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TWI251110B - Display device - Google Patents

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TWI251110B
TWI251110B TW093139521A TW93139521A TWI251110B TW I251110 B TWI251110 B TW I251110B TW 093139521 A TW093139521 A TW 093139521A TW 93139521 A TW93139521 A TW 93139521A TW I251110 B TWI251110 B TW I251110B
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TW
Taiwan
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electrode
display device
electric field
medium
display
Prior art date
Application number
TW093139521A
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English (en)
Other versions
TW200528896A (en
Inventor
Koichi Miyachi
Akihito Jinda
Kiyoshi Ogishima
Original Assignee
Sharp Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Kk filed Critical Sharp Kk
Publication of TW200528896A publication Critical patent/TW200528896A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI251110B publication Critical patent/TWI251110B/zh

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Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種可高 【先前技術】 “區動之顯示裝置者。 耗電小件亦厚度薄、重量輕且 置，及設於文字處理機、個人：:監視器等圖像顯示裝 機哭、捲W拖土 甩細4之OA(辦公室自動化） 钺口口攝影機、數位相機 像顯示裝置。 勁包活寺之貪訊終端等之圖 先前液晶顯示元件之液晶顯 曰々4姑 "、、y、方式’熟知如使用向列液 日日之扭轉向列（丁N)模式 + m 冑用強，丨電性液晶(FLC)或反強介 :a輕)之顯示模式、及高分子分散型液晶顯示模 式寺。此外，熟知有使用對基板面平行方向之電場進行顯 不之1 p s (平面内切換）模式（橫電場驅動方式）。 此等液晶顯示元件中，為了提高回應速度，係提高驅動 電屢。特別是IPS模式，為了提高開σ率及回應速度，而趨 向提高驅動電壓。 然而，適用於先前之液晶顯示裝置之TFT(切換元件）構造 (包含TFT之電路構造）於高驅動電壓時不適合。 以下說明先前之液晶顯示裝置之電路構造不適於高電壓 驅動之理由。圖17係顯示設於先前之;[Ps方式之液晶顯示褒 置之顯示元件100之概略構造剖面圖。如該圖所示，顯示元 件100係在兩片玻璃基板（基板101及102)之間夾著的介電性 物質層10 3上密封液晶（圖上未顯示）。此外，在基板1 〇 1之與 98306.doc 1251110 基板102相對面上，彼此相對配置有 刀包^至介電性物質 層103用之訊號電極1〇4及相對電極1〇5。五 、 丹有，基板1 〇 1及 102之與兩基板之相對面相反側之面上分別設有偏光板⑽ 及107。而後，該液㈣示裝置藉由施加電壓至兩電極間而 形成之電場，改變液晶分子之配向方向來進行顯示。 述液晶顯示裝置之使用切換元件 圖19係顯示元件1〇〇之像素構造之 此外，圖1 8係設於上 TFT之像素等價電路圖， 模式圖。如此等圖所示，上述液晶顯示裝置之訊號電極1〇4 與相對電極丨05構成元件電容Cp，訊號電極1〇4經由切換元 件ΊΤΤ而連接於訊號線S，相對電極1〇5連接於相對電極線 C。此外，切換元件TFT之閘極電極連接於掃描線G。另外， 如圖19所不，分別設於兩基板1〇1，1〇2之偏光板1〇6, 1们係 以彼此之吸收軸正交，並且各偏光板之吸收軸與兩電極 104，105之相對方向（電場方向）形成約45度之角度之方式 設置。 包含此種構造之先前之液晶顯示元件中，施加於相對電 極線C之電壓為DC(直流，一定），可施加於訊號線8之電壓 之動悲範圍為Vpp時，藉由進行使顯示元件丨〇〇(元件電容 (兀件）Cp)穩定驅動之交流驅動，可在顯示元件1〇〇上施加土 Vpp/2之電壓。亦即，施加於相對電極線c之電位一定 (Vpp/2) ’並在訊號線S上施加Vpp〜Vpp/2範圍之電壓情況 下，在顯示元件100上施加Vpp/2〜0(=訊號線S之電壓一相 對電極線C之電壓）之電壓，並在訊號線s上施加vpp/2〜〇範 圍之電壓情況下，係於顯示元件100上施加〇〜_Vpp/2之電 98306.doc 1251110 壓。 再者，此種液晶顯示裝置中，欲增大可施加於顯示元件 100之電壓，來提高驅動電壓時，可考慮施加於相對電極線 C之電壓為AC(交流）。如在〇〜Vpp將施加於相對電極i 〇5(相 對電極線C)之電壓予以交流化。此時，施加於訊號線s之電 壓為Vpp〜0 ’施加於相對電極線c之電壓為〇時，係在顯示 兀件100上施加Vpp〜〇之電壓。另外，施加於訊號線s之電 壓為Vpp〜0，施加於相對電極線c之電壓為Vpp時，係在顯 示元件100上施加0〜-Vpp之電壓。亦即，藉由在〇〜Vpp之範 圍將施加於相對電極線C之電壓予以交流化，可施加〇〜士
Vpp範圍之電壓至顯示元件1〇〇，施加於顯示元件ι〇〇之電壓 合計形成2倍。 另外’即使施加於相對電極線C之電壓為AC，於驅動電 壓不足情況下，需要增強可自訊號線S供給之電壓之動態範 圍Vpp。亦即’藉由施加於相對電極1 〇5之電壓之交流化及 施加於訊號線S之電壓之動態範圍Vpp之增強，可謀求顯示 元件100之高電壓驅動化。 但是，此種情況下存在施加於掃描線G之電壓變大，切換 元件TFT之耐久性降低之問題。就該問題使用圖2〇及圖21 作說明。圖2 0係上述先前之液晶顯示裝置之連接於不同掃 描線G之鄰接兩個像素（像素11及像素12)之等價電路圖。此 外’圖21係顯示像素u及像素12之各部電壓狀態之一例之 時間圖。 圖20所示之構造，鄰接配置有包含圖18所示之顯示元件 98306.doc 1251110 100之電路構造之像素（顯示元件）n及像素（顯示元件）12。 而該像素11及12之元件電容Cp之一方電極經由切換元件 TFT而連接於共用之訊號線s，另一方電極連接於共用之相 對電極線C。 此種構造如圖21所示，像素u中在相對電極1〇5之電位 目對电極線C之電位）為0，訊號電壓（施加於訊號線s之電 壓）為Vpp之狀態下，接通切換元件1^丁時，汲極D之電位成 為Vpp，並寫入VPP。而後，即使自該狀態斷開切換元件 TFT，對於鄰接之像素12，仍未以反極性寫入時，亦即在相 對電極、線C之電位保持〇情況下，汲極D與相對電極線^對 應電極）之電位差保持在Vpp。 但是，鄰接之像素12中，以反極性進行寫入時，亦即在 相對電位（相對電極線C之電位々Vpp，訊號電㈣Q之⑽ 下接通切換元件TFT時，像素u之汲極D之電位成為2vpp。 此因像素11與像素12共有相對電極線c，此外，像素丨1之元 件電容（像素電容）Cp之兩端子間之電位差不變。 士亦即，為了寫入像素12，於相對電極線c之電位為、 時，由於像素11及像素12之相對電極線c共用（全部連接）， 口此像素1 1之70件電谷Cp之相對電極線匸側的端子電位成 為㈣。另夕卜，像素U由於切換元件TFT斷開，充電於元件 電容Cp之電荷無任何逃避處，因此元件電容&之兩端子間 之電位差保持一定。因而相對電極線⑽之端子之電位變動 時’汲極D側之端子之電位以與其變動幅度相同之程度變 98306.doc 1251110 另外’如圖21所示，於像素丨2中寫入〇後，在斷開切換元 件TFT之狀怨下’為了在其他像素内寫入νρρ，而相對電極 線C之電位為〇時，像素12之汲極〇之電位下降至-Vpp。 如此’設於先前液晶顯示裝置之電路構造，以相反之極 性寫入其他像素時，存在汲極D之電位自寫入時之電位（上 述例中為Vpp或〇)大幅變動（上述例中變動至2Vpp4 -Vpp) 之問題。 另外’為了正確驅動各像素，如上所述，即使没極電位（汲 極D之電位）變動，仍需要正確接通及斷開切換元件TFT。 因而須擴大施加於掃描線(3之接通切換元件TFT用之電壓 (問極接通電壓）與斷開用之電壓（閘極斷開電壓）之差至汲 極電位變動部分之程度。 但疋’施加於掃描線G之電壓變大時，切換元件TFT之耐 用性大幅降低（如通道部之斷開電流上昇）。因此，特別是在 增強施加於訊號線S之電壓之動態範圍Vpp情況下，存在對 切換元件TFT之損害變大之問題。 因此，先前之液晶顯示元件中，可施加於液晶層之驅動 電壓，因作為切換元件之丁FT(thin film transist〇r，薄膜電 晶體）之耐壓特性而受到限制。特別是近年來多採用各像素 之切換元件使用包含多晶矽之TFT之多晶矽面板（如在基板 上起形成像素與其驅動電路之單片多晶矽面板），不過此 日守包合多晶矽之TFT之耐壓低，因此驅動電壓之上限亦降 低。 因而，設於液晶顯示元件（液晶面板）之切換元件即使使 98306.doc 1251110 之電壓（驅 用耐麼有限之TFT時，仍要求增大可施加於液 動電壓、電場）之技術。 再者二上述各液晶顯示方式中，如TN模式之液晶顯示元 件自先前起即實用化。但是❹™模紅液晶顯示元件存 在回應慢、視野角窄等之缺點，此等缺點由於㈣陰極射 線管（CRT)而造成重大妨礙。 此^使訂IX或AFLC之顯示模式，雖具有回應快、視 野角寬之優點’但是在耐振動性及温度特性等方面存在重 大缺點，而無法廣泛實用化。 再者，利用光散射之高分子分散型液晶顯示模式，不需 要偏光板即可進行N免度顯不，但是，由於本質上無法藉 由相位板進行視角控制，在回應特性方面存在問題，對TN 板式之優越性小。 此等顯示方式均係在液晶分子整齊排列在一定方向上之 狀態’依對液晶分子之角度，可看到之程度不同，因此視 角有限。此外，此等顯示方式均係利用液晶分子藉由施加 電場而旋轉者，由於係液晶分子整齊排列情況下一起旋 轉，因此回應費時。另外，使用FLC及AFLC之顯示模式時， 雖然回應速度及視野角方面有利，但是存在受到外力導致 非可逆性之配向破壞之問題。 另外，對於利用液晶分子藉由施加電場而旋轉之此等顯 示方式，提出有利用二次光電效應之電子分極之顯示方式。 所明光電效應，係物質之折射率依外部電場而變化之現 象。光電效應中具有與電場之一次方成正比之效應與二次 98306.doc -11 - 1251110 方成正比之效應，並分別稱為泡克爾（P0ckels)效應及克爾 (Kerr)效應。特別是二次光電效應之克爾效應，很早即發展 應用於1¾速之光快門，而在特殊之計測機器中實用化。 克爾效應係於1875年由j. Kerr(克爾）所發現者，先前顯示 克爾效應之材料，熟知有硝基苯及二硫化碳等有機液體。 此等材料如利用於前述之光快門、光調制元件、光偏光元 件或電纟覽等高電場強度測定等。 而後，顯示液晶材料具有大的克爾常數，進行朝向光調 制元件、光偏光元件及光積體電路應用之基礎檢討，亦報 告有超過前述硝基苯之200倍之克爾常數之液晶化合物。 此種狀況下，開始檢討克爾效應對顯示裝置之應用。由 於克爾效應係與電場之二次方成正比，因此與電場之一次 方成正比之泡克爾效應比較，由於可相對性估計低電壓驅 動，在本貝上顯示數微秒〜數毫秒之回應特性，因此可期 待應用於高速回應顯示裝置。 如日本公開專利公報之特開2001-249363號公報（公開日 期2001年9月14日）中’就使用克爾效應之顯示裝置揭示有 種顯不I置，其係具備··至少一方透明之一對基板；夾 在該-對基板間之包含各向同性相狀態之有極性分子之媒 月丑，配置方；上述一對基板中之至少一方基板外側之偏光 板，及在上述媒體上施加電場用之電場施加手段。 