JP2007219403A - 反射型カラー液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示の均一性を維持することができると共に視差を低減することができる反射型カラー液晶表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】カラー表示コレステリック液晶ディスプレイ１０は、黒色の光吸収層１１と、光吸収層１１の上に積層され、赤色の反射色を示す赤色反射液晶層１２がガラス基板１３，１４間に形成された赤色反射ＬＣＤ１５と、赤色反射ＬＣＤ１５の上に積層され、緑色の反射色を示す緑色反射液晶層１６がガラス基板１７，１８間に形成された緑色反射ＬＣＤ１９と、緑色反射ＬＣＤ１９の上に積層され、青色の反射色を示す青色反射液晶層２０がガラス基板２１，２２間に形成された青色反射ＬＣＤ２３とを備える。赤色反射液晶層１２と青色反射液晶層２０の間に配設されたガラス基板面１４ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａが研磨されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、反射型カラー液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、反射液晶ディスプレイ（反射ＬＣＤ）を積層することによって構成されたカラー表示コレステリック液晶ディスプレイ及びその製造方法に関する。

カラー表示コレステリック液晶ディスプレイは、所定の波長を選択して反射する反射液晶ディスプレイ（反射ＬＣＤ）を積層することによって構成される。例えば、図９に示すように、カラー表示コレステリック液晶ディスプレイ１００は、黒色の光吸収層１０１と、光吸収層１０１の上に積層され、赤色の反射色を示す赤色反射液晶層１０２が基板１０３，１０４間に形成された赤色反射ＬＣＤ１０５と、赤色反射ＬＣＤ１０５の上に積層され、緑色の反射色を示す緑色反射液晶層１０６が基板１０７，１０８間に形成された緑色反射ＬＣＤ１０９と、緑色反射ＬＣＤ１０９の上に積層され、青色の反射色を示す青色反射液晶層１１０が基板１１１，１１２間に形成された青色反射ＬＣＤ１１３とを備える。このように、ＲＧＢ（赤、緑、青）３色の反射色を示す反射ＬＣＤ１０５，１０９，１１３を光吸収層１０１の上に積層することにより、カラー表示コレステリック液晶ディスプレイ１００はフルカラー表示を行うことができる。

上記反射ＬＣＤ１０５，１０９，１１３の基板１０３，１０４，１０７，１０８，１１１，１１２として、透光性を有するガラスから成るガラス基板や、ポリカーボネート等の樹脂から成るフレキシブル基板が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２７６５号公報

しかしながら、反射ＬＣＤ１０５，１０９，１１３の基板１０３，１０４，１０７，１０８，１１１，１１２としてガラス基板を用いた場合は、図９に示すように、ガラス基板の板厚ｔが厚いために、赤色反射液晶層１０２及び青色反射液晶層１１０間の距離（反射液晶層間距離Ａ）が長くなり、この反射液晶層間距離Ａに基づいて視差（視認性の角度依存）Ｂが生じ、細かい文字等の表示がぼやけて高精細表示を実現することができない。ここで、板厚ｔが薄いガラス基板を使用することも考えられるが、板厚ｔが薄いガラス基板は高価であり、また、カラー表示コレステリック液晶ディスプレイ１００の製造工程が薄いガラス基板に対応していない場合、製造工程を薄いガラス基板に対応させるためには膨大な設備費が掛かる上に、歩留まりが低下してコスト高となってしまうことがある。

また、反射ＬＣＤ１０５，１０９，１１３の基板１０３，１０４，１０７，１０８，１１１，１１２としてフレキシブル基板を用いた場合は、フレキシブル基板を容易に薄くすることはできるものの、透明導電膜（ＩＴＯ膜）が形成されたフレキシブル基板は高価である上に、フレキシブル基板は高い柔軟性を有するので、液晶を注入するセルギャップを均一に形成するのが難しく、液晶表示の均一性が損なわれることがある。

