JP4653168B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
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Description
電気泳動方式は、帯電粒子を空気中や液体中で移動させる方式である。ツイストボール方式は、二色に色分けされた帯電粒子を回転させる方式である。有機EL表示ディスプレイ(有機エレクトロ・ルミネッセンス表示ディスプレイ)は、有機材料からなる複数の薄膜を陰極と陽極で挟み込んだ構造の自発光型のディスプレイである。液晶ディスプレイは、液晶層をそれぞれ画素電極と対向電極で挟み込んだ構造を有する非自発光型のディスプレイである。
液晶表示素子は、数μmギャップの均一なセルが必要であり、一般的には、上下のガラス基板の間に液晶層(数μm)を挟み込む構造でセルが形成されている。一般的なTN(Twisted Nematic)型やSTN(Super Twisted Nematic)型の液晶パネルでは、透明な特殊樹脂で作ったフィルム基板を用いた液晶表示素子(プラスチック液晶)も一部実現されている。プラスチック液晶は、ガラス基板の液晶に比べて薄型化や軽量化が可能であり、さらに、高耐久性があり曲げに対する強度も大きい。したがって、紙のように自由自在に折り曲げ可能であり電子ペーパーに適している。
表示素子には明るく高精細な表示が望まれるため、電極構造と壁面構造体(支柱15)の微細化が必要である。バックライト等の光源を用いない電子ペーパーは、反射型の表示素子であって、表示の明るさ(明度)を高めるためには開口率の向上が必須である。
本発明の第1態様の液晶表示素子によれば、壁面構造の支柱に部分的に幅が広い箇所を設けたので、該支柱を細くしても、それを形成するフォトリソグラフィ工程における現像処理において該支柱の剥離を抑制できる。
本発明の電子機器によれば、表示部に、耐押圧特性や耐曲げ性に優れ、可撓性に富む高精細な超薄型の液晶表示素子を採用した電子機器を実現できる。このため、電子ペーパー、電子ブック、電子新聞、電子ポスターなどの実用化が可能となる。
本実施形態の液晶表示素子はドットマトリクス型(ドットマトリクス構造)であり、その全体構成は、図1の液晶表示素子とほぼ同様である。本実施形態の液晶表示素子と図1の従来の液晶表示素子との構成の相違は、下面基板上に形成される壁面構造の支柱の形状である。また、後述するいくつかの実施例では、支柱の形状に加え、壁面構造のシール構造体の構成も異なる。
[第1の実施例]
図7〜図9は、第1実施例の液晶表示素子の構成を示す図である。
図7は、本実施例の液晶表示素子の下面基板上に形成される支柱の形状及び配置パターンを示す図である。
図8に示すように、支柱101は水平方向の断面が略十字形状である壁面構造体である。下面基板(第1の基板)31の表面には複数の走査電極(第1の電極)43が等間隔で形成され、支柱101の2つの枝は隣接する2つの走査電極43間に下面基板31に接して形成される。支柱101の他の2つの枝は走査電極43上に形成される。支柱101の先端は太くなっているので、その走査電極43側の端面は走査電極43上に形成される。電極には、ITOなどの透明電極材料を用いる。
下面基板31上には、複数の走査電極43が等間隔で形成されると共に、隣接する走査電極43の間に接着性の支柱101が形成されている。下面基板31に対向して設けられた上面基板(第2の基板)32上(下面基板31側)には、複数の信号電極(第2の電極)41が走査電極43と垂直に交差するようにして設けられている。下面基板31と上面基板32は、共に、接着性の支柱101と接着・固定されており、両基板間はスペーサである支柱101により一定の距離が保たれている。信号電極41、走査電極43及び支柱101で囲まれた領域には液晶が注入されており、画素45となっている。
[第2の実施例]
図10は、第2実施例の液晶表示素子における支柱の構成を示す図である。
本実施例は、上述した第1実施例の液晶表示素子の支柱101よりも、画素の開口率を向上できる構造となっている。
画素の形状が長方形になった場合、直線を表示したときに、該直線の線幅が縦方向と横方向とで異なってしまう。したがって、画素の形状は正方形に近い方が望ましい。このため、本実施例は、直線表示に優れている。
[第3の実施例]
図11は、第3実施例の液晶表示素子における支柱の構成を示す図である。
[第4の実施例]
図12は、第4実施例の液晶表示素子の構成を示す図である。
[第5の実施例]
図13は、第5実施例の液晶表示素子の構成を示す図である。
本実施例は、第4実施例と同様に、画素45の開口部45aがジグザグ配置されていており、上述した第4実施例と同様な効果が得られる。
[第6の実施例]
図14は、第6実施例の液晶表示素子の構成を示す図である。
[第7の実施例]
図15は、第7実施例の液晶表示素子の構成を説明する図である。
[第8の実施例]
図16は、第8実施例の液晶表示素子の特徴を説明するシール構造体の部分拡大図である。
[第9の実施例]
図17は、第9実施例の液晶表示素子の特徴を示すシール構造体の部分拡大図である。
[第10の実施例]
図18は、第10実施例の液晶表示素子の特徴を説明するシール構造体の部分拡大図である。
[製造方法]
上述した本発明の実施例の液晶表示素子の製造方法の一例を説明する。
(1)下面基板上にストライプ状の走査電極のパターンを形成する。
(2)走査電極がパターン形成されている下面基板上に感光体である壁面材料を塗布し、数μmの壁面材料の膜を形成する。
(3)支柱及びシール構造体を形成するためのフォトマスクを介して、壁面材料を紫外線露光により感光させる。次に、露光された壁面材料を現像液に浸漬し、支柱のパターンとシール構造体を形成する。
(4)必要に応じて、シール材の塗布と、従来型の球状スペーサの塗布もしくは柱状スペーサの形成を行う。また、必要に応じて、電極面(走査電極面)上に、配向膜や絶縁膜を形成する。
(5)ストライプ状の電極パターン(信号電極のパターン)が形成された上面基板と、上記(1)〜(4)のプロセスで作製した壁面構造の支柱とシール構造体が形成された下面基板とを、両基板上に形成された電極が直交するように貼り合わせる。そして、加圧加熱処理により、壁面構造の支柱及びシール構造体を接着反応させて、下面基板と上面基板とを所定間隔で接合する。
(6)下面基板と上面基板との間に設けられた液晶注入口から、下面基板と上面基板との間に設けられた液晶層に液晶を注入する。液晶注入が終了したら、液晶層の両端の封口処理を行う。液晶は温度が高いと粘性が低下するため、液晶注入工程では、液晶を加熱することが望ましい。加圧することも、液晶注入工程の時間短縮には有効である。
上述した本実施例の液晶表示素子は、従来の液晶表示素子と同様にして、電子機器の表示装置として組み込むことができる。本実施例の液晶表示素子は、可撓性に優れ、耐衝撃性や表示面への耐押圧性に優れており、表示面が押圧された場合や表示部が折り曲げられた場合でも表示性能を維持できるので、電子ペーパーなどの超薄型電子機器の表示装置として好適である。
また、さらに、本発明はコレステリック液晶表示素子以外にも、表示のメモリ性を有する他の液晶を使用する液晶表示素子にも適用可能である。
Claims (8)
- 第一の電極が配設された第一の基板と、第二の電極が配設された第二の基板と、該第一の基板と該第二の基板間に設けられた液晶層で構成される液晶パネルを備えるドットマトリクス構造の液晶表示素子であって、
前記液晶層は、
接着性を有する壁面構造の略十字形状の支柱を備え、
該十字形状の支柱の枝は部分的に幅が広い箇所を有し、
前記十字形状の支柱の幅が広い部分は、前記第一の基板上に形成された第一の電極の表面に接している
ことを特徴とする液晶表示素子。 - 前記幅が広い箇所が、中心部から枝の先端部の間に設けられていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
- 請求項1記載の液晶表示素子であって、
前記幅が広い箇所は、枝の先端部であることを特徴とする。 - 請求項1記載の液晶表示素子であって、
該十字形状の支柱の全ての枝は、前記幅が広い先端部を有することを特徴とする。 - 請求項1記載の液晶表示素子であって、
前記十字形状の支柱の枝は、一方向にのみ、前記幅が広い箇所を有することを特徴とする。 - 第一の電極が配設された第一の基板と、第二の電極が配設された第二の基板と、該第一の基板と該第二の基板間に設けられた液晶層で構成される液晶パネルを備えるドットマトリクス構造の液晶表示素子であって、
前記液晶層は、
接着性を有する壁面構造の略十字形状の支柱と、
該支柱と同一の部材であって、前記支柱が形成された表示領域を囲むように形成され、 液晶注入口を有する壁面構造のシール構造体と、
を備え、
該十字形状の支柱の枝は部分的に幅が広い箇所を有し、
前記十字形状の支柱の幅が広い部分は、前記第一の基板上に形成された第一の電極の表面に接している
ことを特徴とする液晶表示素子。 - 請求項6記載の液晶表示素子であって、
前記シール構造体を複数備え、
各シール構造体間に設けられた隙間は、前記液晶注入口付近まで連結していることを特徴とする。 - 請求項1記載の液晶表示素子を搭載した電子機器。
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