JPS63216027A - 電気光学装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、者にディスプレーに使用するための液晶装
置に関し、特に面積の大きい電気光学装置およびその製
造方法に関する。

ディスプレーを包含する各積の装置が、閉じたセルの中
に液晶材料の薄い層を収容することによって、製造でき
、その少くとも７つの壁は、目で見る利用に使用される
ときには、透明に作られる。

意図される用途に依存して、相異なる効果、すなわち、
ネネマテイツク、スメクテイツクまたはコレステリック
の効果が、液晶材料またはその混合物の適邑な形式を選
択することによって、達成できる。かかる装置の原理的
な用途は、サーモクロミック・ディスプレーおよび電気
光学ディスプレーにおける作用特色としてである。

サーモクロミック・ディスプレーは、コレステリンク液
晶材料の選択的反射を使用し、観察された色は、コレス
テリック液晶のピッチに依存し、とれは次いで温度に依
存する。

電気光学装置において、電界に感応する電気的応答液晶
材料（例えけ正または負の異方性を有する材料）の層は
、２つの電極の間に保持され、例えばコレステリック相
とネマティック相の間の液晶の配向を変えるために役立
つ異った電位が電極を横切って加えられたときに、作ら
れる電界を変化させる。観察される効果は、例えは透明
状態と不透明状態の間で変化でき、不透明度は、液晶に
よる光の散乱に因って定まシ、或いは、液晶組成に加え
られて、印加される電界に従って関連の液晶によって配
向される、多色性染料による、光の吸収に因って定まる
。

典型的な（ただし、それに限定されるものではない）液
晶の層は、厚さ３から１００μｍに過きす、セルを形成
するために縁のまわシで密閉された一つのガラス板の間
に包囲される。たたし、成るディスプレーに対しては、
プラスチック・シートのような、より可撓的な材料も提
案されている。

しかしなから、ディスプレーの１つの部分からの他の部
分への液晶層の厚さの変化は、極めて大きくなるかも知
れず、従って一般に望ましくない。

これは、かかるディスプレーの寸法を、特に液晶を収容
するセルを形成するに可撓性のプラスチック・シートが
使用される場４合に、きびしく限定する。

サーモクロミック液晶材料の大きなデイスプレ−は、英
国特許公開第一／ダ３３２３号明細舎に開示されている
。こｔ″Ｌは、一つの壁の間に収容された短いピッチの
コレステリック液晶の層を有し、その壁の７つは、荒い
格子の形状のプロフィルを表面に有し、多くの閉じたマ
イクロセルを形成するために、他の壁の表面に接合され
る。これらマイクロセルは、液晶Ｎｋを小ざい別別に離
れた多くの部分に分割する。かぐして、各マイクロセル
は、自己支持できるに充分な程度に小さく、故に、大き
な面積のディスプレーで実際上経験したような、ディス
プレーの全体に渉る液晶層の厚さを実質的に一定に維持
することが困難であるということは、もはや決して起ら
ない。

前記明紹・書には、サーモクロミック・ディスプレーの
製造が開示され、これにおいて、壁は「メリネツクス（
Ｍｅｌｉｎｅｘ　）　Ｊ　、３０　／　（−表面に非晶
質被榎ヲ有する二軸配向されたポリエステル・フィルム
）から作られている。「メリネツクス」は、工、Ｃ０工
、　ＰＬＯの登録商標である。非晶質の層は、典Ｗ的に
は、エツチングされたローラまたは板忙よって３−５気
圧の圧力で表面をプレスするととＫよって、型押し形成
される。このような型押し技術は、電極を有し、こねが
通常は液晶材料に接触しているような、電気光学装置に
は直接適用できないであろう。

この発明は、その−面によれば、一つの壁の間に収容さ
れた電気的に応答する液晶材料金偏え、前記の一つのＷ
が、選択された区域で互に接合され、かつこれら壁が、
それらの間ｒＣ多くのマイクロセルを提供するように互
に連携する表面プロフィルを有し、プロフィルの少くと
も７つか***部分を有し、この***部分が、選択された
接合区域を提供し、かつマイクロセルを限定し、各セル
が液晶層の一部分を保持し、壁のおのおのが、少くとも
多くのマイクロセルに隣接するように位置する電気伝導
層を備え、この電気伝導層が、電気絶縁材料によって、
他の壁の伝導層から分離され、さらに、伝導層を電位の
源に接続する手段が設けられ、これによって、隣接する
マイクロセルを横切るような電界を加えることができる
、電気光学装置を提供する。

