DE102022202677A1

DE102022202677A1 - Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE102022202677A1
Application number: DE102022202677.2A
Authority: DE
Inventors: Junji KOBASHI; Shinichiro Oka; Yasushi Tomioka; Koichi Igeta
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2022-09-22
Also published as: JP2022144917A; US11604384B2; US20220299825A1; CN115113448A

Abstract

Gemäß einer Ausführungsform ist die Flüssigkristallanzeige mit einer transparenten Grundplatte, die eine erste Hauptfläche aufweist, mehreren Strukturen, die auf der ersten Hauptfläche angeordnet und in einer Richtung aufgereiht sind, einem Orientierungsfilm, der auf jeder Oberfläche der Strukturen angeordnet ist, und einer Flüssigkristallschicht versehen, die cholesterische Flüssigkristalle aufweist, und in Kontakt mit dem Orientierungsfilm steht, wobei die Helixachse der cholesterischen Flüssigkristalle zur ersten Hauptfläche geneigt ist, jede der Struktureneine erste Fläche aufweist, die zur ersten Hauptfläche geneigt ist, jede der ersten Flächen in den mehreren Strukturen parallel zueinander sind, und der Orientierungsfilm zwischen der ersten Fläche und der Flüssigkristallschicht vorliegt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität, die auf der am 19. März 2021 angemeldeten japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-046120 basiert, und deren gesamter Inhalt wird hier zitiert.
Gebiet
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Flüssigkristallanzeige.
Hintergrund
In den letzten Jahren wurden verschiedene Flüssigkristallanzeigen mit cholesterischen Flüssigkristallen in Erwägung gezogen. Cholesterische Flüssigkristalle haben die Eigenschaft, Licht mit einer bestimmten Wellenlänge entsprechend der Helixsteigung zu reflektieren. In einem Beispiel wurde ein optischer Körper vorgeschlagen, bei dem cholesterische Flüssigkristalle als reflektierende Schicht, die auf einer unebenen Fläche einer optischen Schicht vorgesehen ist, angewendet wird.
Als Technik zur Orientierung von solchen cholesterischen Flüssigkristallen in einer vorgegebenen Richtung und zur Bildung einer gewünschten Phasenverteilung in der Fläche ist ein Interferenz-Belichtungsverfahren mit zirkularer Polarisation unter Verwendung eines Photoorientierungsmittels bekannt. Allerdings ist der Bereich beschränkt, in dem eine Interferenzbelichtung möglich ist, so dass eine Vergrößerung der Fläche schwierig ist.
Figurenliste
Es zeigt:

1 eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Flüssigkristallanzeige 10 gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 eine Ansicht zur Veranschaulichung der optischen Wirkung eines reflektierenden polarisierenden Beugungsgitters RPG;
3 eine Schnittansicht, die ein Ausbildungsbeispiel für die Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
4 eine perspektivische Ansicht, die die Struktur 20 der in 3 gezeigten Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
5 eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
6 eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
7 eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
8 eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt
9 eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
10 eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
11 eine Schnittansicht, die Ausführungsbeispiel 1 der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
12 eine Schnittansicht, die Ausführungsbeispiel 2 der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
13 eine Schnittansicht, die Ausführungsbeispiel 3 der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
14 eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt;
15 eine perspektivische Ansicht, die die Struktur 20 der in 14 gezeigten Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.

Ausführliche Beschreibung
Der Zweck der Ausführungsformen liegt darin, eine Flüssigkristallanzeige bereitzustellen, die vergrößert und in Massen produziert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Flüssigkristallanzeige mit einer transparenten Grundplatte, die eine erste Hauptfläche aufweist, mehreren Strukturen, die auf der ersten Hauptfläche angeordnet und in einer Richtung aufgereiht sind, einem Orientierungsfilm, der auf jeder Oberfläche der Strukturen angeordnet ist, und einer Flüssigkristallschicht versehen, die cholesterische Flüssigkristalle aufweist, und in Kontakt mit dem Orientierungsfilm steht, wobei die Helixachse der cholesterischen Flüssigkristalle zur ersten Hauptfläche geneigt ist, jede der Strukturen eine erste Fläche aufweist, die zur ersten Hauptfläche geneigt ist, jede der ersten Flächen in den mehreren Strukturen parallel zueinander sind, und der Orientierungsfilm zwischen der ersten Fläche und der Flüssigkristallschicht vorliegt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Flüssigkristallanzeige mit einer transparenten Grundplatte, die eine erste Hauptfläche aufweist, mehreren Strukturen, die auf der ersten Hauptfläche angeordnet und in einer Richtung aufgereiht sind, einem Orientierungsfilm, der auf jeder Oberfläche der Strukturen angeordnet ist, und einer Flüssigkristallschicht versehen, die cholesterische Flüssigkristalle aufweist, und in Kontakt mit dem Orientierungsfilm steht, wobei die Helixachse der cholesterischen Flüssigkristalle zur ersten Hauptfläche geneigt ist, die Oberfläche der Struktur in einer Stufenform mit einer ersten oberen Fläche, einer zweiten oberen Fläche mit einer anderen Höhe als die erste obere Fläche und einer Seitenfläche zwischen der ersten oberen Fläche und der zweiten oberen Fläche gebildet ist, und der Orientierungsfilm zwischen der ersten oberen Fläche und der zweiten oberen Fläche sowie der Flüssigkristallschicht vorliegt.
Gemäß den Ausführungsformen ist es möglich, eine Flüssigkristallanzeige bereitzustellen, die vergrößert und in Massen produziert werden kann.
Im Folgenden wird die vorliegende Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Bei der Offenbarung handelt es sich lediglich um ein Beispiel, und der Gegenstand, der hinsichtlich der geeigneten Änderung unter Beibehaltung des wesentlichen Inhalts der Erfindung dem Fachmann ohne weiteres naheliegt, wird selbstverständlich vom Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten. Um die Erläuterung zusätzlich zu verdeutlichen, können die Zeichnungen ferner die Breite, Dicke, Form usw. der einzelnen Teile im Vergleich zur tatsächlichen Form schematisch zeigen, jedoch ist dies lediglich ein Beispiel und schränkt die Interpretation der vorliegenden Erfindung nicht ein.
In der vorliegenden Beschreibung und den jeweiligen Zeichnungen sind die Bestandteile, die die gleichen oder ähnlichen Funktionen wie mit Bezug auf die bereits erwähnten Zeichnungen entfalten, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und überlappende ausführliche Erläuterungen können den Umständen entsprechend weggelassen werden.
