JP3007559B2 - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示素子及びその製造方法Info
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- JP3007559B2 JP3007559B2 JP7242624A JP24262495A JP3007559B2 JP 3007559 B2 JP3007559 B2 JP 3007559B2 JP 7242624 A JP7242624 A JP 7242624A JP 24262495 A JP24262495 A JP 24262495A JP 3007559 B2 JP3007559 B2 JP 3007559B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子、特に液
晶を用いた明るい液晶表示素子及びその製造方法に関す
る。
晶を用いた明るい液晶表示素子及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から電圧により屈折率が可変な媒体
として、液晶が広く用いられている。液晶の屈折率は分
子単軸方向の屈折率(常光屈折率:no )と分子長軸方
向の屈折率(異常光屈折率:ne )とで異なり、ne の
方が大きい。液晶が電場印加によりパネルに垂直に立つ
と入射光に対する液晶の屈折率はno となり、液晶が基
板に水平な一方向を向いているときは、分子長軸と偏波
面が平行な偏光に対してne 、他方の偏光に対してはn
o になる。
として、液晶が広く用いられている。液晶の屈折率は分
子単軸方向の屈折率(常光屈折率:no )と分子長軸方
向の屈折率(異常光屈折率:ne )とで異なり、ne の
方が大きい。液晶が電場印加によりパネルに垂直に立つ
と入射光に対する液晶の屈折率はno となり、液晶が基
板に水平な一方向を向いているときは、分子長軸と偏波
面が平行な偏光に対してne 、他方の偏光に対してはn
o になる。
【0003】液晶素子として、最も広く用いられている
のは、捻れネマチック(TN)モードや電界制御複屈折
(ECB)モードであるが、これらのモードは偏光板を
必要とするため透過率(反射率)が低く、暗い表示とな
ってしまう。
のは、捻れネマチック(TN)モードや電界制御複屈折
(ECB)モードであるが、これらのモードは偏光板を
必要とするため透過率(反射率)が低く、暗い表示とな
ってしまう。
【0004】偏光板を使わないモードとして、動的散乱
モード(DSM)や、高分子分散型液晶がある。いずれ
も、DSMモードは無電圧状態は透明で、電圧印加によ
って散乱が生じ、高分子分散液晶は逆に無電圧状態で散
乱状態になる。
モード(DSM)や、高分子分散型液晶がある。いずれ
も、DSMモードは無電圧状態は透明で、電圧印加によ
って散乱が生じ、高分子分散液晶は逆に無電圧状態で散
乱状態になる。
【0005】高分子分散型液晶では、低分子のネマチッ
ク液晶を高分子マトリクス(マイクロカプセルや多孔質
体)で包み、電圧無印加の時には、高分子と液晶の屈折
率の不一致により入射光は散乱し、電圧を印加して液晶
分子が立つと、入射光に対する屈折率が一致して透明状
態となる。高分子分散型液晶を直視型ディスプレーに応
用する提案として特開平5−34669号公報がある。
ク液晶を高分子マトリクス(マイクロカプセルや多孔質
体)で包み、電圧無印加の時には、高分子と液晶の屈折
率の不一致により入射光は散乱し、電圧を印加して液晶
分子が立つと、入射光に対する屈折率が一致して透明状
態となる。高分子分散型液晶を直視型ディスプレーに応
用する提案として特開平5−34669号公報がある。
【0006】高分子マイクロカプセル中では、液晶は球
状のカプセル壁面に沿って並ぶので、その屈折率は分子
長軸方向の屈折率ne と短軸方向の屈折率no の平均値
に近く、電圧印加時にはno になる。屈折率異方性△n
は0.3未満なので、散乱状態での高分子と液晶の屈折
率差は0.15もない。紙のように空気と高分子(セル
ロース)の屈折率差が大きいと、殆ど後方散乱となり反
射光により紙面は明るい白になるが、屈折率差が小さい
と散乱は前方散乱が主となり反射面は暗い。
状のカプセル壁面に沿って並ぶので、その屈折率は分子
長軸方向の屈折率ne と短軸方向の屈折率no の平均値
に近く、電圧印加時にはno になる。屈折率異方性△n
は0.3未満なので、散乱状態での高分子と液晶の屈折
率差は0.15もない。紙のように空気と高分子(セル
ロース)の屈折率差が大きいと、殆ど後方散乱となり反
射光により紙面は明るい白になるが、屈折率差が小さい
と散乱は前方散乱が主となり反射面は暗い。
【0007】このため、高分子分散型液晶では前方散乱
状態と透明状態の間でコントラストを得られるようなシ
ュリーレン光学系を用いた投射型ディスプレイが発表さ
れている。
状態と透明状態の間でコントラストを得られるようなシ
ュリーレン光学系を用いた投射型ディスプレイが発表さ
れている。