電極は、単一の１！極として装置の全区域に渉って広が
ることができる。このようにすると例えは、光学シャッ
タとして使用するに鏑し次装置が提供できる。また、電
極の選択された区域が、独立に作ＩＩ′１できるように
することもでき、このようにすると、ピクセル当シに多
くのマイクロセルを有する文字数字式のまたは他の切換
可能のディスプレーが提供できる。

一つの状態の間で切換えできるかまたはそれらの間で無
限に変化できるかのいずれであっても、装置は望ましく
は、ゼロから有限の値まで可変の電位の源と共に使用さ
れ、これによって２つの状態の対照が最大になるが、こ
の発明はまた、どちらもゼロできない７つの有限の値か
ら別の有限の値まで変化する電位の源と共に使用するこ
ともできる。

この発明は、その別の面によれば、電気伝導層＆をそハ
ぞ九有し、かつその間に多くのマイクロセルを提供する
ために互に連携する表面プロフィルを有する一つの積層
シートを使用し、電気的に応答する液晶材料の層の両側
に一つの積層シートのそれぞｒを配置し、そのおのおの
で液晶層の一部分を保持し、プロフィルされを有する一
つ表面を、その間の区域でマイクロセルを限定するよう
に互に接合させると共に、接合されたこれら区域におけ
る電気伝導被覆の間に電気絶縁層を維持または提供し、
この原に電気伝導被覆の少くとも或るものを、かくして
形成されるマイクロルマイクロセルの少くとも或るもの
に＠接させ、２つの伝導被覆の部分を露出させて、こわ
らを、その間に形成されたマイクロセルを横切る電界を
提供するために、電位の源に接続できるようにする、電
気光学装置の製造方法を提供する。

望ましくは、マイクロセルは閉じたセルであり、これに
よれば、これの中に収容された液晶材料は、相隣るマイ
クロセルの中の部分から隔離された別別に離れる部分と
して隔離される。かかるマイクロセルは、一方が平らな
表面を有し、他が多くのくほみを備えた表面を有するよ
うな、一つのシ−ト會互に接合させることによって、形
成できる。

これによれは、くぼみの甘わフの表面の部分は、平らな
表面に接合されるようになシ、その際にくほみがマイク
ロセルを形成する・ 電気光学装置においては、電極が液晶材料に接触するよ
うに設けられるのが、普通である。それらの間にどんな
絶縁材料が介在しても、内部抵抗は上昇し、故にかかる
装置では、高い作動雪圧が必要になる。しかしなから、
この装置の凹凸表面に重なるように伝導被ガを配備すれ
ば、接合される区域のすべてに渉ってそれらの間に加え
られた絶縁層を配備することが、必要になる。

この問題を解決するため、われわｔは新しくて望ましい
構造を案出した。この構造においては、凹凸表面を有す
る積層シートの少くとも７つが、電気伝導被覆を中間層
とする積層構造からなる。

この種の望ましい構造は、第二層として電気伝導被覆を
支持する基／Ｉｌを有し、こｔは、液晶材料と接触する
不均等の厚さの笛３層−を有し、これはマイクロセルを
限定するためのプロフィルを備える。

かくして、伝導層は本質的に平らにｒ「ることができ、
故によシ一様な電界が与えられる。別の利点として、支
持層は、セルの電気抵抗を増大させることなしに、任意
の所吸の程度の支持に必９な厚さを有するようにできる
。電気伝導層と液晶材料の間の区域におけるどの第３層
の厚さも、望ましくは、内部抵抗を最小にできる厚さを
・有し、かかる区域で有利にゼロにすることもできる。

中間伝導層金儲えたかかる積層を使用するときに、凹凸
表面プロフィルは、例えば上述した従来技術のサーモク
ロミック装置における非晶質の層について述べた方法で
、第３層を型押しすることによって、形成することがで
きる。積層のために適当な材料が使用される場合に、く
ぼみの配列または他の表面プロフィルを提供するように
形成された加熱された型によって、表面を軟化させるよ
うな、高温型押しが、幅に横向きに均等な深さを有する
マイクロセルを形成するに、使用できる。

この方法は、型押しされる層が低い軟化温度を有するよ
うな積層シートに、最も適用でき、そうでない場合には
、下方の軟化層をきびしく冷却することが望ましいであ
ろう。冷間スタンピング技術も使用できる。