但疋，上述專利公報所揭示之顯示裝置存在驅動電壓高 之問題目而無法使用適用於先前之液晶顯示装置之 TFT(薄膜電晶體，切換元件）構造（包含之電路構造）來 98306.doc 1251110 驅動上述專利公報所揭示之顯示裝置。因此，為了驅動上 述專利公報所揭示之使用克爾效應之顯示裝置，需要具有 即使使用適用於先前之液晶顯示裝置之TFT時，仍可驅動之 適於尚驅動電慶之電路構造。 有鑑於上述問題，本發明之目的在提供一種即使使用耐 壓受限之TFT作為切換元件之情況，仍可增加驅動電壓之顯 示裝置。 【發明内容】 一為了解決上述問題，本發明之顯示裝置之特徵為具備顯 丁元件，其具有·一對基板，其係至少一方透明；媒質， -係央在上述-對基板間；及第一電極及第二電極，其係 用於轭加電％至上述媒質；藉由施加電場至上述媒質來進 仃顯不’且上述第一電極及第二電極分別連接於不 換元件。 採用上述構造，於連接有上述第一電極及第二電極之切 換疋件斷開情況下，上述兩電極不連接於任何電極線。因 而即使對其他顯示元件，以與寫入該顯示元件之極性相反 之極性寫入時，仍可使該顯示元件之第一電極及第二電極 之電位保持一定。因此可抑制 卩制車乂小之驅動切換元件用之電 壓’可提高切換元件之耐久性。 此外，採用上述構造，為了楹古 徒问驅動電壓，即使増大施 加於弟一電極及第二電極之雷 ω 壓時，仍可抑制切換元件之 耐久性降低。因此，即使進 呵電£驅動蚪，仍可抑制切 換兀件之耐久性降低。亦即， 1文便用耐壓叉限之切換元 98306.doc 1251110 件’仍可增加驅動電壓。 此外，本發明之顯示裝置之構造，亦可具備數個上述顯 不元件，並且對於各顯示元件設有第—訊號線及第二訊號 線’上述第一電極及第二電極分別經由不同之切換元件而 連接於不同之訊號線。 抓用上述構造，在上述兩電極間施加訊號電壓情況下， 使連接於兩電極之切換元件均接通，另一方面在上述兩電 極間不施加訊號電㈣況下’使連接於兩電極之切換元件 均斷開。因此，切換元件之寄生電容造成兩電極之電壓變 動以同樣傾向產生。因而變成兩電極之電壓變動抵銷之情 況’可減輕兩電極之電壓偏移之問題。 此外，本發明之顯示裝置之構造，亦可具備數個上述潑 不元件，並且具備：對於上述各顯示元件而設置之訊號線; 及對於數個顯示元件而共用設置之相對電極線；上述第一 電極經由切換元件而連接於上述訊號線，上述第二電極經 由與連接上述第一電極之切換元件不同之切換元件而連接 於上述相對電極線。 採用上述構造，對於各顯示元件不需要具備2條訊號線 亦即’不需要增加訊號線數量。因而可使構造單純化， 且可提高製造時之良率。 、 此外，本發明之顯示農置亦可構成上述媒質包含 與電場之二次成比例地變化之媒f。此外，亦 媒質包含含有液晶性物質之媒質。此外，亦可構成上㈣ 枭包含含有極性分子之媒質。 98306.doc -14- 1251110 卜亦可構成上述媒質藉由施加電場而光學各向異性 之程度變化。此時所謂光學各向異性之程度變化，係指折 射率橢圓體之形狀改變。亦即，本發明之顯示元件藉由利 用不％加電场時與施加電場時之折射率橢圓體形狀之變 化，可實現不同之顯示狀態。 另外，先前之液晶顯$元件於施加電場時與不施加電場 夸折射率橢圓體仍然為橢圓，而其長轴方向（折射率擴圓 體，方向）變化（旋轉）。亦即，係藉由不施加電場時與施加 電場時之折射率橢圓體之長軸方向變化（旋轉），來實現不同 之顯示狀態。 先刖之液晶顯示元件，由於係利用液晶分子之配向方向 之變化，因此液晶固有之黏度對回應速度影響大。對此， 上述構造則係使用媒質之光學各向異性之程度變化來進行 員不目此’㈣上述構造’沒有如先前之液晶顯示元件， 液晶固有之黏度對回應速度影響大之問題，因此可實現高 速回應。此外，由於太恭日日 —_ ° 、尽毛明之顯不件具備高速回應性， 因此，亦可利用於如場序彩色方式之顯示裝置。 此外，先前之利用光電效應之液晶顯示元件，駆動溫戶 範圍限制於液晶相之相轉移點附近之溫度，而存在需要: 向精確度之溫度控制之問題。反之，採用上述構造，由於 只須將上述媒質保持在成為藉由施加電場而光學性各向異 性之程度變化之狀態的溫度即可，因此可輕易控制溫度f 此外，上述構造係使用媒質之光學性各向異性程度之變 化來進行顯示，因此比改變液晶分子之配向方向來進行顯 98306.doc 15 1251110 不之先前之液晶顯示元件，可實現寬視野角特性。 此外，此日$上述媒質亦可為不施加電 向同性，並藉由施加電場而光學性顯示各向異== 圓體之形狀’在不施加電場時為球狀，並藉由施 久口 =而變成橢圓。或是亦可為不施加電場時光學性顯示 口士向異性，並藉由施加電場而光學性顯示各向同性者。此 時折射率橢圓體之形狀，在不施加電場時為橢圓，並藉由 絲電場而變成球狀。此外，上述„亦可為不施加㈣ 日守先學性顯示各向異性，並藉由施加電場，光學性各向異 =程度變化者。此時折射率橢圓體之形狀，在不施加電 琢日守為擔圓’並藉由施加電場而變成形狀改變之擴圓。 此外，構成上述媒質之分子亦可為在施加電場時或不施 加電場時，具有未達光學波長之秩序結構（配向秩序）者。亦 即上述媒質未達光學波長時，並非液體性之各向同性相， 亦可具有秩序（秩序結構、配向秩序）。該秩序結構於未達光 學波長時’在光學上顯示各向同性。因此，施加電場時或 不施加電場時，藉由使用秩序結構未達光學波長之媒質， 可使不施加電場時與施加電場時之顯示狀態確實不同。 此外，上述媒質，亦即藉由施加電場而光學性各向異性 之程度變化之媒質，亦可為具有如分子之排列顯示立方對 稱性之秩序結構（配向秩序）之媒質。或是亦可為包含顯示立 方相或蝶狀（smectic)D相之分子之媒質。或是亦可為包含液 晶微乳液（m1Croemulslon)之媒質。或是亦可為包含顯示微 膠粒相、反微膠粒相、海綿相、立方相之任何一種之液曰曰 98306.doc 16 1251110 u粒子分散系之媒質。或是亦可為包含Dendrimer者。或是 '、為匕δ顯示膽固醇藍（cholesteric blue)相之分子之媒 、或疋亦了為包含顯示蝶狀藍（smectic blue)相之分子之 媒質。 藉由使用上述任何一種媒質，在施加電場時與不施加電 場時可實現不同之顯示狀態。 此外’上述媒質亦可為具有400 nm以下選擇反射波長區 域或螺旋間距者。上述媒質具有比400 nm大之螺旋間距 時，有時顯色為反映其螺旋間距之色。亦即，上述媒質比 400 nm大情況下，選擇性反射反映其螺旋間距之波長光， 顯示元件之顯示色有時顯色為反映螺旋間距之色。此種選 擇性反射反應螺旋間距之波長光之現象，稱為選擇反射。 因此，藉由將上述媒質之選擇反射波長區域或螺旋間距 形成400 nm以下，可防止此種顯色。亦即，由於肉眼幾乎 無法辨識400 nm以下之光，因此上述此種顯色不構成問題。 另外，選擇反射波長亦取決於對上述媒質具有之螺旋軸 之入射角度。因而，上述媒質具有之秩序結構並非一維性 之結構時，如具有三維性結構情況下，對光之螺旋軸之入 射角度具有分布。因此，選擇反射波長之寬度上亦可分布。 因而選擇反射波長區域全體宜為400 nm以下。 此外上述媒質之選擇反射波長區域或螺旋間距進一步宜 為380 nm以下。國際照明委員會ciE(C〇mmission Internationale de l’Eclairage)將肉眼無法辨識之波長設定為 380nm以下。因此，上述媒質之選擇反射波長區域或螺旋間 98306.doc 17 1251110 距為380 nm以下時，可確實防止上述顯色。 、、此外，上述媒質之螺旋間距進一步宜為253 nm以下。上 色除螺旋間距及入射角度之外，亦與介電性媒質(媒質) 、平句折射率有關。此時顯色之色的S，為以波長；I = np 為中心之波長寬△ λ =ΡΛη之光。 此時，以系平均折射率，Ρ係螺旋間距。此外，Δη係折射 率之各向異性。 △ 11依"電性物質（媒们而各不㈣，如使用液晶性物質 :乍為上述媒質時，液晶性物質之平均折射率η約為1·5，^ 、力為〇·1。此時為了使顯色之色在可視區域外，螺旋間距p 於又- 400日守，則為4〇〇/1 5 = 267 _。此外，△又為〇 ^ 267 26.7 nm。因此，藉由使上述媒質之螺旋間距形成自a” 職減去26·7 nm約一半之13 4 nm之253證以下，即可防止 此種顯色。 、此外上述媒質之螺旋間距進一步宜為24〇 nm以下。上 述之λ —⑼之關係中，係將又設定為400 nm(肉眼大致無法 辨識之波長），不過將λ設定為38()麵（肉眼確實無法辨識 之波長）情況下，考慮介電性媒質（媒質）之平均折射率時， 防止上❹員色用之上述媒質之螺旋間距成為24〇請以下。 因此，藉由使上述媒質之螺旋間距形成24〇 nm以下，可確 貫防止上述之顯色。 此外’本顯示裝置之構造亦可具備並聯連接於上述第一 電極及第二電極之輔助電容。或是亦可具備：上述第—電 極上連接-方電極之第_辅助電容，·上述第二㈣上連接 98306.doc 1251110 一方電極之第二輔助電容；及連接上述第_輔助電容之另 方黾極及上述弟一辅助電容之另一方電極之輔助電容配 線0 上述任何一種構造，藉由具備辅助電容，可減少上述切 換元件中之漏電流之影響。 此外，本顯示裝置亦可以在對上述基板之基板面大致平 仃之方向上施加電場之方式配置上述第一電極及上述第二 電極。 一般而言，在與基板面大致平行之方向上施加電場之橫 電％驅動方式之顯示裝置，為了提高開口率及回應速度， 往往提高驅動電壓。若採用上述構造，此種橫電場驅：方 式之顯示裝置中’即使切換元件之耐壓受限時，仍可增大 驅動電壓。 此外，上述構造係在同一基板上形成上述第一電極與連 接於其之切換元件，及上述第二電極與連接於其之切換元 件。此時’與各像素設置“固切換元件之先前之橫電場驅動 方式之顯示裝置，或是在兩基板間(分別設於兩基板之電極 間）施加電場之縱電場驅動方式之顯示裝置中，在兩基板上 分別設置切換元件，將設於兩基板之電極連接於各個不同 之切換元件時比較’具有以下之優點。 ⑷由於可藉由與先前橫電場方式之顯示裝置大致相同之 製程（TFT基板製造步驟）來製造，因此不致造成製造成本增 外：上述縱電場驅動方式之顯示裝置，由於兩基板 而要为別形成TFT(切換元件），因此步驟數大幅增加。 98306.doc 1251110 (b)與先 ㈤之橫電場方式之顯示裴置相同，只須將驅動器 :’Ί虎)驅動器、閘極驅動器)連捿於一方基板即可。另 :’上述縱電場驅動方式之顯示裝置，兩基板需要 接驅動器，面板構造複雜。 ⑷無須將彩色過遽器設於形成TFT之基板側。另外，上 述縱電場驅動方式之顯示裝置，由於兩基板需要分別形成 TFT，、因此係將彩色過濾器設於形成τρτ之基板側。因而造 成良率IV低、製造成本增加、及面板可靠性降低。 ()由於可在與先前之橫電場方式之顯示裝置相同之方 向上形成TFT，因此可防止因背照光而產生光電流。另外， 上述縱電場驅動方式之顯示裝置，由於設於一方基板側之 FT之通道與月照光正對，因此可能因光電流而發生斷開不 (e) 由於可共用連接於各TFT之閘極，因此閘極驅動器數 里不致增加。另外，上述縱電場驅動方式之顯示裝置，由 於設於兩基板之TFT需要分別設置閘極線，因此閘極驅動器 數S增加（倍增）。此外，源極驅動器數量亦同樣增加（倍增）。 (f) 由於僅在一方基板上形成TFT即可，因此藉由形成在 基板上一起形成像素與其驅動電路之單片構造（如低溫多 晶石夕單片面板）’不致降低良率而可減少驅動器數量。亦 即，上述構造與單片構造相性佳。另外，上述縱電場驅動 方式之顯不裝置中亦可採用單片構造，不過，此時存在良 率大幅降低之問題。亦即，單片構造情況下，通常良率低， 不過上述縱電場驅動方式之顯示裝置需要組合兩片單片構 98306.doc -20- 1251110 造之基板，良率為將一方基板形成單片構造時之二次方。 不過，本發明之顯示$置並+ 曰S -叫 ' V、把^ %驅動方式夕 鮮頁不衣置，亦可為縱電場驅動方式之顯示 可構成上述第一電極及上述第：二。亦即’亦 板。另外，此時宜具備數成於彼此不同之基 …、侑數個上述顯不元件，並且具 上^各顯示元件而設置之訊號線；及就數個顯示元件而共 用。X置之相對電極線’上述第一電極經由切換元件而連接 於上述訊號線，上述第二電極經由與連接有上述第一電極 之切換元件不同之切換元件而連接於上述相對電極線。 