Um das Verständnis zu erleichtern, sind die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse, die orthogonal zueinander stehen, nach Bedarf in den Zeichnungen dargestellt. Die Richtung entlang der X-Achse wird als X-Richtung oder erste Richtung bezeichnet, die Richtung entlang der Y-Achse als Y-Richtung oder zweite Richtung und die Richtung entlang der Z-Achse als Z-Richtung oder dritte Richtung. Die Ebene, die durch die X-Achse und die Y-Achse definiert wird, wird als X-Y-Ebene bezeichnet, und die Ebene, die durch die X-Achse und die Z-Achse definiert wird, als X-Z-Ebene. Die Betrachtung der X-Y-Ebene wird Draufsicht genannt. Die erste Richtung X und die zweite Richtung Y entsprechen Richtungen, die parallel zur Hauptfläche der in der Flüssigkristallanzeige enthaltenen Grundplatte verlaufen, und die dritte Richtung Z entspricht der Dickenrichtung der Flüssigkristallanzeige.
1 zeigt eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Flüssigkristallanzeige 10 gemäß der Ausführungsform zeigt.
Die Flüssigkristallanzeige 10 ist mit einer transparenten Grundplatte 11, einem Orientierungsfilm AL11, einer Flüssigkristallschicht LC und einer Schutzschicht 12 versehen. Die transparente Grundplatte 11 liegt der Schutzschicht 12 in der dritten Richtung Z gegenüber. Die Flüssigkristallschicht LC fungiert als reflektierendes polarisierendes Beugungsgitter RPG und ist zwischen der transparenten Grundplatte 11 und der Schutzschicht 12 positioniert.
Die transparente Grundplatte 11 und die Schutzschicht 12 bestehen z.B. aus einer transparenten Glasplatte oder einer transparenten Kunstharzplatte. Die transparente Grundplatte 11 weist eine erste Hauptfläche 11A auf. Die erste Hauptfläche 11A ist eine Fläche parallel zur X-Y-Ebene.
Der Orientierungsfilm AL11 ist auf der ersten Hauptfläche 11A der transparenten Grundplatte 11 angeordnet. Der Orientierungsfilm AL11 besteht z.B. aus Polyimid und ist ein horizontaler Orientierungsfilm mit einer orientierungsregulierenden Kraft entlang der X-Y-Ebene. In einem Beispiel ist der Orientierungsfilm AL11 ein Photoorientierungsfilm oder ein Monolayer-Film zur Bildung räumlich variierender Flüssigkristall-Orientierungsmuster.
Die Flüssigkristallschicht LC ist zwischen dem Orientierungsfilm AL11 und der Schutzschicht 12 angeordnet und steht in Kontakt mit dem Orientierungsfilm AL11 und der Schutzschicht 12. Die Flüssigkristallschicht LC weist eine Hauptfläche LS auf. Die Hauptfläche LS ist hier z.B. die Grenze zwischen der Flüssigkristallschicht LC und dem Orientierungsfilm AL11, und eine Fläche parallel zur X-Y-Ebene.
Die Flüssigkristallschicht LC weist cholesterische Flüssigkristalle (Flüssigkristallstrukturen) CL auf. In 1 werden der Einfachheit halber als Flüssigkristallmoleküle LM1, aus denen die cholesterischen Flüssigkristalle CL bestehen, ein Flüssigkristallmolekül LM1 aus den mehreren Flüssigkristallmolekülen gezeigt, die in der gleichen Fläche parallel zur X-Y-Ebene positioniert sind, und die Orientierungsrichtung dieses Flüssigkristallmoleküls LM1 entspricht der durchschnittlichen Orientierungsrichtung der mehreren Flüssigkristallmolekülen, die in der gleichen Fläche positioniert sind.
Wird ein einzelnes cholesterisches Flüssigkristall CL in Betracht gezogen, so weist das cholesterische Flüssigkristall CL ein Flüssigkristallmolekül LM11 an einem Ende des cholesterischen Flüssigkristalls CL und ein Flüssigkristallmolekül LM12 an dem anderen Ende auf. Das Flüssigkristallmolekül LM11 liegt in der Nähe des Orientierungsfilms AL11 und das Flüssigkristallmolekül LM12 liegt in der Nähe der Schutzschicht 12. Die mehreren Flüssigkristallmoleküle LM1 einschließlich der Flüssigkristallmoleküle LM11 und LM12 drehen sich um die Helixachse AX, sind spiralförmig gestapelt und bilden das cholesterische Flüssigkristall CL.
Das cholesterische Flüssigkristall CL weist eine Helixsteigung P auf. Die Helixsteigung P zeigt ein Zyklus der Helix (Dicke entlang der Helixachse AX, die dafür erforderlich ist, dass sich das Flüssigkristallmolekül LM1 um 360° drehen kann). In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die Helixachse AX zur dritten Richtung Z, die Normalrichtung der ersten Hauptfläche 11A oder der Flüssigkristallschicht LC, geneigt.
In der Flüssigkristallschicht LC sind die mehreren cholesterischen Flüssigkristalle CL sowohl in der ersten Richtung X, als auch in der zweiten Richtung Y angeordnet. Die mehreren entlang der ersten Richtung X benachbarten cholesterischen Flüssigkristalle CL weisen unterschiedliche Orientierungsrichtungen zueinander auf. Die Orientierungsrichtung der mehreren Flüssigkristallmoleküle LM11, die entlang dem Orientierungsfilm AL11 aufgereiht sind, und die Orientierungsrichtung der mehreren Flüssigkristallmoleküle LM12, die entlang der Schutzschicht 12 aufgereiht sind, ändern sich kontinuierlich. In der Flüssigkristallschicht LC sind die Orientierungsrichtungen der mehreren entlang der zweiten Richtung Y zueinander benachbarten cholesterischen Flüssigkristalle CL ausgerichtet.
Die Flüssigkristallschicht LC weist mehrere durch Strichpunktlinien dargestellte reflektierende Flächen RS zwischen dem Orientierungsfilm AL11 und der Schutzschicht 12 auf. Die mehreren reflektierenden Flächen RS sind im Wesentlichen parallel zueinander. Die reflektierenden Flächen RS reflektieren einen Teil des zirkular polarisierten Lichts von einfallendem Licht nach der Bragg-Gleichung und transmittieren den anderen Teil des zirkular polarisierten Lichts. Die reflektierenden Flächen RS entsprechen hier Oberflächen, an denen die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle LM1 ausgerichtet ist, oder Oberflächen (gleichphasigen Flächen), an denen die räumliche Phase ausgerichtet ist. In dem in 1 dargestellten X-Z-Querschnitt ist die reflektierende FlächeRS zur ersten Hauptfläche 11A oder zur Hauptfläche LS der Flüssigkristallschicht LC geneigt.
Das cholesterische Flüssigkristall CL reflektiert zirkular polarisiertes Licht von Licht mit einer bestimmten Wellenlänge λ, das in gleiche Richtung wie das cholesterische Flüssigkristall CL dreht. Wenn die Schwenkrichtung des cholesterischen Flüssigkristalls CL bspw. im Rechtslauf ist, reflektiert er von Licht mit einer bestimmten Wellenlänge λ zirkular polarisiertes Licht im Rechtslauf und transmittiert zirkular polarisiertes Licht im Linkslauf. Wenn die Schwenkrichtung des cholesterischen Flüssigkristalls CL im Linkslauf ist, wird ebenfalls von Licht mit einer bestimmten Wellenlänge λ zirkular polarisiertes Licht im Linkslauf reflektiert und zirkular polarisiertes Licht im Rechtslauf transmittiert.
Eine solche Flüssigkristallschicht LC ist im Zustand ausgehärtet, in dem die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle LM1 einschließlich der Flüssigkristallmolekülen LM11 und der Flüssigkristallmolekülen LM12 festgelegt ist. D.h., die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle LM1 wird nicht in Abhängigkeit von elektrischem Feld gesteuert. Daher ist die Flüssigkristallanzeige 10 nicht mit Elektroden zur Orientierungssteuerung versehen.
Im Allgemeinen ist das selektive Reflexionsband Δλ eines cholesterischen Flüssigkristalls CL für senkrecht einfallendes Licht auf der Basis der Helixsteigung P des cholesterischen Flüssigkristalls CL, des Brechungsindex ne für anomales Licht, und Brechungsindex no für normales Licht durch „no*P~ne*P“ bezeichnet. Um zirkular polarisiertes Licht mit einer bestimmten Wellenlänge λ an der reflektierenden Fläche RS effizient zu reflektieren, sind daher die Helixsteigung P und der Brechungsindex ne und no derart festgelegt, dass die bestimmte Wellenlänge λ im selektiven Reflexionsband Δλ enthalten ist.
2 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der optischen Wirkung eines reflektierenden polarisierenden Beugungsgitters RPG.
Wie auf der linken Seite von 2 dargestellt ist, wenn Licht NP in unpolarisiertem Zustand aus der Normalrichtung des polarisierenden Beugungsgitters RPG als einfallendes Licht einfällt, reflektiert das polarisierte Beugungsgitter RPG erstes zirkular polarisiertes Licht C1 von Licht NP an der reflektierenden Fläche RS und transmittiert zweites zirkular polarisiertes Licht C2. Das erste zirkular polarisierte Licht C1 wird an der geneigten reflektierenden Fläche RS in schräger Richtung reflektiert. Das zweite zirkular polarisierte Licht C2 durchdringt die reflektierende Fläche RS und geht in Normalrichtung des polarisierenden Beugungsgitters RPG geradeaus.
Wie auf der rechten Seite von 2 dargestellt, wenn das Licht NP in unpolarisiertem Zustand aus schräger Richtung in das polarisierende Beugungsgitter RPG als einfallendes Licht einfällt, reflektiert das polarisierende Beugungsgitter RPG ebenfalls erstes zirkular polarisiertes Licht C1 von Licht NP an der reflektierenden Fläche RS und transmittiert zweites zirkular polarisiertes Licht C2. Das erste zirkular polarisierte Licht C1 wird an der schrägen Fläche RS in Normalrichtung reflektiert. Das zweite zirkular polarisierte Licht C2 durchdringt die reflektierende Fläche RS und geht in schräger Richtung des polarisierenden Beugungsgitters RPG geradeaus.
Im Folgenden werden einige Ausbildungsbeispiele erläutert. Bei jedem Ausbildungsbeispiel wird auf die hauptsächlichen Unterschiede erläutert, wobei dieselbe Ausbildung mit demselben Bezugszeichen versehen ist und deren Erläuterung weggelassen werden kann.
<Ausbildungsbeispiel 1>
3 zeigt eine Schnittansicht, die ein Ausbildungsbeispiel für die Flüssigkristallanzeige 10 zeigt. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht, die die Struktur 20 der in 3 gezeigten Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Die Flüssigkristallanzeige 10 ist mit mehreren Strukturen 20 auf, die auf der ersten Hauptfläche 11A der transparenten Grundplatte 11 angeordnet sind. Die mehreren Strukturen 20 sind in der ersten Richtung X in gleicher Teilung aufgereiht. In der ersten Richtung X benachbarte Strukturen 20 können miteinander verbunden oder voneinander beabstandet sein. Jede der Strukturen 20 weist einen dreieckigen Querschnitt in der X-Z-Ebene auf und ist als dreieckige Säule gebildet, die sich in der zweiten Richtung Y erstreckt. Die Struktur 20 weist eine erste Fläche 21 und eine zweite Fläche 22, die eine Oberfläche bilden, sowie eine Bodenfläche 23 auf, die mit der transparenten Grundplatte 11 in Kontakt steht.
Die erste Fläche 21 ist zur ersten Hauptfläche 11A geneigt. Der Winkel θ1 zwischen der ersten Fläche 21 und der ersten Hauptfläche 11A ist ein spitzer Winkel. Die jeweiligen ersten Flächen 21 der Strukturen 20 sind parallel zueinander.
Die zweite Fläche 22 ist eine Fläche, die an der Zwischenstelle der ersten Fläche 21 der in der ersten Richtung X benachbarten Struktur 20 positioniert ist. Die zweite Fläche 22 schneidet die erste Fläche 21 in einem spitzen Winkel. Der Schnittpunkt zwischen der ersten Fläche 21 und der zweiten Fläche 22 erstreckt sich in der zweiten Richtung Y und bildet eine Kammlinie der Struktur 20, jedoch kann auch abgerundet sein. Der Winkel θ2 zwischen der ersten Fläche 21 und der zweiten Fläche 22 ist ein spitzer Winkel, der größer ist als der Winkel 91 (θ1 < θ2). Die zweite Fläche 22 steht orthogonal zur ersten Hauptfläche 11A. Die jeweiligen zweiten Flächen 22 der Strukturen 20 sind parallel zueinander.
Der Orientierungsfilm AL11 ist an der ersten Fläche 21 und der zweiten Fläche 22 jeweils angeordnet. D.h., der Orientierungsfilm AL11 liegt zwischen der ersten Fläche 21 und der Flüssigkristallschicht LC sowie zwischen der zweiten Fläche 22 und der Flüssigkristallschicht LC vor. Insbesondere ein auf der ersten Fläche 21 angeordneter Teil des Orientierungsfilms AL11 ist derart ausgebildet, dass dieser eine orientierungsregulierende Kraft in einer vorgegebenen Richtung in einer Fläche parallel zur ersten Fläche 21 aufweist.
Von den Flüssigkristallmolekülen, die in dem cholesterischen Flüssigkristall CL enthalten sind, sind die Flüssigkristallmoleküle LM11 in der Nähe des Orientierungsfilms AL11 aufgrund der orientierungsregulierenden Kraft des Orientierungsfilms AL11 in einer vorgegebenen Richtung in einer Fläche parallel zur ersten Fläche 21 orientiert. Im dargestellten Beispiel sind die Flüssigkristallmoleküle LM11 mit der Längsachse entlang der ersten Fläche 21 in der X-Z-Ebene orientiert, jedoch können diese auch mit der Längsachse entlang der zweiten Richtung Y orientiert sein.
Die Helixachse AXdes cholesterischen Flüssigkristalls CL ist im Wesentlichen parallel zur Normale 21N der ersten Fläche 21. Die Helixachse AX und die Normale 21N sind zur ersten Hauptfläche 11A geneigt. Der Winkel zwischen der ersten Hauptfläche 11A und der Helixachse AX (oder der Winkel zwischen der ersten Hauptfläche 11A und der Normale 21N) θα ist ein spitzer Winkel, der hier dem Winkel θ2 entspricht. Bei einem solchen cholesterischen Flüssigkristall CL wird die reflektierende Fläche RS gebildet, die zur ersten Hauptfläche 11A geneigt ist.
Die obige Struktur 20 besteht z.B. aus einem transparenten Harzmaterial, kann jedoch auch aus Glas bestehen. Die Struktur 20 kann aus demselben Material wie die transparente Grundplatte 11 oder aus einem anderen Material als die transparente Grundplatte 11 bestehen. Der Brechungsindex der Struktur 20 entspricht dem Brechungsindex der transparenten Grundplatte 11 und dem Brechungsindex der Flüssigkristallschicht LC. Der Brechungsindex der Flüssigkristallschicht LC entspricht dem quadratischen Mittelwert aus dem Brechungsindex für normales Licht no und dem Brechungsindex für anormales Licht ne (RMS). Der Begriff „entsprechen“ bedeutet hier, dass der Unterschied im Brechungsindex gleich oder weniger als 0,2, vorzugsweise weniger als 0,1 beträgt. Diese Beziehung der Brechungsindizes unterdrückt unerwünschte Beugung oder Reflexion zwischen der Struktur 20 und der transparenten Grundplatte 11, oder unerwünschte Beugung oder Reflexion zwischen der Struktur 20 und der Flüssigkristallschicht LC.
In einem Beispiel kann die Struktur 20 mit der so genannten Nanoimprint-Techinik hergestellt werden. Wärmehärtende Harze oder lichthärtende Harze, die auf Licht, z.B. UV-Licht, reagieren, werden als Materialien zur Bildung solcher Strukturen 20 angewendet.
Im Folgenden werden Beispiele für die Abmessungen der Struktur 20 erläutert. Die Struktur 20 ist auf der rechten Seite der Zeichnung vergrößert dargestellt. Hier ist die Länge der Bodenfläche 23 entlang der ersten Richtung X der Struktur 20 (oder die Steigung der Struktur 20) als L und die Höhe der Struktur 20 entlang der dritten Richtung Z als H genommen. Hier gilt die Beziehung tanθ1= H/L. In der Annahme, dass die Flüssigkristallmoleküle in der Normalrichtung der ersten Fläche 21 über einen Abstand aufgereiht sind, der einem ganzzahligen Vielfachen der halben Steigung P/2 der Helix entspricht, gilt die Beziehung H*cosθ1 ≈ m*P/2. Hierbei ist m eine ganze Zahl.
Wenn diese Beziehungsgleichungen aufgestellt werden, wird die Länge L derart festgelegt, dass die Beziehung L ≈ m*P/(2*sinθ1) erfüllt ist. Die Höhe H wird ferner derart festgelegt, dass die Beziehung H ≈ m*P/(2*cosθ1) = L*tanθ1 erfüllt ist.
Die Länge des cholesterischen Flüssigkristalls CL entlang der Helixachse AX wird als P*N bezeichnet. Hierbei ist N eine ganze Zahl. Um ein gewünschtes Reflexionsvermögen des cholesterischen Flüssigkristalls CL zu erreichen, sollte N 4 oder mehr betragen. Wenn N 10 oder mehr beträgt, neigt das Reflexionsvermögen im Wesentlichen zur Sättigung.
Wenn z.B. die Helixsteigung P 500 nm beträgt, beträgt die Länge des cholesterischen Flüssigkristalls CL mindestens 2 µm bis 5 µm oder mehr. In einem solchen Fall sollte die Höhe H der Struktur 20 kleiner sein als die Länge des cholesterischen Flüssigkristalls CL, z.B. 5 µm oder weniger. Die Länge L der Struktur 20 wird auf der Basis des Neigungswinkels θ1 der ersten Fläche 21 und der Höhe H bestimmt. Wenn θ1 20° und die Höhe H 5 µm beträgt, ist die Länge L 13,7 µm.
Ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren der Flüssigkristallanzeige 10 wird nun kurz erläutert.
Zunächst wird auf der ersten Hauptfläche 11A der transparenten Grundplatte 11 ein Material zur Bildung der Struktur 20 (z.B. UV-härtendes Harz) aufgetragen und das Lösungsmittel entfernt, um einen vorübergehenden Härtungszustand des Materials herzustellen.
Anschließend wird eine Form mit einem zuvor entsprechend der Form der Struktur 20 geformten konkaven Teil auf das Material im vorübergehend ausgehärteten Zustand gestapelt und unter Druck mit UV-Licht bestrahlt. Hierdurch härtet sich das Material in einer Form, die dem konkaven Teil in der Form entspricht, und die Struktur 20 wird gebildet. Danach wird die Form entfernt.
Anschließend wird ein Flüssigkristallmaterial mit einem chiralen Wirkstoff in Kontakt mit der Struktur 20 gebracht. Hierbei ist die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle, die im Flüssigkristallmaterial enthalten sind, wie folgt festgelegt. D.h., die Flüssigkristallmoleküle LM11 in der Nähe der ersten Fläche 21 sind in einer vorgegebenen Richtung entsprechend der orientierungsregulierenden Kraft des Orientierungsfilms AL11 orientiert. Das cholesterische Flüssigkristall CL kann als Kontinuum betrachtet werden, in dem die mehreren Flüssigkristallmoleküle einschließlich des Flüssigkristallmoleküls LM11 aufgereiht sind. Indem die Orientierungsrichtung des Flüssigkristallmoleküls LM11 durch die Struktur 20 reguliert wird, können andere Flüssigkristallmoleküle LM1 ebenfalls derart orientiert, dass diese um die Helixachse AX schwenken. Hierdurch kann ein cholesterisches Flüssigkristall CL mit einer entsprechend der Neigung der Struktur 20 geneigten Helixachse AX erhalten werden. Das Flüssigkristallmaterial wird dann mit Licht wie UV-Licht bestrahlt, um das Flüssigkristallmaterial zu härten und eine Flüssigkristallschicht LC zu bilden.
