JP4122969B2 - Liquid crystal display device and method of manufacturing liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device and method of manufacturing liquid crystal display device Download PDF

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明状態を呈するメモリ性液晶層を含む液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＴＮ、ＳＴＮ、ＴＦＴ液晶表示素子が広く使用されている。これらの液晶表示素子は、所定の駆動を常時行って表示を行う。これに対し、メモリ性の動作モードを有するコレステリックまたはカイラルネマチック液晶等のメモリ性液晶が注目され、それを備えた液晶表示装置の実用化が検討されている。カイラルネマチック液晶を用いた液晶表示装置のセル構造、液晶材料、駆動法などの基本構成については、非特許文献１や特許文献１〜６に示されている。
【０００３】
一対の平行基板間に挟持されたメモリ性液晶は、その液晶ディレクタが一定周期でねじれた「ねじれ構造」を有する。そのねじれ中心軸（以下、ヘリカル軸という。）の基板に対する向きによって、光の反射態様が異なる。図７は、メモリ性液晶の各種状態を示す模式図であり、鼓型で表した液晶ドメインの配列状態を示す。
【０００４】
複数の液晶ドメインの各ヘリカル軸の平均的な方向が基板面に対してほぼ垂直となる状態をプレナー状態という。図７（ａ），（ｂ）は、このプレナー状態を示している。プレナー状態のうち、図７（ｂ）に示すように各ヘリカル軸が揃った状態を完全プレナー状態という。プレナー状態では、入射光のうちの、液晶層のねじれの向きに対応した円偏光を選択反射する。選択反射される波長λは、液晶組成物の平均屈折率ｎＡＶＧと液晶組成物のピッチｐの積にほぼ等しい（λ＝ｎＡＶＧ・ｐ）。
【０００５】
ピッチｐは、カイラル剤等の光学活性物質の添加量ｃと光学活性物質の定数ＨＴＰ（Ｈｅｌｉｃａｌ Ｔｗｉｓｔｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ）から、ｐ＝１／（ｃ・ＨＴＰ）によって決まる。したがって、選択反射波長は、光学活性物質の種類と添加量によって調整できる。メモリ性液晶の選択反射波長を可視域外となるようにピッチを設定すれば、選択反射時に特定の色を反射することはなくなる。このとき、図７（ａ）に示すように、複数の液晶ドメインのヘリカル軸が平均的にはほぼ基板に対して垂直な方向を向いているものの、向きが僅かずつ異なっていると、その液晶ドメイン間にて入射光の散乱現象が発生する。この場合、やや白濁のある透明状態を呈する。
【０００６】
選択反射を呈するプレナー状態に対して、複数の液晶ドメインのヘリカル軸が基板面に対してランダム方向または非垂直方向に配列したフォーカルコニック状態をとることもできる。図７（ｃ）は、フォーカルコニック状態を示している。一般的に、フォーカルコニック状態の液晶層は全体として散乱状態を示す。選択反射時のように特定の波長の光を反射することはない。また、フォーカルコニック状態およびプレナー状態は、無電界時でも安定に存在する。よって、選択反射波長を可視域外に設定した場合には、プレナー状態では弱い散乱を含む透明状態になり、フォ−カルコニック状態では比較的強い散乱状態になる。
【０００７】
また、樹脂膜に液晶層が接した際に接触面となる面に対する液晶分子の配向角度をプレチルト角という。面と液晶分子とが完全に平行になる場合のプレチルト角は０°である。プレチルト角は、液晶層に接する樹脂膜に大きく依存する。
【０００８】
特許文献７には、樹脂膜の種類およびラビング処理の有無によるメモリ性液晶の状態の違いが示されている。低いプレチルト角を実現する樹脂膜にラビング処理を施さない場合、プレナー状態もフォーカルコニック状態も安定する。ただし、この場合におけるプレナー状態は、ヘリカル軸の向きに僅かなばらつきがある（図７（ａ）参照）。高いプレチルト角を実現する樹脂膜にラビング処理を施さない場合も同様である。また、低いプレチルト角を実現する樹脂膜にラビング処理を施した場合、フォーカルコニック状態が安定しない。すなわち、液晶をフォーカルコニック状態に変化させたとしても、プレナー状態に戻ってしまう。このプレナー状態は、液晶ドメイン間のヘリカル軸のばらつきを抑制した完全プレナー状態（図７（ｂ）参照）である。また、高いプレチルト角を実現する樹脂膜にラビング処理を施した場合、プレナー状態もフォーカルコニック状態も安定する。このときのプレナー状態は、完全プレナー状態である。特に、特許文献７では、ラビング処理が施されたプレチルト角６０°以上の樹脂膜に接するようにメモリ性液晶層を設けることにより、完全プレナー状態を発現させる液晶表示素子が開示されている。
【０００９】
なお、低いプレチルト角とは、２０°以下のプレチルト角を指し、高いプレチルト角とは６０°以上のプレチルト角を指す。一般にプレチルト角が２０〜６０°の範囲の角度になる場合はほとんど知られていない。
【００１０】
６０°以上の高いプレチルト角を実現する樹脂膜にラビング処理を施した液晶表示素子は、完全プレナー状態を発現させた場合において、散乱を生じさせずに光を選択反射する。この液晶表示素子に、選択反射波長の一部に赤外光を含むカイラルネマチック液晶を用いることで、従来得ることができなかった高い透明性を呈する透過−散乱型のメモリ性液晶表示素子を実現することができる。選択反射波長を可視域外に設定し、完全プレナー（図７（ｂ））とした場合には、非常に透明度の高い透明状態を得ることができ、フォ−カルコニックの散乱状態（図７（ｃ））とのあいだで高い透過−散乱のコントラストを得られる。このように完全プレナー状態において高い透明性を呈する液晶表示装置を透明表示装置という。
【００１１】
本出願人は、この透過−散乱型のメモリ性液晶表示素子の発明を特願２００１−３７３２７４号として出願し、透過−散乱型の情報表示体の発明を特願２００２−２８２５６２号として出願している。
【００１２】
次に、液晶表示装置の駆動法について説明をする。特許文献１では、駆動電圧の振幅の大きさによって、プレナー状態をフォーカルコニック状態に、またフォーカルコニック状態をプレナー状態にそれぞれ変化させている。後者の場合は、液晶分子が電圧印加方向にほぼ平行になるホメオトロピック状態を経由して起こすので、最も高い電圧が必要とされる。
【００１３】
メモリ性液晶では、一連の印加電圧波形の実効値が直接電圧消去後の状態を決定するのではなく、電圧消去後の表示は、直前に印加された電圧パルスの印加時間および振幅値に依存する。
【００１４】
図８は、印加電圧と電圧印加後の液晶の状態（反射率）との関係の例を示す。反射率が高くなっている状態はプレナー状態であり、反射率が低くなっている状態はフォーカルコニック状態である。メモリ性液晶を用いて線順次駆動を行う場合に、メモリ性液晶をプレナー状態にするための電圧をＶＰとする。また、フォーカルコニック状態にするための電圧をＶＦとする。この場合、Ｖｒ＝（ＶＰ＋ＶＦ）／２，Ｖｃ＝（ＶＰ−ＶＦ）／２となるような電圧Ｖｒ，Ｖｃを用いて駆動する。ただし、電圧を印加しても表示状態が変わらない上限電圧Ｖｓよりも電圧Ｖｃが低くなるように、電圧ＶＰ，ＶＦ，Ｖｒ，Ｖｃを定める。
【００１５】
駆動の際、選択行の行電極をＶｒに設定し、非選択行の行電極を０Ｖに設定する。また、ある行電極が選択された場合、プレナー状態に変化させるべき画素が存在する列の列電極を−Ｖｃに設定し、フォーカルコニック状態に変化させるべき画素が存在する列の列電極をＶｃに設定する。すると、図９に示すように、選択行の画素のうち、プレナー状態に変化すべき画素にはＶｒ＋Ｖｃ（すなわちＶＰ）が印加される。また、フォーカルコニック状態に変化させるべき画素にはＶｒ−Ｖｃ（すなわちＶＦ）が印加される。この結果、選択行の各画素は、プレナー状態またはフォーカルコニック状態に変化する。そして、各行を選択していくことにより所望の画像を表示する。なお、非選択行の画素にはＶｃまたは−Ｖｃが印加されるが、Ｖｃ＜Ｖｓであるので非選択行の表示は変化しない。
【００１６】
続いて、透明表示装置の各電極に設ける配線について説明する。透明表示装置の使用態様として、透明なガラス板の一部に配置する使用態様が考えられる。この場合、各画素をプレナー状態にしておけば、ガラス板全体を透明にすることができる。また、画素をフォーカルコニック状態にしておけば、透明なガラス板の一部に所望の情報を表示することができる。また、複数の透明表示装置を連接する使用態様も考えられる。透明表示装置とガラス板とを連接したり、透明表示装置同士を連接する場合、連接部分も透明にすることが好ましい。できるだけ多くの連接部分を透明にするためには、行電極や列電極の電位を設定する行電極ドライバおよび列電極ドライバを一辺に集中して配置すればよい。図１０は、行電極ドライバおよび列電極ドライバを一辺に配置する場合の配線の例を示す。図１０は、液晶が配置される側から各基板を観察した場合の状況を示す。
【００１７】
行電極側基板１の四辺のうち、各行電極２と平行な一辺に第一の行電極ドライバ６ａ、第二の行電極ドライバ６ｂおよび列電極ドライバ３６が設けられる。以下、この辺をドライバ接続辺と記す。
【００１８】
各行電極２には、第一の行電極ドライバ６ａに延びる第一の配線３または第二の行電極ドライバ６ｂに延びる第二の配線４が設けられる。接続辺以外の三辺にはシール材５が印刷される。シール材５は、硬化後に透明になるシール材である。なお、液晶を基板間に注入する際、シール材に液晶注入孔が設けられる。液晶注入孔の位置はドライバ接続辺以外の辺であればいずれの辺であってもよい。ただし、注入時における液晶との接触を考慮するとドライバ接続辺の反対側の辺に液晶注入孔を設けることが好ましい。液晶注入孔は、液晶注入後に封止される。図１０では、液晶注入孔の図示を省略した。
【００１９】
列電極側基板３１のドライバ接続辺には、導電性ビーズ３７が混入されたシール材３５が印刷される。各列電極３２には導電性ビーズ３７に延びる第三の配線３３が設けられる。行電極側基板１には、二枚の基板１，３１を対向させたときに導電性ビーズ３７と列電極ドライバ３６とを結ぶ第四の配線３４が設けられる。
【００２０】
行電極側基板１および列電極側基板３１には、対向したときに行電極側基板１のシール材５および列電極側基板３１のシール材３５に囲まれる領域に樹脂膜が設けられる。この樹脂膜は、液晶層と接するように設けられる。また、この樹脂膜は、６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜であり、ラビング処理が施される。
【００２１】
また、有機化学の分野において、紫外線を照射してアルキル基を切断する技術が知られている。紫外線を照射してアルキル基を切断する技術は、例えば、紫外線による基板等の洗浄に利用されている。特許文献８には、紫外線によって有機物の原子間の結合を切ることができる旨記載されている。
【００２２】
【特許文献１】
米国特許第３９３６８１５号明細書
【００２３】
【特許文献２】
米国特許第４０９７１２７号明細書
【００２４】
【特許文献３】
米国特許出願公開第２００２／００３６６１４Ａ１明細書
【００２５】
【特許文献４】
米国特許出願公開第２００２／００４７８１９Ａ１明細書
【００２６】
【特許文献５】
米国特許出願公開第２００２／０１２２１４８Ａ１明細書
【００２７】
【特許文献６】
米国特許出願公開第２００２／０１２６２２９Ａ１明細書
【００２８】
【特許文献７】
特開２００１−３４３６４８号公報（段落０００８，０００９，００１７−００２５、第１図）
【００２９】
【特許文献８】
特開２００１−２１７２２２号公報（段落０００７）
【００３０】
【非特許文献１】
George H.Heilmeier, Joel E.Goldmacher et al, Appl. Phys. Lett., 13(1968),132
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
行電極ドライバは、選択行の行電極電位をＶｒに設定し、非選択行の行電極電位を０Ｖに設定する。このとき、選択行の行電極だけでなく、その行電極と行電極ドライバとを結ぶ配線の電位もＶｒに設定される。従って、図１０に示すような配線の例において、第一の配線３および第二の配線４の電位は、行電極が選択されたときにＶｒに設定される。
【００３２】
列電極側基板３１において、第一の配線３および第二の配線４に対向する配線は存在しない。しかし、第一の配線３および第二の配線４の電位がＶｒに設定されると、その配線と列電極側基板３１との間に存在するメモリ性液晶が若干の散乱状態を呈するようになり、その部分の透明性が低下してしまう。そして、配線の電位がＶｒから０Ｖになった後もその状態が維持されてしまう。従って、行電極２および列電極３２が配置される部分以外は常に透明であるべきにも関わらず、配線が存在する箇所の透明性が低下してしまうことになる。なお、第一の配線３等に対向する配線は存在しないので、第一の配線３等の電位がＶｒに設定されたとき、その配線の位置に存在するメモリ性液晶に印加される電圧の具体的な値を特定することはできない。
【００３３】
なお、第一の配線３等の位置に存在する液晶の透明状態を維持させるためには、列電極側基板３１にも第一の配線３等に対向する配線を設け、対向する配線同士が等電位になるように制御すればよい。このように制御すれば、配線部分の液晶への印加電圧が常時０Ｖになり、その液晶の状態が変化することはない。しかし、この場合、狭い間隔に密集している第一の配線３および第二の配線４と正確に対向するように列電極側基板３１に配線を設けなければならない。また、列電極３２とは別に、これらの配線についても電位を設定していかなければならない。このような点を考慮すると、第一の配線３等に対向する配線を設ける手法は、非現実的であると考えられる。
【００３４】
そこで、本発明は、常時透明であるべき部分の透明性を維持できるようにする液晶表示装置およびその液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
本発明の態様１は、第一の基板と第二の基板との間にカイラルネマチック液晶が挟持され、第一の基板の第一領域には、６０°以上のプレチルト角を液晶に与える樹脂膜が設けられ、第一の基板の第二領域には、２０°以下のプレチルト角を液晶に与える樹脂膜が設けられ、第二の基板の第三領域には、６０°以上のプレチルト角を液晶に与える樹脂膜が設けられ、第二の基板の第四領域には、２０°以下のプレチルト角を液晶に与える樹脂膜が設けられ、第二領域と第四領域の樹脂膜にはそれぞれラビング処理が施された表面が備えられ、ラビング処理が施された表面とカイラルネマチック液晶層とが接するように配置され、第二領域と第四領域との間に狭持される液晶は電界が印加されない時は常時プレナー状態とされ、第一の基板の第一領域の少なくとも一部に透明導電膜Ａが設けられ、第一の基板の第二領域の少なくとも一部に透明導電膜Ｂが設けられ、第二の基板の第三領域の少なくとも一部に透明導電膜Ｃが設けられ、第二の基板の第四領域の少なくとも一部に透明導電膜Ｄが設けられ、透明導電膜Ａの少なくとも一部と透明導電膜Ｂの少なくとも一部とが接続され、透明導電膜Ｃの少なくとも一部と透明導電膜Ｄの少なくとも一部とが接続され、透明導電膜Ａの少なくとも一部と、透明導電膜Ｃの少なくとも一部が対向配置されて画素が構成され、画素における透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃとの間に電圧が印加され、画素に対応して位置するカイラルネマチック液晶の状態が制御され、プレナー状態におけるカイラルネマチック液晶の選択反射光に可視域外の波長を含む液晶表示装置を提供する。
【００３６】
本発明の態様２は、第一領域と第三領域の樹脂膜にラビング処理が施された表面が備えられた液晶表示装置を提供する。
【００３７】
本発明の態様３は、可視域外の波長が赤外域である液晶表示装置を提供する。
【００３８】
本発明の態様４は、透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃがそれぞれ透明電極であり、透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃの間隙が２〜６μｍである液晶表示装置を提供する。
【００３９】
本発明の態様５は、透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃがそれぞれ透明電極であり、透明導電膜Ｂを介して透明導電膜Ａの電位を設定し、透明導電膜Ｄを介して透明導電膜Ｃの電位を設定することにより、画素に電圧を与える液晶表示装置を提供する。
【００４０】
本発明の態様６は、透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃが、それぞれストライプ状の電極であって、マトリクス配置されてなる液晶表示装置を提供する。
【００４１】
本発明の態様７は、透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃが、それぞれパターニングされた電極である液晶表示装置を提供する。
【００４２】
本発明の態様８は、透明電極を有する第一の透明基板と、透明電極を有する第二の透明基板と、少なくとも２つの安定状態を呈するカイラルネマチック液晶とを備える液晶表示装置の製造方法であって、透明電極を配置する第一領域に透明電極が存在し、透明電極の配線を配置する第二領域に配線が存在し、透明電極と配線とが第一領域と第二領域との境界上で接するように第一の透明基板に透明電極と配線とを設け、第一の透明基板と第二の透明基板とを対向させた場合に第一領域に対向する第三領域に透明電極が存在するように第二の透明基板に透明電極を設け、第二領域および二枚の透明基板を対向させた場合に第二領域に対向する第四領域に、２０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜を形成し、第一領域および第三領域に、６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜を形成し、少なくとも第二領域および第四領域の樹脂膜にラビング処理を施し、選択反射光の波長に可視域外の波長を含むカイラルネマチック液晶を第一の透明基板と第二の透明基板との間に配置することを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００４３】
本発明の態様９は、第二領域および第四領域の樹脂膜と、第一領域および第三領域の樹脂膜とを、互いに異なる種類の樹脂によって形成する液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００４４】
本発明の態様１０は、透明基板に樹脂を固着させる際の焼成温度が高いほうの樹脂膜を先に形成する液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００４５】
本発明の態様１１は、第一領域、第二領域、第三領域および第四領域に、６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜を形成した後、第二領域および第四領域に紫外線を照射して、第二領域および第四領域の樹脂膜を、２０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜に変化させる液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［実施の形態１］まず、第一の実施の形態について説明する。図１は、本発明による液晶表示装置の例を示す説明図であり、液晶が配置される側から各基板を観察した場合の状況を示す。なお、図１０と同じ構成部分は、図１０と同じ符号を用いて説明する。
【００４７】
行電極側基板１および列電極側基板３１は、透明基板（例えば、ガラス基板）である。行電極側基板１には複数の行電極（走査電極）２が設けられ、列電極側基板３１には複数の列電極（信号電極）３２が設けられる。行電極２および列電極３２は透明電極である。また、行電極２と列電極３２とは、互いに直交するように設けられる。
【００４８】
行電極側基板１の四辺のうち、各行電極２と平行な一辺に第一の行電極ドライバ６ａ、第二の行電極ドライバ６ｂおよび列電極ドライバ３６が設けられる。この辺はドライバ接続辺である。列電極ドライバ３６は、ドライバ接続辺の中央付近に配置され、第一の行電極ドライバ６ａおよび第二の行電極ドライバ６ｂは列電極ドライバ３６の両側に配置される。ここでは、行電極ドライバを２つ設け、各行電極ドライバ６ａ，６ｂがそれぞれ行電極全体の本数の１／２の本数の行電極に接続される場合の例を示す。
【００４９】
ドライバ接続辺の反対側の辺から並ぶ行電極のうち、奇数番目の各行電極には、第一の行電極ドライバ６ａ側の一端から第一の行電極ドライバ６ａに延びる第一の配線３が設けられる。そして、奇数番目の行電極と第一の行電極ドライバ６ａは第一の配線３によって接続され、第一の行電極ドライバ６ａは奇数番目の各行電極の電位を設定する。また、偶数番目の各行電極には、第二の行電極ドライバ６ｂ側の一端から第二の行電極ドライバ６ｂに延びる第二の配線４が設けられる。そして、偶数番目の行電極と第二の行電極ドライバ６ｂは第二の配線４によって接続され、第二の行電極ドライバ６ｂは偶数番目の各行電極の電位を設定する。
【００５０】
接続辺以外の三辺にはシール材５が印刷される。シール材５は、硬化後に透明になるシール材である。硬化後に透明になるシール材としては、例えば、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、エン−チオール系またはそれらの混合系等のシール材がある。シール材は、例えば熱硬化や光硬化等の方式により硬化する。
【００５１】
列電極側基板３１のドライバ接続辺には、導電性ビーズ３７が混入されたシール材３５が印刷される。各列電極３２には、ドライバ接続辺側の一端から導電性ビーズ３７に延びる第三の配線３３が設けられる。行電極側基板１には、二枚の基板１，３１を対向させたときに導電性ビーズ３７と列電極ドライバ３６とを結ぶ第四の配線３４が設けられる。従って、二枚の基板１，３１を対向させると、各列電極３２と列電極ドライバ３６とは導電性ビーズ３７を介して接続される。
【００５２】
第一の配線３、第二の配線４、第三の配線３３および第四の配線３４は、行電極２や列電極３２よりも細い。
【００５３】
また、導電性ビーズ３７を混入したシール剤３５は、導電性ビーズ３７が存在するため硬化後も透明にならない。このシール材３５と硬化後に透明になるシール材５とを同じ基板に印刷すると、２種類のシール材が混ざり合ってシール材５の印刷箇所を透明にできなくなってしまうことがある。そのため、図１に示すように、導電性ビーズ３７を混入したシール剤３５と、硬化後に透明になるシール材５とは、それぞれ異なる基板に印刷される。導電性ビーズを混入したシール剤３５を行電極側基板１のドライバ接続辺に印刷し、硬化後に透明になるシール材５を列電極側基板３１における接続辺以外の三辺に印刷してもよい。