【0008】高分子分散液晶には作成方法により幾つか
種類があるが、紫外線照射により重合を促進するタイプ
が最も散乱性能が良い。このタイプの高分子分散液晶
は、ネマチック液晶と高分子前駆体であるモノマーとオ
リゴマーと微量の重合開始剤を相溶させた混合溶液を空
セル内に注入した後、紫外線を照射して、高分子前駆体
を重合させてマイクロカプセルを作成する。
種類があるが、紫外線照射により重合を促進するタイプ
が最も散乱性能が良い。このタイプの高分子分散液晶
は、ネマチック液晶と高分子前駆体であるモノマーとオ
リゴマーと微量の重合開始剤を相溶させた混合溶液を空
セル内に注入した後、紫外線を照射して、高分子前駆体
を重合させてマイクロカプセルを作成する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の偏光板を用いるモードでは、反射型表示をするとき
には表示が暗くなってしまうという問題があった。高分
子分散型液晶は偏光板が不要だが、後方散乱が不十分な
ため、明るさやコントラストが足りない。また、カラー
表示の場合、通常カラーフィルターが用いられるが、カ
ラーフィルターにより入射光量が落ちるために、暗い表
示となってしまう。
来の偏光板を用いるモードでは、反射型表示をするとき
には表示が暗くなってしまうという問題があった。高分
子分散型液晶は偏光板が不要だが、後方散乱が不十分な
ため、明るさやコントラストが足りない。また、カラー
表示の場合、通常カラーフィルターが用いられるが、カ
ラーフィルターにより入射光量が落ちるために、暗い表
示となってしまう。
【0010】また、重合前の高分子分散液晶の混合溶液
には、揮発性の高いモノマーが含まれるので、通常用い
られている真空注入法を用いると、モノマーが揮発して
しまい、所望のマイクロカプセルができない。一方、揮
発を防ぐために、大気中で注入を行おうとすると気泡の
混入が避けられない。このパネル中の気泡は、投写型表
示装置では白輝点となり、直視型表示では黒欠陥となっ
てしまうという問題があった。
には、揮発性の高いモノマーが含まれるので、通常用い
られている真空注入法を用いると、モノマーが揮発して
しまい、所望のマイクロカプセルができない。一方、揮
発を防ぐために、大気中で注入を行おうとすると気泡の
混入が避けられない。このパネル中の気泡は、投写型表
示装置では白輝点となり、直視型表示では黒欠陥となっ
てしまうという問題があった。
【0011】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、偏光板を用いずに、明るくコントラストの高い表示
を可能とする液晶表示素子及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
め、偏光板を用いずに、明るくコントラストの高い表示
を可能とする液晶表示素子及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の液晶表示素子は、一対の基板間に散乱型液
晶を挟み、前記一対の基板の背面側基板の高分子液晶と
隣接する基板面に、基板水平面に対して42度以上70
度以下の傾斜角を持つ反射面を2μm以上50μm以下
のピッチで複数個設けた直視型の液晶表示素子であるこ
とを特徴とする。前記において複数個とは、多数個も含
む概念である。また反射面は平面であることが好まし
い。
め、本発明の液晶表示素子は、一対の基板間に散乱型液
晶を挟み、前記一対の基板の背面側基板の高分子液晶と
隣接する基板面に、基板水平面に対して42度以上70
度以下の傾斜角を持つ反射面を2μm以上50μm以下
のピッチで複数個設けた直視型の液晶表示素子であるこ
とを特徴とする。前記において複数個とは、多数個も含
む概念である。また反射面は平面であることが好まし
い。
【0013】前記構成においては、反射面の幅がピッチ
の20%以上70%以下であり、一対の基板の背後に光
吸収面を配置したことが好ましい。また前記構成におい
ては、傾斜面が、表示の観察方向から見て上を向いてい
ることがコントラストの向上のために好ましい。
の20%以上70%以下であり、一対の基板の背後に光
吸収面を配置したことが好ましい。また前記構成におい
ては、傾斜面が、表示の観察方向から見て上を向いてい
ることがコントラストの向上のために好ましい。
【0014】次に本発明の液晶素子の第1番目の製造方
法は、一対の基板を、所定の粒径のスペーサーを挟ん
で、前記基板の周辺を2つ以上の開口部以外をシールす
ることにより接着してセルを作成した後、前記セルを減
圧したチャンバーにさらしてセル内部の空気を排気した
状態で、高分子分散液晶の重合前の液晶及び高分子前駆
体と相溶せず、化学反応を起こさない溶媒を前記2つ以
上の開口部に接触させてからチャンバーを大気圧に戻し
て、前記セル内部を前記溶媒で満たし、次に、大気圧中
で少なくとも一つの開口部に、高分子分散液晶の重合前
の液晶と高分子前駆体の混合溶液を接触させた状態で、
前記少なくとも一つの開口部以外の開口部から前記溶媒
を排出して、セル内部の前記溶媒を前記混合溶液に置換