採用上述構造’設於-方基板之TFT連接於各像素共用 之相對電極線。因此上述—方基板中，設於各像素之爪 無須個別地配置訊號線。因而可提高良率。此外，上述一 方基板上無須連接源極驅動器。 本發明之另外目的、特徵及優點，從以下之内容即可充 分瞭解。此外’本發明之利益’藉由參照附圖之以下說明 即可明瞭。 【實施方式】 〔第一種實施形態〕 〔實施例1〕 依據圖式說明本發明一種實施形態。 圖2(a)及圖2(b)係顯示設於本實施形態之顯示裝置（本顯 示裝置）之顯示元件（像素）10之概略構造之剖面圖。本顯示 裝置除驅動電路、訊號線（資料訊號線）及掃描線（掃描訊號 線）等之外，還具備數個此種顯示元件10。亦即，本顯示裝 98306.doc -21 - 1251110 置中設有：數條資料訊號線，與分別交叉於各資料訊號線 之數條掃描訊號線，各個此等資料訊號線及掃描訊號線之 組合設有具備顯示元件1 〇之像素。 顯不7L件1 0在相對之兩片基板（基板1及2間夾著光學調 制層之介電性物質層3。此外在基板i之與基板2相對面上， 彼此相對配置施加電場至介電性物質層3用之電場施加手 段之電極（訊號電極）4及電極（相對電極）5。再者，於基板^ 及2之與兩基板之相對面相反側之面上，分別具備偏光板6 及7 〇 另外，圖2(a)表示在電極4· 5間未施加電壓（電場）狀態（不 施加電壓（電場）狀態（0FF狀態）），圖2(b)表示在電極4 · 5間 施加有電壓（電場）狀態（施加電壓（電場）狀態（0N狀態》。 基板1及2係由玻璃基板構成。不過，基板丨及2之材質並 不限定於此，只須基板丨及2中至少一方為透明基板即可。 另外，顯不元件1 0之兩基板間之間隔，亦即介電性物質層3 之厚度為10 μιη。不過，兩基板間之間隔並不限定於此，可 任意地設定。 圖3係說明電極4· 5之配置及偏光板6· 7之吸收軸方向用 之說明圖。如該圖所示，顯示元件1〇之電極4及電極5包含 形成梳齒狀之梳形電極，而彼此相對配置。另外，顯示元 件10之電極4 · 5係以線寬5 μιη，電極間距離（電極間隔）5 pm 而形成’不過並不限定於此，如可依基板i及基板2間之間 隙任意地設定。此外，電極4· 5之材料可使用ιτ〇(銦錫氧 化物）等之透明電極材料、紹等金屬電極材料等作為電極材 98306.doc -22- 1251110 料而先前熟知之夂链# ^丨 於μ… °種材料。此外，兩電極之形狀並不限定 衣棱形电極，亦可適切變更。 令此外’如圖3所示’分別設於兩基板之偏光板6· 7,具備 4此之吸收軸正交’並且各偏光板之吸收軸與電極4. 5之 :=之電極延伸方向(與電場施加方向正交之 成約45度之角声。 用度因而各偏光板之吸收軸對電極4 · 5之電 場施加方向形成約45度之角度。 介電性物質層3中密封有具有下述結構式⑴之化合物（以 下稱化合物Α)。
該化合物Α於未達33.rc時顯示向列相，其以上溫度時 液晶分子之配向方向成為各向㈣，而顯示各向同性相。 —此外本顯不裝置具傷將介電性物質層3之溫度加熱至特 X亦即加熱至化合物A之向列相_各肖同性相相轉移 溫度（液晶-各向同性相相轉移溫度）以上之溫度《加熱手段 (圖上示）°該加熱手段亦可為如設於顯示元件U)周邊之 加熱為，亦可為直接貼合於顯示元件1〇之板狀加熱器等。 ，外’在基板1及2之相對面上，亦可依需要形成實施過 摩擦，理之配向膜。此時，形成於基板1側之配向膜’亦可 以覆盍電極4· 5之方式形成。 圖4⑷係顯示本顯示裝置中，將介電性物質層3保持在向 列$ ^各向同性相之相轉移略高之溫度，在電極4· 5間不施 加電％時之液晶分子之配向狀態之說明圖。此外，圖40) 98306.doc -23- ^51110 保持在向列相_各向同 子=度’在電極4.5間施加電場狀態之液晶分 子之配向狀態之說明圖。 刀 如此等圖所示，本顯示裝置藉由加熱手段將介電性物質 曰夕3保持在向列相各向同性相之相轉移略高之溫度（比相轉 移溫度略高之溫度，如+ ()1K)，藉由施加電場，可改變透 過率。亦即，如圖4(a)所示，不施加電場狀態下，由於包含 化合物A之介電性物質層3為各向同性相，因此係光學性各 向同f生，而成為黑顯示狀態。另外，施加電場時，如圖4(匕） 所示，施加有電場之區域中，由於化合物A之分子之長軸方 向在電場方向配向，而發現複折射，因此可調制透過率。 圖4(c)係顯示本顯示裝置中，將介電性物質層3保持在向 列相-各向同性相之相轉移略高之溫度，改變施加於電極 4 · 5間之電壓（電場）時之電壓透過率曲線圖。如該圖所示， 本顯示裝置可依施加之電壓來改變透過率。 另外，將介電性物質層3之溫度保持在略高於相轉移點 時，以約0V〜100V之電壓，在實用上可充分程度地調制透 過率。但是，遠高於相轉移溫度之溫度（遠比相轉移溫度高 之溫度），如以下之說明，需要之電壓變大。 亦即，依據「Handbook of Liquid Crystals」，Vol.l， p.484-485，Wiley-VCH，1998’因施加電場而產生之複折射 率可記述成 Δ η= λ BE2 另外，λ係光之波長，B係克爾常數，E係施加電場強度。 98306.doc -24- 1251110 而該克爾常數B與 Boc(T-Tni)'1 成正比。其中，τηι為轉移點之溫度，丁為媒質之溫度。 、因此’在轉移點（Tni)近旁，即使可以弱電場強度驅動， 溫度（T)仍上昇，並且需要之電場強度急遽增大。因而 :略高之：度雖以約，以下之電麼，即可充分調制透過 ’不過通比相轉移溫度高之溫度，為了調制透過率，則 而要之电壓變大。因此，利用上述相轉移溫度略高之克爾 =ΓΓ需要高精禮度之溫度控制，溫度控制之精 雀度4低，愈需要提高驅動電壓。 止圖=顯示本顯示裝置之對應於各顯示元件1()之電路構 k之寺價電路圖。此外，圖5係顯示各顯示元件1()中，設於 基板1上之電路構造之模式圖。 如此等圖所示，本顯示裝置之電極4及5構成元件電容 CP’電極4經由切換元件TFT1而連接於訊號㈣，電極5經 ^切換元件TFT2而連接於訊號線幻。亦即，本顯示裝置未 設有相對電極線，同一像辛（同一—一 由（ 像常（同顯不凡件）中具備兩條訊號 線（訊號電極線）S1 · S2。因而， +球不裊置亦可說已盔訊 號電極與相對電極之區別。 ‘…Λ ::’本顯示裝f，施加電壓至密封於介電性物質層3 τ、貝用之兩方電極（電極4·5)分別連接於切換元件 TFT1 · TFT2 之汲極 D1 · D2 側。 藉由形成此種構造，本顯示裂置於切換元件丁州及丁阳 接通時寫入訊號至兩電極4. 5間，另外切換元件丁阳及 9S306.doc -25- 1251110 TFT2斷開時，兩電極4 · 5不連接於任何電極線（訊號線卜 . 亦即，本顯示t置，由於元件電容^之兩側端子（電極4. 5)分別經由切換元件TFT1· TFT2而連接於訊號線si· %, 因此可使元件電容Cp之兩侧端子對訊號線si ·幻形成高阻 抗（絕緣狀態）。 、、’口果#使以反極性寫入連接於其他掃描線(如掃描線 G2)之其他顯示元件之電極，該顯示元件1〇(連接於掃描線 G1之顯不兀件1〇)之電極4· 5之電位保持一定。亦即，不致籲 如上述先前之液晶顯示裝置產生汲極電位變動之問題，無 須增大驅動切換元件TFT用之閘極電壓。 結果，本顯示裝置可抑制較小之施加於掃描線〇之電壓， 可提高切換元件㈣及㈣之耐久性。此外，如為了提高 驅動電塵，即使增大施加於訊號線S1及S2之電壓，仍可抑 制切換元件TFT1及TFT2之耐久性降低。 因此，採用本顯示裝置可高電壓驅動。特別是本顯示裝 置，即使在使用光電效應之顯示裝置中，仍可高電麼驅動，# 因此可實現具備高速回應特性與高視野角特性之顯示裝 置。 另外，本顯示裝置在元件電容Cp(電極4· 5間）中施加訊 號㈣情況下’係同時接通連接於電極4. 5之切換元件 ^ TFT2另外，在電極4 · 5間不施加訊號電壓情況下， , 係同時斷開連接於電極4.5之切換元件tft卜㈣。因而， 存在於切換兀件TFT1之沒極與掃描線G間之寄生電容造成 之電極4之電Μ偏移（電屋變動），始終與存在於切換元件 98306.doc -26- 1251110 =丁2之/及極與掃描線G間之寄生電容造成之電極$之電摩 偏移係相同情況產生。因此變成兩者之㈣偏移_1 況，而可減輕兩電極之電壓偏移之問題。 料，寄生電容如存在於切換元件(TFT)之 騎重疊之區域，亦即存在於形成於切換元件（TFT)之汲= 电極與閘極電極間之絕緣 ~ 名疋 亦存在於切換元株 置= 接外之位置，如亦存在於沒極電極與掃描線在水平位 置取鄰接之位置等。 '此外’切換元件TFT1及則宜為相同構造。亦即，產生 於兩者之汲極電極·閘極電極 雷扠」^ j <寸玍电合且相同。此外， "·、切換元件TFT1.TFT2及掃描線〇之配置，宜以 在電極4. 5與掃描線之間產生 置。由於肤笠姓4 电奋相同之方式配 、錢4伴兩者之寄生電容之電極4· 5之電壓 偏移為相同大小，棘卜^ 題。 *此抵鋼，因此無須考慮電壓偏移之問 / 4又^百’像素數多之面板（如電視等）為了提言 電能力’需要增大切換元件（TFT)之尺寸 :门 峰雷突介描丄 不過’此日T寄 off)之^ □。亦即，充電能力與寄生電容具有折衷㈣e 板。而本_裝置之構造特別適於像素數多之面 此外本顯不裝晉略闰1 — 外，亦可構以夂 裝置之電路構造 … 顯示元件10中設置辅助電容。如圖15所 不’亦可將輔助電容Cs並聯連接於 3 5、。式-i同κ 丁包^CP(電極4及 98306.doc -27- 1251110 將元件電容Cp Cs2而連接於辅 可減少切換元 辅助電容配線c，與兩個輔助電容Csl · Cs2， 之電極4 · 5經由各個不同之輔助電容Csl · 助電容配線C ’。如此，藉由設置輔助電容， 件TFT1及TFT2中之漏電流之影響。 ，示裝置具有使用具有大極性之物質者可減低驅動電 壓之優點。此時’雖容易含有許多雜f離子等，像素電容 中亦容易產生漏電流，不過由於附加輔助電容可減少該影 響’因此適合。 、 此外，本顯示裝置僅在基板丨上形成有電極4· 5，不過並 不限定於此，亦可分別在基板丨· 2上設置電極4 · 5。 此外，本顯示裝置之密封於介電性物質層3之媒質係使用 上述化合物A，不過並不限定於此。如亦可為其他液晶性物 質。此時亦可為以單一化合物而顯示液晶性者，亦可為藉 由數個物質之混合而顯示液晶性者。或是亦可為此等中混 入其他非液晶性物質。 如揭示於上述特開2001_249363之液晶性物質，亦即亦可 應用：5CB(4-氰基-4，_n_戊基聯苯）、5〇CB(4_氰基_4、_戍基 规基聯苯）、30CB(4-氰基-4，-n-丙基羥基聯苯）、及5〇(^與 70CB(4-氰基庚基羥基聯苯）之等量混合物、pcH5(反 式-4-庚基-(4-氰基苯基）_環己烷）、3HPF]p、化卩砰與了抑砰 之混合物（包含（1，2-difluoro-4-[反式-4-(反式丙基環 己基）環己基]苯、1，2-difliu>ro-4-[反式-4-(反式-‘η-戊基環 己基）環己基]苯、及丨，2_diflu〇r〇-4-[反式(反式·4_η•庚基 環己基）環己基]苯）之混合物）等。或是亦可應用在此等液晶 98306.doc -28- 1251110 性物質中添加溶媒者。 此外，如揭示於日本公開專利公報之特開平11-183937號 公報（公開曰期1999年7月9日），亦可應用將液晶性物質以篩 網狀高分子、微型膠囊、多孔質無機質等分割成小區域者。 此外，亦可應用揭示於Shiro Matsumoto等3位「Fine droplets of liquid crystals in a transparent polymer and their response to an electric field」，1996，Appl· Phys· Lett·， Vol.69, P.1044-1046之高分子•液晶分散系（向列液晶/高分 子複合系）。此外，亦可添加揭示於Norihiro Mizoshita，Kenji Hanabusa， Takashi Kato 「Fast and High-Contrast Electro-optical Switching of Li quid-Crystalline Physical Gels: Formation of Oriented Microphase-Separated