本発明の目的は、液晶表示の均一性を維持することができると共に視差を低減することができる反射型カラー液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の反射型カラー液晶表示装置は、光吸収層と、前記光吸収層の上に積層された複数の反射液晶ディスプレイとを備える反射型カラー液晶表示装置において、前記複数の反射液晶ディスプレイの各々は、複数のガラス基板と、前記複数のガラス基板間に形成された液晶層とを有し、前記光吸収層に最も近い第１液晶層と前記光吸収層から最も離れた第２液晶層との間に配設された複数のガラス基板面のうち少なくとも２つが研磨され、
Ｂ＝Ａ×ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθ／ｎ）×ｃｏｓθ）
θ ：視角
Ａ ：反射液晶層間距離（ｍｍ）
ｎ ：前記研磨されたガラス基板の屈折率
で表される視差Ｂ（ｍｍ）の最大値が０．５１ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項２記載の反射型カラー液晶表示装置は、請求項１記載の反射型カラー液晶表示装置において、前記研磨されたガラス基板面を有するガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下であることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項３記載の反射型カラー液晶表示装置の製造方法は、光吸収層と、前記光吸収層の上に積層された複数の反射液晶ディスプレイとを備える反射型カラー液晶表示装置の製造方法において、前記複数の反射液晶ディスプレイの各々における複数のガラス基板間に液晶を注入して液晶層を形成する液晶層形成ステップと、前記光吸収層の最も近い位置に形成された第１液晶層と前記光吸収層から最も離れた位置に形成された第２液晶層との間に配設された複数のガラス基板面のうち少なくとも２つを研磨するガラス基板面研磨ステップとを備え、
Ｂ＝Ａ×ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθ／ｎ）×ｃｏｓθ）
θ ：視角
Ａ：反射液晶層間距離（ｍｍ）
ｎ ：前記研磨されたガラス基板の屈折率
で表される視差Ｂ（ｍｍ）の最大値が０．５１ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項４記載の反射型カラー液晶表示装置の製造方法は、請求項３記載の反射型カラー液晶表示装置の製造方法において、前記ガラス基板面研磨ステップにおいて研磨したガラス基板面を有するガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項１記載の反射型カラー液晶表示装置によれば、第１液晶層と第２液晶層との間に配設された複数のガラス基板面のうち少なくとも２つが研磨され、
Ｂ＝Ａ×ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθ／ｎ）×ｃｏｓθ）
θ ：視角
Ａ：反射液晶層間距離（ｍｍ）
ｎ ：前記研磨されたガラス基板の屈折率
で表される視差Ｂ（ｍｍ）の最大値が０．５１ｍｍ以下であるので、液晶表示の均一性を維持することができると共に第１液晶層及び第２液晶層間の距離を短くして視差を低減することができる。

請求項３記載の反射型カラー液晶表示装置の製造方法によれば、第１液晶層と第２液晶層との間に配設された複数のガラス基板面のうち少なくとも２つを研磨し、
Ｂ＝Ａ×ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθ／ｎ）×ｃｏｓθ）
θ ：視角
Ａ：反射液晶層間距離（ｍｍ）
ｎ ：前記研磨されたガラス基板の屈折率
で表される視差Ｂ（ｍｍ）の最大値が０．５１ｍｍ以下であるので、液晶表示の均一性を維持することができると共に第１液晶層及び第２液晶層間の距離を短くして視差を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る反射型カラー液晶表示装置を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る反射型カラー液晶表示装置の構成を概略的に示す断面図である。

図１において、反射型カラー液晶表示装置としてのカラー表示コレステリック液晶ディスプレイ１０は、黒色の光吸収層１１と、光吸収層１１の上に積層され、赤色の反射色を示す赤色反射液晶層１２がガラス基板１３，１４間に形成された赤色反射ＬＣＤ１５と、赤色反射ＬＣＤ１５の上に積層され、緑色の反射色を示す緑色反射液晶層１６がガラス基板１７，１８間に形成された緑色反射ＬＣＤ１９と、緑色反射ＬＣＤ１９の上に積層され、青色の反射色を示す青色反射液晶層２０がガラス基板２１，２２間に形成された青色反射ＬＣＤ２３とを備える。なお、反射ＬＣＤ１５，１９，２３は、互いに、接着剤により固定されている。このように、ＲＧＢ（赤、緑、青）３色の反射色を示す反射ＬＣＤ１５，１９，２３を光吸収層１１の上に積層することにより、カラー表示コレステリック液晶ディスプレイ１０はフルカラー表示を行うことができる。