した後、前記混合溶液を重合させることを特徴とする。
法は、一対の基板を、所定の粒径のスペーサーを挟ん
で、前記基板の周辺を2つ以上の開口部以外をシールす
ることにより接着してセルを作成した後、前記セルを減
圧したチャンバーにさらしてセル内部の空気を排気した
状態で、高分子分散液晶の重合前の液晶及び高分子前駆
体と相溶せず、化学反応を起こさない溶媒を前記2つ以
上の開口部に接触させてからチャンバーを大気圧に戻し
て、前記セル内部を前記溶媒で満たし、次に、大気圧中
で少なくとも一つの開口部に、高分子分散液晶の重合前
の液晶と高分子前駆体の混合溶液を接触させた状態で、
前記少なくとも一つの開口部以外の開口部から前記溶媒
を排出して、セル内部の前記溶媒を前記混合溶液に置換
した後、前記混合溶液を重合させることを特徴とする。
【0015】前記構成においては、溶媒が超純水である
ことがコスト面から好ましい。ここで超純水とは、通常
の半導体産業などで用いられている逆浸透膜処理に得ら
れるもので、電気比抵抗が16メガΩ・cm以上の不純
物がきわめて少ない水をいう。他の溶媒としてはフロン
等も使用できる。
ことがコスト面から好ましい。ここで超純水とは、通常
の半導体産業などで用いられている逆浸透膜処理に得ら
れるもので、電気比抵抗が16メガΩ・cm以上の不純
物がきわめて少ない水をいう。他の溶媒としてはフロン
等も使用できる。
【0016】また前記構成においては、混合溶液を接触
させている少なくとも一つの開口部以外の開口部近傍を
溶媒の沸点以上に加温することにより溶媒を排出するこ
とが好ましい。
させている少なくとも一つの開口部以外の開口部近傍を
溶媒の沸点以上に加温することにより溶媒を排出するこ
とが好ましい。
【0017】次に本発明の液晶素子の第2番目の製造方
法は、一対の基板を、所定の粒径のスペーサーを挟ん
で、前記基板の周辺を少なくとも一つの開口部以外をシ
ールすることにより接着してセルを作成し、前記セルは
表示パネル部と前記開口部から最も遠い部分に設けた予
備空間とからなり、前記セルを減圧したチャンバーにさ
らしてセル内部の空気を排気した状態で、高分子分散液
晶の重合前の液晶及び高分子前駆体と化学反応を起こさ
ない溶媒を前記開口部に接触させてからチャンバーを大
気圧に戻して、前記予備空間より少ない体積の前記溶媒
を前記開口部から前記セル内部に導入した後、前記高分
子前駆体の飽和蒸気圧より高い圧力中で、前記開口部に
接触させる液を前記高分子分散液晶の重合前の液晶と高
分子前駆体の混合溶液に切り替えて放置し、前記混合溶
液を前記表示パネル内部に満たすことを特徴とする。
法は、一対の基板を、所定の粒径のスペーサーを挟ん
で、前記基板の周辺を少なくとも一つの開口部以外をシ
ールすることにより接着してセルを作成し、前記セルは
表示パネル部と前記開口部から最も遠い部分に設けた予
備空間とからなり、前記セルを減圧したチャンバーにさ
らしてセル内部の空気を排気した状態で、高分子分散液
晶の重合前の液晶及び高分子前駆体と化学反応を起こさ
ない溶媒を前記開口部に接触させてからチャンバーを大
気圧に戻して、前記予備空間より少ない体積の前記溶媒
を前記開口部から前記セル内部に導入した後、前記高分
子前駆体の飽和蒸気圧より高い圧力中で、前記開口部に
接触させる液を前記高分子分散液晶の重合前の液晶と高
分子前駆体の混合溶液に切り替えて放置し、前記混合溶
液を前記表示パネル内部に満たすことを特徴とする。
【0018】前記構成においては、溶媒が高分子分散液
晶の重合前の液晶と高分子前駆体の混合溶液と相溶しな
いものであることが、不純物の溶け込みを避けることが
できるので好ましい。
晶の重合前の液晶と高分子前駆体の混合溶液と相溶しな
いものであることが、不純物の溶け込みを避けることが
できるので好ましい。
【0019】空気中から、液晶パネルに入射した光は、
スネルの法則に従って屈折する。ガラスの屈折率は約
1.5なので、液晶パネルのガラス基板に入射角90度
で入射した光は、41.8度の屈折角で液晶層に入射す
る。パネル正面から入射した光は屈折しないので、入射
角0度から90度に分布した入射光は、0度から42度
に分布した屈折光となる。高分子分散液晶のような散乱
型液晶に電圧が印加されて透明な状態の時には、屈折光
はほぼ、そのまま直進し、傾斜角42度の反射面に反射
されると、反射光は42度以上の角度でガラス/空気界
面に入射して、全反射されてパネルから出射できないの
で、黒い表示となる。一方、液晶が散乱状態のときは、
反射面で反射した光は散乱して明るい白表示が得られ
る。
スネルの法則に従って屈折する。ガラスの屈折率は約
1.5なので、液晶パネルのガラス基板に入射角90度
で入射した光は、41.8度の屈折角で液晶層に入射す
る。パネル正面から入射した光は屈折しないので、入射
角0度から90度に分布した入射光は、0度から42度
に分布した屈折光となる。高分子分散液晶のような散乱
型液晶に電圧が印加されて透明な状態の時には、屈折光
はほぼ、そのまま直進し、傾斜角42度の反射面に反射
されると、反射光は42度以上の角度でガラス/空気界