かかる熱間または冷間のスタンピングの代シとして、所
要の表面プロフィルを提供するための、始めに一様であ
る第３層のエツチングがある。被覆された基体の表面上
でおけるその場での第３層のエツチングによれば、多く
の開孔またはくぼみを有するデリケートな構造に対して
、基体が機械的支持を提供できるが、こｔ″？、　Ｋは
、電気伝導被覆を破損する危険が存する。代シとして、
第３層は、格子構造として予め形成でき、その後に、マ
イクロセルの形成のために、一つの平らなジ−トノ間ｒ
Ｃはぢむことができる。光りングラフイ技術も、マイク
ロセルを限定する表面構造の形成に使用できる。

第３層は液晶材料に接触するから、これは、液晶（しば
しば強力な溶剤である）に溶解できないものであること
が望ましい。そうでないとすると、こ九と反応する。一
般に適当な材料の例には、普通の液晶セルのライニング
として前述したポリイミド類か含まする。こわらは、紡
糸技術または噴霧技術によって、被覆された基体に適用
でき、マイクロセル限定構造全提供するために、型押し
でき、エツチングでき、予め形成できる。

各種の知られている接合方法が使用できるが、成るエポ
キシ材料のような成る普通の接着剤は、隣接の液晶材料
に干渉して緑効果を与えるかも知れない。こｔらは大き
なセルでもいくつかの問題を生じたかも知れないが、そ
の効果は、マイクロセルでは、その周長／面積の比が大
きいので顕著になるかも知れない。しかし、かかる効果
は、すべての接着材料を排除するものではない。一般的
に言って、かなシ低い活性化温度での高温溶解接着剤は
、化学的に活性化された（例えばコボット）接着剤よシ
も有害でない。望ましい方法には、上述したポリイミド
のようなマイクロセルをライニングする材料、の溶接ま
たは融着がある。

１１！極材料の選択は、この発明の目的に対して決定的
なものではなく、この電極材料は、表面プロフィルの形
成または接合過程の際に加えられる温度および圧力その
他の応力またはそのいず１かに耐えることのできるもの
であればよい。かくして、多くの透明な導体および半導
体の材料が鏑肖な基体に対して使用でき、その中には、
大きなディスプレーに一般に使用される酸化インジュウ
ム錫（ｉｎｄｉｕｍ　ｔｉｎ　ｏｘｉｄｅ　）被覆が含
″！する。

予め構成された、前述したような装置を作るのに使用で
きる積層フィルムの例全あげれば、こねは、７５μｍの
厚さの「メリネツクスＪＷＯフィルムの層からなシ、こ
ねは、−側に、反射防止板（ト）を有し、他側に、ポリ
エチレンのｌθμｍ層テ被覆されたスパッタリング被覆
の酸化インジュウム錫の透明伝導層ヲ有する。ポリエチ
レンは、深押しによって容易に型押しでき、同じフィル
ムの型押しされない試料のポリエチレン層に接合された
ときに、上述した型式の構造の１例を提供する。しかし
なから、ポリエチレンは、成る液晶材料に長い間ざらし
たときに侵され、故にすべての場合に最も適洛な材料と
言うことはできない。かくして、各場合における選択に
は、使用される液晶材料、入手できる積層フィルム、お
よびこれら積層）フィルムで使用するに適し之接合技術
、が考慮されなけれはならない。

図面に示される別の夾施例について、以下に詳細に説明
する。

大きなシートから切断された極めて小さい部分を分解し
て示す第７図において、この部分は、本質的に、酸化イ
ンジュウム錫３．ダで被すされた「メリネツクス」フィ
ルム１．−の一つのシートからなる。上方のシートはざ
らに、ポリイミドの極めて薄い被覆Ｓをも有する。両シ
ートの間には、下方のシートに接合（接着）されたポリ
イミドの網状構造６が存し、この網の中の開孔は、正六
角形の形状を有し、典型的には５ｏ−ｓｏｏμｍの横断
寸法を有する。網状構造は、マイクロセルを限定するプ
ロフィルを備えた表面を提供する。マイクロセルの中に
は、液晶材料７が保持され、これは、一つのポリイミド
層を互に融着させた仕上シ品において、上方のシートに
よって拘束される。

図面は成る程度図解的であって、マイクロセルを形成す
る網状構造の厚さは、上方のシートへの強い接合を形成
するため、充分に広くなけわばならない。

例えは外面上の保欣被覆、下層、反射層まだは偏光層な
どの他の層も、設けることができる。プロフィルを有す
るポリイミド構造がどのように形成されるかに依存して
、酸化インジウム錫にｐなる各マイクロセルの基部で極
めて薄い層を有することもできるが、これは、マイクロ
セルの負気抵抗を最小にするために、避けることが望ま
しい。

