩序（秩序構造、定向秩序）者。該秩序構造若未滿光 =波長’則於光學性上顯示各向同性。因A，於施加外部 電場時或未施加外部電場時，藉由使用秩序構造未滿光學 波長之媒質’可使未施加外部電場時與施加外部電場時之 顯示狀態確實地不同。 本發明之顯7F裝置為解決上述問題，其特徵在於：具有 上述任一構成之顯示元件。 98587.doc 上述構成之顯示裝置具有藉由控制分子之定向秩序而使 透過率產生變化’且可提高對比度，又減輕色差現象之顯 示元件。因此，可實現提高對比度，又減輕色差現象之顯 示裝置。 又’本發明之顯示元件如上所述含有高速響應性，故而 利用該高速響應性，亦可利用於色序法之顯示裝置中。 發明之詳細說明項中，具體實施形態或實施例終究係用 以闡明本發明之技術内容者，並非限定於此種具體例而狹 義解釋者’本發明之精神以及如下揭示之申請專利範圍 内’可加以種種變更而實施。 【圖式簡單說明】 圖1(a)係用以說明本發明之一實施形態之顯示元件中無 電場施加時分子之定向狀態的剖面模式圖。圖1(1?)係用以說 明本發明之顯示元件中施加電場時分子之定向狀態的剖面 模式圖。 圖2係表示本發明之一實施形態之顯示元件之概要構成 的剖面模式圖。 圖3係表示本發明之一實施形態之顯示元件中，定向膜之 摩擦方向以及偏光板之吸收軸方向的說明圖。 圖4係表示比較用顯示元件中’定向膜之摩擦方向以及偏 光板之吸收軸方向的說明圖。 圖5(a)係用以說明比較用顯示元件中，無電場施加時分子 之疋向狀態的剖面模式圖。圖5 (b)係用以說明比較用顯示元 件中’施加電場時分子之定向狀態的剖面模式圖。 98587.doc • 42- 1323823 圖6係用以說明本發明之一實施形態之顯示元件與先前 之液晶顯示元件中，顯示原理之不同的說明圖。 圖7係表示使用本發明之一實施形態之顯示元件之顯示 裝置的主要部分之概要構成的方塊圖。 圖8係表示用於圖7所示之顯示裝置中之顯示元件之周邊 概要構成的模式圖。 【主要元件符號說明】 1，2 基板 3 介電性物質層 4，5 電極 6，7 偏光板 8，9 定向膜 20 顯示元件 100 顯示裝置 98587.doc -43 - ⑧

Claims (1)

1323823 %年1月斗曰修正本 第094101209號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(97年9月） 十、申請專利範圍： 一種顯示元件’其具有-對基板，其至少-方為透明； 物質層’其挾持於上述兩基板間；以及定向膜，其分別 形成於上述兩基板之對向面，且其藉由施加外部電場於 上述物質層而實施顯示；其特徵在於： 上述物質層含有藉由施加外部電場而光學各向異性之 程度產生變化之媒質， 上述各基板之定向膜於相互直交之方向實施有定向處 理； 板 上述各基板上具有相互之吸收軸方向係呈直交的偏光 〇 2. 如請求項1之顯示元件，其中 上述媒質係藉由施加電場而使光學各向異性程度產生 變化者》 八 3. 如請求項1之顯示元件，其中 上述各基板上具有 以各自之吸收軸方向與上述兩定向臈中定向處理之方 向直交或平行之方式設置的偏光板。 4. 如吻求項1之顯示元件，其中 上述定向膜係由有機薄膜所成。 5. 如請求項4之顯示元件，其中 上述定向膜係由聚醯亞胺所成。 6. 如請求項2之顯示元件，其中 述媒質含有具有負介電各向異性之棒狀分子。 98587-970905.doc 8. 如印求項2之顯示元件，其中 ▲上述媒質含有負型液晶性化合物。 如研求項】之顯示元件，其令 9. 於上述媒質中添加有對掌性摻雜劑。 如請求項1之顯示元件，其中 上述媒質係對掌性物質。 1〇.如請求項2之顯示元件，其中 上述媒質以與電場之平方成正 變化。 式，折射率產生 U·如請求項2之顯示元件，其中 上述媒質含有極性分子。 12. 如請求項1之顯示元件，其中 上述媒質 藉由施加外 立於未施加外部電場時顯示光學各向同性 部電場而顯現光學各向異性。 13. 如請求項1之顯示元件，其中 上述媒質 藉由施加夕卜 於未施加外部電場時顯示光學各向異性 部電場，光學各向異性消失，而顯符㈣ 如請求们之顯示元件，其巾 1各向同性。 構成上述媒質之分子 於施加外部電場時或未施加外部電場時含有未達光學 波長之秩序構造，藉由施加外部電場，秩序構造產生 化° 98587-970905.doc