JP2001305551A - コレステリック液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレキシブル基板を用い、無電源メモリー性
を有するコレステリック液晶を用いた表示素子で、外部
からの衝撃によってコレステリック液晶がプレーナ配向
に遷移するのを防止でき、仮にプレーナ配向に遷移した
場合でも表示むらや色むらが残留しないようにする。 【解決手段】 フレキシブル基板１１上にストライプ状
の電極２１を、一方向に配列して形成し、フレキシブル
基板１２上にストライプ状の電極２２を、電極２１の配
列方向と直交する方向に配列して形成する。フレキシブ
ル基板１２上には、電極２１と電極２２が交差する部分
を画素として、画素と画素との間の領域に、リソグラフ
ィ法によって格子状の隔壁４０を形成して、フレキシブ
ル基板１１，１２間の間隙を画素ごとに分離する。その
分離された各画素の領域にコレステリック液晶３０を装
填して、フレキシブル基板１１を電極２１の間隙と隔壁
４０とが整合するようにフレキシブル基板１２に重ね合
わせ、シール剤５０の硬化によってフレキシブル基板１
１および１２を接着する。

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、フレキシブル基
板を用い、無電源で表示内容を保持できる無電源メモリ
ー性を有するコレステリック液晶を用いた表示素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】各種の電子機器、情報機器などの表示パ
ネルとして、コレステリック液晶表示素子が考えられて
いる。

【０００３】コレステリック液晶は、棒状分子からな
り、多層状をなす。その分子長軸は、一つの層内では一
方向に配向されるが、隣接する層間では配向方向がわず
かずつ捩じれ、全体として螺旋構造を形成する。螺旋ピ
ッチは、材料を適切に選択することによって、光学波長
オーダーにすることができ、その場合には、コレステリ
ック液晶は、特定波長付近の可視光を選択的に反射す
る。この現象は、コレステリック液晶の選択反射として
知られている。

【０００４】コレステリック液晶の配向状態としては、
プレーナ配向、フォーカルコニック配向およびホメオト
ロピック配向の、３種類がある。

【０００５】プレーナ配向は、螺旋軸が基板面にほぼ垂
直に配向した状態であり、上記の選択反射を生じる。フ
ォーカルコニック配向は、螺旋軸が基板面にほぼ平行に
配向した状態であり、選択反射を生じない。これらプレ
ーナ配向およびフォーカルコニック配向は、電界の印加
を制御することによって、相互にスイッチングすること
ができるとともに、いずれも安定な状態であって、無電
源で、その状態を保持することができる。したがって、
コレステリック液晶は、無電源メモリー表示が可能とな
る。

【０００６】ホメオトロピック配向は、螺旋構造がほど
けて液晶分子が基板面に垂直に配向した状態であり、フ
ォーカルコニック配向と同様、選択反射を生じない。

【０００７】このような無電源メモリー性を有するコレ
ステリック液晶の選択反射を利用したコレステリック液
晶表示素子は、外光の反射を利用して表示を行う反射型
表示素子の一種であるので、照明用の電力を必要とせ
ず、低消費電力であるだけでなく、選択反射の反射率が
他の反射型表示素子の反射率に比べて高いので、明るく
色鮮やかな表示が可能である。

【０００８】さらに、無電源で表示内容を保持できるの
で、単純マトリクス駆動が可能であり、薄膜トランジス
タなどを備える高価なアクティブマトリクス基板を用い
なくても、大容量の表示が可能である。しかも、単純マ
トリクス駆動が可能であるので、樹脂基板などのフレキ
シブル基板を用いることができ、これによって軽く、薄
く、割れにくい表示素子を実現することができ、ドキュ
メント・ビューアーや電子書籍などの電子ペーパーとし
ての利用を期待することができる。

【０００９】コレステリック液晶の選択反射を利用し、
フレキシブル基板を用いた従来のコレステリック液晶表
示素子は、図９に示すように、それぞれ電極２１，２２
を形成した一対のフレキシブル基板１１，１２間に、コ
レステリック液晶３０を挟持するとともに、コレステリ
ック液晶３０の厚み（セルギャップ）を規定するための
球状のスペーサ９１を分散配置し、フレキシブル基板１
１または１２の周辺部に塗布したシール剤５０によっ
て、フレキシブル基板１１および１２を接着し、観察面
側（外光入射側）と反対側のフレキシブル基板１２の裏
面に光吸収層６０を形成する。

【００１０】なお、フレキシブル基板１１，１２は、図
中では、単に基板１１，１２として示す。

【００１１】多色表示可能なコレステリック液晶表示素
子は、図１０に示すように、それぞれフレキシブル基板
１１，１２間に青、緑、赤の色光を選択反射するコレス
テリック液晶３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒを挟持したコレス
テリック液晶セル７０Ｂ，７０Ｇ，７０Ｒを積層し、観
察面から最も遠いセル、同図の例では赤色セル７０Ｒの
裏面に光吸収層６０を形成する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図９に示し
たような従来の、フレキシブル基板１１，１２を用いた
コレステリック液晶表示素子は、無電源メモリー状態に
おいて、図１１に示すように、素子に圧力を加えたり、
曲げ変形を与えると、コレステリック液晶３０の配向状
態が極めて容易にプレーナ配向に遷移してしまい、メモ
リーされていた表示内容が極めて容易に破壊されてしま
う。破壊された表示は、押圧や曲げ変形を取り除いても
復元されず、表示品位が著しく損なわれることになる。

【００１３】破壊された表示部分に電圧を印加して再
度、表示内容を書き込めば、表示内容を復元できるが、
その部分のコントラストは破壊前に比べて低下して、そ
の部分は表示むらの原因となり、図１０のような多色コ
レステリック液晶表示素子の場合には、色むらとなって
観察される。

【００１４】さらに、押圧や曲げ変形によって、電極２
１，２２が対向していない領域に流動した液晶部分は、
電圧を印加して表示内容を書き替えることができないた
め、表示内容が破壊されたままになる。

【００１５】素子に圧力を加えたり、曲げ変形を与えた
場合に限らず、素子を加熱または冷却した場合にも、以
上のような問題を生じる。

【００１６】このような無電源メモリー性を有するコレ
ステリック液晶表示素子における表示むら残留の問題に
ついては、これまで報告がなく、わずかに、メモリー破
壊に関して、下記の報告があるのみである。そのため、
メモリー破壊や表示むら残留の原因は、明らかにされて
いなかった。

【００１７】Ｋ．Ｈａｓｈｉｍｏｔｏらは「SID 98 DIG
EST p897-900」（文献１）において、格子状に印刷した
ホットメルト樹脂によって２枚のフレキシブル基板を接
着したコレステリック液晶表示素子を提案し、押圧およ
び曲げ変形に対して耐性が向上したと報告している。

【００１８】また、Ｙ．Ｊｉらは「SID 96 DIGEST p611
-613」（文献２）において、２枚のフレキシブル基板間
に紫外線硬化性モノマーとコレステリック液晶の混合物
を封入し、格子状にパターニングした紫外光照射によっ
て光相分離を誘起させて、液晶層中に格子状の隔壁を形
成したコレステリック液晶表示素子について報告してい
る。

【００１９】さらに、Ｙ．Ｋｉｍらは「SID 98 DIGEST
p397-400」（文献３）において、ストライプ状の電極を
形成した２枚のフレキシブル基板間に紫外線硬化性モノ
マーとコレステリック液晶の混合物を封入し、２枚のフ
レキシブル基板間に電圧を印加して、紫外線硬化性モノ
マーを画素間の領域に分離した後、紫外線照射によって
硬化させることによって、画素間の領域に隔壁を形成し
たコレステリック液晶表示素子について報告している。

【００２０】しかし、文献１に示された素子は、従来の
球状スペーサを用いた素子と比較すれば、メモリーの破
壊を生じにくいものの、いまだ十分な耐性は得られてい
ない。また、文献２および文献３には、上下のフレキシ
ブル基板を接着することによって機械耐性が向上すると
の記述があるが、これらの素子は、従来の球状スペーサ
を用いた素子と比較すれば、押圧や曲げ変形に対してメ
モリーが破壊されにくいものの、やはり、いまだ十分な
耐性は得られていない。

【００２１】一方、特開昭６２−２０３１２３号公報
（文献４）には、フレキシブル基板を用いた液晶表示素
子の液晶層の膜厚を一定に保持する目的で、高分子から
なるマトリクス状に連続する堰をリソグラフィ法によっ
て形成し、この堰によって互いに分離された複数のセル
内に液晶を互いに独立に封入することが示されている。

【００２２】しかし、この文献４には、コレステリック
液晶表示素子にも適用可能であるとの記述があるもの
の、コレステリック液晶の上述したメモリー破壊および
表示むら残留については問題の指摘すらない。

【００２３】要するに、従来のコレステリック液晶表示
素子では、フレキシブル基板を用いた場合における、押
圧や曲げ変形などの外部からの衝撃によるコレステリッ
ク液晶のプレーナ配向への遷移を防止し、あるいはプレ
ーナ配向への遷移による表示むらや色むらの残留を防止
することは困難である。

【００２４】そこで、この発明は、フレキシブル基板を
用い、無電源メモリー性を有するコレステリック液晶を
用いた表示素子において、外部からの衝撃によってコレ
ステリック液晶がプレーナ配向に遷移するのを防止する
ことができ、仮にプレーナ配向に遷移した場合でも表示
むらや色むらが残留しないようにしたものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明のコレステリッ
ク液晶表示素子は、それぞれ電極が形成された一対のフ
レキシブル基板が、それぞれの電極の交差部を画素とし
て対向配置され、両者間に無電源メモリー性を有するコ
レステリック液晶が挟持されたコレステリック液晶表示
素子において、特に、前記コレステリック液晶の層が、
リソグラフィ法によって少なくとも前記画素間の領域に
形成された隔壁によって、少なくとも前記画素ごとに分
離されているものである。

【００２６】

【作用】押圧や曲げ変形によるコレステリック液晶のプ
レーナ配向への遷移は、それによるセルギャップの変動
によってコレステリック液晶が流動し、流動配向によっ
てプレーナ配向することによって生じると考えられる。

【００２７】そして、無電源メモリー性を有するコレス
テリック液晶では、いったん発生したプレーナ配向がメ
モリーされるため、上述したように、押圧や曲げ変形の
除去後も、元の配向状態は復元されない。上述したよう
に、プレーナ配向に遷移した部分に電圧を印加して再
度、表示内容を書き込めば、表示内容を復元できるが、
マトリクス駆動の表示素子では、電極が対向せず、した
がって電圧を印加できない領域が必ず存在するため、そ
の領域に流動した液晶部分は、プレーナ配向のまま残留
して表示むらとなる。

【００２８】加熱または冷却の熱的衝撃を与えた場合に
は、２枚のフレキシブル基板間の温度差や、コレステリ
ック液晶とフレキシブル基板との熱膨張係数の相違によ
って熱応力が発生し、それによってセルギャップが変動
し、コレステリック液晶が流動して、プレーナ配向への
遷移を生じるものと考えられる。

【００２９】したがって、コレステリック液晶の流動、
またはその原因となるセルギャップの変動を防止できれ
ば、コレステリック液晶のプレーナ配向への遷移を防止
できると考えられる。

【００３０】しかしながら、従来の、上下のフレキシブ
ル基板を接着することによってセルギャップの変動を防
止する素子では、外部からの衝撃の印加前後における定
常的なセルギャップ変動の防止には効果があっても、衝
撃印加中のセルギャップ変動の防止には十分な効果が得
られない。

【００３１】その理由として、フレキシブル基板の曲げ
変形が挙げられる。フレキシブル基板を用いたコレステ
リック液晶表示素子では、押圧によってスペーサが全く
変形しなくても、図１１に示すように、押点を挟んだ左
右のスペーサを支点として、フレキシブル基板１１に曲
げ変形を生じるため、セルギャップが変動する。この場
合、コレステリック液晶３０は、押点の周辺に押しやら
れるように流動して、プレーナ配向に遷移する。このよ
うな変形は、フレキシブル基板に特有の現象であり、ガ
ラス基板などの剛性の高い基板では生じない。

【００３２】そこで、この発明は、セルギャップの変動
を抑えるというより、コレステリック液晶の流動を抑え
るという観点から、上述したように構成するものであ
る。

【００３３】この発明のコレステリック液晶表示素子で
は、隔壁によってコレステリック液晶層が、少なくとも
画素ごとに分離されているので、コレステリック液晶の
流動が確実に抑制され、セルギャップが多少変動して
も、プレーナ配向が発生しにくい。また、コレステリッ
ク液晶は非圧縮性液体であるので、コレステリック液晶
の流動が抑制されることによってセルギャップの変動自
体も抑制されるという相乗効果がある。この場合、隔壁
は上下のフレキシブル基板に接してコレステリック液晶
の流動を抑制するものであれば、必ずしも上下のフレキ
シブル基板に接着されている必要はない。この点は、上
下のフレキシブル基板を接着することによってセルギャ
ップの変動を防止する従来の表示素子と大きく異なると
ころである。

【００３４】隔壁は、押圧に耐えるだけでなく、押圧に
よってコレステリック液晶内に発生する静水圧にも耐え
るだけの強度を持たなくてはならない。しかし、従来の
光相分離法または電気相分離法で形成された隔壁は、内
部に液晶を含みやすく、そのため十分な強度が得られな
いものと考えられる。

【００３５】これに対して、この発明のコレステリック
液晶表示素子では、隔壁はリソグラフィ法によって形成
されたものであるので、隔壁が液晶を含むことがなく、
そのため隔壁は高い強度のものとなる。

【００３６】このように隔壁がリソグラフィ法によって
形成されることによって、メモリー破壊が効果的に防止
されるが、それでも、局所的に強い押圧を受けたときな
どにはメモリーが破壊されることが考えられる。

【００３７】しかし、この発明のコレステリック液晶表
示素子では、少なくとも画素間の領域には隔壁が設けら
れているので、コレステリック液晶が存在する領域は画
素上の領域に限定される。したがって、仮にメモリーが
破壊されたとしても、画素上のコレステリック液晶に電
圧を印加して再度、表示内容を書き込むことによって、
表示むらや色むらを残留させることなく、表示内容を復
元し、または新たな表示内容を書き込むことができる。

【００３８】以上のように、この発明のコレステリック
液晶表示素子では、外部からの衝撃によってコレステリ
ック液晶がプレーナ配向に遷移するのを防止することが
でき、仮にプレーナ配向に遷移した場合でも表示むらや
色むらが残留するのを防止することができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】〔単色表示素子の実施形態〕図１
は、この発明のコレステリック液晶表示素子の一例を示
す。

【００４０】この例では、観察面側のフレキシブル基板
１１の内面にストライプ状の電極２１を、一方向に配列
して形成し、非観察面側のフレキシブル基板１２の内面
にストライプ状の電極２２を、フレキシブル基板１１上
の電極２１の配列方向と直交する方向に配列して形成し
て、フレキシブル基板１１とフレキシブル基板１２を、
電極２１と電極２２が交差する部分を画素として対向配
置する。

【００４１】さらに、フレキシブル基板１１，１２間の
画素と画素との間の領域に、リソグラフィ法によって格
子状の隔壁４０を形成して、フレキシブル基板１１，１
２間の間隙を画素ごとに分離し、その分離された各画素
の領域に、コレステリック液晶３０を装填して、フレキ
シブル基板１１および１２を、一方の周辺部に塗布した
シール剤５０によって互いに接着し、非観察面側のフレ
キシブル基板１２の裏面に、光吸収層６０を形成する。

【００４２】フレキシブル基板１１，１２としては、透
光性の高分子材料、例えば、ポリエステル、ポリカーボ
ネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエ
ーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテ
ルイミド、ポリアリルエステル、ポリアクリロニトリ
ル、ポリビニルフロライド、ポリビニリデンフロライ
ド、ポリアセテート、ポリエチレンテレフタレートなど
からなる、厚さがおよそ０．３ｍｍ以下のフィルムやシ
ートを用いる。

【００４３】電極２１，２２としては、透光性を有する
導電材料、例えば、インジウム、錫、カドミウム、アン
チモン、亜鉛などの金属の酸化物または複合酸化物、
金、パラジウムなどの金属の薄膜、ポリピロール、ポリ
チオフェンなどの導電性高分子などを用い、これらを、
スパッタリング法、蒸着法、ゾルゲル法、電着法などに
よってフレキシブル基板１１，１２上に成膜し、フォト
・エッチング法などの加工方法によって所望形状に加工
する。

【００４４】電極２１，２２は、図１に示すように互い
に直交するストライプ状として、単純マトリクス構成と
することができ、この場合には、電極２１と電極２２の
交差部が１つの画素となるが、各画素を、ＭＩＭ（Meta
l Insulator Metal)，ＴＦＤ（Thin Film Diode)，ＴＦ
Ｔ（Thin Film Transistor）などの能動素子によって駆
動するように構成してもよい。

【００４５】コレステリック液晶３０は、青、緑または
赤の色光など、可視波長域中の波長域を選択反射波長域
とするものとする。可視波長域は、およそ４００〜７０
０ｎｍの波長域であり、青、緑、赤の波長域は、それぞ
れ、およそ４００〜５００ｎｍ，５００〜６００ｎｍ，
６００〜７００ｎｍの波長域である。

【００４６】コレステリック液晶３０の材料としては、
例えば、コレステリル・クロライドやコレステリル・ノ
ナノエートなどのコレステロール誘導体などの液晶性不
斉炭素化合物や、ベンジリデンアニリン、アゾベンゼ
ン、アゾキシベンゼン、シアノビフェニル、シアノター
フェニル、フェニルシクロヘキサン、フェニルベンゾエ
ート、シクロヘキシルシクロヘキサン、シクロヘキシル
カルボン酸エステル、フェニルピリミジン、フェニルジ
オキサン、シクロヘキシルシクロヘキサンエステル、シ
クロヘキシルエタン、シクロヘキセン、トランなどのメ
ソゲンと呼ばれる化学構造を含む公知のネマチック液晶
性化合物に、２−メチル−ｎ−ブチルシアノビフェニル
などのカイラル剤と呼ばれる不斉炭素化合物を添加した
組成物を用いることができる。これらの化合物は、低分
子化合物でも、高分子化合物でもよい。

【００４７】コレステリック液晶３０は、上記以外の成
分を含んでもよく、例えば、コレステリック液晶中に高
分子や無機化合物をゲル状、マトリクス状、微粒子状に
分散させた層とし、または逆に、高分子マトリクス中に
コレステリック液晶を液滴状に分散させた層や、マイク
ロカプセル内にコレステリック液晶を包含させた層とし
てもよい。

【００４８】コレステリック液晶３０が無電源メモリー
性を有するためには、セルギャップｄと螺旋ピッチｐと
の比ｄ／ｐが１以上であることが望ましい。

【００４９】隔壁４０は、リソグラフィ法によってフレ
キシブル基板１１または１２上に形成する。リソグラフ
ィ法とは、基板上に塗布した感光性高分子物質を、可視
光、紫外光、電子線、Ｘ線などの活性化学線によって部
分的に硬化または分解させて所望のパターンを形成する
方法、あるいは、このような方法で形成したパターンを
マスクとして、その下にあらかじめ形成した膜をエッチ
ングすることによって所望のパターンを形成する方法で
ある。

【００５０】感光性高分子物質の骨格物質としては、ポ
リアミド系、ポリエステル系、ポリイミド系、ポリシロ
キサン系、ポリスルホン系、ポリエーテルスルホン系、
ポリビニルアルコール系、ポリ塩化ビニル系、ポリブタ
ジエン系、ポリイソプレン系、ポリアクリロニトリル
系、ポリアクリルアミド系、ノボラック系、ポリアクリ
レート系、エポキシ系、シロキサン系、フッ素系、フェ
ノール系、ウレタン系、セルロース・エステル系など、
コレステリック液晶３０に不溶な高分子物質を用いる。

【００５１】感光性高分子物質としては、上記の高分子
物質を基本骨格として、可視光、紫外光、電子線、Ｘ線
などの活性化学線によって硬化または分解する物質を用
いる。このような物質としては、アクロイル基、アクリ
ルアミド基、グリシジル基などの光重合性単量体型、ジ
アゾ基、アジド基、シンナモイル基、カルコン基などの
架橋反応性官能基を側鎖に有する重合体型、芳香族ジア
ジド、芳香族ナイトレン、アントラキノンなどの感光性
化合物と反応性基含有高分子とからなる低分子感光反応
型、モリメチルビニルケトン、ポリビニルフェニルケト
ン、ポリスルホンなどの光崩壊型の物質などを用いるこ
とができる。

【００５２】上記の感光性高分子物質をマスクとして、
エッチングによって隔壁４０を形成する場合、エッチン
グされる膜としては、ポリイミド、ポリアクリレート、
ポリエステル、エポキシなどの高分子物質や、酸化珪
素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウ
ム、チタン酸ストロンチウム、珪酸亜鉛などの酸化物、
窒化珪素などの窒化物、硫化亜鉛などの硫化物などの絶
縁物を用いる。

【００５３】隔壁４０は、フレキシブル基板１１および
１２と接していれば、必ずしも接着されていなくても、
押圧や曲げ変形に対して高い耐性を示す。しかし、素子
の信頼性を高め、より高い流動防止効果を得るには、フ
レキシブル基板１１および１２と隔壁４０とが接着され
ていることが望ましい。そのために、隔壁４０に接着性
を付与し、または隔壁４０とフレキシブル基板１１，１
２との間に接着層を設けてもよい。

【００５４】隔壁４０は、図１に示すように、画素間の
部分に、この部分を覆うように形成し、または図２に示
すように、画素間の部分と画素の周縁部を含んで形成す
る。これによって、表示むらや色むらの残留を防止でき
るとともに、隔壁４０が存在しない場合に画素間の部分
から生じる、フォーカルコニック配向からの後方散乱光
を除去することができ、コントラストも向上する。ただ
し、隔壁４０が画素部分に重なると反射率が低下するの
で、画素部分と隔壁４０との重なりは、図２のように少
なくすることが望ましい。

【００５５】隔壁４０のピッチは、フレキシブル基板１
１，１２の曲がり易さにもよるが、フレキシブル基板１
１，１２の厚みのおよそ３倍以下であることが望まし
い。これより大きいと、画素内でコレステリック液晶３
０の流動を生じるおそれがある。そのため、画素ピッチ
を大きくする場合には、図３に示すように、画素内にも
隔壁４０を形成して、隔壁４０のピッチがフレキシブル
基板１１，１２の厚みのおよそ３倍以下となるようにす
る。

【００５６】シール剤５０としては、フレキシブル基板
１１，１２との接着性が高く、コレステリック液晶３０
に不純物を溶出しないものが好ましく、アクリル樹脂や
エポキシ樹脂を成分とする接着剤が望ましい。硬化方法
としては、紫外線硬化、熱硬化など、公知の方法を用い
ることができる。

【００５７】光吸収層６０は、表示素子の背景として必
要であり、少なくともコレステリック液晶３０の選択反
射波長域を吸収する色材を用いる。具体的に、染料や顔
料などの色素を含む塗料や、無機物質の蒸着膜などを用
いることができる。

【００５８】素子の表示特性やその均一性などを改善す
るために、電極２１，２２とコレステリック液晶３０と
の界面に配向膜を設けてもよい。配向膜としては、ポリ
イミドやポリビニルアルコールなどの高分子、アルキル
アンモニウム化合物やアルキルシラン化合物などの表面
改質剤、ＳｉＯなどの無機薄膜などを用いることができ
る。

【００５９】〔表示素子作製方法〕この発明のコレステ
リック液晶表示素子は、（１）フレキシブル基板１１，
１２上に、それぞれ電極２１，２２を形成する、（２）
フレキシブル基板１１または１２上に、リソグラフィ法
によって隔壁４０を形成する、（３）フレキシブル基板
１１または１２の周辺部にシール剤５０を塗布する、
（４）隔壁４０を形成したフレキシブル基板１１または
１２の各画素部分にコレステリック液晶３０を装填し
て、フレキシブル基板１１および１２を貼り合せる、と
いう工程を順次、行うことによって作製する。

【００６０】具体例を挙げると、まず、ストライプ状の
電極２１を形成したフレキシブル基板１１と、電極２１
と直交するようにストライプ状の電極２２を形成したフ
レキシブル基板１２とを準備する。

【００６１】次に、フレキシブル基板１２上に上記の感
光性高分子物質を塗布し、所望のパターンに露光現像し
て、図４に示すように、フレキシブル基板１２上に隔壁
４０を形成する。

【００６２】次に、フレキシブル基板１１の周辺部に全
周に渡ってシール剤５０を塗布し、図４に示すように、
フレキシブル基板１２の一端にコレステリック液晶３０
を滴下して、フレキシブル基板１１をフレキシブル基板
１２に重ね合わせ、コレステリック液晶３０を滴下した
方の端部から、ローラー８０によってフレキシブル基板
１１および１２をラミネートする。その後、紫外線の照
射や加熱などによってシール剤５０を硬化させ、フレキ
シブル基板１２の裏面に光吸収層６０を形成して、表示
素子を完成する。

【００６３】コレステリック液晶３０は、フレキシブル
基板１２の端部に滴下する代わりに、あらかじめフレキ
シブル基板１２上に印刷法などによって均一に塗布して
もよい。フレキシブル基板１１および１２の貼り合わせ
は、ローラー８０によるラミネートに限らず、フレキシ
ブル基板１２の中央にコレステリック液晶３０を滴下し
て、フレキシブル基板１１をフレキシブル基板１２に平
行に重ね合わせる方法によって行ってもよい。また、気
泡の混入を防止するために、フレキシブル基板１１およ
び１２を減圧下で重ね合わせてもよい。さらに、貼り合
わせ時にフレキシブル基板１２を加熱してコレステリッ
ク液晶３０の粘度を低下させると、貼り合わせが容易に
なる。

【００６４】一般に、液晶を基板上に滴下または塗布し
て２枚の基板を貼り合わせる方法では、液晶が未硬化の
シール剤と接するため、シール剤の未硬化物が液晶中に
溶出して、表示性能を劣化させる。特にコレステリック
液晶の場合には、微量の不純物に対しても螺旋ピッチが
敏感に変化するため、未硬化物の溶出は色むらとなって
現れる。

【００６５】しかし、この発明のコレステリック液晶表
示素子では、コレステリック液晶３０とシール剤５０が
隔壁４０によって分離されるので、上記の問題を生じる
ことがない。

【００６６】〔多色表示素子の実施形態〕図５は、多色
表示可能な、この発明のコレステリック液晶表示素子の
一例を示す。

【００６７】この例では、それぞれ上述したコレステリ
ック液晶セルであって、それぞれ上記の隔壁４０として
隔壁４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒを形成し、コレステリック
液晶３０として青、緑、赤の色光を選択反射するコレス
テリック液晶３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒを装填したコレス
テリック液晶セル７０Ｂ，７０Ｇ，７０Ｒを、観察面側
から、この順に積層し、観察面から最も遠い赤色セル７
０Ｒの裏面に、光吸収層６０として黒色の光吸収層を形
成する。

【００６８】ＴＮ(Twisted Nematic）方式やＳＴＮ(Sup
er Twisted Nematic）方式の液晶表示素子では、一般
に、不要な透過光や反射光を吸収してコントラストを向
上させる目的で、画素間にブラックマトリクスと呼ばれ
る黒色の遮光部材を配置する。コレステリック液晶表示
素子でも、単層であれば、同様の効果を得ることが可能
であり、この発明のコレステリック液晶表示素子でも、
隔壁４０を黒色に着色することによって、隔壁４０をブ
ラックマトリクスに兼ねさせることができる。

【００６９】しかし、図５に示すような積層構造の場合
には、各コレステリック液晶セル７０Ｂ，７０Ｇ，７０
Ｒの隔壁４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒを黒色に着色すると、
反射率が大きく低下する。すなわち、この場合、下層の
セルの選択反射波長域の外光は、上層のセルを透過し
て、下層のセルで選択反射され、再度、上層のセルを透
過して、観察者に観察される。そのため、上層のセルの
隔壁は、少なくとも下層のセルの選択反射波長域の光を
透過させるものである必要がある。この要求は、最も簡
単には、各コレステリック液晶セル７０Ｂ，７０Ｇ，７
０Ｒの隔壁４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒを、それぞれ可視波
長域の光を全て透過させるものとすることによって、満
たすことができる。

【００７０】しかし、隔壁４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒとし
て、紫外線リソグラフィ用の感光性樹脂を用いる場合に
は、それらの材料は、紫外線を吸収する必要があること
から、紫外線と波長が近接する４００〜５００ｎｍの短
波長可視光をも吸収して、黄色に着色される場合があ
る。ただし、このような感光性樹脂も、隔壁４０Ｂ，４
０Ｇ，４０Ｒとして利用できないものではなく、図５の
例のように青色セル７０Ｂを最も観察面側に配置するこ
とによって、黄色に着色されていることによる吸収の影
響を受けないようにすることができる。

【００７１】また逆に、隔壁４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒを
意図的に着色して、下層のセルからの不要な反射光を吸
収させることによって、コントラストを向上させること
も可能である。例えば、図５の例のように、観察面側か
ら順に青色セル７０Ｂ、緑色セル７０Ｇ、赤色セル７０
Ｒを積層する場合、青色セル７０Ｂの隔壁４０Ｂを黄色
に着色し、緑色セル７０Ｇの隔壁４０Ｇを赤色に着色
し、赤色セル７０Ｒの隔壁４０Ｒを黒色に着色すること
によって、コントラストを向上させることができる。

【００７２】〔実施例と比較例による検証〕この発明の
コレステリック液晶表示素子を実際に作製した。

【００７３】それぞれ１００μｍ厚のポリカーボネート
樹脂からなるフレキシブル基板１１，１２上に、それぞ
れストライプ状の電極２１，２２を１００μｍピッチで
形成し、次に、フレキシブル基板１２上に、アクリル樹
脂を主成分とするネガレジストを塗布し、マスクを介し
て紫外線露光し、現像することによって、電極２２の間
隙に合わせて格子状の隔壁４０を形成した。隔壁４０
は、ピッチを１００μｍ、幅を２０μｍ、高さを５μｍ
とした。

【００７４】次に、加熱したホットプレート上にフレキ
シブル基板１２を置き、その一端にコレステリック液晶
３０を滴下して、周辺部にシール剤５０を塗布したフレ
キシブル基板１１を重ね合わせ、電極２１の間隙と隔壁
４０とが整合するように、ローラーでラミネートした。
さらに、紫外線を照射してシール剤５０を硬化させて、
コレステリック液晶表示素子を完成した。

【００７５】コレステリック液晶３０としては、メルク
社製のネマチック液晶Ｅ４４を８０．６ｗｔ％、カイラ
ル剤Ｓ１０１１を３．９ｗｔ％、カイラル剤Ｓ８１１を
１５．５ｗｔ％、混合したものを用いた。

【００７６】この実施例の素子との比較のために、格子
状の隔壁ではなく、図６に比較例１として示すように、
スペーサ９２として２０μｍ×２０μｍ角のドットを、
１００μｍピッチで配置した素子、および図７に比較例
２として示すように、スペーサ９３として幅２０μｍの
ストライプを、１００μｍピッチで配置した素子を、そ
れぞれ作製した。ただし、フレキシブル基板１１，１２
の材料および厚み、コレステリック液晶３０の材料など
は、実施例と同じにした。

【００７７】作製した実施例および比較例１，２の素子
につき、それぞれ、電極２１，２２間に１ｋＨｚ，６０
Ｖの対称矩形波電圧を１００ｍ秒間印加して、コレステ
リック液晶３０をプレーナ配向にした後、電極２１，２
２間に１ｋＨｚ，３０Ｖの対称矩形波電圧を１００ｍ秒
間印加して、コレステリック液晶３０をフォーカルコニ
ック配向にリセットし、初期の反射率を測定した。

【００７８】次に、素子に直径１４ｍｍの円盤状のゴム
製ヘッドを有するフォースゲージを押し当てて、一定の
圧力を加えては反射率を測定するという作業を、圧力を
徐々に増加させながら繰り返して、圧力に対する反射率
の変化を測定した。

【００７９】結果を図８に示す。ドット状スペーサを配
置した比較例１の素子では、０．５ｋｇ／ｃｍ^２の圧力
でメモリーが破壊されて反射率が上昇した。ストライプ
状スペーサを配置した比較例２の素子では、これより耐
性が大きいものの、圧力の増加とともにメモリーが徐々
に破壊されて反射率が増加した。これに対して、実施例
の素子では、６．５ｋｇ／ｃｍ^２まで圧力を増加させて
も、反射率の変化は観測されなかった。

【００８０】また、実施例の素子をペン先で押すと、メ
モリーの破壊を生じたが、上記のリセット操作を再度行
ったところ、表示むらなくフォーカルコニック配向にリ
セットすることができた。

【００８１】

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、フ
レキシブル基板を用い、無電源メモリー性を有するコレ
ステリック液晶を用いた表示素子において、外部からの
衝撃によってコレステリック液晶がプレーナ配向に遷移
するのを防止することができ、仮にプレーナ配向に遷移
した場合でも表示むらや色むらが残留するのを防止する
ことができる。

【００８２】また、多色表示可能な積層構造のコレステ
リック液晶表示素子では、隔壁の吸収による反射率の低
下が少なく、コントラストの高いコレステリック液晶表
示素子を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のコレステリック液晶表示素子の一例
を示す図である。

【図２】隔壁と電極の位置関係の一例を示す図である。

【図３】隔壁と電極の位置関係の一例を示す図である。

【図４】この発明のコレステリック液晶表示素子の作製
方法の一例を示す図である。

【図５】この発明の多色コレステリック液晶表示素子の
一例を示す図である。

【図６】比較例１として作製したコレステリック液晶表
示素子を示す図である。

【図７】比較例２として作製したコレステリック液晶表
示素子を示す図である。

【図８】実施例と比較例の圧力に対する反射率の変化の
測定結果を示す図である。

【図９】従来のコレステリック液晶表示素子の一例を示
す図である。

【図１０】従来の多色コレステリック液晶表示素子の一
例を示す図である。

【図１１】従来のコレステリック液晶表示素子のメモリ
ー破壊を説明するための図である。

【符号の説明】

１１，１２…フレキシブル基板、２１，２２…電極、３
０，３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒ…コレステリック液晶、４
０，４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒ…隔壁、５０…シール剤、
６０…光吸収層、７０Ｂ，７０Ｇ，７０Ｒ…コレステリ
ック液晶セル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曳地 丈人 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 鈴木 貞一 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA02 FA02 FA03 FA09 FA10 FA29 GA03 HA01 HA03 HA08 MA17 MA20 2H089 HA32 LA09 LA11 LA16 MA07X NA14 NA15 NA22 NA24 NA42 NA44 NA45 NA48 NA58 PA05 QA03 QA12 QA14 TA09 TA13 2H090 JB03 LA02 LA03 LA04 5C094 AA03 AA10 AA22 BA46 BA49 CA19 CA24 EB01 EC04 GB10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ電極が形成された一対のフレキシ
   ブル基板が、それぞれの電極の交差部を画素として対向
   配置され、両者間に無電源メモリー性を有するコレステ
   リック液晶が挟持されたコレステリック液晶表示素子に
   おいて、 前記コレステリック液晶の層が、リソグラフィ法によっ
   て少なくとも前記画素間の領域に形成された隔壁によっ
   て、少なくとも前記画素ごとに分離されていることを特
   徴とするコレステリック液晶表示素子。
2. 【請求項２】請求項１のコレステリック液晶表示素子に
   おいて、 前記一対のフレキシブル基板は、その周辺部に塗布され
   たシール剤によって接着されているコレステリック液晶
   表示素子。
3. 【請求項３】それぞれが請求項１に記載のコレステリッ
   ク液晶表示素子である、互いに異なる色光を選択反射す
   る複数のコレステリック液晶セルが積層された多色コレ
   ステリック液晶表示素子。
4. 【請求項４】請求項３の多色コレステリック液晶表示素
   子において、 各コレステリック液晶セルの前記隔壁が、少なくとも当
   該コレステリック液晶セルより非観察面側のコレステリ
   ック液晶セルの選択反射波長域の光を透過させるもので
   ある多色コレステリック液晶表示素子。
5. 【請求項５】請求項３の多色コレステリック液晶表示素
   子において、 前記複数のコレステリック液晶セルは、少なくとも、そ
   れぞれ青、緑、赤の色光を選択反射するコレステリック
   液晶セルであるとともに、青の色光を選択反射するコレ
   ステリック液晶セルが最も観察面側に配置されたもので
   あり、各コレステリック液晶セルの前記隔壁が、黄色に
   着色されたものである多色コレステリック液晶表示素
   子。
6. 【請求項６】請求項３の多色コレステリック液晶表示素
   子において、 前記複数のコレステリック液晶セルは、それぞれ青、
   緑、赤の色光を選択反射するコレステリック液晶セル
   が、観察面側から、この順に積層されたものであるとと
   もに、青の色光を選択反射するコレステリック液晶セル
   の前記隔壁が黄色に、緑の色光を選択反射するコレステ
   リック液晶セルの前記隔壁が赤色に、赤の色光を選択反
   射するコレステリック液晶セルの前記隔壁が黒色に、そ
   れぞれ着色されたものである多色コレステリック液晶表
   示素子。