【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高分子分散液晶を用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年デスプレイや調光ガラス、腕時計としての用途に高分子分散液晶が利用されている。この高分子分散液晶は０．５〜数μｍの液晶微粒子が高分子材料中に分散されているものであり、電界の有無により光透過の状態（透明）と光散乱の状態（白濁）の間を変化する。このような液晶としては、ＰＮＬＣＤ、ＰＤＬＣＤ、ＮＣＡＰ、ＰＳＣＴ等が知られている。
【０００３】
高分子分散液晶は光散乱を利用するものであるので、従来の多く使用されているＴＮ型液晶やＳＴＮ型液晶と比べると偏光板を用いる必要がなく、透過率が高く光の利用効率が良いという特徴を持っている。また、高分子分散液晶を用いて液晶表示装置を製造するに当たっては、ラビングによる分子配向処理を行う必要もないため製造プロセスを短縮できるという特徴も持っている。
【０００４】
また、近年カラー表示を図ったものも現れてきている。この高分子分散液晶を用いてカラー化を図った従来の液晶表示装置は、概ね、図４、５に示すような構造をとっている。図４は従来の高分子分散液晶を用いた液晶表示装置の平面図、図５は図４におけるＥ−Ｅ断面図を示したものである。尚、図４において、透明電極及びそれと接続形成される引き回し電極のパターンは省略してある。
【０００５】
図４、図５より、従来の高分子分散液晶を用いた液晶表示装置２０は、下透明基板２の上面に下透明電極３を設けた下基板１と上透明基板１２の下面に上透明電極１３を設けた上基板１１とをスペーサ１５を挟んで一定のギャップ（隙間）を持たせて対向して配置し、封止材１８を介して上下基板１１、１を接着固定し、そして、上下基板１１、１の内部に高分子分散液晶１７を注入し、封口材１９を介して封入した構造を取っている。また、下基板１を構成する下透明基板２は一方端に延びた額縁２ａを持っており、その額縁２ａの一部分に、上記下基板１の下透明電極３に接続する引き回し電極パターン（図４中、省略）が封止材１８の外側にまで延設（図５中、３ａの部分）されて集合し、同様に、上基板１１の上透明電極１３に接続する各々の引き回し電極（図４中、省略）も封止材１８の外側にまで延設（図５中、１３ａの部分）されると共に導電性接着剤１４を介して額縁２ａに集合している。そして、額縁２ａに設けた駆動ＩＣ７やＦＰＣケーブル８に接続している。更にまた、下基板１の下面側に着色フィルター５と反射板６とを積層した着色カラー反射層４を一定の隙間を設けて配設した構造を取っている。尚、上記構造は下透明基板２に額縁２ａを形成しているが、上透明基板１２の方に額縁を形成することもおこなわれている。
【０００６】
上記構造の各構成部品は次のようなものから形成している。上透明基板１２と下透明基板２は透明なガラスが使用される。ガラスとしてはソーダガラスや石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス等のものが利用され、多くは０．３〜１．１ｍｍの厚みのものが選択される。上透明基板１２及び下透明基板２に形成される上透明電極１３（セグメント電極とも云う）と下透明電極３（コモン電極とも云う）、並びに図示はしていない各引き回し電極パターンは錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜で形成している。このＩＴＯ膜は真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等でＩＴＯ膜を形成し、その後、このＩＴＯ膜をエッチング法で所望の形状に仕上げられる。スペーサ１５は上下基板１１、１を一定の間隔に保つために設けるもので、絶縁性と透明性が求められることからガラスボールやプラスチックボール等が使用される。また、このボールの粒径は設計する上下基板１１、１のギャップ量（隙間量）に合わせて選定されるが、概ね４〜１０μｍのものが選択される。封止材１８は熱硬化性のエポキシ樹脂や光硬化性のアクリル樹脂等を使い、一部分に開口部１８ａを設けてスクリーン印刷等で形成する。この開口部１８ａは高分子分散液晶１７を注入するために設けるもので、注入後は封口材１９で封口される。高分子分散液晶１７は高分子材料（モノマー）と液晶材料（例えば、ネマティック液晶など）の混合材料で、紫外線照射によってモノマーが重合してポリマーネツトワークを形成するＰＮＬＣＤと呼ばれる液晶などがよく利用される。注入は真空注入方法をとる。封口材１９は熱硬化型樹脂接着剤や紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂接着剤などいずれも使うことができるが、多くは熱膨張変形を避けるために紫外線硬化型接着剤が使われている。ディスペンサーなどでシール材１８の開口部１８ａに滴下して塗布する。
【０００７】
着色カラー反射層４は着色フィルター５と反射板６とで構成される。この着色不ルター５は顔料などが入ったカラー塗料膜、着色カラーフィルムなどが利用される。また、反射板６は透過した光を反射させるために設けるもので、アルミ板やステンレス板、銀メッキや銀蒸着を施した金属板等が多く用いられ、鏡面状態にして使用することが多い。しかし特にこれらの材料に限定されるものではなく、反射率の高いフィルム、金属膜、塗料膜なども利用できる。着色カラー反射層４は反射板６に着色カラー塗装を施して形成する場合が多い。駆動ＩＣ７は上下の透明電極１３、３に電圧を印加して表示の駆動を行わせる回路を組み込んだ集積回路である。この駆動ＩＣ７は引き回し電極パターンに異方性導電接着剤などを介して接着固定される。ＦＰＣケーブル８は外部から電圧を印可するために設けるもので、異方性導電接着剤を介して引き回し電極パターンに接着固定される。
【０００８】
高分子分散液晶であるＰＮＬＣＤ（ポリマーネットワーク液晶）の表示は、電圧無印加時の液晶とポリマーネットワーク（ＰＮ）の屈折率差による散乱状態と、電圧印加時に液晶とＰＮの屈折率差がなくなることによる透明状態により行う。原理的に電圧無印加時の散乱度合いはギャップの大きさに比例する。表示色調として見るなら、散乱状態の場合はギャップ量が非常に小さいため透過・反射光も現れて、白濁色に着色フィルターの色も僅かに混ざり合った色調が現れてくる。透明状態の場合は下基板１の下面に設けた着色フィルター５の色調が現れる。ギャップにバラツキあると散乱度合いが不均一になり着色フィルター５の色が僅かに混ざり合った白濁色にムラが現れてきて品質の良い表示ができない。従って、品質の良い表示を行う上で散乱度合いの均一性が必要不可欠となり、ギャップの均一性が強く求められる。
【０００９】
均一なギャップを得るために、従来は図６に示すような封口方法を取っている。図６は液晶表示装置２０ａの加圧装置を模式化した模式図である。加圧装置１００は、大きくは、フレーム１０１と平坦な載品台１０２と袋状になったシリコンラバー１０３から構成されていて、載品台１０２の上に高分子分散液晶が注入された状態の液晶表示装置２０ａを載置し、袋状になったシリコンラバー１０３の内部にガスを注入することによってシリコンラバー１０３が膨れて液晶表示装置２０ａを加圧する仕組みになっている。
【００１０】
真空注入機で上下基板１１、１の内部に開口部１８ａから高分子分散液晶１７を注入すると、上下基板１１、１が変形してギャップが大きくなって不均一な状態になる。この状態の液晶表示装置２０ａを図７に示す加圧装置１００で加圧してギャップを均一にする。加圧すると内部の余分な高分子分散液晶１７が開口部１８ａから溢れ出してくる。この溢れ出した高分子分散液晶１７を拭き取り、封口材１９を開口部１８ａに塗布し、少し減圧して封口材１９を開口部１８ａの奥に向かって少し引き込ませる。
【００１１】
上記の加工を施した後、液晶表示装置２０ａを取り外し、紫外線照射を行って封口材１９の硬化処理や高分子分散液晶１７の高分子材料（モノマー）をポリマーネットワーク化する処理を行っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の着色フィルター５を着色塗料膜で形成した場合には、塗料膜への異物の混入などが避けられない。また、均一な塗料膜がなかなか得られ難いところもあり、膜厚のバラツキが発生する。塗膜に異物の混入があるとそれが目に見えてきて外観品質を悪くする。また、膜厚にバラツキあると色調に濃淡などが現れて色調ムラが発生して外観品質を悪くする。
【００１３】
更にまた、表示部分の色調、即ち液晶が透明になって着色フィルターの色調が現れる部分の色調と背景部分の色調、即ち液晶が白濁化していて白濁色に着色フィルターの色が僅かに混ざり合った色調とのコントラストを高めて表示を鮮明にするために、下基板１と着色フィルター５との間に一定の隙間を設けている。この隙間が非常に小さいと、或いは隙間がないと表示部分の色調と背景部分の色調とのコントラストが悪くなり表示が鮮明に現れない。また、隙間が大きいと隙間部分が見えてきて外観品質を低下させる。従って、コントラストが良い状態で、且つ、外観的に問題のない最適な隙間を設定しなければならない。この最適な隙間を設定するのにかなりの手間を要するものとなっている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑みて成されたもので、その目的は着色フィルターを使わずにカラーの高分子分散液晶の液晶表示装置を得ることにある。その解決手段として、下透明基板の上面に下透明電極を設けた下基板と、上透明基板の下面に上透明電極を設けた上基板とを、スペーサを介して一定の間隔に対向して配置し、前記上下基板を一部分に開口部を設けた封止材で接合し、該封止材の開口部から高分子分散液晶を注入して封口材で開口部を封口してなる液晶表示装置において、前記上下基板の間に前記スペーサより小さい着色微粒子を均一に分散して設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
又、上記着色微粒子は脱色防止被膜を有する着色プラスチックボールであることを特徴とするものである。
【００１６】
また、上記着色微粒子の分散量は１００〜３００個／ｍｍ２ であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記着色微粒子の粒径は均一であることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明するにあたり、以下、図１、図２、図３をもって本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る液晶表示装置の平面図、図２は図におけるＥ−Ｅ端面図、図３は図２における要部拡大図を示している。尚、従来例と同一構成部品は同一符号を付すと共にその詳細説明は省略する。
【００１９】
図１、図２、図３より、本発明の実施形態に係る液晶表示装置５０の構造は、下透明基板２の上面に下透明電極３を設けた下基板１と、上透明基板１２の下面に上透明電極１３を設けた上基板１１とをスペーサ１５と着色微粒子５４を挟んで一定のギャップ（本実施の形態では６μｍのギャップ量）を持たせて対向して配置し、封止材１８でもって上下基板１１、１の外周縁を周回して接合している。そして、封止材１８の一部分に設けた開口部１８ａから上下基板１１、１の内部に高分子分散液晶１７を注入し、封口材１９でもって高分子分散液晶１７を封入した構造を取っている。また、下基板１を構成する下透明基板２は一方端に延びた額縁２ａを持っており、その額縁２ａの一部分に、上記下基板１の下透明電極３に接続する引き回し電極パターン（図１中、省略）が封止材１８の外側にまで延設（図２中、３ａの部分）して集合し、同様に、上基板１１の上透明電極１３に接続する各々の引き回し電極（図１中、省略）も封止材１８の外側にまで延設（図２中、１３ａの部分）すると共に導電性接着剤１４を介して額縁２ａに集合している。そして、額縁２ａに設けた駆動ＩＣ７やＦＰＣケーブル８に接続している。更にまた、下基板１の下面には反射板５６を設けている。
【００２０】
本発明の液晶表示装置５０を従来の液晶表示装置２０と比較すると、本発明の液晶表示装置５０では上下基板１１、１の間に着色微粒子５４が設けられており、下基板１の下面には反射板５６が設けられている所のみが構成的に異なっている。従来は下基板１の下面に配設した着色フィルターでカラー化を図っていたが、本発明では上下基板１１、１の間に設けた着色微粒子５４でカラー化を図ったものである。
【００２１】
上記構成の中で使われる着色微粒子５４は脱色防止被膜を設けた着色プラスチックの微粒子などが好適に使用できる。また、脱色防止被膜を設けた着色シリカ微粒子なども使用できる。脱色防止剤としてはイソシアネート系カップリング剤などが知られているので、これらの脱色防止剤を表面にコーティングして使用する。プラスチック微粒子は染料などの着色剤を微粒子全体にわたって浸透させることができるので着色剤が剥がれたりすることはない。染料などで着色した微粒子は、液晶材料や紫外線などの影響を受けて、長い期間の中で脱色などの劣化を起こす。脱色防止被膜を設けることによって長期的に安定した品質を保つことができる。また、着色微粒子５４はこれに限らずメッキ金属の着色被膜を設けた微粒子のものでも使用できる。また、粒径を揃えた顔料でも良い。
【００２２】
この着色微粒子５４はスペーサ１５より小さいものでなければならないが、例えば、粒径６μｍのスペーサを使用した場合は３μｍ±２μｍ粒径の範囲の中で選択し、均一な粒径のものを使用するのが好ましい。これは、反射角をなるべく同じにさせるためで、均一な粒径のものを使うと均一な色調が現れてくる。逆に、粒径のバラツキが大きいものを使うと色調にムラが現れてくる。
【００２３】
また、この着色微粒子５４の分散量は１００〜３００個／ｍｍ２ の範囲に設定する。これより少ないとカラー着色の着色度合いが小さく、これより多いと白濁部分の白さが出ない。電圧が印可されない部分、即ち背景部分の所の液晶は白濁色を示すが、表示色としては白濁色に着色微粒子のカラー色が僅か混ざり合った色調が現れてくる。１００〜３００個／ｍｍ２ の範囲の中で設定し、均一に分散すると表示部分と背景部分とのコントラストが高くなって鮮明でムラのないカラー表示が得られる。
【００２４】
下基板１の下面に設ける反射板５６は透過した光を反射させるために設けるもので、アルミ板やステンレス板、銀メッキや銀蒸着を施した金属板などが多く用いられる。しかし特にこれらの材料に限定されるものではなく、反射率の高いフィルム、金属膜、塗料膜なども利用できる。そして、鏡面状態にして使用することが多い。尚、この反射板５６は、本実施の形態では、下基板１と一体的に設けているが、液晶表示装置５０の上面側から隙間が見えない程度に僅かな隙間を設けて配設しても良い。
【００２５】
本発明の液晶表示装置５０は次のようにして作る。最初に、透明電極が形成された上下基板１１、１の何れか一方の基板にスペーサ１５と着色微粒子５４を散布する。散布機を使ってスペーサ１５及び着色微粒子５４を均一に分散させる。散布方式は湿式散布方式、乾式散布方式どちらでも適用できる。また、スペーサ１５と着色微粒子５４を混ぜ合わせて一度に散布しても良いし、別々に散布しても良い。スペーサ１５と着色微粒子５４を混ぜ合わせて散布する場合は、スペーサ１５の散布量は使用する液晶によって異なるが、例えば、ＴＮ型液晶を使用した場合などは、スペーサ１５が５０〜１００個／ｍｍ２ の範囲、着色微粒子５４が１００〜３００個／ｍｍ２ の範囲で所望するカラー色調などを考慮して適宜選択して混ぜ合わせると良い。次に、他方の基板に封止材１８をスクリーン印刷方法などで印刷形成する。この封止材１８を形成する時には一部分に開口部１８ａを設けておく。次に、スペーサ１５と着色微粒子５４を散布した基板側を下にして、封止材１８を形成した基板側を上にして対向させて位置を合わせ、加熱の下で加圧して上下基板１１、１を貼合わせて封止材１８を硬化させて接合する。加熱温度は１５０°Ｃ〜１８０°Ｃ、加圧力は２００〜１．０ｋｇ／ｃｍ２ の下で約３０分〜６０分間加圧を行う。以降は、従来技術で述べた方法と同じ方法で、高分子分散液晶１７の注入、加圧の下での封口材１９の塗布、紫外線照射の下での封口材１９の硬化、高分子材料のポリマーネットワークの形成を行う。また、最後に反射板５６の貼合わせ、駆動ＩＣ７やＦＰＣケーブル８などの取付けを行って本発明の液晶表示装置５０を得る。
【００２６】
本発明の液晶表示装置は上下基板の間にカラーの着色微粒子を均一に分散して設けている。そして、この着色微粒子は均一な粒径のものを１００〜３００個／ｍｍ２ の範囲で使用している。この要因によって表示部分と背景部分のコントラストを高めて鮮明なカラー表示が得られると共にムラのないカラー色調が得られる。また、着色微粒子と反射板との間に透明な下透明基板なるガラスが介在する。これによっても、現れる色調に鮮明さを増す作用をなす。また、この着色微粒子は脱色防止被膜を有しているので長期間に渡って色調劣化が起きない。また、この着色微粒子は網目のように張り巡らされたポリマーネットワークの中に存在するので、着色微粒子が移動することがなく、長期に渡って初期品質を維持することができる。
【００２７】
従来の反射板にカラー塗料膜を設けた構成のものはゴミなどによる外観品質への影響、塗料膜厚のバラツキによる色調のムラの発生、カラー塗料膜を反射板に設けていることによる現れるカラー色調のコントラストの低さ、下基板とカラー塗料膜とに一定の隙間を設けなければならないことによる掛かる手間の問題などは、本発明の構成によって全て解消する。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の液晶表示装置においては、表示部分と背景部分とのコントラストの高い鮮明なカラー色調が得られる。また、長期間に渡ってカラー色調に劣化が起きず、変化のない表示品質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。
【図２】図１におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図３】図２における要部拡大図である。
【図４】従来の高分子分散液晶を用いた液晶表示装置の平面図である。
【図５】図４におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図６】液晶表示装置の加圧装置を模式化した模式図である。
【符号の説明】
１ 下基板
２ 下透明基板
３ 下透明電極
４ 着色カラー反射層
５ 着色フィルター
６、５６ 反射板
７ 駆動ＩＣ
８ ＦＰＣケーブル
１１ 上基板
１２ 上透明基板
１３ 上透明電極
１４ 導電性接着剤
１５ スペーサ
１７ 高分子分散液晶
１８ 封止材
１８ａ 開口部
１９ 封口材
２０、５０ 液晶表示装置
５４ 着色微粒子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device using a polymer dispersed liquid crystal.
[0002]
[Prior art]
In recent years, polymer-dispersed liquid crystals have been used for applications such as displays, light control glasses, and watches. This polymer-dispersed liquid crystal is composed of 0.5 to several μm fine liquid crystal particles dispersed in a polymer material. Between the light transmission state (transparent) and the light scattering state (white turbidity) depending on the presence or absence of an electric field. Change. As such liquid crystal, PNLCD, PDLCD, NCAP, PSCT and the like are known.
[0003]
Since polymer-dispersed liquid crystals utilize light scattering, it is not necessary to use a polarizing plate, and the transmittance is high and the light utilization efficiency is good, compared to TN liquid crystals and STN liquid crystals that have been widely used in the past. It has the characteristics. In addition, when manufacturing a liquid crystal display device using polymer dispersed liquid crystal, it is not necessary to perform molecular alignment treatment by rubbing, and thus the manufacturing process can be shortened.
[0004]
In recent years, color display has also appeared. Conventional liquid crystal display devices that are colored using this polymer-dispersed liquid crystal generally have a structure as shown in FIGS. FIG. 4 is a plan view of a conventional liquid crystal display device using polymer-dispersed liquid crystal, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. In FIG. 4, the pattern of the transparent electrode and the lead-out electrode connected to the transparent electrode is omitted.
[0005]
4 and 5, the liquid crystal display device 20 using the conventional polymer-dispersed liquid crystal has the lower transparent substrate 3 provided on the upper surface of the lower transparent substrate 2 and the upper transparent electrode on the lower surface of the upper transparent substrate 12. The upper substrate 11 provided with 13 is disposed opposite to each other with a certain gap (gap) across the spacer 15, the upper and lower substrates 11 and 1 are bonded and fixed via the sealing material 18, and A structure in which polymer dispersed liquid crystal 17 is injected into the substrates 11 and 1 and sealed through a sealing material 19 is employed. The lower transparent substrate 2 constituting the lower substrate 1 has a frame 2a extending to one end, and a lead-out electrode pattern (see FIG. 4) connected to the lower transparent electrode 3 of the lower substrate 1 on a part of the frame 2a. (Omitted in FIG. 4) extends to the outside of the sealing material 18 (part 3a in FIG. 5) and gathers, and similarly, each lead electrode (FIG. 4) connected to the upper transparent electrode 13 of the upper substrate 11 (Not shown) is extended to the outside of the sealing material 18 (portion 13a in FIG. 5) and gathers in the frame 2a via the conductive adhesive 14. And it is connected to the drive IC 7 and FPC cable 8 provided in the frame 2a. Furthermore, a colored color reflecting layer 4 in which a colored filter 5 and a reflecting plate 6 are laminated on the lower surface side of the lower substrate 1 is provided with a certain gap. In the above structure, the frame 2 a is formed on the lower transparent substrate 2, but a frame is also formed on the upper transparent substrate 12.
[0006]
Each component of the above structure is formed from the following. Transparent glass is used for the upper transparent substrate 12 and the lower transparent substrate 2. As the glass, soda glass, quartz glass, borosilicate glass, normal plate glass, or the like is used, and most glass having a thickness of 0.3 to 1.1 mm is selected. An upper transparent electrode 13 (also referred to as a segment electrode) and a lower transparent electrode 3 (also referred to as a common electrode) formed on the upper transparent substrate 12 and the lower transparent substrate 2, and each lead electrode pattern (not shown) are doped with tin. It is formed of an indium oxide ITO (Indium Tin Oxide) film. The ITO film is formed by vacuum deposition, sputtering, CVD, or the like, and then the ITO film is finished into a desired shape by etching. The spacer 15 is provided in order to keep the upper and lower substrates 11 and 1 at a constant interval, and glass balls, plastic balls, and the like are used because insulation and transparency are required. The particle diameter of the balls is selected according to the gap amount (gap amount) between the upper and lower substrates 11 and 1 to be designed. The sealing material 18 is formed by screen printing or the like using a thermosetting epoxy resin, a photo-curing acrylic resin, or the like, provided with an opening 18a in a part thereof. The opening 18 a is provided for injecting the polymer-dispersed liquid crystal 17, and is sealed with a sealing material 19 after the injection. The polymer-dispersed liquid crystal 17 is a mixed material of a polymer material (monomer) and a liquid crystal material (for example, nematic liquid crystal), and a liquid crystal called PNLCD in which monomers are polymerized by ultraviolet irradiation to form a polymer network is often used. The The injection takes a vacuum injection method. The sealing material 19 can be either a thermosetting resin adhesive or an ultraviolet (UV) curable resin adhesive, but in many cases, an ultraviolet curable adhesive is used to avoid thermal expansion deformation. It is dropped and applied to the opening 18a of the sealing material 18 with a dispenser or the like.
[0007]
The colored color reflective layer 4 includes a colored filter 5 and a reflective plate 6. The colored filter 5 is a color paint film containing a pigment or the like, or a colored color film. The reflecting plate 6 is provided to reflect the transmitted light, and an aluminum plate, a stainless plate, a metal plate subjected to silver plating or silver deposition, etc. are often used, and are often used in a mirror state. However, it is not particularly limited to these materials, and films having high reflectivity, metal films, paint films, and the like can also be used. The colored color reflective layer 4 is often formed by applying a colored color coating to the reflector 6. The driving IC 7 is an integrated circuit in which a circuit for driving a display by applying a voltage to the upper and lower transparent electrodes 13 and 3 is incorporated. The drive IC 7 is bonded and fixed to the lead electrode pattern through an anisotropic conductive adhesive or the like. The FPC cable 8 is provided to apply a voltage from the outside, and is routed and fixed to the electrode pattern through an anisotropic conductive adhesive.
[0008]
The display of PNLCD (polymer network liquid crystal), which is a polymer dispersed liquid crystal, eliminates the scattering state due to the difference in refractive index between the liquid crystal and the polymer network (PN) when no voltage is applied, and the difference in refractive index between the liquid crystal and PN when voltage is applied. This is done according to the transparent state. In principle, the degree of scattering when no voltage is applied is proportional to the size of the gap. When viewed as a display color tone, in the scattering state, since the gap amount is very small, transmitted / reflected light also appears, and a color tone in which the color of the color filter is slightly mixed with the cloudy color appears. In the transparent state, the color tone of the colored filter 5 provided on the lower surface of the lower substrate 1 appears. If the gap varies, the degree of scattering becomes non-uniform and unevenness appears in the cloudy color in which the color of the colored filter 5 is slightly mixed, so that a high quality display cannot be performed. Therefore, the uniformity of the degree of scattering is indispensable for displaying a good quality, and the uniformity of the gap is strongly required.
[0009]
In order to obtain a uniform gap, a sealing method as shown in FIG. 6 is conventionally used. FIG. 6 is a schematic view schematically showing a pressurizing device of the liquid crystal display device 20a. The pressurizing device 100 is mainly composed of a frame 101, a flat mounting table 102, and a silicon rubber 103 in a bag shape, and a polymer dispersed liquid crystal is injected onto the mounting table 102. The liquid crystal display device 20a is placed, and by injecting gas into the bag-shaped silicon rubber 103, the silicon rubber 103 swells to pressurize the liquid crystal display device 20a.
[0010]
When the polymer-dispersed liquid crystal 17 is injected into the upper and lower substrates 11 and 1 from the opening 18a with a vacuum injector, the upper and lower substrates 11 and 1 are deformed, and the gap becomes large, resulting in a non-uniform state. The liquid crystal display device 20a in this state is pressed by the pressing device 100 shown in FIG. 7 to make the gap uniform. When pressurized, excess polymer dispersed liquid crystal 17 inside overflows from the opening 18a. The overflowing polymer dispersed liquid crystal 17 is wiped off, the sealing material 19 is applied to the opening 18a, and the pressure is slightly reduced so that the sealing material 19 is slightly pulled toward the back of the opening 18a.
[0011]
After performing the above processing, the liquid crystal display device 20a is removed, and ultraviolet ray irradiation is performed to perform a curing process for the sealing material 19 and a process for forming a polymer material (monomer) of the polymer dispersed liquid crystal 17 into a polymer network.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the conventional colored filter 5 is formed of a colored paint film, it is inevitable that foreign matter is mixed into the paint film. In addition, there is a place where it is difficult to obtain a uniform paint film, resulting in variations in film thickness. If foreign matter is mixed in the coating, it will be visible and deteriorate the appearance quality. In addition, if the film thickness varies, shades of color appear and color unevenness occurs, deteriorating appearance quality.
[0013]
Furthermore, the color tone of the display portion, that is, the color tone of the portion where the liquid crystal becomes transparent and the color tone of the color filter appears, and the color tone of the background portion, that is, the liquid crystal is white turbid and the color of the color filter is slightly mixed with the cloudy color. A constant gap is provided between the lower substrate 1 and the colored filter 5 in order to increase the contrast with the color tone and make the display clear. If this gap is very small, or if there is no gap, the contrast between the color tone of the display portion and the color tone of the background portion is deteriorated, and the display does not appear clearly. Further, if the gap is large, the gap portion can be seen and the appearance quality is deteriorated. Therefore, it is necessary to set an optimal gap that is in a good contrast state and has no problem in appearance. It takes a considerable amount of time to set this optimum gap.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to obtain a color polymer dispersed liquid crystal display device without using a colored filter. As a solution, a lower substrate having a lower transparent electrode provided on the upper surface of the lower transparent substrate and an upper substrate having an upper transparent electrode provided on the lower surface of the upper transparent substrate are arranged facing each other at a constant interval via a spacer. In the liquid crystal display device, the upper and lower substrates are joined with a sealing material provided with an opening in a part thereof, polymer dispersed liquid crystal is injected from the opening of the sealing material, and the opening is sealed with a sealing material. The colored fine particles smaller than the spacers are uniformly dispersed between the upper and lower substrates.