なお、図１における反射液晶層間距離Ａは、青色反射液晶層２０の下側部の厚みと、ガラス基板２１の板厚ｔと、ガラス基板２１とガラス基板１８とを接着する接着剤（不図示）の厚みと、ガラス基板１８の板厚ｔと、緑色反射液晶層１６の厚みと、ガラス基板１７の板厚ｔと、ガラス基板１７とガラス基板１４とを接着する接着剤（不図示）の厚みと、ガラス基板１４の板厚ｔと、赤色反射液晶層１２の上側部の厚みとの合計であるが、液晶層１２，１６，２０及び接着剤（不図示）の厚みが板厚ｔに比べて十分薄く無視できる程度である場合が多い。

図２は、図１におけるガラス基板の研磨を説明する図であり、（ａ）はガラス基板を研磨する前の状態を示し、（ｂ）はガラス基板を研磨した後の状態を示す。

図２（ａ）及び図２（ｂ）において、光吸収層１１に最も近い赤色反射液晶層１２（第１液晶層）と光吸収層１１から最も離れた青色反射液晶層２０（第２液晶層）との間に配設されたガラス基板１４，１７，１８，２１の板厚ｔが０．０５ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが０．２０ｍｍ）以上且つ０．３０ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが１．２０ｍｍ）以下となるように、赤色反射液晶層１２と青色反射液晶層２０との間に配設されたガラス基板面１４ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａが研磨されている。ここで、ガラス基板面１４ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａのみを研磨するのは、ガラス基板面１４ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａ以外のガラス基板面１３ａ，２２ａを研磨してもカラー表示コレステリック液晶ディスプレイ１０の視差は低減せずにカラー表示コレステリック液晶ディスプレイ１０の強度が低減してしまうからである。

また、ガラス基板面１４ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａの研磨は、フッ化水素酸を主成分とするエッチング溶液に浸漬してエッチングし、その後、ガラス基板を機械研磨する２段階研磨により実施される。ここで、上記エッチングの速度はフッ化水素酸水溶液の濃度及び温度等を調整することにより制御することができ、エッチング量はエッチング時間を調節することにより制御することができる。また、上記機械研磨における研磨速度及び研磨量は、研磨材の濃度、粒径、研磨時の荷重、研磨時間等を調節することにより制御することができる。

図３は、図１における反射ＬＣＤの製造方法を示すフローチャートである。

図３において、２枚のマザーガラス（ガラス基板）上に透明導電膜等を形成し（ステップＳ３０１）、２枚のガラス基板の周辺をＵＶ硬化型のエポキシ樹脂で封止して、２枚のガラス基板が所定間隔となるように貼り合わせてガラスパネルを作製し（ステップＳ３０２）、このガラスパネルを液晶セル４０(図４)が横並びに並んだ短冊４１(図４)の状態に切断し（ステップＳ３０３）、液晶セル４０に液晶を注入して封止することにより液晶層を形成し（ステップＳ３０４）、短冊４１の両表面又は片表面を研磨し（ステップＳ３０５）、短冊４１から個別の液晶セル４０を切り出す（ステップＳ３０６）ことにより反射ＬＣＤを作製する。

次に、本発明に係る実施例を具体的に説明する。

黒色の光吸収層と、赤色反射ＬＣＤと、緑色反射ＬＣＤと、青色反射ＬＣＤとが順に積層され、赤色反射液晶層と青色反射液晶層との間に配設されたガラス基板の板厚ｔが０．３０ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが１．２０ｍｍ）（実施例１）、板厚ｔが０．２５ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが１．００ｍｍ）（実施例２）、板厚ｔが０．２０ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが０．８０ｍｍ）（実施例３）、板厚ｔが０．１５ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが０．６０ｍｍ）（実施例４）、板厚ｔが０．１０ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが０．４０ｍｍ）（実施例５）、板厚ｔが０．０５ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが０．２０ｍｍ）（実施例６）、板厚ｔが０．５５ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが２．２０ｍｍ）（比較例１）、板厚ｔが０．０３ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが０．１２ｍｍ）（比較例２）であるカラー表示コレステリック液晶ディスプレイを準備した。これら準備したカラー表示コレステリック液晶ディスプレイを用いて、視角θが１０°〜６０°の範囲における視差Ｂ（ｍｍ）を測定した結果を表１に示す。ここで、表１における◎は視差Ｂ（ｍｍ）の度合が非常に低い又は表示均一性が非常に高いことを示し、○は視差Ｂ（ｍｍ）の度合が低い又は表示均一性が高いことを示し、×は視差Ｂ（ｍｍ）の度合が許容範囲外又は表示均一性が許容範囲外であることを示す。

なお、表１における反射液晶層間距離Ａ及び視差Ｂの値は、媒質（ガラス基板、液晶層、接着剤）の屈折率ｎが全て等しく（ｎ＝１．５）、液晶層及び接着剤の厚みは板厚に比べて十分薄く無視できるものとして計算した計算値である。

表１から、赤色反射液晶層と青色反射液晶層との間に配設されたガラス基板の板厚ｔを薄くして反射液晶層間距離Ａを短くすると、視角θが１０°〜６０°の範囲における視差Ｂ（ｍｍ）を低減することができることが分かる。

また、表１から板厚ｔを薄くするほど視差を低減することができることが分かるが、ガラス基板の実装、研磨加工、及び歩留まり等を考慮して、現実的な板厚ｔが選択される。

本実施の形態によれば、赤色反射液晶層１２と青色反射液晶層２０との間に配設されたガラス基板１４，１７，１８，２１の板厚ｔが０．０５ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが０．２０ｍｍ）以上且つ０．３０ｍｍ（反射液晶層間距離Ａが１．２０ｍｍ）以下となるように、赤色反射液晶層１２と青色反射液晶層２０との間に配設されたガラス基板面１４ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａが研磨されているので、液晶表示の均一性を維持することができると共に視差を低減することができる。

本実施の形態では、ガラス基板面１４ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａを全て研磨しているが、これに限定されるものではなく、ガラス基板面１４ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａのうちガラス基板面１４ａ，２１ａを研磨すればよい。

本実施の形態では、カラー表示コレステリック液晶ディスプレイ１０は、赤色反射ＬＣＤ１５と、緑色反射ＬＣＤ１９と、青色反射ＬＣＤ２３とを備える３層式フルカラー表示のコレステリック液晶ディスプレイであるが、これに限定されるものではなく、図５に示すように、光吸収層５１と、光吸収層５１の上に積層され、赤色の反射色を示す赤色反射液晶層５２がガラス基板５３，５４間に形成された赤色反射ＬＣＤ５５と、赤色反射ＬＣＤ５５の上に積層され、緑色の反射色を示す緑色反射液晶層５６がガラス基板５７，５８間に形成された緑色反射ＬＣＤ５９とを備える２層式４色（白、黒、赤、緑）表示のコレステリック液晶ディスプレイであってもよく、また、図６に示すように、光吸収層６１と、光吸収層６１の上に積層され、黄色の反射色を示す黄色反射液晶層６２がガラス基板６３，６４間に形成された黄色反射ＬＣＤ６５と、黄色反射ＬＣＤ６５の上に積層され、青色の反射色を示す青色反射液晶層６６がガラス基板６７，６８間に形成された青色反射ＬＣＤ６９とを備える２層式４色（白、黒、黄、青）表示のコレステリック液晶ディスプレイであってもよく、また、図７に示すように、左旋廻の赤色反射液晶層７１と、右旋廻の赤色反射液晶層７２と、左旋廻の緑色反射液晶層７３と、右旋廻の緑色反射液晶層７４と、左旋廻の青色反射液晶層７５と、右旋廻の青色反射液晶層７６とを備える６層式フルカラー表示のコレステリック液晶ディスプレイであってもよい。なお、左旋廻の反射液晶層と右旋廻の反射液晶層とを組み合せることにより、表示画像の画質（コントラスト）を向上することができる。

本実施の形態では、ガラス基板面１４ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａのみを研磨しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図８に示すように、ガラス基板８１のガラス基板面８１ａと、ガラス基板８２のガラス基板面８２ａとをさらに研磨して、カラー表示コレステリック液晶ディスプレイ８０の総厚や重量を低減してもよい。

本実施の形態では、ガラス基板面１４ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａの研磨は、エッチング及び機械研磨から成る２段階研磨により実施されているが、これに限定されるものではなく、エッチング及び機械研磨のいずれか一方により実施されてもよい。

本実施の形態では、貼り合わせた２枚のガラス基板を短冊４１の状態に切断して液晶層を形成した（ステップＳ３０４）後に研磨している（ステップＳ３０５）が、どの段階で研磨するかは特に限定されるものではなく、マザーガラスの表面をそのまま研磨してもよく、また、２枚のガラス基板を貼り合わせてガラスパネルを作製した（ステップＳ３０２）後であって、このガラスパネルを短冊４１の状態に切断する（ステップＳ３０３）前に研磨してもよく、また、短冊４１から個別の液晶セル４０を切り出した（ステップＳ３０６）後に研磨してもよい。

本実施の形態では、１対のマザーガラスから複数の液晶セル４０が作製される多面取りであるが、これに限定されるものではなく、１対のマザーガラスから１つの液晶セル４０が作製される１面取りであってもよい。

本発明の実施の形態に係る反射型カラー液晶表示装置の構成を概略的に示す断面図である。 図１におけるガラス基板の研磨を説明する図であり、（ａ）はガラス基板を研磨する前の状態を示し、（ｂ）はガラス基板を研磨した後の状態を示す。 図１における反射ＬＣＤの製造方法を示すフローチャートである。 図３における切断ステップＳ３０３を説明する図である。 図１の反射型カラー液晶表示装置の第１の変形例の構成を概略的に示す断面図である。 図１の反射型カラー液晶表示装置の第２の変形例の構成を概略的に示す断面図である。 図１の反射型カラー液晶表示装置の第３の変形例の構成を概略的に示す断面図である。 図１の反射型カラー液晶表示装置の第４の変形例の構成を概略的に示す断面図である。 従来の反射型カラー液晶表示装置の構成を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１０ カラー表示コレステリック液晶ディスプレイ
１１ 光吸収層
１２ 赤色反射液晶層
１４ａ ガラス基板面
１５ 赤色反射ＬＣＤ
１６ 緑色反射液晶層
１７ａ ガラス基板面
１８ａ ガラス基板面
１９ 緑色反射ＬＣＤ
２０ 青色反射液晶層
２１ａ ガラス基板面
２３ 青色反射ＬＣＤ

Claims (4)

1. 光吸収層と、前記光吸収層の上に積層された複数の反射液晶ディスプレイとを備える反射型カラー液晶表示装置において、前記複数の反射液晶ディスプレイの各々は、複数のガラス基板と、前記複数のガラス基板間に形成された液晶層とを有し、前記光吸収層に最も近い第１液晶層と前記光吸収層から最も離れた第２液晶層との間に配設された複数のガラス基板面のうち少なくとも２つが研磨され、
   Ｂ＝Ａ×ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθ／ｎ）×ｃｏｓθ）
   θ ：視角
   Ａ ：反射液晶層間距離（ｍｍ）
   ｎ ：前記研磨されたガラス基板の屈折率
   で表される視差Ｂ（ｍｍ）の最大値が０．５１ｍｍ以下であることを特徴とする反射型カラー液晶表示装置。
2. 前記研磨されたガラス基板面を有するガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の反射型カラー液晶表示装置。
3. 光吸収層と、前記光吸収層の上に積層された複数の反射液晶ディスプレイとを備える反射型カラー液晶表示装置の製造方法において、前記複数の反射液晶ディスプレイの各々における複数のガラス基板間に液晶を注入して液晶層を形成する液晶層形成ステップと、前記光吸収層の最も近い位置に形成された第１液晶層と前記光吸収層から最も離れた位置に形成された第２液晶層との間に配設された複数のガラス基板面のうち少なくとも２つを研磨するガラス基板面研磨ステップとを備え、
   Ｂ＝Ａ×ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθ／ｎ）×ｃｏｓθ）
   θ ：視角
   Ａ ：反射液晶層間距離（ｍｍ）
   ｎ ：前記研磨されたガラス基板の屈折率
   で表される視差Ｂ（ｍｍ）の最大値が０．５１ｍｍ以下であることを特徴とする反射型カラー液晶表示装置の製造方法。
4. 前記ガラス基板面研磨ステップにおいて研磨したガラス基板面を有するガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の反射型カラー液晶表示装置の製造方法。

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