面に入射して、全反射されてパネルから出射できないの
で、黒い表示となる。一方、液晶が散乱状態のときは、
反射面で反射した光は散乱して明るい白表示が得られ
る。
【0020】本発明の液晶素子の第1〜2番目の製造方
法においては、減圧チャンバー内でセル内部を排気し、
シールの開口部を溶媒で塞ぐので、空気がセル内に侵入
するのを防げる。次に、モノマーが揮発しないように、
大気圧またはモノマーの飽和蒸気圧以上の圧力下で、モ
ノマーを含む混合溶液を溶媒と接触させてから、溶媒を
セル外部または、表示パネル内から予備空間に追い出し
て、代わりに混合溶液を表示パネル内に導入することに
より、気泡の混入なく、混合溶液を注入することができ
る。
法においては、減圧チャンバー内でセル内部を排気し、
シールの開口部を溶媒で塞ぐので、空気がセル内に侵入
するのを防げる。次に、モノマーが揮発しないように、
大気圧またはモノマーの飽和蒸気圧以上の圧力下で、モ
ノマーを含む混合溶液を溶媒と接触させてから、溶媒を
セル外部または、表示パネル内から予備空間に追い出し
て、代わりに混合溶液を表示パネル内に導入することに
より、気泡の混入なく、混合溶液を注入することができ
る。
【0021】
【実施例】以下、具体例について詳細に述べる。 (実施例1)図1は、本発明の液晶表示素子の断面図で
ある。背面側(観察者から見て)のガラス基板(5cm
角)2上には、たとえばインジウム−スズ酸化物合金
(ITO)等の透明電極4、5が形成してあり、その上
に、アクリル樹脂を圧膜印刷後、イオンビームエッチン
グで超精密加工した金型でプレスして成形した状態で硬
化させることにより、電極6のような三角柱を伏せた形
状の突起を設けた。突起の高さは5μm、向かって右の
傾斜面を基板水平面に対して45度に、左傾斜面は約8
0度で、複数の突起がピッチ10μmで平行に並ぶよう
に成形した。この基板の右上方(水平から60度方向)
からアルミを200nm蒸着することにより、この突起
の右傾斜面のみにアルミ反射膜7を付着させた。
ある。背面側(観察者から見て)のガラス基板(5cm
角)2上には、たとえばインジウム−スズ酸化物合金
(ITO)等の透明電極4、5が形成してあり、その上
に、アクリル樹脂を圧膜印刷後、イオンビームエッチン
グで超精密加工した金型でプレスして成形した状態で硬
化させることにより、電極6のような三角柱を伏せた形
状の突起を設けた。突起の高さは5μm、向かって右の
傾斜面を基板水平面に対して45度に、左傾斜面は約8
0度で、複数の突起がピッチ10μmで平行に並ぶよう
に成形した。この基板の右上方(水平から60度方向)
からアルミを200nm蒸着することにより、この突起
の右傾斜面のみにアルミ反射膜7を付着させた。
【0022】この基板2と、透明電極3を形成した対向
ガラス基板1を12μmの球形スペーサーをばらまいて
からシール樹脂9で貼合わせて空セルを作り、後に述べ
る注入法により重合前の高分子分散型液晶を注入し、紫
外線照射により重合させて、高分子分散液晶8を作成し
た。重合前の混合溶液の組成は、BDH社製ネマチック
液晶E−8(80重量%)に紫外線硬化型アクリル樹脂
モノマー2エチルヘキシルアクリレート及びオリゴマー
と、重合開始剤(イルガキュアー651)0.1重量%
を混ぜてものである。液晶マイクロカプセルの粒径は1
〜3μmになっており、電圧無印加時には液晶は8aの
散乱状態になり、電圧印加により8bのように液晶分子
が垂直配向になって透明状態になる。但し、電圧無印加
時の散乱はほとんど前方散乱である。
ガラス基板1を12μmの球形スペーサーをばらまいて
からシール樹脂9で貼合わせて空セルを作り、後に述べ
る注入法により重合前の高分子分散型液晶を注入し、紫
外線照射により重合させて、高分子分散液晶8を作成し
た。重合前の混合溶液の組成は、BDH社製ネマチック
液晶E−8(80重量%)に紫外線硬化型アクリル樹脂
モノマー2エチルヘキシルアクリレート及びオリゴマー
と、重合開始剤(イルガキュアー651)0.1重量%
を混ぜてものである。液晶マイクロカプセルの粒径は1
〜3μmになっており、電圧無印加時には液晶は8aの
散乱状態になり、電圧印加により8bのように液晶分子
が垂直配向になって透明状態になる。但し、電圧無印加
時の散乱はほとんど前方散乱である。
【0023】このパネルの背後に黒色の光吸収板10を
置いて、傾斜反射面7が斜め上を向くように、すなわち
紙面右側が観察者から上になるように配置して、斜め上
方の蛍光灯照明の下で、ほぼ正面から液晶表示パネルを
観測した。なお光吸収板10は、たとえば黒色塗料をガ
ラス表面に印刷して形成する。
置いて、傾斜反射面7が斜め上を向くように、すなわち
紙面右側が観察者から上になるように配置して、斜め上
方の蛍光灯照明の下で、ほぼ正面から液晶表示パネルを
観測した。なお光吸収板10は、たとえば黒色塗料をガ
ラス表面に印刷して形成する。
【0024】電極5上の散乱状態の液晶層8aに入射光
線が11の実線のように入射すると、反射膜7で反射し
た光は再び、散乱されて観察方向へ戻る光が多い。この