Structures」，Advanced Functional Materials，APRIL 2003, Vol.l3，No.4，p313-317)之凝膠化劑。 此外，密封於基板（介電性物質層3)之媒質，亦可為如 PLZT(在錯酸船與鈦酸船之固溶體中添力口 之金屬氧化 物），顯示克爾效應（光電效應）者。此外密封於介電性物質 層3之媒質，亦可為如硝基苯等含有有極性分子者。此等媒 質典型而言，不施加電場時係光學性大致各向同性，且係 藉由施加電場而激勵光學調制之媒質。亦即，此等媒質典 型而言係隨著施加電場，分子或分子集合體（簇集）之配向秩 序度上昇之物質。另外，密封於介電性物質層3之媒質，特 別宜為藉由施加電場而複折射上昇者。 此外密封於介電性物質層3之媒質亦可為藉由施加電 98306.doc -29- 1251110 昜而光予性各向異性之程声嶽 藉由施加電場而光學 ：夂匕之其他媒質。此處所謂 A 4rO yc ^ L ^ σ σ /、性之裎度變化質，亦
為如不細加電場時光學性 系貝兀J 發現光學性各向異性之媒：：？同性，而藉由施加電場 於不施加電場時為球貝二折射率橢圓體之形狀， 亦可A m 士 猎由施加電場而變成橢圓。或是’ j為不轭加電場時具有 場，#與W々人 ^ 〇向異性’藉由施加電 此日卑，批Μ方 尤予1^顯不各向同性之媒質。 於㈣率橢圓體之形狀，於不施加電 由施加電場而變成球狀α猎 場時光學性顯示各向里性，;由二:質亦可為不施加電 異性之程度變化者此斤場，而光學性各向 ,^ I心’折射率撕圓體之形狀，於不施 電一為橢圓，藉由施加電場，變成形狀改變之橢圓。 如可應用具有毫微尺寸構造之液晶相，且光學上可各向 同性地觀察之液晶相。藉由於此等中施加電場，可在毫微 尺寸之微細構造中造成畸變，而激勵光學調制。 ) 或是亦可使用以液晶分子以未達光波長之尺寸放射狀地 配向之木。體填充之光學上可各向同性地觀察之系。此等 中施加電場時’可在放射狀配向之集合體中造成崎變 激勵光學調制。 以下，密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質，係以 "T利用之媒貝為例作說明。不過以下所示之媒質例係顯一 一種可利用之媒質，並非限定可利用於本顯示裝置之媒質 〔媒質例1〕 98306.doc -30- 1251110 如可使用用於先前之IPS方式（IPS模式）之液晶顯示裝置 之液晶（如向列液晶等）。亦即，本顯示裝置之構造亦可適用 於使用IPS方式之液晶顯示元件。 此時，如亦可將設於本顯示裝置之顯示元件構成圖6所示 之顯示元件2 0。 如圖6所示，顯示元件20除圖2(a)及圖2(b)之構造外，在 基板2之内侧具備彩色過濾器層（CF層）21。此外，在基板1 及2之内側，分別具備在對電極（像素電極）4 · $之延伸方向 (垂直於電場方向之方向）傾斜㈣度之方向（讀或左旋均 可）上貫施摩擦之水平配向膜22 · 23。 另外，基板1及2係以兩基板之間隙（介電性物質層3之寬 度）成為5 _之方式貼合，在介電性物質们中密封H有向列 液晶。此外，該構造亦可將基板1表現成TFT基板，亦可將 基板2表現成c F基板。 如此，即使將本顯示裝置構成IPS方式之液晶顯示裝置， 仍可獲得與㈣化合物A之上述構造大致相同之效果。亦 即’可抑制較小之施加 於谛彳田線G之電壓，可提高切換元件 TFT 1及2之耐久性。此外一 卜4為了提向驅動電壓，即使增大 施加於信號線S 1及S2之雷厭卩士 > 之電壓日守，仍可抑制切換元件TFT1及 2之耐久性降低。 此外，此種構造之本顯示萝 、， 貝不衣置與先珂之IPS方式之液晶顯 示裝置比較，可進行离帝厭 也反驅動。因而可使回應速度高速 化。此外，由於可擴大雷扠pq日日〇 / ，、 極間間隙（電極4與電極5之間隔）， 因此可謀求高開口率化。 98306.doc 31 1251110 另外，上述例係具備在對電極4· 5之延伸方向傾斜約ι〇 度之方向上實施摩擦之水平配向膜22·23，不過並不限定 於此。如對電極4· 5之摩擦方向之傾斜角度可任意設定。 此外、’基板1及2係以兩基板之間隙成為5师之方式貼合， 不過並不限定於此，兩基板之間隙可任意設定。 〔媒質例2〕 此外’圖2⑷及圖2(b)所示之本顯示裝置之構造中，穷封 於介電性物質層3之媒質，除化合物Α之外，亦可使⑽由 施加電場而光學性各向異性之程度變化之其他媒質。 此種媒質如可使用揭示於米谷十真，「以分子模擬探討毫 微結構液晶相」’液晶’第7卷，第3號，p 238=245, 2〇〇3 年’及「Handbook of Liquid Crystals」，v〇l 2b, p 887 9〇〇 她广卿，1998之BA聰。該BABH8之結構式係由下述結 構式（2)來表示。
〃*(2) 以下說明密封於介電性物質層3之物質使用B A B H 8時，亦 即，在圖2(a)及圖2(b)之構造中，於介電性物質層3中密封 Β ΑΒΗ8 Β夺之本顯示裝置之顯示原理。 此種構造之本顯示裝置中，將介電性物質層3之溫度控制 在136.7C以上，161t以下。該溫度範圍，ΒΑΒΗ8之晶格 常數約6 nm時，比光學波長小丨位數以上，顯示未達光學波 長（未達可視光波長）尺寸之包含具有立方對稱性（立方晶之 98306.doc -32- !25111〇 =%性）之秩序結構（配向秩序）之立方相b沁扑we，立方 相）另外，上述「以分子模擬探討毫微結構液晶相」時， -員示圖7〜圖9所示之立方相之結構模型。 ,、如上述，因BABH8之秩序結構未達光學波長而為透明。 =即，在上述溫度範圍中，不施加電場情況下，介電性物 貝層3光學性顯示各向同性（宏觀上為各向同性即可）。因 此，使用BABH8之本顯示裝置在正交尼科耳（Nic〇i)下可進 行良好之黑顯示。 。另外，將介電性物質層3之溫度控制在136/rc以上，ΐ6ι °C以下’並且在電極4· 5間施加電場時，具有立方對稱性 之結構上產生畸變，而發現光學性各向異性。亦即，BABH8 在上述之溫度範圍中，於不施加電場狀態下，係光學性各 向同性，藉由施加電場而發現光學性各向異性。 士此上述構造之本顯示裝置，藉由施加電場，在具有 立方對稱性之結構上產生畸變而發生複折射，因此可進行 良好之白顯示。另外，發生複折射之方向一定，其大小依 施加電場而變化。此外，顯示施加於電極4· 5間之電壓（電 場）與透過率之關係之電壓透過率曲線，在上述寬的溫度= 圍内成為穩定之曲線。亦即，上述構造之本顯示裝置在 136.7^以上，161。〇以下之約2〇κ之溫度範圍内可獲得穩定 之電塵透過率曲線，溫度控制極為容易。 以下說明使用B A Β Η 8時之本顯示裝置與先前顯示方式之 液晶顯示裝置之顯示原理之差異處。 圖1 〇係說明使用ΒΑΒΗ8時之本顯示裝置及先前顯示方式 98306.doc -33- 1251110 之液晶顯示元件之顯示原理差異用之說_，且係模式表 示施加電場時及不施加電場時之折射率橢㈣之形狀及方 向者。另外’圖H)顯示先前之顯示方式方式、 VA(Vertlcal AHgnment，垂直配向）方式及奶㈦ Switching，面内回應）方式之顯示原理。 ㈣圖所示，TN方式之液晶顯示元件係在相對之基板間 夾著液晶層，在兩基板上分別具備透明電極（電極）之構造。 而後在不施加電場時，液晶層之液晶分子之長轴方向係捲 成螺旋狀地配向，而施加電場時，液晶分子之長轴方向係 沿著電場方向配向。此時之平均之折射率橢圓體如圖_ 不’於不施加電場時，長轴方向朝向平行於基板面之方向， 施加電場時，長軸方向朝向基板面法線方向。#即，在不 知加電場時與施加電場時，折射率橢圓體之形狀為擴圓， 其長軸方向（折射率橢圓體之方向）依施加電場而變化。亦即 斤射率橢圓虹旋轉。另外，在不施力σ電場時與施力口電場時， 折射率橢圓體之形狀大致不變。 此外’VA方式之液晶顯示元件與ΤΝ方式同樣地，係在相 對之基板間夾著液晶層，在兩基板上分別具備透明電極(電 極)之構造。不過VA方式之液晶顯示元件在不施加電場時， 液晶層之液晶分子之長軸方向係在對基板面大致垂直之方 向向，而施加電場時，液晶分子之長軸方向係在垂直 於電場之方向上配向。此時之平均折射率橢圓體如圖1〇所 :在不施加電場時，長轴方向朝向基板面法線，而施加 电場時，長軸方向朝向平行於基板面之方向。亦即，在不 98306.doc -34- 1251110 知加電場時與施加電場時，折射率橢圓體之形狀為橢圓， t =長軸方向變化（折射率橢圓體旋轉）。此外，在不施加電 %時與施加電場時，折射率橢圓體之形狀大致不變。 此外’ IPS方式之液晶顯示元件，係在J個基板上具備相 對之對電極，並在兩電極間之區域形成液晶層之構造。
由施加電場來改變液晶分子之配向方向，在不施加 电场日才與施加電場時’可實現不同之顯示狀態。目此，IPS 方式之液晶顯示元件仍如圖_示，在不施加電場時與施 加電場時，折射率橢圓體之形狀為橢圓，且其長軸方向變 化（折射率橢圓體旋轉）。此外，在不施加電場時與施加電場 時，折射率橢圓體之形狀大致不變。 /士此先別之顯不方式之液晶顯示it件’即使不施加, h ’液晶分子係配向於某個方向，並藉由施加電場改卷 /、配向方向來進行顯示（透過率之調制）。亦即，折射率㈣ 體之形狀*㈣’而係㈣折射率橢㈣之方向因施加, 轉（變化）來進行顯示。此外，在不施加電場時與施办 二射率橢圓體之形狀大致不變。亦即，先前顯示 万式之液晶顯不元件，液曰八y* «-Γ、a ) —、， 仵/夜日日刀子在可視光以上時之配向秩 又疋，亚藉由改變配向方向來進行顯示。 =卜之::BABH8時之本顯示裝置與先前之液晶顯示裝 …用各向同性相(所謂液體相)。所謂各向 ° ”礼分子之配向方向為各向同性之相。 對:此等：示方式，使用BA聰之本顯示裝置如_ 電場時，折射率橢圓體與先前之液晶顯示元件 98306.doc -35- 1251110 5成為球狀。亦即，不施加電場時，係各向同性（可 視光以上時之配向秩序度二〇(配向秩序度小於對可視光波 長區域及比可視光波長區域大之波長之光不造成任何影響 之程度））。而後，藉由施加電場，發現光學性各向異性（可 光 '上^之酉己向秩序度> G(配向秩序度為對可視光波長 區域及比可視光波長區域大之波長之光造成影響之大 小））’折射率橢圓體變成擴圓。亦即，使用babh8之本顯 示裝置於不施加電場時，折射率橢圓體之形狀為各向同性 (―)，藉由施加電場，而在折射率橢圓體之形狀上 發現各向異性（ηχ > nv)。B主 乃此日可，nx，ny，nz分別表示對平行 於基板面且平行於兩電極之相對方向之方向，平行於基板 面且與兩電極之相對方向正交之方向，及垂直於基板面之 方向之折射率。 此外’上述施加電場時之折射率橢圓體之長軸方向對電 場方向始終平行（介電各向異性為正之媒質時）或垂直（使用 介電各向異性為負之媒質時）。 反之，先前之液晶顯示元件由於係藉由施加電場使折射 率橢圓體之長轴方向旋轉來進行顯示，因此折射率擴圓體 之長軸方向對電場方向不限定為始終平行或垂直。 如此，使用⑽則之本顯示褒置之光學性各向異性之方 向-定（電場施加方向不改變），而藉由調制可視光以上之配 向秩序度來進行顯示。亦即’使用babh8之本顯示裝置， 其媒質之光學性各向異性（或配向秩序）之程度變化。因此， 使用BABH8之本顯示裝置之顯示原理與其他顯示方式之液 9S306.doc -36- 1251110 晶顯示裝置大為不同。 此外，使用BABH8之本顯示裝置係使用具有立方對稱性 之結構上產生之畸變，亦即使用媒質之光學性各向異性之 程度變化來進行顯示，因此比改變液晶分子之配向方向來 、行”、員示之先如之顯示方式之液晶顯示裝置，可實現寬視 野角特性。再者，由於使用BABH82本顯示裝置之產生複 折射之方向一定，光軸方向不改變，因此可實現更寬之視 野角特性。 ^ ，使用BABH8之本顯示裝置係使用藉由微小區域之 結構（結晶之晶袼）之畸變而發現之光學性各向異性來進行 顯不。因而，沒有如先前方式之顯示原理，液晶固有之黏 度大幅影響回應速度之問題，而可實現lms程度之高速回 應。亦即，由於先前方式之顯示原理係利用液晶分子之配 向方向之變化，因此液晶固有之黏度大幅影響回應速度， °吏用BABH8之本顯不裝置，由於係利用微小區域之仕 構的畸變，因此液晶固有之黏度之影響小，而可實現Μ 回應。_使用ΒΑΒΗ8之本顯示裝置亦適合如要求高速回 應性之場序彩色方式之顯示裝置。 施力另口 1 卜尸上述之說明，係說明光學性各向異性之程度藉由 W而改變之媒f之例，係使用^細之情況，不過
定於此，如亦可使編麵以外之包含顯示立方相 之分子之媒質。 y W 〔媒質例3〕 密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質，可應用包含 98306.doc -37- 1251110 顯示一種液晶相之蝶狀D相（SmD)之分子之媒質。 顯示蝶狀D相之液晶性物質，如有ANBC 16。另外， ANB C 1 6係揭示於斉藤一弥、徂徠道夫，「光學性各向 同性之稀有thermotropic液晶之熱力學」，液晶，第5卷， 第 1號，ρ·21，圖 1結構 l(n=i6)及「Handbook of Liquid
Crystals」，Vol5 2B，Wiley-VCH，1998, ρ·888, Table 1，化 合物（compound no .)1，化合物la，化合物la]。此等分子 結構記載於下。
0OH •⑶ 4in-Alkoxy-3f.substituted-biphenyl-4-carboxylic acids
X
⑷
COOH 4’n-alk〇xy-3，-nitr〇-biphenyl-4-Carb〇Xyiic acids χ_Ν〇2
n-15 Cr 127 SmC 187 Cub 198 SmA 204 I 該液晶性物質（ANBC16，上述化學結構式（3)中，n=16) 在171.0°C〜197.2°C之溫度範圍中顯示蝶狀〇相。碟狀^相之 數個分子形成Junglegym(登錄商標）之三維晶格，曰 ，、日日格常 數為數十nm以下，且未達光學波長。亦即，碟狀〇相且 立方對稱性，並具有未達光學波長之配向秩序（秩序結構）。 -38- 98306.doc 1251110 另外，本實施形態顯示之ANBC16之晶格常數約為“爪。因 而’碟狀D相在光學上顯示各向同性。 此外，在ANBC 16顯示碟狀D相之上述溫度區域中，在包 含ANBC16之介電性物質層3中施加電場時，由於分子本身 存在介電各向異性，因此分子朝向電場方向，而在晶格結 構上產生畸變。亦即，在介電性物質層3中發現光學性各向° 異性。 因此，可應用ANBC16作為密封於本顯示裝置之介電性物 質層3之媒質。另外，並不限定於ANBC16，只要是顯示碟 狀D相之物質，由於在施加電場時與不施加電場時，光學性 各向異性之程度變化，因此可應用作為密封於本顯示裝置 之介電性物質層3之媒質。 〔媒質例4〕 密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質，可應用液晶 微乳液。此時所謂液晶微乳液，係由山本等取名之以 thermotropic液晶分子取代0/W型微乳液（在油中以界面活 性劑’採水滴形態使水溶解之系，油成為連續相）之油分子 之系統（混合系）之總稱（參照山本潤，「液晶微乳液」，液 晶，第 4卷，第 3號，p.248-25 4, 2000年）。 液晶微乳液之具體例，如揭示於上述「液晶微乳液」之 顯示向列液晶相之thermotropic液晶（溫度轉移形液晶）之 Pentylcyanobiphenyl(5CB)，及顯示反微膠粒相之離液液晶 (lyotropic liquid crystal，濃度轉移形液晶）之 Didodecyl ammonium bromide(DDAB)之水溶液之混合系。該混合系具 98306.doc -39- 1251110 有以圖11及圖12之模式圖表示之結構。 此外，該混合系典型而言，反微膠粒之直徑約為5〇人，反 微膠粒間之距離約為2〇〇人。此等尺寸比光學波長約小丨位 數。亦即，上述混合系（液晶微乳液）具有未達光學波長之配 向秩序（秩序結構）。此外，反微膠粒係三維空間性地隨機存 在，以各反微膠粒為中心，5CB成放射狀配向。因此，上 述混合系在光學上顯示各向同性。 而後，在上述之包含混合系之媒質中施加電場時，由於 5CB存在介電各向異性，因此分子本身朝向電場方向。亦 P _由於以反微膠粒為中心而放射狀配向，因此光學性夂 =同性之系發現配向各向異性，而發現光學性各向異性。 因此，可應用上述之混合系作為密封於本顯示裝置之介命 物貝層3之媒f。另外，並不限定於上述之混合系，如為 在不知加電場與施加電場時，光學性各向異性之程度變化 之=日日U礼〉夜，亦可適合作為密封於本顯示震置之介電性 物質層3之媒質。 〔媒質例5〕 且封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質，可適用 晶，、甬：相之離液液晶(lyotropic液晶)。此時所謂離液液 ί ^吊係私形成液晶之主要分子溶解於具有其他性質之 洛媒（水及有機溶劑等）之直他成分李之、凉曰 貝之 所謂特定，， 夜晶。此外，上述之 向 目，係在施加電場時與不施加電場時，光學性各 「液晶科2變化之Γ此種特定之相如揭示於山本潤 予只驗講座第1次:液晶相之鑑定:(4)離液液晶」， 98306.doc -40- 1251110 /、文晶，第6卷，第1號，p72_82之微膠粒相、海綿相、立方 相、反微膠粒相。圖13顯示離液液晶相之分類圖。 兩親媒性物質之界面活性劑中有發現微膠粒相之物質。 士離子性界面活性劑之硫酸十二烷鈉之水溶液及 parthymine酸鉀之水溶液等形成球狀微膠粒。此外’非離子 性界面活性劑之P〇1y〇xyethylenen〇nylphenylether與水之混 合液，藉由n〇nyiphenyl*作為拒水基，〇xyethylene鏈作為
親水基，來形成微勝粒。此外，苯乙稀環氧乙烧塊共聚合 物之水溶液亦形成微膠粒。
如球狀微膠粒顯示分子在空間性全方位填孩 (packmg)(形成分子集合體）之球狀。此外，由於球狀微膠相 之尺寸未達光學波長，因此在光學波長區域不光學性顯开 各向異性，而可看出各向同性。亦即，球狀微膠粒具有未 達光學波長之秩序結構（配向秩序）。但是，在此種球狀微耀 粒上施加電場時’因球狀微膠粒畸變，而發現光學性各向 異性。因而可應用顯示球狀微膠粒相之離液液晶作為密封 於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質。另外，並不限定於 球狀U骖粒相’即使將顯示其他形狀之微膠粒相，亦即紐 狀微膠粒相、橢圓狀微膠粒相、棒狀微膠粒相 : 晶密封於介電性物質層3,仍可獲得大致相同之效果。 此外’-般熟知藉由濃度、溫度、界面活性劑之條件， ==換：水基與拒水基之反微勝粒。此種反微膠粒在 先子上顯不與微膠粒相同之效果。W，藉由應用顯示反 微膠粒相之離液液晶作為密封於介電性物質们之媒質，可 98306.doc -41 - 1251110 達到與使用顯示微膠粒相之離液液晶時相同之效果。另 外’媒質例2中說明之液晶微乳液，係一種顯示反微膠粒相 (反微膠粒結構）之離液液晶。 此外，非離子性界面活性劑Pentaethylenglychol-dodecyletherCCuE5)之水溶液中存在圖13所示之顯示海綿 相及立方相之濃度及溫度區域。由於此種海綿相及立方相 具有未達光學波長之秩序（秩序結構、配向秩序），因此在光 學波長區域為透明之物質。亦即，包含此等相之媒質在光 學上顯示各向同性。而後，在包含此等相之媒質上施加電 場時，秩序結構（配向秩序）上產生畸變，而發現光學性各向 異性。因此，顯示海綿相及立方相之離液液晶亦適合作為 密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質。 〔媒質例6〕 密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質，可應用微勝 粒相、海綿相、立方相及反微膠粒相等在施加電場時與不 施加電場時光學性顯示各向異性之程度變化之相之液晶微 粒子分散系。此時所謂液晶微粒子分散系，係指在溶媒(液 晶）中混合微粒子之混合系。 此種液晶微粒子分散系如為在非離子性界面活性劑 Pentaethylenglychol_d〇decylether(Ci2E5)之水溶液中混合以 硫酸基修飾表面之直徑約丨〇〇 A之乳膠（latex)粒子之液晶微 粒子分散系。該液晶微粒子分散系發現海綿相。此外，該 海綿相之配向秩序（秩序結構）未達光學波長。因此，與上2 媒質例3時同樣地，可應用上述之液晶微粒子分散系作為密 98306.doc -42- 1251110 封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質。 另外，藉由將上述乳膠粒子與媒質例2之液晶微乳液之 DDAB置換’亦可獲得與媒質例2之液晶微乳液同樣之配 結構。 此外，分散於溶媒中之微粒子宜藉由丨種或2種以上者構 成0 & ’宜使用平均粒子徑為〇·2叫以下之微粒子。藉由 ^用平均粒子徑〇·2 _以下微小尺寸之微粒子，介電性物 質層^内之微粒子分散性穩^，即使經過長時間，微粒子仍 不致凝聚，相不致分離。因此，可充分抑制如因微粒子沈 二又產生局部之微粒子不均一，而造成顯示元件不均一。 此外，各微粒子之粒子間距離宜為2〇〇 nm以下，更宜為 1 90 nm以下。 在三維性分布之粒子中入射光時，某個波長中產生繞射 光。抑制該繞射光之產生時’光學性各向同性提高，顯示 元件之對比上昇。 一、准丨生刀布之粒子之繞射光亦取決於入射之角度，不過 繞射,波長;I大致為;l =2d。其中，d係粒子間距離。 上此時，、繞射光之波長為4〇〇 nm以下時，肉眼幾乎無法辨 識。因而且形成；t ^ 4〇〇㈣，此時，只須使粒子間距離d 為200 nm以下即可。 再者’國際照明委員會CIE(CGmmiss_心副心 la似㈣將肉目艮無法辨識之波長設定為彻nm以下。因 而更宜形成又錢〇胆，此時只須使粒子間距離d為⑽咖 98306.doc -43- 125111〇 以下即可。 此外，粒子間距離長時 # ^ ^ e ^ 粒子間之相互作用無法充分發 揮，而不易發現微膠粒相 笔> χ 聲^相、立方相及反微膠粒相 寻之相，因此從該觀點而 _ 粒子間距離亦宜為200 nm以 下，更宜為190 nm以下。 此外’介電性物質層3 n ^ _ 铽粒子之濃度（含有量），宜對該 械粒子與猎封於介電性物 貝潛3之媒貝之總重量形成0.05 wt/〇〜2〇 wt%。藉由以介 〇 Λς 〇/ 玉随物貝層3之微粒子之濃度成為 〇·〇5 wt/〇〜2G wt%之方式央哺 飞采调制，可抑制微粒子之凝聚。 另外，袷封於介電性物質 ^ ^ ^ ^ ^ Λ - 9〇 . . ^ ^ 、曰3之镟粒子並無特別限定，可 ο 者此外，微粒子亦可為高分子等 之有機貝微粒子，亦可為益祕併 為…、祛貝楗粒子及金屬系微粒子等。 使用有機質微粒子時，如 ^ 且使用聚本乙烯粒、聚甲基甲 基丙烯酸酯粒、聚_其 ^ 基丙烯酸酯粒、二乙烯基苯粒等聚合 粒㈣之微粒子。此外’此等微粒子亦可交聯，亦可不 交^使用無機質微粒子時，如宜使用玻璃粒及二氧化石夕 粒寺之微粒子。 使用至屬糸微粒子時，宜為 丁且马鹼性金屬、鹼土類金屬、過 2金屬及稀土類金屬。如宜為二氧化鈦、氧化I呂、把、銀、 \銅’且使用包含此等金屬或此等金屬元素之氧化物等 桫粒子此等金屬系微粒子亦可僅使用1種金屬，亦可將 2種以上之金屬予以合金化、複合化而形成。如亦可以二氧 :鈦及t覆盖銀粒子之周圍。僅以銀粒子構成金屬微粒子 時’顯示元件之特性可能因銀氧化而變化’藉由以把等金 98306.doc -44- 1251110 屬覆蓋表面來阻止銀之氧化。此外，粒子形態之金屬系微 粒子亦可直接使用，亦可使用經加熱處理者，及在粒子表 面賦予有機物者。賦予之有機物宜為顯示液晶性者。如= 為包含下述結構式（5)之化合物。
其中，η為0〜2之整數。 此外’ 6節環Α宜為下述功能基之任何一個。
此外，6節環B、C顯示1，心亞苯基或1，扣反式環己基 (trans-1，4-cyclohexylane基）等具有6節環結構之取代基。不 過，6節環B、C並不限定於上述列舉之取代基，在具有下述 結構 98306.doc -45- 1251110 (F)m
N
八
Η
(CH3)m
0 > o
H
之取代基中，只須具有其中一種取代基即可，彼此可相 同亦可不同。另外，上述取代基中之m表示丨〜4之整數。 此1，上述結構式（5)中之幻，丫2及们，分別係具有1〇個 以内碳原子之直鏈狀或分枝鏈狀之院基或鏈稀基，存在於 該基中之1個CH2基或未鄰接之w@CH2基，' —及一取代，亦可含有二 叫…ch2〇…0CH2·、_oco…c〇〇_、CH= CH、c -c- ^ -CF = CF- . -(CH2)4- , -CH2CH2CH2〇-. -〇CH2CH2CH2- > -CH= chch2ch2〇. , -ch2ch2ch= ch- 〇 此外，亦可含有對掌性碳，亦可不含。此外，Y1， 只要具有上述任何一種結構時，亦可為相同者，亦可為不 同者。 此外，上述結構式（5)中之R表示氣原子、ώ原子、氛基、 碳數1〜20之烷基、鏈烯基及烷氧基。 此外，賦予至金屬微粒子表面之有機物，對於金屬蹲 爾’宜為1摩爾以上，50摩爾以下之比率。 賦予上述有機物之金屬系微粒子，如藉由將金屬離子溶 解或分散於溶媒中後，與上述有 A切此口，亚將其逛原而 獲仔者。上述溶媒可使用水、醇類、峻類。 98306.doc -46- 1251110 ，分散之微粒子亦可使 所形成者。—只須為 ：e:/或碳毫微管 如宜:碳原子數…一穩 為包3石反原子60個之C6〇之球狀閉殼碳分士 赛；^ ^^ 夢寻。此外，瑞 …為如將厚度數原子層之石墨 圓筒形狀之毫微管等。 卞面捲成®之 此外’微粒子之形狀並 圓和壯^丄 X…特別限疋，如亦可為球狀、橢 «狀1狀、柱狀、錐狀、此等形態上具有突起之形態 1 =形恶上開設孔之形態等。此外，微粒子之表面形 恶亦無特別限定’如亦可為平滑，亦可為具有凹凸、孔及 溝者。 〔媒質例7〕 密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質可應用 (Dendrimer分子）。此時所謂Dendrimer，係指各單體單位有 分枝之三維狀高分歧聚合物。 由於Dendrimer分枝多，因此達到某種程度以上之分子量 時成為球狀結構。由於該球狀結構具有未達光學波長之秩 序（秩序結構、配向秩序），因此，在光學波長區域為透明之 物質，藉由施加電場，配向秩序變化，而發現光學性各向 異性（光學性各向異性之程度變化因此，可應用Dendrimer 作為密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質。 此外’藉由將上述媒質例2之液晶微乳液之DDAB置換成 Dendrimer，可獲得與上述媒質例2之液晶微乳液相同之配 向結構’可適合作為密封於本顯示裝置之介電性物質層3 98306.doc -47- l25lll〇 之媒質。 〔媒質例8〕 密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質，可應用包含 顯示膽固醇藍相之分子之媒質。另外，圖13顯示膽固醇藍 相之概略結構。 如圖13所示’膽固醇藍相具有高對稱性之結構。此外， 由於膽固醇藍相具有未達光學波長之秩序（秩序結構、配向 秩序），因此在光學波長區域係大致透明之物質，藉由施加 電場，配向秩序變化，而發現光學性各向異性（光學性各向 異性之程度變化）。亦即，膽固醇藍相大致光學性顯示各向 同性，藉由施加電場，液晶分子朝向電場方向，晶格畸變 而發現各向異性。因而，可應用包含顯示膽固醇藍相之分 子之媒質作為密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質。 另外，顯示膽固醇藍相之物質，如為混合48·2 m〇1%之 JC1041(混合液晶，tIS〇公司製）、47·4 m〇i〇/〇之 5CB(4_cyano-4’-pentyl bipheny卜向列液晶）及 4.4 mol% 之 ZLI-4572(對掌性摻雜物，MERUKU公司製）之物質。該物質 在33 0.7K至33 1 ·8Κ之溫度範圍顯示膽固醇藍相。 此外，顯示膽固醇藍相之其他物質亦可使用如混合671 wt°/〇之 ZLI-2293(混合液晶，MERUKU公司製）、15 wt% 之 P8PIMB( 1 ?3-phenylene bis[4-(4-8-alkylphenylimino methyl-benzoate，香蕉型（彎曲型）液晶，參照下述結構式（6))及179 wt%之MLC-6248(對掌性劑，MERUKU公司製）之物質。該 物質在7 7 · 2 C至8 2 · 1 C之溫度範圍顯示膽固醇藍相。 98306.doc -48- 1251110
此外，亦可適切變更上述各物質之混合比來使用。如混 合 69.7 wt% 之 ZLI-2293、15 wt% 之 P8PIMB及 15.3 wt%之 MLC-6248(對掌性劑）之物質，在80.8°C至81.6°C之溫度範圍 顯示膽固醇藍相。 此外，顯示膽固醇藍相之另外物質，亦可使用如混合67.1 wt%之ZLI-2293(混合液晶，MERUKU公司製）、15 wt%之 MHPOB C (4-(1 -methyl hep tyloxy carbonyl )phenyl-4’-octylcar boxybiphenyl-4-carboxylate，直線狀液晶，參照下述結構式 (7))及 17.9 wt% 之 MLC_6248(對掌性劑，MERUKU公司製） 之物質。該物質在83.6°C至87.9°C之溫度範圍顯示膽固醇藍 相0
•⑺ 此外，亦可適切變更上述各物質之混合比來使用。如混 合 69.7 wt%之 ZLI-2293、15 wt%之 MHPOBC及 15.3 wt%之 MLC-6248(對掌性劑）之物質，在87.8°C至88.4°C之溫度範圍 顯示膽固醇藍相。 另夕卜，僅混合ZLI-2293與MLC-6248，雖無法發現膽固醇 98306.doc -49- 1251110 孤相不過藉由添加形成香蕉型（彎曲型）之液晶P8PIMB及 直線狀液晶MHPOBC，而顯示膽固醇藍相。 此外上述例之直線狀液晶係使用外消旋體，不過並不 限定於外消旋體，亦可使用對掌性體。此外，亦可含有1 個或數個以上對掌性碳。此外，使用直線狀液晶時，宜使 用直線狀液晶MHPOBC等具有反傾結構（每一層朝向不同 方向）者。 此外所謂直線狀液晶，係在化學結構式中表示大致接近 橫長直線之液晶分子而使用之總稱，實際之立體配置不限 定於如化學結構式在一個平面内，當然亦有彎曲者。 此外，所謂香蕉型（彎曲型）液晶，係在化學結構式中表 示具有彎曲部之液晶分子而使用之總稱，並不限定於 P8PIMB。如化學結構式之彎曲部亦可為亞苯基等之苯環， 或是亦可為以萘環及亞甲基鏈等結合者。此種香蕉型（彎曲
Ci4H2$〇
型）液晶，如為下述結構式（8)〜（11)所示之化合物。
•-(8)
…⑼ 98306.doc -50- 1251110
等。 ）液曰曰如為下述結構式⑼所示之化合物 % (11)
此外，上述之各香蕉型（彎曲型）液晶在結合部（彎曲部） 之左右具有對稱之化學結構，不過並不限定於此，亦可為 在結合部之左右具有非對稱之化學結構。此種香蕉型（彎曲 型）液晶，如為下述結構式（13)所示之化合物。 0
98306.doc 1251110 此外，上述各香蕉型（彎曲型）液晶分子不含對掌性碳， 不過並不限定於此，亦可含有1個或數個對掌性碳。此種香 襄裂（％曲型）液晶’如為下述結構式（14)所示之化合物。
此外，如上述，適於本發明之膽固醇藍相具有未達光學 波長之瑕疵秩序，因此在光學波長區域為大致透明而大致 光學性顯示各向同性。此時，所謂大致光學性顯示各向同 性，係指膽固醇藍相呈現反映液晶之螺旋間距之色，不過 除該螺旋間距之顯色外，光學性顯示各向同性。另外，選 擇性反射反映螺旋間距之波長光之現象，稱為選擇反射。 在可視區域中無該選擇反射之波長區域情況下不顯色（雖
顯色，但是肉眼無法辨識），不過在可視區域情況下，則顯 示對應於其波長之色。 '
此時，具有400 nm以上之選擇反射波長區域或螺旋間 時，膽固醇藍相（藍相）顯色成反映其螺旋間距之色。亦即 由於反射可視光，因此肉眼可辨識顯示之色。因此，如P 本發明之顯示元件實現全彩色顯示而應用於電視等時， 反射峰值不宜在可視區域。 Τ' 之 如 力外，璉擇反射波長亦取決於對具有上述媒質之螺 入射角度。因而，上述媒質之結構並非一維性時，' 膽固醇藍相具有三維性結構情況下，對光之螺旋軸 9s3〇6.d〇c -52- 射角度具有分布。因此在選擇反射波長之寬度上亦可分布。 /因而，藍相之選擇反射波長區域或螺旋間距宜為可視區 域以下，亦即宜為400 nm以下。藍相之選擇反射波長區域 或螺旋間距在400 nm以下時，肉眼幾乎無法辨識上述之顯 色。 ，此外，國際照明委員會CIE(c_issionInternati_iede Γ Eclairage)將肉眼無法辨識之波長設定*38〇nm以下。因 此藍相之選擇反射波長區域或螺旋間距更宜在380麵以 下。此時，可確實防止肉眼辨識出上述之顯色。 此外，上述之顯色，除螺旋間距及入射角度之外，亦與 介電性媒質之平均折射率有關。此時，顯色之色之光俜以 波長一中心之波長寬…ΡΛη之光。其中= 均折射率，Ρ為螺旋間距。此外，折射率之各向異性。 △η依介電性物質而各不相同，不過，如使用液晶性物質 作為密封於上述介電性物質層3中之物f時，液晶性物質之 平均折射率約15’ h約為Μ，此時為了避免顯色之色在 可視區域中’螺旋間距？於λ = 時，而為ρ = 4〇()/i HO 麵。此外，ΔΛ為因此，為了使肉 眼幾乎辨識不出上述之顯色，只須使上述媒質之螺旋間距 為自267 nm減去26.7 nm之大致—半之134咖之如麵以 下P可#即’為了防止上述之顯色，宜使上述媒質之螺 旋間距為25 3 nm以下。 此外，上述之說明，在λ =np之關係中，又為彻咖， 不過使又形成國際照明委員會CIE設定肉眼無法辨識之波 98306.doc -53- 1251110 長之380 nm時，使顯色之色在可視區域外用之螺旋間距成 為240 nm以下。亦即，藉由使上述媒質之螺旋間距形成24〇 nm以下，可確實防止上述之顯色。 如有混合50.0 wt°/〇之JC1041(混合液晶，tiso公司製）、 38.5 wt% 之 5CB(4-cyano-4’-pentyl biphenyl，向列液晶）及 11.5 wt%之ZLI-4572(對掌性摻雜物，MERUKU公司製）之物
質。該物質在約53°C以下，自液體性之各向同性相而相轉 移至光學性各向同性相，不過，由於螺旋間距約為22〇 nm， 在可視區域以下，因此不顯色。 如上所述，適於本發明之膽固醇藍相具有未達光學波長 之瑕疵秩序。由於瑕疵結構係因相鄰之分子大幅扭轉，因 此顯示膽固醇藍相《介電性媒質為了發現大幅扭轉結構而 需要顯示對掌性。為了發現大幅扭轉結構，宜在介電性媒 質中添加對掌性劑。
對掌性劑之濃度亦依對掌性劑具有之扭轉力而定，不過 宜為8 wt%或4m〇1%以上。藉由對掌性劑之比率形成8^% =4 mol%以上，膽固醇藍相之溫度範圍成為約rc以上。對 掌性劑之&率未達8 w t %或4 m。i %時，膽固醇藍相之温度範 圍變窄。 此外’對掌性劑之濃度更宜為115 wt%以上。對掌粗 之濃度為n.5Wt%以上時，螺旋間距約為22〇聰而不㈣ 此外’對生劑之濃度更宜為15 wt%以上。藉由添加 崎“型)液晶及具有反傾結構之直線狀液晶,來發現 固酵監相時’對掌性劑之濃度為15糾%以上時，膽固醇 98306.doc -54- 1251110 相之溫度範圍成為約1。 ^ π 此外，藉由將對掌性劑之濃度拇 加至17.9wt%，膽固醇誌 又曰 于|相之溫度範圍進一步擴大。 此因，對掌性劑之濃士 ’、
.^ 度回k ’容易發現膽固醇藍相，A 者，膽固醇藍相具有之螺旋間距亦變短。 再 入:是、、’對掌性劑之添加量過多時，會產生介電性物質層3 之問碭。液晶性不足連帶造成施加電屙 時之光學性各向显性夕其— 电& ” 之產生程度降低，而導致顯示元件之 2 P牛低。此外’因液晶性降低’連帶造成膽固醇藍相之 穩定性降低，無法期待膽固醇藍相之溫度範圍擴大。因而， ^ ^疋對掌性劑之添加濃度上限值，依據本專利發明人等 之为析’可知其±限濃度為8〇抓。亦即，對掌性劑之濃 度宜為80 wt%以下。 卜本貫施形恶之對掌性劑係使用ZLI-4572及 MLC-6248 ’不過並不限定於此。如亦可使用s8ii(e. 公司製）等市售品。此外，亦可使用軸不齊之對掌性劑。軸 不齊之對掌性劑如可使用軸不齊聯二萘衍生物（參照下述 化合物（15》。
98306.doc -55- • ••(15) 1251110 /、中，η為4〜14之整數。 時=二=t(1 之11為奇數時’單獨顯示藍相。如 05)單獨•亍4:94^範圍顯示藍相。因此，該化合物 3之媒質：可 合一為=^^ 果另二=兒？、說明膽固醇藍相中添加對掌性劑之效 相，即使=σ對旱性劑之上述效果並不限定於膽固醇藍 中，醇藍相及向列相等液晶相之介電性媒質 亦可&得大致相同之效果。 〔媒質例9〕 密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質可應用包人 顯示蝶狀藍（Bp )相夕八工 ^ s 略結構。m)相之刀子之媒質。圖13顯示蝶狀藍相之概 如圖13所不，蝶狀藍相與膽固醇藍相㈣地具有高對稱 性之結構。此外，由於具有未達光學波長之秩序（ 構、配向秩序），因此在光學波長區域為大致透明之物/ 配向秩序藉由施加電場而變化，而發現光學性各向里性(光 學性各向異性之程度變化）。亦即，螺狀藍相大致顯示光學 性各向同性’藉由施加電場，液晶分子朝向電場方向，晶 格畸變而發現各向異性。因而，可應用包含顯示蝶狀藍相 之分子之媒質作為密封於本顯示裝置之介電性物質層3之 媒質。 、曰 98306.doc -56- 1251110 另外，顯示蝶狀藍相之物質，有如揭示於Eric Grelet等三 位「Structural Investigations on Smectic Blue Phases」， PHYSICAL REVIEW LETTERS，The American Physical Society, 23 APRIL 2001? VOLUME 86? NUMBER 17? p. 3 791_3 794iFH/FH/HH-14BTMHC。該物質在 74.4〇C 〜73.2 °C 顯示 BPsm3相，在 73.2t 〜72.3°C 顯示 BPsm2相，在 72.3°C 〜72.ΙΌ顯示BPsml相。 此外，使用顯示蝶狀藍相之媒質情況下，與使用顯示膽 固醇藍相之媒質時同樣地’藍相之選擇反射波長區域或螺 旋間距宜為400 nm以下，更宜為380 nm以下。再者，螺旋 間距宜為253 nm以下，更宜為240 nm以下。 此外，用於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質只須為具 有未達光學波長之配向秩序（秩序結構）’並精由施加電場而 光學性各向異性之程度變化之媒質即可，亦可為具有類似 於蝶狀藍相及膽固醇藍相之相之物質。 顯示類似於蝶狀藍相及膽固醇藍相之相之物質’如為下 述化合物（16)及（17)之混合物。
98306.doc -57- …（17〉 1251110 其中，L表示2〜10之整數’ m表示2〜14之整數，η為〇〜6之 整數。 另外，混合化合物（16)與化合物情況下，宜以滿足2χ (n+l)=m之關係之方式混合。此外，化合物（16)與化合物 之混合比率只須適切設定即可。如L = 6, m = 6, 11=2時，等量 混合化合物（16)與化合物（17)時，在約14yc至約13〇t：之範 圍顯示類似於蝶狀藍相之相（具有未達光學波長之配向秩
序（秩序結構）之相）。此外，L=6, m=6, ，以3〇%之化 合物（16)及70%之化合物（17)之比率混合時，在約132t：至約 120 C之範圍顯示具有未達光學波長之配向秩序（秩序結構） 之相。 此外’介電性物質（密封於介電性物質層3之女某質）之向； 相狀態之在550 nm之折射率各向異性為Δη，在！让沿之） 電常數各向異性為△ e時，宜為ε為2 9以上。
其中，折射率各向異性（△+於施加電場時之擴圓（折身 率橢圓體)之主軸方向(亦即光波之偏光之成分方向)之折身 率（異常光折射率）為ne，垂直於上述橢圓之主軸方向之方卢 之折射率（常光折射镇叫，係以△㈣咖來表示。" 即’本發明中，上述折射率各向異性(“)顯示以^ 一吵e :異常光折射率，n〇 :常光折 射變化。 I稷新 此外，介《常數各向異性（介電常 常數之各向異性，於液曰八Μ Μ顯不介電 W液日日刀子之長軸方向之介電 e，液晶分子之短軸方 书歡為& 干乃门之力電吊數為ε 〇時，係 98306.doc -58- 1251110 £ £ 〇表示之值〇 其次，說明在介電性物質層3中密 微粒子分散系之本#示元件進> 述媒貝例4之液晶 溶媒使用上述化合物。兮人Α 疋、、、口果。 b Λ Λ 電性物質(液晶微粒子分5 糸）之ΔηΧ△^為2·2。此外，係以介電性物質層3之厂^ 為1〇_，梳形電極4·5之電極間距離為3.3陶形成。另:度 上述折射率各向显性Λ η在# m 卜 门，、〖生Δη係使用阿貝（Abbe (ATAGO製「4丁（商品名稱）） 1射计 }以波長55〇 nm測定。此外， 上述介電常數各向昱性△ 技 门/、性△ e係使用阻抗分析器 TECHNICA公司製「ST1 龠口 κ u sm60(商品名稱）」），以頻率_ 定。 如此形成之本顯示元件，改變驅動電壓來測定透過率 時，透過率為最大之驅動電壓約為28v(參照圖24)。 再者，依據「Handbook of Liquid Crystals」，vd], ρ·484-485，Wiley-VCH，1998 ’藉由施加電場而產生之複折 射Δη(Ε)可記述為 Δ η(Ε)= λ BE2 其中，λ為光之波長，B為克爾常數，e為施加電場強度。 此外’藉由複折射變化，透過率T如下列公式變化。 T—sin ( 7Γ X Δ n(E)xci/ Λ )=sin2( κ BE2d) 其中，d為介電性物質層3之厚度。 因此，從上述公式可知，透過率最大者為冗BE2d= π /2 此外，自上述公式可知，△ Β = Α η(Ε)/ λ Ε2 = Δ nQ(E)/ 98306.doc -59- 1251110 Λ E。其中，q(e)為配向秩序參數。 此外，依據「Handbook 〇f Liquid Crystals」，v〇u P·484-485，Wiley-VCH，1998，為 QocA ε χΕ2。 因而，透過率為最大之驅動電壓v，於梳形電極4· 5之電 極間距離為s時，成為 V=ES = Sxsqrt(l/(2xBxd)).Sxsqrt(l/(AnxA £ )xd) 圖24顯示㈣以上結果’自將上述介電性物質密封於本 顯示元件㈣定之㈣_透過率特性及上述驅動電壓與“ χΔ ε之關係式估計之透過率為最大時之電壓值（V(V))與 △ ηχΔ ε之關係。 ' 如圖24所不，使用折射率各向異性△ η與介電常數各向異 性△ ε之積（ΔηχΔ ε )為2·9以上之介電常數物質，於介電 性物質層3之厚度為10 μηι，梳形電極4· 5之電極間距離為 3 ·3 μΐΏ時’透過率成為最大之驅動電壓為24 V。 將本顯示裝置應用於主動矩陣驅動之顯示裝置情況下， 使用切換施加於梳齒電極4 · 5之電壓（電場）之〇n/〇ff之切 換元件（TFT元件）。將切換元件（TFT元件）之閘極電極之膜 厚與膜質予以最佳化時，測定可施加於閘極電極之耐壓（電 壓）時，最大為63V。因此，自該耐壓減去閘極電極之電位 為High(亦即閘極電極on)時之電壓1〇v及閘極带梅 弘々坚1電位
Low(亦即閘極電極〇fF)時之電壓_5V部分後 48VPP(63-10-5=48VPP(peak-to-Peak))，為可施加於介電性 物質層3之最大限度之電壓值。該電壓值以有效值（『功 root-mean-square)而言為 ±24V 〇 98306.doc -60- 1251110 因此’介電性物質層3之厚度為1〇 μηι，梳型電極4 · $之 私極間距離為3.3 情況下，藉由使用折射率各向異性△ η 與介電常數各向異性△ ε之積（△!!><△ ε )為2·9以上之介電 书數物質，在切換元件之耐壓範圍内，可使透過率為最大。 另外，△ ηχΔ ε為2·9以上之介電常數物質如為化合物 (18) 〇
(18) 〇·15 ’ 因此 ΑηχΑ ε = 3 乃 此外，在梳齒電極構造之本顯示元件中，為了進一步降 低透過率為最大之驅動電壓’係考慮縮小梳齒電極間隔， 不過，由於製造上之精確度、處理邊界及處理成本等限制， 在縮小梳齒電極間隔時有限度。 此外，在梳齒電極構造之本顯示元件中，為了進_ 低驅動電麼，亦考慮進一步增加介電性物質層3之厚度二曰 是’即使單純增加介電性物質層之厚度，施加電場之:戶: 並非僅增加介電性物f層厚度之增加部分。因而予又’ 介電性物質層3之厚度比10 μηι更厚， 士減低驅動電麼仍無 〔實施例2〕 質層3之媒質為透明介電 本顯示裝置之密封於介電性物 98306.doc 61 1251110 性物質之 4，-n_alk〇xy_3,_nitr〇biphenyl 4 carb〇xyiic ⑽和 (ANBC-22)。ANBC_22之化學結構為化合物（3)(n=22卜 卜土板1及2上使用玻璃基板。此外，兩基板間之間 隔藉由預先散佈粒子’而調整成4降。亦即，介電性物質 層3之厚度為4 μηι。 、 電極4· 5為包含ΙΤ〇之透明電極。此外，在兩基板之内側 (相對面)上刀別形成包含實施摩擦處理之聚醯亞胺之配向
膜。此時實施於兩配向膜之摩擦方向，須為在蝶狀c相中^ 為亮狀態之方向，典型而言，須形成與偏光板Η之吸收 軸方向45度之角度。另外，基板1侧之配向膜係以覆蓋 4 · 5之方式形成。 如圖2(a)及圖2(b)所示，偏, 、， 77 偏光板6 · 7彼此之吸收軸正交 亚且以各偏光板之吸收軸與 屯4 3之梳齒部分之電極^ 伸方向形成約45度角彦之方*斗、I \ 角度之方式，而分別設於基板1及2之j 側（相對面之相反側）。 -立方相相轉移溫度低 蝶狀C相於不施加電場
此種構造，上述媒質於比蝶狀C相 溫側之溫度中顯示蝶狀C相。另外， 狀悲下顯示光學性各向異性。 而後，將介電性物質屛3夕、、田 # r…十 貝層3之/皿度猎由加熱裝置保持在蜱并 C相-立方相相轉移附近之溫 莱并 又U至相相轉移溫度 側10K)，進行電場施加（電壓約5〇v之交流 至數百kHz)時，可改變透過聿 努纟零大，兩 ^ 過率。亦即，不施加電場砗，， 顯示光學性各向里性之虫举辟 ^ 在 π可…： 相(亮狀態)中，藉由施加電 %，可變成各向同性之立方相 ^力屯 (曰狀悲）。亦即，上述之顯示 98306.doc -62- 1251110 裝置於不施加電場時顯示光學性各向異性，藉由施加 而顯示光學性各向同性。另外 μ 力卜此日守折射率橢®體自擴® (不施加電場時）變成球狀（施加電場時）。 如此，密封於本顯示裝置之介電性物質層3之媒質，即使 使用於不施加電場時具有光學性各向異性，藉由施加電場 先學性各向異性消失，而顯示光學性各向同性 可實現良好之顯示。 ' 另外，各偏光板6· 7之吸收軸與梳形電極4· 5構成之角 度並不限定於45度，亦可以〇〜9〇度之任何角度進行顯示。 此因免狀態之顯示係在不施加電場時實現，僅以摩捧方向 與吸收軸方向之關係即可達成，此外，暗狀態之顯 不，、糟由把加電場朝向媒質之光學性各向同性相之電場激 勵相轉移而實現，因此各偏光板吸收軸彼此正交即可，而 不依偏光板吸收軸方向與梳型電極方向之關係。此外，未 必需要配向處理，g卩你尤 下仍可進行顯示/使在不疋形配向狀態（隨機配向狀態） 此外’本發明之顯示元件中使用之媒質亦可為用於先前 之液晶顯示元件之媒質，或是亦可為藉由施加電場（外場） 而光學性各向異性之程度變化之媒質。 光學性各向里/丨生^ jto τΛ： ，、之釭度餐化之媒質，可使用如藉由施加 电:秩序結構（配向秩序）變化，而光學性各向異性 :二：：者。亦可使用如在施加或不施加電場(外場)時具 子^ 、以下之秩序結構，藉由施加電場，秩序結構變 化’而光學性各向異性之程度變化之媒質。或是，亦可使 98306.doc 1251110 電場(外場)時，具有顯示光學性各向異性之秩序構 :由施加電場’秩序構造變化’而光學性各向異性之 狂度艾化之媒質。 使用此種光學j生久^ 利用、、… 異性之程度變化之媒質時，不致如 曰/曰曰刀子之配向方向變化之先前之液晶顯示元件，液 Γ:有之黏度士幅影響回應速度’因此可實現比先前之液
速回應。此外，只須將上述媒質保持在施 I 加外場時成為顯示特定之秩序結構狀態 加外場，秩序結構上產生畸變，而光學性各向異性 矛度欠化之狀恶)之温度即可，因此可輕易進行溫度控 如揭示於上述特開顧期㈣公報之利用施加電場 而有極性分子之電子偏移之利用先前之光電效應之顯示裝 θ在驅動/皿度I巳圍限制於在液晶相之相轉移點附近之 ’皿：而要極咼精確度之溫度控制之問題。反之，藉由上述 構w ’僅㈣上述媒f保持在施加外場時或不施加外場時