Anschließend ist eine Schutzschicht 12 über die Flüssigkristallschicht LC angeordnet, um die Flüssigkristallanzeige 10 herzustellen.
Gemäß diesem ersten Ausbildungsbeispiel kann eine winzige Struktur 20 unter Verwendung einer Form mit Unebenheiten in der winzigen Größenordnung von Wellenlängen ohne weiteres gebildet werden. Eine solche Struktur 20 weist die Funktion auf, die Orientierungsrichtung der in dem Flüssigkristallmaterial enthaltenen Flüssigkristallmoleküle zu definieren, wenn das Flüssigkristallmaterial aufgebracht wird. Das Muster der Struktur 20 wird derart gebildet, dass das cholesterische Flüssigkristall CL mit einer um einen gewünschten Winkel geneigten Helixachse AX enthalten wird. Hierdurch wird die Flüssigkristallanzeige 10 mit einer in einem gewünschten Winkel geneigten reflektierenden Fläche RS erhalten. Auf diese Weise kann die Flüssigkristallanzeige 10 leichter erhalten werden als bei Anwendung eines Interferenz-Belichtungsverfahrens mit zirkularer Polarisation, so dass eine Vergrößerung und eine Massenproduktion möglich sind.
<Ausbildungsbeispiel 2>
5 zeigt eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Das in 5 dargestellte Beispiel unterscheidet sich vom in 3 dargestellten Beispiel darin, dass der Orientierungsfilm AL11 nicht auf der zweiten Fläche 22 angeordnet ist. D.h., die Flüssigkristallschicht LC steht in Kontakt mit der zweiten Fläche 22.
Ein solcher Orientierungsfilm AL11 kann z.B. durch Anwendung eines Verfahrens zur schrägen Aufdampfung, bei dem die Aufdampfung aus einer schrägen Richtung zur Normale des transparenten Substrats 11 (dritte Richtung Z) erfolgt. In einem Beispiel wird durch die Anordnung einer Aufdampfungsquelle oben links der Zeichnung und die Aufdampfung eines Orientierungsfilmmaterials das Orientierungsfilmmaterial auf der der Aufdampfungsquelle gegenüberliegenden ersten Fläche 21 der Struktur 20 aufgedampft und an der zweiten Fläche 22 haftet kein Orientierungsfilmmaterial, und der in der Zeichnung dargestellte Orientierungsfilm AL11 kann erhalten werden.
Alternativ kann die gesamte Oberfläche der Struktur 20 mit dem Orientierungsfilmmaterial bedeckt und dann das Orientierungsfilmmaterial, das die zweite Fläche 22 bedeckt, entfernt werden, wodurch der in der Zeichnung dargestellte Orientierungsfilm AL11 erhalten werden kann.
Auch in einem solchen Ausbildungsbeispiel 2 können die gleichen Effekte wie im obigen Ausbildungsbeispiel 1 erzielt werden. Zudem liegt kein Orientierungsfilm vor, der die zweite Fläche 22 bedeckt, so dass im Zuge der Bildung der Flüssigkristallschicht LC durch die orientierungsregulierende Kraft des Orientierungsfilms, der die zweite Fläche 22 bedeckt, nicht beeinflusst wird, so dass die cholesterischen Flüssigkristalle CL erhalten werden können, die in einer gewünschten Richtung orientiert sind.
<Ausbildungsbeispiel 3>
6 zeigt eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Im Vergleich zu dem in 5 dargestellten Beispiel unterscheidet sich das in 6 dargestellte Beispiel darin, dass die zweite Fläche 22 zur ersten Hauptfläche 11A (oder zur Bodenfläche 23) geneigt ist. Der Winkel θ3 zwischen der zweiten Fläche 22 und der ersten Hauptfläche 11A ist ein stumpfer Winkel. Die jeweiligen zweiten Flächen 22 der Strukturen 20 sind parallel zueinander.
In dem in 6 dargestellten Beispiel ist der Orientierungsfilm AL11 nicht auf der zweiten Fläche 22 angeordnet. Daher steht die Flüssigkristallschicht LC in Kontakt mit der zweiten Fläche 22. Wie in dem in 3 dargestellten Beispiel kann der Orientierungsfilm AL11 jedoch auch auf der zweiten Fläche 22 angeordnet sein.
Auch in einem solchen Ausbildungsbeispiel 3 können die gleichen Effekte wie oben beschrieben erzielt werden.
<Ausbildungsbeispiel 4>
7 zeigt eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Das in 7 dargestellte Beispiel unterscheidet sich vom in 3 gezeigten Beispiel in Form der Struktur 20. Die mehreren Strukturen 20 sind in der ersten Richtung X in gleicher Teilung aufgereiht. Benachbarte Strukturen 20 entlang der ersten Richtung X sind im dargestellten Beispiel miteinander verbunden, können jedoch auch voneinander beabstandet sein.
Die erste Fläche 21 ist zur ersten Hauptfläche 11A geneigt. Der Winkel θ1 zwischen der ersten Fläche 21 und der ersten Hauptfläche 11A ist ein spitzer Winkel. Die jeweiligen ersten Flächen 21 der Strukturen 20 sind parallel zueinander.
Die zweite Fläche 22 ist eine Fläche, die an der Zwischenstelle der ersten Fläche 21 der in der ersten Richtung X benachbarten Struktur 20 positioniert ist. Die zweite Fläche 22 steht orthogonal zur ersten Fläche 21. Der Schnittpunkt zwischen der ersten Fläche 21 und der zweiten Fläche 22 erstreckt sich in der zweiten Richtung Y und bildet eine Kammlinie der Struktur 20, jedoch kann auch abgerundet sein. Die zweite Fläche 22 ist ferner zur ersten Hauptfläche 11A geneigt. Der Winkel θ3 zwischen der zweiten Fläche 22 und der ersten Hauptfläche 11A ist ein spitzer Winkel. Der Neigungswinkel θ1 der ersten Fläche 21 zur ersten Hauptfläche 11A ist kleiner als der Neigungswinkel θ3 der zweiten Fläche 22 zur ersten Hauptfläche 11A (θ1 < θ3). Die jeweiligen zweiten Flächen 22 der Strukturen 20 sind parallel zueinander.
Der Orientierungsfilm AL11 ist an der ersten Fläche 21 und der zweiten Fläche 22 jeweils angeordnet. D.h.,der Orientierungsfilm AL11 liegt zwischen der ersten Fläche 21 und der Flüssigkristallschicht LC sowie zwischen der zweiten Fläche 22 und der Flüssigkristallschicht LC vor. Insbesondere ein auf der ersten Fläche 21 angeordneter Teil des Orientierungsfilms AL11 ist derart ausgebildet, dass dieser eine orientierungsregulierende Kraft in einer vorgegebenen Richtung in einer Fläche parallel zur ersten Fläche 21 aufweist.