ため、基板2上が透明電極だけの場合の反射率が25%
程度であったのに対し、本発明の液晶表示素子の構成で
は65%まで向上した。複数の傾斜反射膜7の間隔をも
っと狭めると、反射面に光が当たる確率は増すが、光が
液晶層へ返りにくくなるので、隣接する反射膜の間隔は
本実施例のように空けたほうが良い。本実施例では、反
射面のピッチが10μmで反射面の幅は5μmである
が、反射面の幅がピッチの20%以上70%以下である
と反射率の向上効果が高い。また、反射面を設けるピッ
チは、回折が大きくならない2μm以上が良い。また、
突起の高さは、液晶層の厚みが十数μm以下なので、せ
いぜい10μmである(傾斜角度が45°のとき幅も1
0μm)から、最大ピッチは50μm以下がよい。
線が11の実線のように入射すると、反射膜7で反射し
た光は再び、散乱されて観察方向へ戻る光が多い。この
ため、基板2上が透明電極だけの場合の反射率が25%
程度であったのに対し、本発明の液晶表示素子の構成で
は65%まで向上した。複数の傾斜反射膜7の間隔をも
っと狭めると、反射面に光が当たる確率は増すが、光が
液晶層へ返りにくくなるので、隣接する反射膜の間隔は
本実施例のように空けたほうが良い。本実施例では、反
射面のピッチが10μmで反射面の幅は5μmである
が、反射面の幅がピッチの20%以上70%以下である
と反射率の向上効果が高い。また、反射面を設けるピッ
チは、回折が大きくならない2μm以上が良い。また、
突起の高さは、液晶層の厚みが十数μm以下なので、せ
いぜい10μmである(傾斜角度が45°のとき幅も1
0μm)から、最大ピッチは50μm以下がよい。
【0025】一方、電極6から電圧を印加して透明状態
となった液晶層8bに入射角(界面法線となす角)が小
さい入射光線12が入射し、傾斜反射膜7で反射した光
は、基板に水平からやや下方向に反射し、隣の反射膜の
裏面に当たってから、パネルから出射して背後の光吸収
面で吸収される。入射角が大きくなるつれて、反射膜で
反射した光は、液晶層へ再入射して上基板と空気界面に
当たるが、必ず全反射される。例えば入射角85度の入
射光線13は、屈折角42度で反射膜7で反射すると、
上基板と空気界面には48度で入射するので全反射して
観察者側へ出射できない。なお、傾斜反射面に当たらな
い光は、光吸収面10に吸収される。従って、液晶が透
明状態のときは、反射光はほとんど観測されず、反射率
5%の黒表示となった。
となった液晶層8bに入射角(界面法線となす角)が小
さい入射光線12が入射し、傾斜反射膜7で反射した光
は、基板に水平からやや下方向に反射し、隣の反射膜の
裏面に当たってから、パネルから出射して背後の光吸収
面で吸収される。入射角が大きくなるつれて、反射膜で
反射した光は、液晶層へ再入射して上基板と空気界面に
当たるが、必ず全反射される。例えば入射角85度の入
射光線13は、屈折角42度で反射膜7で反射すると、
上基板と空気界面には48度で入射するので全反射して
観察者側へ出射できない。なお、傾斜反射面に当たらな
い光は、光吸収面10に吸収される。従って、液晶が透
明状態のときは、反射光はほとんど観測されず、反射率
5%の黒表示となった。
【0026】傾斜面の角度は、42度以上であればよい
が、あまり垂直に近いと散乱状態のときの白表示が暗く
なるので、70度以下程度がよい。また、反射型表示素
子の場合、ほとんどの入射光はパネルの上方から入射す
るので、傾斜面は本実施例のように観察者から見て、上
を向いているのがより明るくできる。
が、あまり垂直に近いと散乱状態のときの白表示が暗く
なるので、70度以下程度がよい。また、反射型表示素
子の場合、ほとんどの入射光はパネルの上方から入射す
るので、傾斜面は本実施例のように観察者から見て、上
を向いているのがより明るくできる。
【0027】この結果、本発明の液晶表示素子のコント
ラストは約13:1となり、透明電極だけの従来例と比
べて2倍以上の高コントラスト表示が可能となった。以
上のように、本発明の表示素子は反射型の明るいカラー
表示で、視野角の広いディスプレイを実現した。本実施
例では散乱/透過可変媒体として高分子分散型液晶を用
いたが、必ずしもこれに限らず、コレステリック−ネマ
チック相転移型液晶のフォーカルコニック状態と透明状
態を切り替えるモードや、動的散乱モードでもよい。
ラストは約13:1となり、透明電極だけの従来例と比
べて2倍以上の高コントラスト表示が可能となった。以
上のように、本発明の表示素子は反射型の明るいカラー
表示で、視野角の広いディスプレイを実現した。本実施
例では散乱/透過可変媒体として高分子分散型液晶を用
いたが、必ずしもこれに限らず、コレステリック−ネマ
チック相転移型液晶のフォーカルコニック状態と透明状
態を切り替えるモードや、動的散乱モードでもよい。
【0028】次に、本発明の液晶素子の製造方法につい
て図2の概念図を用いて説明する。一方のガラス基板上
にスペーサーを散布した後、ほぼ同サイズの対向基板に
シール樹脂をスクリーン印刷で印刷し、シール21を形
成してから、両基板を貼り合わせてセル20を作成す