、為貝不特疋之秩序結構狀態之溫度即可，因此可輕易進 行溫度控制。 使用上述之BABH8作為上述媒質時，在24麗之溫度範 圍（136.7C〜161。(：）中，可將上述媒質保持在藉由施加電場 (外場)而光學性各向異性之程度變化之狀態。此外，使用上 述之ANBC16作為上述媒f時，在26·2κ之溫度範圍 C〜197.2C)中，可將上述媒質保持在藉由施加電場（外場） ，光學性各向異性之程度變化之狀態。另夕卜，上述媒質在 也力外两日守或不知加外場時成為顯示特定之秩序結構狀態 98306.doc -64 - 1251110 之溫度範圍之上限並A特別 …、、J限疋，亦可使用在比上述各媒 質更寬溫度範圍顯示特定之秩序結構之㈣。此外，上述 媒f在施加外場時μ施加外場時成為顯示特定秩序結構 狀態之溫度範圍之下限宜比〇 且此U.1K大，更宜為]^以上。 〔第二種實施形態〕 使用圖說明本發明之顯示裝置之其他實施形態。另 外，為了便於說明，具有與第—種實施形態相同功能之構 件註記與第—種實施形態相同之符號，而省略說明。 本實施形態之顯示裝置具備與顯示於圖2⑷、圖2(b)及圖 3所示之顯示元件1()大致相同之剖面構造。但是，連接於電 極4.5之電路構造不同，亦即切換元件打11.打仞、訊號 線及掃描線之構造不同。料，本實施形態之顯示裝置之U 電極4· 5經由各個不同之切換元件Tm· τρτ2而連接於其 他配線之部分與第一種實施形態之顯示裝置相同。此外， 密封於介電性物質層3之媒質可使用與第一種實施形態相 同之媒質。 圖14係顯示本實施形態之顯示裝置中之電路構造之等價 電路圖。如該圖所示，本實施形態之顯示裝置之電極4及5 構成元件電容Cp。而後，電極4經由切換元件叮丁丨連接於 訊號線S，電極5經由切換元件TFT2而連接於相對電極線 C亦即’本貫施形悲之顯示裝置之電極4及5經由各個不同 之切換元件TFT1及TFT2而連接於訊號線S及相對電極線 c。此外’本實施形態之顯示裝置藉由施加電壓至訊號線s 及相對電極線C，而在介電性物質層3上發現電場，來進行 98306.doc -65- 1251110 顯不。另外’施加於訊號線s及相對電極線c之電壓與上述 先前之液晶顯示裝置相同，因此此處省略說明。 本只知形悲之顯示裝置藉由接通切換元件TFT 1及 TFT2 ’而在元件電容Cp(顯示元件）之兩電極間寫入訊號。 而後，在切換元件打丁1及TFT2斷開情況下，即使相對電極 線C之電位變動，元件電容Cp之電極4 · 5間之電位差仍然 保持定。亦即，即使以反極性寫入連接於其他掃描線（圖 上未顯示）之電極時，元件電容Cp之電極4· 5之電位差仍然 保持一定。 口此，不致如上述先前之液晶顯示裝置產生汲極電位變 動之問題，無須增大驅動切換元件TFT用之閘極電壓。 、、口果本貝轭形恶之顯示裝置可抑制較小之施加於掃描 線G之電壓，可提高切換元件TFT1及TFT2之耐久性。此外， =即使為了提高驅動電壓而增大施加於訊號線s之電壓 枯，仍可抑制切換元件TFT1及TFT2之耐久性降低。 口此，彳木用本貫施形態之顯示襞置可高電壓驅動，可實 現具備高速回應特性與高視野角特性之顯示裝置。 、 号此=，本實施形態之顯示裝置無須如第一種實施形態之 顯不裝置，全部顯示元件（全像素）需要具備2條訊號線。因 此，：第-種實施形態比較，需要之訊號線數量為"2,因 此可簡化構造，並且可提高製造時之良率。 —另外’本實施形態之顯示裝置中亦可進一步具備輔助電 容。此日寺，如以對元件電容Cp(電極4及5)並聯之方式連接 輔助電容即可。或是，亦可形成具備：在電極4上連接-方 98306.doc -66- 1251110 電極之輔助電容Csl ·，在電極5上連接一方電極之輔助電容 ，
Cs2·’及連接輔助電容Csl及Cs2之另一方電極之辅助電容2 線之構造。如此，藉由設置輔助電容，可減少切換元件 及TFT2之漏電流之影響。 此外，本顯示裝置係僅在基板丨上形成有電極4· 5，不過 並不限定於此，亦可將電極4· 5分別設於基板丨· 2。如亦 可將圖14構造之相對電極5設於基板2側。圖22係此時之等 價電路圖。 该圖所不之例，將相對電極5設於基板2側時，係將切換 元件TFT2及掃描線Gc設於基板2。 圖23(a)〜圖23(c)係此時之配線模式圖。亦即，圖23⑷係 配置訊號線（訊號配線）S側之基板之基板丨側之配線模式 圖。圖23(b)係配置相對電極線（相對電極配線）c側之基板之 基板2側之配線模式圖。圖23⑷係顯示自基板丨側觀察時之 訊號電極4與相對電極5之位置關係之配線模式圖。 如圖23(a)所示，基板丨側如與先前之TNs之基板（先前之 籲 TFT基板）相同。此外，如圖23⑻及圖23⑷所示，在基板〕 側，對應於基板1#]之電極（像素電極）4分別設有相對電極 另卜如圖23(b)所示，相對電極5經由切換元件丁F丁2， 各像素連接於相同之相對電極線c。此外，切換元件打丁2 之閘極電極連接於掃描線Gc。 該構造設於基板2之切換元件TFT2，各像素係連接於共 . 用之相對電極線C。因此，基板2無須將訊號線個別地配線 於設於各像素之切換元件㈣。因而可提高良率。此外， 98306.doc -67- 1251110 無須在基板2上連接源極驅動器。 本發明並不限定於上述各種實施形態，在申請專利範圍 所示之範圍中可作各種變更，適切組合分別揭示於不同實 施形態之技術性手段而獲得之實施形態，亦包含於本發明 之技術性範圍内。 亦即，貫施方式項中構成之具體實施態樣或實施例，僅 在說明本發明之技術内容，不應狹義解釋成僅限定於此種 具體例，在符合本發明之精神與下述申請專利範圍甲可作 各種變更來實施。 本發明之顯示裝置可廣泛應用於電視及監視器等圖像顯 不裂置，及設於文字處理機及個人電腦等〇A機器或攝影 機、數位相機、行動電話等資訊終端等之圖像顯示裝置。 此外由於本顯示裝置具有高速回應性，因此亦可應用於 如場序彩色方式之顯示裝置。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明一種實施形態之顯示裝置之對應於各 顯示元件之電路構造之等價電路圖。 圖2(a)係不施加電壓（電場）狀態下，設於本發明一種實施 形悲之顯示裝置之顯示元件之剖面圖。 圖2(b)係施加電壓（電場）狀態下，設於本發明一種實施形 態之顯示裝置之顯示元件之剖面圖。 圖3係說明設於本發明一種實施形態之顯示裝置之顯示 兀件中之電極及偏光板之配置用之說明圖。 圖4⑷係不施加電壓（電場）狀態下本發明一種實施形態 98306.doc 1251110 之顯示裝置中之顯示元件之剖面圖。 圖4(b)係施加電壓（電場）狀態下本發明一種實施形態之 顯示裝置中之顯示元件之剖面圖。 圖4(c)係顯不本發明一種實施形態之顯示裝置中之電壓 透過率曲線圖。 圖5係顯示設於本發明一種實施形態之顯示裝置之各顯 示元件中，設於一方基板上之電路構造之模式圖。 圖6係顯示設於本發明一種實施形態之顯示裝置之各顯 示元件中，設置水平配向膜及彩色過濾器時之構造例之剖 面圖。 圖7係各種液晶相之結構模型。 圖8係立方相之結構模型（桿網路模型）。 圖9係立方相之結構模型。 圖ίο係說明密封於介電性物質層之媒質使用babh8時之 設於本發日月之顯示裝置之顯示元件與先前之液晶顯示元件 中之顯示原理差異用之說明圖。 圖11係顯示液晶微乳液結構之模式圖。 圖12係顯示液晶微乳液結構之模式圖。 圖1 3係易溶液晶相之分類圖。 圖14係顯示本發明並仙告^ Α 4知乃八他@ 形恶之顯示裝置中之對應於 各顯示元件之電路構造之等價電路圖。 圖15係顯示本發明—種實施形態之顯示裝置中，對應於 設置輔助電容時之各⑸元件之電路構造—例之等價電路 圖。 98306.doc -69- 1251110 圖16係顯示本發明一種實施形態之顯示裝置中，對應於 設置輔助電容時之各顯示元件之電路構造其他例之等價電 路圖。 圖17係顯示設於先前之液晶顯示裝置之顯示元件之構造 之剖面圖。 圖18係顯示先前之液晶顯示裝置中對應於各顯示元件之 電路構造之等價電路圖。 圖19係顯示設於先前之液晶顯示裝置之各顯示元件中， 設於一方基板上之電路構造之模式圖。 圖20係先前之液晶顯示裝置中’連接於不同掃描線之鄰 接之2個像素之等價電路圖。 圖21係顯示先前之液晶顯示裝置中，連接於不同掃描線 之鄰接之2個像素之各部電壓狀態—例之時間圖。 — 示本發明之顯示裝置中’將2個電極分別設於不 同基板上日守之電路構造一例之等價電路圖。 圖23 (a)係圖22之顯示梦詈中夕 .^ 貝不扃置中之一方基板側之配線模式 圖0 基板側之配線模 圖23(b)係圖22之顯示裝置中之另— 式圖。 圖23(c)係顯示圖22之雜+另士罢士 夕α 2之顯不裹置中，自-方基板側觀察時 之兩笔極位置關係之配線模式圖。 之顯示就本發明一種實施形態之顯示元件，自測定 向異：性估計之透過率最大之電壓值、折射率各 、’I電常數各向異性^ ε之積(Δηχ“)之關係 98306.doc -70- 1251110 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 21 彩色過濾器 22, 23 水平配向膜 C 相對電極線 Cp 元件電容 C} 輔助電容配線 Cs 輔助電容 Csl 輔助電容（第一輔助電容） Cs2 輔助電容（第二輔助電容） D，Dl，D2 >及極 G, Gl，G2, Gc 掃描線 S 訊號線 SI 訊號線（第一訊號線） S2 訊號線（第二訊號線） TFT，TFT1，TFT2 切換元件 98306.doc 71

Claims (1)

1251110 十、申請專利範圍： 1. 一種顯示裝置’其具備顯示元件，該顯示元件具有：一 對基板，其係至少一方透明；媒質，其係夾在上述一對 基板間；及第一電極及第二電極’其係用於施加電場至 上述媒質；藉由施加電場至上述媒質來進行顯示，且 上述第一電極及第二電極分別連接於不同之切換元 件。 、 2·如請求項1之顯示裝置，其中具備數個上述顯示元件，並且 對於各顯示元件設有第一訊號線及第二訊號線； 上述第一電極及第二電極分別經由不同之切換元件而 連接於不同之訊號線。 3. 如請求項丨之顯示裝置，其中具備數個上述顯示元件，並 且具備： 對於上述各顯示元件而設置之訊號線；及對於數個顯 示元件而共用設置之相對電極線； 上述第一電極經由切換元件而連接於上述訊號線； 上述第二電極經由與連接上述第一電極之切換元件不 同之切換元件而連接於上述相對電極線。 4. 如請求項丨之顯示裝置，其中上述媒質之折射率與電場之 二次成比例地變化。 5. 如請求項！之顯示裝置，其中上述媒質含有液晶性物質。 6. 如請求項丨之顯示裝置，其中上述媒質含有極性分子。 7. 如請求項丨之顯示裝置，其中上述媒質之光學各向異性之 程度藉由施加電場而變化。 98306.doc i25lli〇 8. 9. 10 11 12 13 14. 15. 16. 17. 如凊求項7之辱+壯 一 衣置，其中上述媒質於不施加電場時顯 不光學各向同性； 猎由施加雷语 〜每而顯示光學各向異性。 如π求項7之顯示壯 一 衣置’其中上述媒質於不施加電場時顯 不先學各向異性； 藉由施加電場 …顯示光學各向同性。 .如5月求項7之顯干壯 電場時或不二:其中構成上述媒質之分子在施加 i r ^ Π电％時具有未達光學波長之秩序結構， 精由化加電場而秩序結構變化。 .如请求項7之顯示裝 性之秩序結構。 其中上述媒質具有顯示立方對稱 •如請求項7之顯示裝 碟狀D相之分子。 ，、中上述媒質包含顯示立方相或 .如5月求項7之顯示裝置，甘 、、 液。 〃中上述媒質包含液晶微乳狀 如請求項7之顯示裝置，豆 相、反微膠粒相、、、 〃、中上述媒質包含顯示微膠粒 晶。 ’每綿相、立方相之任何-種之易溶液 如請求項7之顯示裝置，1 相、反微膠粒相、 八中上述媒質包含顯示微膠粒 粒子分散系。 4相、立方相之任何一種之液晶微 如請求項7之顯示裝置， (Dendrimer：)。 ，、中上述媒質包含技狀體 如請求項7之顯示裝 其中上述媒質包含顯示膽固醇藍 98306.doc 1251110 (cholesteric blue)相之分子。 1 8·如明求項7之顯示裝置，其中上述媒質包含顯示碟狀藍 (smectic blue)相之分子。 19. ^請求項7之顯示裝置，其中上述媒質具有4〇〇nm以下之 選擇反射波長區域或螺旋間距。 20. 如請^項丨之顯示裝置，其中具備並聯連接於上述第一電 極及第二電極之辅助電容。 21.如請求項2之顯示裝置，其中具備：上述第一電極上連接 -方電極之第一輔助電容；上述第二電極上連接一方電 極之第二輔助電容；及連接上述第—輔助電容之另一方 電極及上述第二輔助電容之另一方電極之輔助電容配 線。 A如請求们之顯示裳置’其中係以在對上述基板之基板面 大致平行之方向上施加電場之方式，配置 及上述第二電極。 23.如請求項3之顯示裝置，其中上述第-電極及上述第二. 極係形成於彼此不同之基板上。 ^ 98306.doc
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