Die Helixachse AX des cholesterischen Flüssigkristalls CL ist im Wesentlichen parallel zur Normale 21N der ersten Fläche 21. Die Helixachse AX und die Normale 21N sind zur ersten Hauptfläche 11A geneigt. Der Winkel zwischen der ersten Hauptfläche 11A und der Helixachse AX (oder der Winkel zwischen der ersten Hauptfläche 11A und der Normale 21N) θα ist ein spitzer Winkel, der hier dem Winkel θ3 entspricht.
In einem solchen Ausbildungsbeispiel 4 können die gleichen Effekte wie im obigen Ausbildungsbeispiel 1 erzielt werden.
<Ausbildungsbeispiel 5>
8 zeigt eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Das in 8 dargestellte Beispiel unterscheidet sich im Vergleich mit dem in 7 dargestellten Beispiel darin, dass der Orientierungsfilm AL11 nicht auf der zweiten Fläche 22 angeordnet ist. D.h., die Flüssigkristallschicht LC steht in Kontakt mit der zweiten Fläche 22.
Das Verfahren zur Herstellung des Orientierungsfilms AL11 entspricht dem oben erläuterten Ausbildungsbeispiel 2.
In einem solchen Ausbildungsbeispiel 5 können die gleichen Effekte wie im obigen Ausbildungsbeispiel 2 erzielt werden.
<Ausbildungsbeispiel 6>
9 zeigt eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Das in 9 dargestellte Beispiel unterscheidet sich von dem obigen Beispiel dadurch, dass die Oberfläche der Struktur 20 stufenförmig gebildet ist. Die mehreren Strukturen 20 sind in der ersten Richtung X in gleicher Teilung aufgereiht. Die in der ersten Richtung X benachbarten Strukturen 20 sind im dargestellten Beispiel voneinander beabstandet.
D. h., die Oberflächen der Strukturen 20 weisen mehrere obere Flächen einschließlich einer ersten oberen Fläche U1 und einer zweiten oberen Fläche U2 sowie mehrere Seitenflächen einschließlich Seitenflächen S1 bis S3 auf. Jede der oberen Flächen ist im Wesentlichen parallel zur X-Y-Ebene. Jede der Seitenflächen ist im Wesentlichen parallel zur Y-Z-Ebene.
Bezogen auf die erste Hauptfläche 11A beträgt die Höhe bis zur zweiten oberen Fläche U2 unterscheidet sich von der Höhe bis zur ersten oberen Fläche U1. Im dargestellten Beispiel ist die Position der ersten oberen Fläche U1 höher als die Position der zweiten oberen Fläche U2.
Die Seitenfläche S1 ist zwischen der ersten oberen Fläche U1 und der zweiten oberen Fläche U2 positioniert und verbindet ein Ende der ersten oberen Fläche U1 mit dem anderen Ende der zweiten oberen Fläche U2. Die Seitenfläche S2 ist auf einer Endseite der Struktur 20 entlang der ersten Richtung X positioniert, und die Seitenfläche S3 ist auf der anderen Endseite der Struktur 20 entlang der ersten Richtung X. In 9 ist die hintere Seite des Pfeils, der die erste Richtung X anzeigt (linke Seite der Zeichnung), als eine Endseite und die Spitzenseite des Pfeils, der die erste Richtung X anzeigt (rechte Seite der Zeichnung), als die andere Endseite bezeichnet.
Der Orientierungsfilm AL11 ist auf jeder oberen Fläche einschließlich der ersten oberen Fläche U1 und der zweiten oberen Fläche U2 jeweils angeordnet. D.h., der Orientierungsfilm AL11 liegt zwischen jeder oberen Fläche und der Flüssigkristallschicht LC vor. Demgegenüber ist der Orientierungsfilm AL11 nicht auf jeder Seitenfläche angeordnet. D.h., die Flüssigkristallschicht LC steht mit jeder Seitenfläche der Struktur 20 in Kontakt. Der Orientierungsfilm AL11 ist auch auf der ersten Hauptfläche 11A zwischen den benachbarten Strukturen 20 angeordnet.
Die Fläche 24, die ein Ende der ersten oberen Fläche U1 mit einem Ende der zweiten oberen Fläche U2 verbindet, ist in der Zeichnung durch Strichpunktlinien dargestellt. Die Helixachse AX des cholesterischen Flüssigkristalls CL ist im Wesentlichen parallel zur Normale 24N der Fläche 24. Die Helixachse AX und die Normale 24N sind zur ersten Hauptfläche 11A geneigt.
Auch in einem solchen Ausbildungsbeispiel 6 können die gleichen Effekte wie im obigen Ausbildungsbeispiel 1 erzielt werden.
<Ausbildungsbeispiel 7>
10 zeigt eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausbildungsbeispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Das in 10 dargestellte Beispiel unterscheidet sich im Vergleich zu dem in 9 dargestellten Beispiel darin, dass die in der ersten Richtung X benachbarten Strukturen 20 miteinander verbunden sind.
Auch in einem solchen Ausbildungsbeispiel 7 können die gleichen Effekte wie im obigen Ausbildungsbeispiel erzielt werden.
In jedem der in den 9 und 10 dargestellten Ausbildungsbeispiele ist die Anzahl der oberen Flächen der Strukturen.20 nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Die Breite entlang der ersten Richtung X jeder oberen Fläche und die Höhe entlang der dritten Richtung Z jeder Seitenfläche sollten konstant sein, werden jedoch den Umständen entsprechend festgelegt, damit die virtuelle Fläche 24 eine ebene Fläche ist.
Als nächstes werden einige Ausführungsbeispiele erläutert. In jedem Ausführungsbeispiel wird die Form der Struktur 20 nicht im Detail erläutert, jedoch jedes der oben genannten Ausbildungsbeispiele 1 bis 7 kann angewendet werden.
<Ausführungsbeispiel 1>
11 zeigt eine Schnittansicht, die Ausführungsbeispiel 1 der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Die Flüssigkristallanzeige 10 ist mit der transparenten Grundplatte 11, der Struktur 20, der Flüssigkristallschicht mit den cholesterischen Flüssigkristallen LC, der Schutzschicht 12, einer Schutzschicht 13 und einem Lichtempfangselement 30 versehen.
Die transparente Grundplatte 11 weist eine erste Hauptfläche 11A, eine der ersten Hauptfläche 11A abgewandte zweite Hauptfläche 11B und eine Seitenfläche 11C auf. Wie oben beschrieben, ist die Struktur 20 auf der ersten Hauptfläche 11A angeordnet. Die Flüssigkristallschicht LC ist in Kontakt mit der Struktur 20 angeordnet. Die Schutzschicht 12 bedeckt die Flüssigkristallschicht LC. Die Schutzschicht 13 ist auf der zweiten Hauptfläche 11B angeordnet. Der Brechungsindex der Schutzschicht 13 ist niedriger als der der transparenten Grundplatte 11. Die Schutzschicht 13 kann auch weggelassen werden. Das Lichtempfangselement 30 ist gegenüber der Seitenfläche 11C angeordnet.