る。図2では、セル20は平面図で示されている。この
うち、セル20の一点鎖線より下の部分が、画素電極が
形成された表示パネル部24であり、一点鎖線から上の
シール21に囲まれた部分は予備空間23である。初め
に、チャンバー18内にセル20を入れて、排気バルブ
26を空けてチャンバー内およびセル20の内部空間の
空気を0.1torrまで排気する。この状態で、図のよう
に、容器に入れたネマチック液晶22に、シールの開口
部19を接触させて、液晶が開口部を完全に塞いでか
ら、排気バルブ26からチッソガスを導入してチャンバ
ー内を大気圧に戻すと、ネマチック液晶22はセル内に
徐々に入っていく。そして、チャンバーの蓋が開けば、
すぐに、予め、容易しておいた、重合前の高分子分散液
晶の混合溶液25にセル20の開口部19を接触させる
と、ネマチック液晶22と混合溶液25が表面張力によ
り接触し、ネマチック液晶22が奥へ入って行くに連れ
て、混合溶液25がセル内に注入され最後には、ネマチ
ック液晶22が予備空間23に入ってしまい、表示パネ
ル部24はすべて混合溶液で占められる。そして、一点
鎖線の部分でセル20を切断して、表示パネル24に紫
外線を照射して、高分子分散液晶素子を完成させた。
て図2の概念図を用いて説明する。一方のガラス基板上
にスペーサーを散布した後、ほぼ同サイズの対向基板に
シール樹脂をスクリーン印刷で印刷し、シール21を形
成してから、両基板を貼り合わせてセル20を作成す
る。図2では、セル20は平面図で示されている。この
うち、セル20の一点鎖線より下の部分が、画素電極が
形成された表示パネル部24であり、一点鎖線から上の
シール21に囲まれた部分は予備空間23である。初め
に、チャンバー18内にセル20を入れて、排気バルブ
26を空けてチャンバー内およびセル20の内部空間の
空気を0.1torrまで排気する。この状態で、図のよう
に、容器に入れたネマチック液晶22に、シールの開口
部19を接触させて、液晶が開口部を完全に塞いでか
ら、排気バルブ26からチッソガスを導入してチャンバ
ー内を大気圧に戻すと、ネマチック液晶22はセル内に
徐々に入っていく。そして、チャンバーの蓋が開けば、
すぐに、予め、容易しておいた、重合前の高分子分散液
晶の混合溶液25にセル20の開口部19を接触させる
と、ネマチック液晶22と混合溶液25が表面張力によ
り接触し、ネマチック液晶22が奥へ入って行くに連れ
て、混合溶液25がセル内に注入され最後には、ネマチ
ック液晶22が予備空間23に入ってしまい、表示パネ
ル部24はすべて混合溶液で占められる。そして、一点
鎖線の部分でセル20を切断して、表示パネル24に紫
外線を照射して、高分子分散液晶素子を完成させた。
【0029】このように、本発明の液晶素子の製造方法
を用いれば、モノマーが揮発することもなく、気泡の混
入もなしに、混合溶液の注入が可能となる。本実施例で
使用したモノマーは、0.5気圧程度で揮発するので、
大気圧で混合溶液を注入したが、モノマーの揮発が始ま
る飽和蒸気圧がより高い圧力で、混合溶液の注入は行え
ばよく、大気圧でなくともよい。また、チャンバー内で
最初に注入するのは、本実施例ではネマチック液晶を用
いたが、これに限らず、混合溶液と化学反応を起こさな
い、また、セル内部を汚さず、減圧時に揮発しない溶媒
であれば、これに限らない。ただし、ネマチック液晶の
場合は混合物の一成分なので、相溶してもよいが、これ
以外の溶媒の場合は、混合溶液と相溶しない溶媒がより
望ましい。
を用いれば、モノマーが揮発することもなく、気泡の混
入もなしに、混合溶液の注入が可能となる。本実施例で
使用したモノマーは、0.5気圧程度で揮発するので、
大気圧で混合溶液を注入したが、モノマーの揮発が始ま
る飽和蒸気圧がより高い圧力で、混合溶液の注入は行え
ばよく、大気圧でなくともよい。また、チャンバー内で
最初に注入するのは、本実施例ではネマチック液晶を用
いたが、これに限らず、混合溶液と化学反応を起こさな
い、また、セル内部を汚さず、減圧時に揮発しない溶媒
であれば、これに限らない。ただし、ネマチック液晶の
場合は混合物の一成分なので、相溶してもよいが、これ
以外の溶媒の場合は、混合溶液と相溶しない溶媒がより
望ましい。
【0030】(実施例2)本発明の第2の液晶素子の製
造方法について図3の概念図を用いて説明する。セル2
0には開口部を上下に2カ所設けてあり、実施例1と同
様、チャンバー内でセル内を排気した後、ディスペンサ
ーバルブを備えた漏斗33と受け皿32に溜めた、比抵
抗が16メガΩ・cm以上の超純水29を、開口部3
0、31から注入すると、セル内部は気泡は無く超純水
で占められた。そして、チャンバーから出してすぐに、
重合前の高分子分散液晶の混合溶液25に開口部30を
接触させ、その状態で、もう一方の開口部31付近のガ
ラスをヒーター34で102℃に加熱した。すると、超
純水は開口部31から蒸発して排出されるにつれて、混
合物25が注入され、セル内は混合溶液25が気泡無し
で注入された。なお、突起(反射面)は、溶液の流れる
方向でシール21の内部、すなわち図2〜3の縦ストラ