同様に、他のポリイミド層５も、望ましくは最小にされ
る。プロフィルは、他の形状例えば正方形を有すること
ができる。マイクロセルの最小寸法は、こｆｌ？形成す
るに使用される技術によって限定され、例えばこｔを互
に接合するためにエポキシ接着剤を使用したときの、液
晶材料における何らかの緑効果によっても限定される。

光リングラフィ技術は、例えは型押しよシも小さい寸法
を作ることができる。最大の寸法は、支持用基体シート
の物理的特性例えばその剛性および硬度によって支配さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、例えははぜみによって極めて大きなシートか
ら切断した極めて小さな部分を、著しく大きく拡大して
示す分解図であり、各層は構造を明らかにするために、
段階的に示される。 図面において、ｌ、＝は「メリネツクス」フィルム、３
．弘は酸化インジウム被覆、Ｓけポリイミド被覆、６は
網状構造、りは液晶材料を示す。 手続補正書（方式） 昭和６３年　３月２４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つの壁の間に収容された電気的に応答する液晶材
   料を備え、前記の２つの壁が、選択された区域で互に接
   合され、かつこれら壁が、それらの間に多くのマイクロ
   セルを提供するように互に連携する表面プロフィルを有
   し、プロフィルの少くとも１つが***部分を有し、この
   ***部分が、選択された接合区域を提供し、かつマイク
   ロセルを限定し、各セルが液晶層の一部分を保持し、壁
   のおのおのが、少くとも多くのマイクロセルに隣接する
   ように位置する電気伝導層を備え、この電気伝導層が、
   電気絶縁材料によつて、他の壁の伝導層から分離され、
   さらに、伝導層を電位の源に接続する手段が設けられ、
   これによつて、隣接するマイクロセルを横切るような電
   界を加えることができる、電気光学装置。 ２、マイクロセルが閉じたセルであり、これによつて、
   その中に収容される液晶材料が、隣接のマイクロセルの
   中の部分から隔離された別別に離れる部分として隔離さ
   れる、請求項１に記載の装置。 ３、電極の少くとも１つが、液晶材料に接触する、請求
   項１または２に記載の装置。 ４、本質的に、液晶を収容するマイクロセルを形成する
   ように互に接合された２つの積層シートからなり、シー
   トの少くとも１つが、第２層として電気伝導被覆を支持
   する基層を有し、かつ液晶材料に接触する第３層を有し
   、この第３層が、マイクロセルを限定するようなプロフ
   ィルを備えた不均等な厚さを有する、請求項１から３の
   いずれか１項に記載の装置。 ５、電気伝導被覆をそれぞれ有し、かつその間に多くの
   マイクロセルを提供するために互に連携する表面プロフ
   ィルを有する２つの積層シートを使用し、電気的に応答
   する液晶材料の層の両側に２つの積層シートのそれぞれ
   を配置し、そのおのおので液晶層の一部分を保持し、プ
   ロフィルされを有する２つ表面を、その間の区域でマイ
   クロセルを限定するように互に接合させると共に、接合
   されたこれら区域における電気伝導被覆の間に電気絶縁
   層を維持または提供し、この際に、電気伝導被覆の少く
   とも或るものを、かくして形成されるマイクロルマイク
   ロセルの少くとも或るものに隣接させ、２つの伝導被覆
   の部分を露出させて、これらを、その間に形成されたマ
   イクロセルを横切る電界を提供するために、電位の源に
   接続できるようにする、電気光学装置の製造方法。 ６、一方が平らな表面を有し他方が多くのくぼみを備え
   た表面を有する２つのシートを、互に接合させることに
   よつて、マイクロセルを形成し、この際に、くぼみのま
   わりの表面の部分が平らな表面に接合され、かつくぼみ
   がマイクロセルを形成するようにする、請求項５に記載
   の方法。 ７、くぼみが、前記の他方のシートの最初に平らな表面
   をエッチングすることによつて形成される、請求項６に
   記載の方法。 ８、マイクロセルを限定する表面構造が、光リソグラフ
   ィによつて形成される、請求項５から７のいずれか１項
   に記載の方法。 ９、２つのシートを互に接合させる以前に、シートの１
   つの表面におけるマイクロセルを限定する表面構造が、
   その所に形成される、請求項５から８のいずれか１項に
   記載の方法。 １０、網状格子構造を予め形成し、これをシートの１つ
   に接合し、これによつて、このシートのマイクロセル限
   定表面構造を提供する、請求項５から８のいずれか１項
   に記載の方法。 １１、２つのシートが、２つのマイクロセル限定表面を
   溶接または融着させることによつて接合され、ここでこ
   れらの表面プロフィルが、これらを互に接触させる、請
   求項５から１０のいずれか１項に記載の方法。