JP2000258623A - 反射型液晶ディスプレイ用カラーフィルタ - Google Patents

反射型液晶ディスプレイ用カラーフィルタ

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JP2000258623A
JP2000258623A JP11063116A JP6311699A JP2000258623A JP 2000258623 A JP2000258623 A JP 2000258623A JP 11063116 A JP11063116 A JP 11063116A JP 6311699 A JP6311699 A JP 6311699A JP 2000258623 A JP2000258623 A JP 2000258623A
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龍男 内田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コレステリック液晶もしくはカイラルネマチ
ック液晶を用いた反射型液晶ディスプレイ用カラーフィ
ルタにおいて、外光の反射光に散乱光成分を発生させて
視野角を増大させる。 【解決手段】 反射型液晶LCD用カラーフィルタ10
におけるセル18は、2枚の基材12、14と両者間の
コレステリック液晶層16から構成され、外光入射側の
基材12の内側面は未処理面とされ、又他方の基材14
の内側面は平行配向処理面とされ、コレステリック液晶
の螺旋の配向軸が未処理面12A側で乱されることによ
って、外光の反射光に散乱光成分が発生される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、反射型の液晶デ
ィスプレイ(以下LCD)用カラーフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、特開平10−282324号公
報に開示されるように、反射型液晶ディスプレイ用カラ
ーフィルタとして、コレステリック液晶、もしくはカイ
ラルネマチック液晶を利用したものが提案されている。
【0003】このカラーフィルタは、輝度、色純度にお
いて、従来の顔料や染料を用いたカラーフィルタと比較
して優れた性能を有している。特に、温度によりその選
択反射光の波長が変化し、更に紫外線照射によって液晶
状態を保持できる紫外線硬化型コレステリック液晶を用
いることにより、従来と比較して簡単に製造することが
できるという利点がある。
【0004】前記のようなコレステリック液晶、及び、
カイラルネマチック液晶は、液晶分子軸の長距離配向秩
序に加えて、ダイレクタが螺旋的に空間変化をしている
という特性がある。即ち、液晶分子軸と平行な平面内で
は、液晶はネマティック相と同様な配向秩序があるが、
隣接する平面へ移ると、この局所的な配向方向がわずか
に回転しているので、これが順次連続して螺旋構造とな
っている。
【0005】一方、自然光は、右旋円偏光と左旋円偏光
に分けることが可能であり、コレステリック液晶もしく
はカイラルネマチック液晶は、前記右旋及び左旋両成分
の光が、液晶の螺旋軸に平行に入射した場合、該液晶の
ねじれ方向と同じ回転方向の円偏光成分のみを反射し、
他方の円偏光成分は透過するという特性がある。
【0006】このとき、反射光の、入射光に対する位相
の変化が生じないので、反射光の入射前後における偏光
方向は不変であり、また、反射光の波長は、コレステリ
ック液晶もしくはカイラルネマチック液晶のねじれのピ
ッチと比例関係にある。このピッチは、液晶にねじれの
力を発生させるカイラル剤の添加量や、適当な外場(例
えば温度、電場、磁場等)により変化する。
【0007】なお、このピッチは異なる旋回能のカイラ
ル剤や反対巻のカイラル剤を添加して調整することが可
能である。例えば、右巻の螺旋構造の液晶に左巻のカイ
ラル剤を添加すると、同じ温度で液晶を硬化させても反
射波長が異なる。
【0008】従って、上記のようなパラメータを、可視
域で制御することにより、赤、緑、青の反射光を形成さ
せることができ、且つ、その反射率を従来のカラーフィ
ルタと比較して高く設定することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記のような
コレステリック液晶もしくはカイラルネマチック液晶
は、2枚の基板に挟み込まれた状態でセルを構成し、各
々のセルにおける基板の液晶側面はプレーナ配向が施さ
れている。従って、液晶の螺旋軸は、前記基板に対して
垂直となり、反射光は入射角度と反射角度が等しい正反
射の関係を示すために、このカラーフィルタを有する反
射型LCDを一定の方向から見たときのみ画像が認識さ
れ、又、同時にLCDの表面反射が発生し、更に、観察
方向からわずかでもずれると、表面反射は消えるが、画
像が見られなくなる、すなわち視野角度が非常に小さい
という問題点があった。
【0010】この発明は、上記従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、コレステリック液晶もしくはカイ
ラルネマチック液晶を用いつつ、散乱光成分を発生させ
て視野角度の拡大を図ることができるようにした反射型
LCD用カラーフィルタを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本第1発明は、請求項1
のように、基材上に光硬化性のコレステリック液晶又は
光硬化性のカイラルネマチック液晶の一方の層が形成さ
れてなり、該液晶層の外光入射側の面が垂直配向、又
は、未配向で露出され、且つ、前記基材側の面が平行配
向処理面とされたことを特徴とする反射型液晶ディスプ
レイ用カラーフィルタにより、上記目的を達成するもの
である。
【0012】前記反射型液晶ディスプレイ用カラーフィ
ルタにおいて、前記液晶層の外光入射側の面の上に、透
明保護層を形成してもよい。
【0013】本第2発明は、請求項3のように、2枚の
基材の間にコレステリック液晶又はカイラルネマチック
液晶の一方を挟み込んでセルを構成してなり、前記2枚
の基材のうち外光入射側の基材の内側面を未処理面とす
ると共に、他方の基材の内側面を平行配向処理面とした
ことを特徴とする反射型液晶ディスプレイ用カラーフィ
ルタにより上記目的を達成するものである。
【0014】又、本第3発明は、請求項4のように、2
枚の基材の間にコレステリック液晶又はカイラルネマチ
ック液晶の一方を挟み込んでセルを構成してなり、前記
2枚の基材のうち外光入射側の基材の内側面を垂直配向
処理面とすると共に、他方の基材の内側面を平行配向処
理面としたことを特徴とする反射型液晶ディスプレイ用
カラーフィルタにより、上記目的を達成するものであ
る。
【0015】この発明においては、コレステリック液晶
又はカイラルネマチック液晶の螺旋の配向軸を外光入射
側、即ち表示光側で意図的に乱すことによって、観察側
に散乱光成分を発生させて、視野角度の向上を図ること
ができるようにしている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の例を図
面を参照して詳細に説明する。
【0017】図1に示されるように、本発明の実施の形
態の第1例に係る反射型LCD用カラーフィルタ10
は、ガラス板からなる2枚の基材12、14と、これら
の間に挟み込まれたコレステリック液晶層16とからな
るセル18を有している。
【0018】なお、図1は、反射型液晶LCD用カラー
フィルタ10の1つの絵素を示している。
【0019】前記2枚の基材12、14のうち外光入射
側の基材12の内側面は、未処理面12Aとされると共
に、他方の基材14の内側面は、平行配向処理面14A
とされている。
【0020】ここで、前記未処理面12Aにおける「未
処理」は、ガラス製の基材12の表面をそのまま、例え
ば平滑面のままとし、配向処理を施さないという意味で
ある。
【0021】又、前記他方の基材14の平行配向処理面
14Aは、例えばポリイミドを基板14に塗布して焼成
後、布でラビング処理し平行配向処理して配向膜とされ
ている。
【0022】従って、前記未処理面12Aと平行配向処
理面14Aとの間に挟み込まれたコレステリック液晶層
16の液晶分子は、図1に示されるように、平行配向処
理面14A側では、その配向方向に分子長軸が配向さ
れ、他方の未処理面12A側においては、分子長軸が不
規則に配向され、これによって、基材12側の端部にお
けるコレステリック液晶の螺旋の配向軸が乱された状態
となっている。
【0023】従って、このようなセル18に外光が入射
すると、コレステリック液晶層16による反射光、即ち
未処理面12A位置での、外光による反射光は、前記の
ようにコレステリック液晶の螺旋の配向軸が乱されてい
ることから、散乱光成分を発生させ、観察者の視野角度
が向上される。
【0024】次に、図2を参照して、本発明の実施の形
態の第2例に係る反射型LCD用カラーフィルタ20に
ついて説明する。
【0025】この反射型LCD用カラーフィルタ20に
おけるセル22は、外光入射側の基材24と、他方の基
材26との間にコレステリック液晶層16を挟み込んで
なるものであり、基材24の内側面は、垂直配向処理面
24Aとされると共に、他方の基材26の内側面は、前
記実施の形態の第1例におけると同様に平行配向処理面
26Aとされている。
【0026】前記垂直配向処理面24Aは、コレステリ
ック液晶の分子長軸がこの面に対して垂直となるように
液晶を配向させるものであり、ポリイミド等の垂直配向
性の配向膜を塗布焼成して垂直配向としたものである。
【0027】この反射型LCD用カラーフィルタ20に
おいて、基材24、26間に挟み込まれたコレステリッ
ク液晶層16における液晶の分子長軸は、平行配向処理
面26A側ではその配向方向に沿って配列され、他方の
垂直配向処理面24Aでは分子長軸がこの面に対して垂
直となっている。
【0028】このため、コレステリック液晶の螺旋の配
向軸は、垂直配向処理面24A側の端部においては不規
則となっていて、入射した外光は不規則に反射されるこ
とになる。従って、観察側には散乱光成分が発生して視
野角度が向上する。
【0029】上記実施の形態の例における基材12、1
4、24、26はいずれもガラス板であるが、本発明は
これに限定されるものでなく、光透過性のフィルム等で
あってもよい。
【0030】更に、このような反射型液晶ディスプレイ
用カラーフィルタは紫外線により液晶層を硬化させた
後、外光入射側の基板を剥離し、必要ならば透明保護膜
を形成することにより、液晶セル中に配置することがで
きる。
【0031】なお、本発明のコレステリック液晶は、外
光入射側表面近くの外液晶が未配向若しくは垂直配向で
あり、該液晶の外光入射側と反対側表面近くの液晶が配
向している。よって、外光入射側の液晶が未配向、若し
くは垂直配向であることにより、外光反射光成分を発生
させて視野角を改善することができるものである。
【0032】又、上記反射型LCD用カラーフィルタ1
0、20における液晶は、コレステリック液晶である
が、これはカイラルネマチック液晶であってもよい。
【0033】
【実施例】以下本発明の実施例について詳細に説明す
る。
【0034】
【実施例1】この実施例は、前記図1に示される反射型
LCD用カラーフィルタ10と同様の構成であり、まず
その製造工程について説明する。
【0035】適切な洗浄処理を行い、清浄とした基材と
してのガラス基板上にポリイミドをスピンコートし、2
00℃で1時間焼成した。次に、この焼成したポリイミ
ドを布でラビング処理を行い、厚さ約600Åの配向膜
とした。
【0036】セルは、上記配向膜を設けたガラス基板
と、外光入射側基板とする未処理状態即ち平滑面の状態
のガラス基板と、これらの間に挟み込まれるコレステリ
ック液晶層により構成する。
【0037】コレステリック液晶は、紫外線硬化型であ
って、ホットプレート上でこのコレステリック液晶を等
方相まで加熱し、毛細管現象を利用して、前記配向処理
したガラス基板と未処理のガラス基板との間に注入し
た。
【0038】完全にセルが液晶で満たされた後、コレス
テリック液晶状態を発現させ、且つ所望の反射色が得ら
れる温度まで徐々に冷却し、所望の反射分光が得られる
ことを確認してから、マスクを通して紫外線を照射し、
赤、緑、青のパターンにコレステリック液晶を固化させ
た。
【0039】このようにして製造したセルの反射特性
を、大塚電子製分光計LCD5100を用いて、図3に
示されるように、セル1に対して、外光2の入射角α=
25℃で固定し、且つ、受光器3の受光角度(反射角
β)を35°、40°、45°と変化させ、反射光を測
定したところ、緑の反射波長のそれぞれの反射強度は、
図4に示されるようになった。
【0040】
【実施例2】適切な洗浄処理を行い、清浄とした外光入
射側の基材としてのガラス基板上に、日産化学製配向膜
SE−1211がスピンコートされ、200℃で1時間
焼成され、厚さ約600Åの配向膜が形成された基板と
した他は、実施例1と同様に反射型液晶ディスプレイ用
カラーフィルタを構成した。
【0041】このようにして構成したセルの反射特性
を、大塚電子製分光計LCD5100を用いて、図3に
示されるように、セル1に対して、外光2の入射角α=
25℃で固定し、且つ、受光器3の受光角度(反射β)
を35°、40°、45°と変化させ、反射を測定した
ところ、緑の反射波長の反射強度は、図5に示されるよ