イプの方向にストライプ状に形成するのが良い。
造方法について図3の概念図を用いて説明する。セル2
0には開口部を上下に2カ所設けてあり、実施例1と同
様、チャンバー内でセル内を排気した後、ディスペンサ
ーバルブを備えた漏斗33と受け皿32に溜めた、比抵
抗が16メガΩ・cm以上の超純水29を、開口部3
0、31から注入すると、セル内部は気泡は無く超純水
で占められた。そして、チャンバーから出してすぐに、
重合前の高分子分散液晶の混合溶液25に開口部30を
接触させ、その状態で、もう一方の開口部31付近のガ
ラスをヒーター34で102℃に加熱した。すると、超
純水は開口部31から蒸発して排出されるにつれて、混
合物25が注入され、セル内は混合溶液25が気泡無し
で注入された。なお、突起(反射面)は、溶液の流れる
方向でシール21の内部、すなわち図2〜3の縦ストラ
イプの方向にストライプ状に形成するのが良い。
【0031】本実施例では、超純水を初めに注入した
が、混合溶液と化学反応せず、相溶しない溶媒であれば
これに限らない。
が、混合溶液と化学反応せず、相溶しない溶媒であれば
これに限らない。
【0032】
【発明の効果】本発明は、一対の基板間に散乱型液晶を
挟み、前記一対の基板の背面側基板の高分子液晶と隣接
する基板面に、基板水平面に対して42度以上70度以
下の傾斜角を持つ反射面を2μm以上50μm以下のピ
ッチで複数個設けたことにより、偏光板を用いずに、明
るくコントラストの高い表示を可能とする直視型の液晶
表示素子を実現できる。すなわち、本発明の液晶表示素
子は、高分子分散型液晶のような散乱型液晶の背後に傾
斜した反射面を設けることにより偏光板不要の明るい反
射型ディスプレイを実現するできる。また、本発明の液
晶素子の製造方法は、揮発しない溶媒を真空注入してか
ら、大気圧中で重合前の高分子分散液晶の混合溶液に置
換することにより、モノマーの揮発を防ぎ、気泡のなく
注入が行える。
挟み、前記一対の基板の背面側基板の高分子液晶と隣接
する基板面に、基板水平面に対して42度以上70度以
下の傾斜角を持つ反射面を2μm以上50μm以下のピ
ッチで複数個設けたことにより、偏光板を用いずに、明
るくコントラストの高い表示を可能とする直視型の液晶
表示素子を実現できる。すなわち、本発明の液晶表示素
子は、高分子分散型液晶のような散乱型液晶の背後に傾
斜した反射面を設けることにより偏光板不要の明るい反
射型ディスプレイを実現するできる。また、本発明の液
晶素子の製造方法は、揮発しない溶媒を真空注入してか
ら、大気圧中で重合前の高分子分散液晶の混合溶液に置
換することにより、モノマーの揮発を防ぎ、気泡のなく
注入が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液晶表示素子の断面図
【図2】 本発明の液晶素子の製造方法の概念図
【図3】 本発明の第2の液晶素子の製造方法の概念図
1,2 ガラス基板 3,4,5 透明電極 6 電極 7 アルミ反射膜 8 高分子分散液晶 8a,8b 液晶 9 シール樹脂 10 光吸収板 11 入射光線 12 入射光線 13 入射光線 18 チャンバー 19 シールの開口部 20 セル 21 シール 22 ネマチック液晶 23 予備空間 24 表示パネル部 25 重合前の高分子分散液晶の混合溶液 26 排気バルブ 29 超純水 30,31 開口部 32 受け皿 33 漏斗 34 ヒーター
Claims (8)
- 【請求項1】 一対の基板間に散乱型液晶を挟み、前記
一対の基板の背面側基板の高分子液晶と隣接する基板面
に、基板水平面に対して42度以上70度以下の傾斜角
を持つ反射面を2μm以上50μm以下のピッチで複数
個設けた直視型の液晶表示素子。 - 【請求項2】 反射面の幅がピッチの20%以上70%
以下であり、一対の基板の背後に光吸収面を配置した請
求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項3】 傾斜面が、表示の観察方向から見て上を
向いている請求項2に記載の液晶表示素子。 - 【請求項4】 一対の基板を、所定の粒径のスペーサー
を挟んで、前記基板の周辺を2つ以上の開口部以外をシ
ールすることにより接着してセルを作成した後、前記セ
ルを減圧したチャンバーにさらしてセル内部の空気を排
気した状態で、高分子分散液晶の重合前の液晶及び高分
子前駆体と相溶せず、化学反応を起こさない溶媒を前記
2つ以上の開口部に接触させてからチャンバーを大気圧
に戻して、前記セル内部を前記溶媒で満たし、次に、大
気圧中で少なくとも一つの開口部に、高分子分散液晶の
重合前の液晶と高分子前駆体の混合溶液を接触させた状
態で、前記少なくとも一つの開口部以外の開口部から前
記溶媒を排出して、セル内部の前記溶媒を前記混合溶液
に置換した後、前記混合溶液を重合させることを特徴と
する液晶素子の製造方法。 - 【請求項5】 溶媒が超純水である請求項4に記載の液
晶素子の製造方法。 - 【請求項6】 混合溶液を接触させている少なくとも一
つの開口部以外の開口部近傍を溶媒の沸点以上に加温す