Nun wird ein Fall betrachtet, dass Licht NP in einem unpolarisierten Zustand als einfallendes Licht aus der Normalrichtung der Flüssigkristallanzeige 10 einfällt. Das Licht NP durchdringt die Schutzschicht 13 und die transparente Grundplatte 11 und fällt auf die Flüssigkristallschicht LC ein. Die in der Flüssigkristallschicht LC gebildete reflektierende Fläche RS reflektiert das erste zirkular polarisierte Licht C1 mit einer bestimmten Wellenlänge λ des Lichts NP, und transmittiert das zweite zirkular polarisierte Licht C2 in entgegengesetzter Richtung zum ersten zirkular polarisierten Licht C1. Auch Licht des Lichts NP mit einer anderen Wellenlänge als der bestimmten Wellenlänge λ durchdringt die reflektierende Fläche RS.
Das erste zirkular polarisierte Licht C1, das an der reflektierenden Fläche RS reflektiert wird, fällt wieder auf die transparente Grundplatte 11 ein. Hierbei wird der Neigungswinkel der reflektierenden Fläche RS derart festgelegt, dass das reflektierte erste zirkular polarisierte Licht C1 an der Grenzfläche zwischen der transparenten Grundplatte 11 und der Schutzschicht 13 total reflektiert wird. Daher breitet sich das erste zirkular polarisierte Licht C1, das auf die transparente Grundplatte 11 einfällt, durch das Innere der transparenten Grundplatte 11 aus, während es reflektiert wird, und durchdringt die Seitenfläche 11C. Das Lichtempfangselement 30 empfängt das erste zirkular polarisierte Licht C1, das die Seitenfläche 11C durchdringt, und wandelt empfangene Lichtenergie in elektrische Energie um. Eine solche Flüssigkristallanzeige 10 kann als Stromgenerator benutzt werden.
<Ausführungsbeispiel 2>
12 zeigt eine Schnittansicht, die Ausführungsbeispiel 2 der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Die Flüssigkristallanzeige 10 ist mit der transparenten Grundplatte 11, der Struktur 20, der Flüssigkristallschicht LC mit cholesterischen Flüssigkristallen, einer transparenten Grundplatte 14, einer Schutzschicht 15 und dem Lichtempfangselement 30 versehen.
Die transparente Grundplatte 14 weist eine Hauptfläche 14A, eine der Hauptfläche 14A abgewandte Hauptfläche 14B und Seitenfläche 14C auf. Die Flüssigkristallschicht LC ist auf der Hauptfläche 14A angeordnet. Die Schutzschicht 15 ist auf der Hauptfläche 14B angeordnet. Der Brechungsindex der Schutzschicht 15 ist niedriger als der der transparenten Grundplatte 14. Die Schutzschicht 15 kann auch weggelassen werden. Das Lichtempfangselement 30 ist gegenüber der Seitenfläche 14C angeordnet.
Wenn hier Licht NP in unpolarisiertem Zustand als einfallendes Licht aus der Normalrichtung der Flüssigkristallanzeige 10 einfällt, durchdringt das Licht NP die Schutzschicht 15 und die transparente Grundplatte 14 und fällt auf die Flüssigkristallschicht LC ein. Die in der Flüssigkristallschicht LC gebildete reflektierende Fläche RS reflektiert das erste zirkular polarisierte Licht C1 mit einer bestimmten Wellenlänge λ des Lichts NP, und transmittiert das zweite zirkular polarisierte Licht C2 in entgegengesetzter Richtung zum ersten zirkular polarisierten Licht C1.
Das erste zirkular polarisierte Licht C1, das an der reflektierenden Fläche RS reflektiert wird, fällt wieder auf die transparente Grundplatte 14 ein. Hierbei wird der Neigungswinkel der reflektierenden Fläche RS derart festgelegt, dass das reflektierte erste zirkular polarisierte Licht C1 an der Grenzfläche zwischen der transparenten Grundplatte 14 und der Schutzschicht 15 total reflektiert wird. Daher breitet sich das erste zirkular polarisierte Licht C1, das auf die transparente Grundplatte 14 einfällt, durch das Innere der transparenten Grundplatte 14 aus, während es reflektiert wird, und durchdringt die Seitenfläche 14C. Das Lichtempfangselement 30 empfängt das erste zirkular polarisierte Licht C1, das die Seitenfläche 14C durchdringt, und wandelt empfangene Lichtenergie in elektrische Energie um. Eine solche Flüssigkristallanzeige 10 kann als Stromgenerator benutzt werden.
<Ausführungsbeispiel 3>
13 zeigt eine Schnittansicht, die Ausführungsbeispiel 3 der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Die Flüssigkristallanzeige 10 ist mit der transparenten Grundplatte 11, der Struktur 20, der Flüssigkristallschicht LC mit cholesterischen Flüssigkristallen, und der Schutzschicht 12 versehen.
Wenn hier Licht NP in unpolarisiertem Zustand als einfallendes Licht aus der Normalrichtung der Flüssigkristallanzeige 10 einfällt, durchdringt das Licht NP die Schutzschicht 12 und fällt auf die Flüssigkristallschicht LC ein. Die in der Flüssigkristallschicht LC gebildete reflektierende Fläche RS reflektiert das erste zirkular polarisierte Licht C1 mit einer bestimmten Wellenlänge λ des Lichts NP, und transmittiert das zweite zirkular polarisierte-Licht C2 in entgegengesetzter Richtung zum ersten zirkular polarisierten Licht C1. Ein solches Flüssigkristallanzeige 10 kann als reflektierendes optisches Element benutzt werden.
In jedem der oben erwähnten Beispiele wurde der Fall erläutert, dass die auf der Flüssigkristallschicht LC gebildete reflektierende Fläche RS im Wesentlichen eben ist, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dies beschränkt. Bspw. kann durch die Form und Anordnung der Struktur 20 auch eine gekrümmte reflektierende Fläche RS gebildet werden.
14 zeigt eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel der Flüssigkristallanzeige 10 zeigt. 15 zeigt eine perspektivische Ansicht, die die Struktur 20 der in 14 gezeigten Flüssigkristallanzeige 10 zeigt.
Die mehreren Strukturen 20 sind in der ersten Richtung X aufgereiht. Jede der Strukturen 20, die auf der rechten Seite der Zeichnung in Bezug auf die Mittellinie LN der transparenten Grundplatte 11 gebildet werden, ist in Bezug auf jede der Strukturen 20, die auf der linken Seite der Zeichnung in Bezug auf die Mittellinie LN gebildet werden, liniensymmetrisch. Wenn z.B. die mehreren Strukturen 20 in der rechten Hälfte in Betracht gezogen werden, ist die Länge der Strukturen 20 entlang der ersten Richtung X mit zunehmender Entfernung von der Mittellinie LN kleiner. Die Höhe H jeder der Strukturen 20 entlang der dritten Richtung Z ist jedoch im Wesentlichen konstant. Daher nimmt der Neigungswinkel θ1 der ersten Fläche 21 jeder Struktur 20 mit zunehmender Entfernung von der Mittellinie LN graduell zu.
Die Helixachsen der cholesterischen Flüssigkristalle, die in der Flüssigkristallschicht LC enthalten sind, sind in Abhängigkeit von der Form dieser Strukturen 20 in einer vorgegebenen Richtung orientiert. Hierdurch wird eine gekrümmte reflektierende Fläche RS gebildet, die durch Strichpunktlinie in 14 gezeigt ist. Da jede der Strukturen 20 in Form einer dreieckigen Säule gebildet ist, die sich in der zweiten Richtung Y erstreckt, wird die reflektierende Fläche RS in einer zylindrischen Form gebildet, die sich in der zweiten Richtung Y erstreckt.
Um auf diese Weise eine reflektierende Fläche RS in der Zielform zu bilden, muss die erste Fläche 21 jeder der Strukturen 20 nicht unbedingt in dieselbe Richtung gerichtet sein, sondern können Strukturen 20, die in mehrere Richtungen gerichtet sind, angeordnet werden.
Wie oben erläutert, können die vorliegenden Ausführungsformen eine Flüssigkristallanzeige bereitstellen, die vergrößert und in Massen produziert werden kann.
Obwohl einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert wurden, sind diese Ausführungsformen als Beispiele vorgelegt und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Diese neuen Ausführungsformen können in verschiedenen anderen Formen ausgeführt werden, und verschiedene Weglassungen, Ersetzungen und Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Diese Ausführungsformen und Variationen davon gehören zum Umfang und Sinn der Erfindung und sind im Umfang der Patentansprüche und ihrer Entsprechungen enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2021046120 [0001]

Claims

Flüssigkristallanzeige, versehen mit einer transparenten Grundplatte, die eine erste Hauptfläche aufweist, mehreren Strukturen, die auf der ersten Hauptfläche angeordnet und in einer Richtung aufgereiht sind, einem Orientierungsfilm, der auf jeder Oberfläche der Strukturen angeordnet ist, und einer Flüssigkristallschicht, die cholesterische Flüssigkristalle aufweist, und in Kontakt mit dem -Orientierungsfilm steht, wobei die Helixachse der cholesterischen Flüssigkristalle zu der ersten Hauptfläche geneigt ist, jede der Strukturen eine erste Fläche aufweist, die zu der ersten Hauptfläche geneigt ist, jede der ersten Flächen in den mehreren Strukturen parallel zueinander sind, und der Orientierungsfilm zwischen der ersten Fläche und der Flüssigkristallschicht vorliegt.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, wobei die Helixachse im Wesentlichen parallel zur Normale der ersten Fläche ist.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, wobei jede der Strukturen eine zweite Fläche aufweist, die die erste Fläche in einem spitzen Winkel schneidet, und wobei der Orientierungsfilm zwischen der zweiten Fläche und der Flüssigkristallschicht vorliegt.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3, wobei die zweite Fläche orthogonal zu der ersten Hauptfläche steht.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3, wobei die zweite Fläche zu der ersten Hauptfläche geneigt ist.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, wobei jede der Strukturen eine zweite Fläche aufweist, die die erste Fläche in einem spitzen Winkel schneidet, und wobei die Flüssigkristallschicht in Kontakt mit der zweiten Fläche steht.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 6, wobei die zweite Fläche orthogonal zu der ersten Hauptfläche steht.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 6, wobei die zweite Fläche zu der ersten Hauptfläche geneigt ist.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, wobei jede der Strukturen eine zweite Fläche aufweist, die orthogonal zu der ersten Fläche steht, und wobei der Orientierungsfilm zwischen der zweiten Fläche und der Flüssigkristallschicht vorliegt.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 9, wobei der Neigungswinkel der ersten Fläche zu der ersten Hauptfläche kleiner ist als der Neigungswinkel der zweiten Fläche zu der ersten Hauptfläche.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, wobei jede der Strukturen eine zweite Fläche aufweist, die orthogonal zu der ersten Fläche steht, wobei die Flüssigkristallschicht in Kontakt mit der zweiten Fläche steht.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 11, wobei der Neigungswinkel der ersten Fläche zu der ersten Hauptfläche kleiner ist als der Neigungswinkel der zweiten Fläche zu der ersten Hauptfläche.
Flüssigkristallanzeige, versehen mit einer transparenten Grundplatte, die eine erste Hauptfläche aufweist, mehreren Strukturen, die auf der ersten Hauptfläche angeordnet und in einer Richtung aufgereiht sind, einem Orientierungsfilm, der auf jeder Oberfläche der Strukturen angeordnet ist, und einer Flüssigkristallschicht, die cholesterische Flüssigkristalle aufweist, und in Kontakt mit dem Orientierungsfilm steht, wobei die Helixachse der cholesterischen Flüssigkristalle zu der ersten Hauptfläche geneigt ist, die Oberfläche der Struktur in einer Stufenform mit einer ersten oberen Fläche, einer zweiten oberen Fläche mit einer anderen Höhe als die erste obere Fläche und einer Seitenfläche zwischen der ersten oberen Fläche und der zweiten oberen Fläche gebildet ist, und der Orientierungsfilm zwischen der ersten oberen Fläche und der zweiten oberen Fläche sowie der Flüssigkristallschicht vorliegt.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 13, wobei die Seitenfläche ein Ende der ersten oberen Fläche mit dem anderen Ende der zweiten oberen Fläche verbindet, und die Helixachse im Wesentlichen parallel zur Normale der Fläche ist, die ein Ende der ersten oberen Fläche mit einem Ende der zweiten oberen Fläche verbindet.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 13, wobei die Flüssigkristallschicht in Kontakt mit der Seitenfläche steht.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, wobei die Struktur aus einem transparenten Harzmaterial besteht.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 16, wobei der Brechungsindex der Struktur dem Brechungsindex der transparenten Grundplatte und dem Brechungsindex der Flüssigkristallschicht entspricht.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 16, wobei die Höhe der Struktur 5 µm oder weniger beträgt.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 13, wobei der Brechungsindex der Struktur dem Brechungsindex der transparenten Grundplatte und dem Brechungsindex der Flüssigkristallschicht entspricht.
Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 13, wobei die Höhe der Struktur 5 µm oder weniger beträgt.