[0015]
Further, the colored fine particles are colored plastic balls having a decoloration preventing film.
[0016]
Further, the dispersion amount of the colored fine particles is 100 to 300 particles / mm 2 .
[0017]
The colored fine particles have a uniform particle size.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In describing the embodiment of the present invention, the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an end view taken along line EE in the drawing, and FIG. 3 is an enlarged view of a main part in FIG. In addition, the same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
[0019]
1, 2, and 3, the structure of the liquid crystal display device 50 according to the embodiment of the present invention includes the lower substrate 1 in which the lower transparent electrode 3 is provided on the upper surface of the lower transparent substrate 2 and the lower surface of the upper transparent substrate 12. The upper substrate 11 provided with the upper transparent electrode 13 is disposed opposite to each other with a certain gap (6 μm gap amount in this embodiment) across the spacer 15 and the colored fine particles 54, and the sealing material 18. Thus, the outer peripheral edges of the upper and lower substrates 11 and 1 are wound around and joined. The polymer dispersed liquid crystal 17 is injected into the upper and lower substrates 11 and 1 from the opening 18 a provided in a part of the sealing material 18, and the polymer dispersed liquid crystal 17 is sealed with the sealing material 19. . The lower transparent substrate 2 constituting the lower substrate 1 has a frame 2a extending to one end, and a lead-out electrode pattern (see FIG. 1) connected to the lower transparent electrode 3 of the lower substrate 1 at a part of the frame 2a. (Omitted in FIG. 1) extends to the outside of the sealing material 18 (part 3a in FIG. 2) and gathers, and similarly, each routing electrode (FIG. 1) connected to the upper transparent electrode 13 of the upper substrate 11 (Omitted, omitted) extends to the outside of the sealing material 18 (part 13a in FIG. 2) and gathers in the frame 2a via the conductive adhesive 14. And it is connected to the drive IC 7 and FPC cable 8 provided in the frame 2a. Furthermore, a reflective plate 56 is provided on the lower surface of the lower substrate 1.
[0020]
When the liquid crystal display device 50 of the present invention is compared with the conventional liquid crystal display device 20, in the liquid crystal display device 50 of the present invention, colored fine particles 54 are provided between the upper and lower substrates 11, 1, and the lower surface of the lower substrate 1 is provided. Only the place where the reflection plate 56 is provided is structurally different. Conventionally, coloration is achieved with a colored filter disposed on the lower surface of the lower substrate 1, but in the present invention, coloration is achieved with colored fine particles 54 provided between the upper and lower substrates 11, 1.
[0021]
The colored fine particles 54 used in the above configuration can be suitably colored fine plastic particles provided with a decolorization preventing coating. Moreover, the colored silica fine particle etc. which provided the decoloring prevention film can also be used. As an anti-coloring agent, an isocyanate-based coupling agent or the like is known, and these anti-coloring agents are used by coating on the surface. Since the plastic fine particles can penetrate a coloring agent such as a dye over the whole fine particles, the coloring agent is not peeled off. The fine particles colored with a dye or the like are subject to deterioration such as decolorization over a long period of time due to the influence of liquid crystal materials and ultraviolet rays. By providing the anti-decolorization coating, stable quality can be maintained for a long time. The colored fine particles 54 are not limited to this, and fine particles provided with a colored coating of a plated metal can also be used. Further, pigments having a uniform particle diameter may be used.
[0022]
The colored fine particles 54 must be smaller than the spacer 15. For example, when a spacer having a particle diameter of 6 μm is used, it is selected within the range of 3 μm ± 2 μm and a particle having a uniform particle diameter is used. Is preferred. This is to make the reflection angles as similar as possible. If a uniform particle size is used, a uniform color tone appears. On the other hand, when using a material having a large variation in particle diameter, unevenness in color tone appears.
[0023]
The dispersion amount of the colored fine particles 54 is set in a range of 100 to 300 particles / mm 2 . If it is less than this, the degree of coloration will be small, and if it is more than this, the whiteness of the cloudy part will not appear. The liquid crystal at the portion where the voltage is not applied, that is, the background portion, shows a cloudy color, but as a display color, a color tone in which the color color of the colored fine particles is slightly mixed with the cloudy color appears. If it is set within the range of 100 to 300 pieces / mm 2 and dispersed uniformly, the contrast between the display portion and the background portion becomes high, and a clear and uniform color display can be obtained.
[0024]
The reflection plate 56 provided on the lower surface of the lower substrate 1 is provided to reflect the transmitted light, and an aluminum plate, a stainless plate, a metal plate subjected to silver plating or silver deposition, or the like is often used. However, it is not particularly limited to these materials, and films having high reflectivity, metal films, paint films, and the like can also be used. In many cases, the mirror surface is used. In this embodiment, the reflection plate 56 is provided integrally with the lower substrate 1, but is provided with a slight gap so that the gap is not visible from the upper surface side of the liquid crystal display device 50. Also good.
[0025]
The liquid crystal display device 50 of the present invention is manufactured as follows. First, the spacers 15 and the colored fine particles 54 are dispersed on one of the upper and lower substrates 11 and 1 on which the transparent electrodes are formed. The spacer 15 and the colored fine particles 54 are uniformly dispersed using a spreader. As the spraying method, either a wet spraying method or a dry spraying method can be applied. Further, the spacer 15 and the colored fine particles 54 may be mixed and sprayed at once, or may be sprayed separately. When the spacer 15 and the colored fine particles 54 are mixed and dispersed, the amount of dispersion of the spacer 15 varies depending on the liquid crystal to be used. For example, when TN liquid crystal is used, the spacer 15 is 50 to 100 pieces / mm 2. In this range, the color fine particles 54 may be appropriately selected and mixed in consideration of the desired color tone in the range of 100 to 300 particles / mm 2 . Next, the sealing material 18 is printed on the other substrate by a screen printing method or the like. When the sealing material 18 is formed, an opening 18a is provided in a part. Next, the substrate 15 on which the spacers 15 and the colored fine particles 54 are dispersed is faced down, the substrate side on which the sealing material 18 is formed is faced up, the positions are aligned, and pressure is applied under heating to press the upper and lower substrates 11, 1 is bonded and the sealing material 18 is cured and bonded. Pressurization is performed at a heating temperature of 150 ° C. to 180 ° C. and a pressing force of 200 to 1.0 kg / cm 2 for about 30 to 60 minutes. Thereafter, in the same manner as described in the prior art, the polymer-dispersed liquid crystal 17 is injected, the sealing material 19 is applied under pressure, the sealing material 19 is cured under ultraviolet irradiation, and the polymer material Form a polymer network. Finally, the reflection plate 56 is bonded and the drive IC 7 and the FPC cable 8 are attached to obtain the liquid crystal display device 50 of the present invention.
[0026]
In the liquid crystal display device of the present invention, colored fine particles are uniformly dispersed between upper and lower substrates. The colored fine particles having a uniform particle diameter are used in the range of 100 to 300 particles / mm 2 . Due to this factor, the contrast between the display portion and the background portion is increased, and a clear color display is obtained and a color tone without unevenness is obtained. Further, a glass serving as a transparent lower transparent substrate is interposed between the colored fine particles and the reflecting plate. This also works to increase the vividness of the appearing color tone. In addition, since the colored fine particles have a decolorization preventing coating, the color tone does not deteriorate over a long period of time. Further, since the colored fine particles exist in a polymer network stretched around like a mesh, the colored fine particles do not move, and the initial quality can be maintained over a long period of time.
[0027]
The conventional reflective plate with a color coating film has an effect on the appearance quality due to dust, color unevenness due to variations in paint film thickness, and the color that appears due to the color coating film being provided on the reflective plate The configuration of the present invention eliminates all of the problems of low contrast of color tone and the trouble of having to provide a certain gap between the lower substrate and the color coating film.
[0028]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the liquid crystal display device of the present invention, a clear color tone having a high contrast between the display portion and the background portion can be obtained. In addition, the color tone does not deteriorate over a long period of time, and display quality without change can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part in FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view of a liquid crystal display device using a conventional polymer dispersed liquid crystal.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
FIG. 6 is a schematic view schematically showing a pressure device of a liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower substrate 2 Lower transparent substrate 3 Lower transparent electrode 4 Colored color reflective layer 5 Colored filter 6, 56 Reflector 7 Drive IC
8 FPC cable 11 Upper substrate 12 Upper transparent substrate 13 Upper transparent electrode 14 Conductive adhesive 15 Spacer 17 Polymer dispersed liquid crystal 18 Sealing material 18a Opening portion 19 Sealing material 20, 50 Liquid crystal display device 54 Colored fine particles