ることにより溶媒を排出する請求項4に記載の液晶素子
の製造方法。 - 【請求項7】 一対の基板を、所定の粒径のスペーサー
を挟んで、前記基板の周辺を少なくとも一つの開口部以
外をシールすることにより接着してセルを作成し、前記
セルは表示パネル部と前記開口部から最も遠い部分に設
けた予備空間とからなり、前記セルを減圧したチャンバ
ーにさらしてセル内部の空気を排気した状態で、高分子
分散液晶の重合前の液晶及び高分子前駆体と化学反応を
起こさない溶媒を前記開口部に接触させてからチャンバ
ーを大気圧に戻して、前記予備空間より少ない体積の前
記溶媒を前記開口部から前記セル内部に導入した後、前
記高分子前駆体の飽和蒸気圧より高い圧力中で、前記開
口部に接触させる液を前記高分子分散液晶の重合前の液
晶と高分子前駆体の混合溶液に切り替えて放置し、前記
混合溶液を前記表示パネル内部に満たすことを特徴とす
る液晶素子の製造方法。 - 【請求項8】 溶媒が高分子分散液晶の重合前の液晶と
高分子前駆体の混合溶液と相溶しないものである請求項
7記載の液晶素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7242624A JP3007559B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7242624A JP3007559B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0990352A JPH0990352A (ja) | 1997-04-04 |
JP3007559B2 true JP3007559B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=17091832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7242624A Expired - Fee Related JP3007559B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3007559B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100265571B1 (ko) | 1997-12-03 | 2000-09-15 | 김영환 | 액정 표시 장치 |
TW466364B (en) | 1997-12-17 | 2001-12-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High polymer dispersion type liquid crystal display panel and manufacturing method thereof |
WO2000007065A1 (fr) * | 1998-07-29 | 2000-02-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'affichage a diffusion et procede d'excitation de ce dispositif |
JP3506978B2 (ja) | 1998-11-27 | 2004-03-15 | シャープ株式会社 | 反射型液晶表示装置 |
KR100490816B1 (ko) * | 2001-06-15 | 2005-05-24 | 샤프 가부시키가이샤 | 마이크로 코너 큐브 어레이, 마이크로 큐브 어레이의 제조방법 및 반사형 표시 장치 |
JP4237442B2 (ja) | 2002-03-01 | 2009-03-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半透過型液晶表示装置 |
JP4101533B2 (ja) | 2002-03-01 | 2008-06-18 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半透過型の液晶表示装置の作製方法 |
JP4087620B2 (ja) | 2002-03-01 | 2008-05-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置の作製方法 |
KR101362190B1 (ko) * | 2007-04-02 | 2014-02-12 | 엘지디스플레이 주식회사 | 고분자 분산형 액정 표시장치 및 그 제조 방법 |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP7242624A patent/JP3007559B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0990352A (ja) | 1997-04-04 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |