[发明专利]液晶设备

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包含与2008年1月31日提交日本专利局的日本专利申请JP2008-021782有关的主题，其全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及一种液晶设备，典型地涉及一种用作显示单元的液晶显示设备，且更具体地涉及一种以光散射模式工作的液晶显示设备。

背景技术

存在各种液晶模式，如TN(扭曲向列)模式、使用垂直取向的VA(垂直排列)模式、以及在基板面内进行切换的IPS(面内切换)模式和FFS(边缘场切换)模式。散射型液晶是在光散射状态与非光散射状态或透射状态之间进行切换的模式。由于散射型液晶通常不需要偏光板，并且可以实现比必然需要偏光板的上述液晶模式更亮的显示，因而正积极进行这类散射型液晶的研究和开发。

通常，使用高分子分散型液晶作为散射型液晶。参考图1A和1B说明高分子分散型液晶的原理。高分子分散性液晶设备包括一对玻璃基板1、一对ITO(铟锡氧化物)电极2、聚合物3、以及液晶分子4。在制造中，将添加了单体的液晶注入在上部和下部具有电极的单元中，然后用紫外线照射以引发液晶和高分子的相分离。因此，液晶置于由聚合高分子包围的小球内。

在没有施加电压的状态下，小球中的液晶分子随机定向，并且液晶的平均折射率不同于小球周围的高分子。因此，如图1A所示，液晶散射光。另一方面，当施加电压时，在液晶具有正介电各向异性的情况下，液晶的主要轴取向成与电场E平行，如图1B所示。此时，如果液晶由液晶次要轴方向上的折射率与周围高分子的折射率基本相同的材料制成，那么光不被散射，而是被透射过液晶。这是高分子散射型液晶的原理。

另外，还有使用动态散射的散射型液晶。在该散射型液晶中，将通常具有负介电各向异性的液晶和离子注入在上部和下部具有电极的元件中。如果向上述元件施加高电压，那么在液晶中产生湍流，并且液晶散射光(动态散射)。

以前的液晶显示设备往往采用在液晶的厚度方向或垂直方向上施加电压的垂直电场系统。与此对照，近年来，采用横向电场方法的液晶显示设备受到关注。这是在基板的平面内进行切换的IPS模式或FFS模式，例如日本特开2005-338264号公报公开了这类模式。横向电场型液晶显示设备包括一对基板、保持在基板之间的间隙中的液晶、在其中一个基板上形成的电极、以及用于通过电极向液晶施加沿着基板的平面方向的横向电场的驱动装置。在该液晶显示设备中，通过横向电场控制液晶的取向状态来进行显示。与垂直电场型的液晶显示设备相比，横向电场型的液晶显示设备的特征在于具有大的视野角，并表现出高的对比度，因而作为便携式设备的显示单元受到关注。

参考图2A的平面图和图2B的截面图说明横向电场模式。在横向电场模式中，通常在驱动基板5上公共地设置公共电极6，并且在公共电极6上以梳状图案形成像素电极8，绝缘膜7介于公共电极6和像素电极8之间，并且以覆盖在像素电极8上的方式设置未示出的取向膜。在驱动基板5侧的取向膜与相对的基板9的未示出的另一取向膜之间保持液晶层10。一对偏光板11和11a以正交尼克尔(crossed Nicole)关系来布置，基板插入这一对偏光板之间。这里，驱动基板侧上的取向膜的摩擦方向和相对的基板侧上的取向膜的摩擦方向、即液晶的取向方向与两个偏光板之一的透射轴一致。此外，在液晶层的介电各向异性为正的情况下，像素电极的摩擦方向和伸展方向基本上互相平行。实际上，在像素电极的摩擦方向和伸展方向之间定义角度θ，以使得可以控制在向液晶施加电压时液晶转动的方向。

在具有上述这样的配置的横向电场模式中，当没有在公共电极和像素电极之间施加电压时，使形成液晶层的液晶分子的取向方向与偏光板中的一个的透射轴垂直，并与另一个偏光板的透射轴平行。因此，像素显示黑色。另一方面，如果在公共电极和像素电极之间施加电压，那么通过在像素电极之间所生成的横向电场或边缘场，使液晶分子的取向方向向着相对于像素电极的伸展方向呈倾斜的方向转动。因此，使透过液晶层的光呈转动偏光状态，从而透过相对侧的偏光板，结果显示白色。将上述横向电场模式称为边缘场切换模式或FFS模式。作为另一种横向电场模式，例如，IPS模式是已知的。

发明内容