うになった。
【0042】
【比較例】これに対して、セルを構成する2枚の基板を
共にラビングして平行配向処理して構成した比較例を前
記と同様に、入射光角度を25°で固定して反射角度を
35°、40°、45°と変化させて、測定された緑の
反射光強度は、図6に示されるようになった。なお、図
4〜6において、反射光強度は、標準白色板(硫酸マグ
ネシウム)での反射光強度を100とした場合の数値で
ある。
【0043】これらの図から、本発明の実施例において
は、外光の入射角が一定であるにも関わらず、複数の角
度で一定強度の反射光を得ることができたことが分か
る。
【0044】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、コ
レステリック液晶もしくはカイラルネマチック液晶を用
いたカラーフィルタにおいて、散乱板等を用いることな
く、外光反射光に散乱光成分を発生させて、視野角を改
善することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る反射型液晶ディスプレイ用カラー
フィルタの実施の形態の第1例を示す拡大略示断面図
【図2】同実施の形態の第2例を示す拡大略示断面図
【図3】本発明の実施例の反射光測定構造を示す略示断
面図
【図4】同実施例1における緑色の反射光強度を示す線
【図5】同実施例2における緑色の反射光強度を示す線
【図6】比較例における緑色の反射光強度を示す線図
【符号の説明】
10、20…反射型液晶ディスプレイ(LCD)用カラ
ーフィルタ 12、14、24、26…基材 12A…未処理面 14A、26A…平行配向処理面 16…コレステリック液晶層 18、22…セル 24A…垂直配向処理面
【手続補正書】
【提出日】平成11年3月12日(1999.3.1
2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/1337 G02F 1/1337 Fターム(参考) 2H048 AA06 AA09 AA25 AA29 BA43 BA47 BB02 BB42 FA04 FA07 FA09 FA15 2H090 HB08Y JB02 KA17 KA18 MA01 MA02 MB01 2H091 FA02Y FA14Y GA01 HA07 HA18 LA19

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基材上に光硬化性のコレステリック液晶又
    は光硬化性のカイラルネマチック液晶の一方の層が形成
    されてなり、該液晶層の外光入射側の面が垂直配向、又
    は、未配向で露出され、且つ、前記基材側の面が平行配
    向処理面とされたことを特徴とする反射型液晶ディスプ
    レイ用カラーフィルタ。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記液晶層の外光入射
    側の面の上に、透明保護層を形成したことを特徴とする
    反射型液晶ディスプレイ用カラーフィルタ。
  3. 【請求項3】2枚の基材の間にコレステリック液晶又は
    カイラルネマチック液晶の一方を挟み込んでセルを構成
    してなり、前記2枚の基材のうち、外光入射側の基材の
    内側面を未処理面とすると共に、他方の基材の内側面を
    平行配向処理面としたことを特徴とする反射型液晶ディ
    スプレイ用カラーフィルタ。
  4. 【請求項4】2枚の基材の間にコレステリック液晶又は
    カイラルネマチック液晶の一方を挟み込んでセルを構成
    してなり、前記2枚の基材のうち外光入射側の基材の内
    側面を垂直配向処理面とすると共に、他方の基材の内側
    面を平行配向処理面としたことを特徴とする反射型液晶
    ディスプレイ用カラーフィルタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI514028B (zh) * 2010-11-10 2015-12-21 Lg Chemical Ltd 液晶薄膜

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TWI514028B (zh) * 2010-11-10 2015-12-21 Lg Chemical Ltd 液晶薄膜

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