【００５４】
また、行電極ドライバおよび列電極ドライバを列電極側基板に配置する構成であってもよい。
【００５５】
次に、各電極や配線を配置する領域について説明する。行電極側基板１には、行電極２を配置する領域として第一領域５１が定められ、第一の配線３および第二の配線４を配置する領域として第二領域５２が定められている。行電極側基板１に行電極２、第一の配線３および第二の配線４を配置する場合、第一領域５１内に各行電極２が収まり、第一領域５１と第二領域５２との境界上で各行電極２と第一の配線３、第二の配線４とが接するように行電極２を設ける。また、第二領域５２に第一の配線３および第二の配線４が存在するように各配線を設ける。各行電極２と第一の配線３、第二の配線４との接点は、第一領域５１と第二領域５２との境界に位置する。従って、第一領域５１内に第一の配線３および第二の配線４は存在しない。また、第二領域５２内に行電極２は存在しない。
【００５６】
なお、第一の配線３および第二の配線４の全長にわたる部分のうち、シール材の外側に位置することになる部分は、第二領域に含まれていなくてもよい。
【００５７】
列電極側基板３１には、二枚の基板１，３１を対向させた場合に、第一領域と対向する領域として第三領域５３が定められている。また、第二領域と対向する領域として第四領域５４が定められている。列電極側基板３１に列電極３２と第三の配線３３を配置する場合、第三領域５３内に各列電極３２が収まり、第三領域５３と第四領域５４との境界上で各列電極３２と第三の配線３３とが接するように列電極３３を設ける。また、第三領域５３と第四領域５４との境界上で列電極３２と接し、第四領域のみを通過して導電性ビーズ３７に届くように第三の配線を設ける。
【００５８】
第一領域５１、第二領域５２、第三領域５３および第四領域５４には、高分子薄膜が設けられる。ただし、第一領域５１および第三領域５３に設けられる高分子薄膜と、第二領域５２および第四領域５４に設けられる高分子薄膜とは異なる。
【００５９】
図２は、本発明による液晶表示装置の模式的断面図である。図２に示すように、行電極側基板１と列電極側基板３１との間にメモリ性液晶６１が配置され、シール材によって封止される。なお、図２では、行電極側基板１に印刷されたシール材５のみを示す。
【００６０】
メモリ性液晶６１は、プレナー状態のときに透明状態を呈する液晶である。メモリ性液晶６１として、例えば、入射光が選択反射されて選択反射光が生じるプレナー状態と、入射光が散乱するフォーカルコニック状態とを呈し、選択反射光の波長に赤外域の波長が含まれるカイラルネマチック液晶が用いられる。以下、このようなカイラルネマチック液晶をメモリ性液晶６１として用いる場合を例に説明する。このカイラルネマチック液晶の選択反射光の中心波長は、０．７μｍ以上１．２μｍ以下であることが好ましい。選択反射光の中心波長がこの範囲内にあれば、フォーカルコニック時の散乱性が高く、より高い透過−散乱のコントラストを得ることができる。
【００６１】
行電極側基板１上には行電極２、第一の配線３および第二の配線４が設けられる。また、列電極側基板３１上には列電極３２が設けられる。さらに、図２に示すように、行電極側基板１の第一領域５１および列電極側基板３１の第三領域５３には、第一の高分子薄膜７１が設けられる。行電極側基板１の第二領域５２および列電極側基板３１の第四領域５４には、第二の高分子薄膜７２が設けられる。
【００６２】
第一領域５１および第三領域５３に設けられる第一の高分子薄膜７１は、６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜である。８０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜を形成すればさらに好ましい。第二領域５２および第四領域５４に設けられる第二の高分子薄膜７２は、２０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜である。第二の高分子薄膜７２として、１０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜を形成すればさらに好ましい。第一の高分子薄膜（第一の樹脂膜）７１および第二の高分子薄膜（第二の樹脂膜）７２は、ともに硬化した樹脂として各基板上に固着される。硬化した樹脂とは、例えば、ガラス転移温度が少なくとも６０℃以上になっている状態の樹脂である。ガラス転移温度は６０℃以上になっていればよいが、ガラス転移温度が１００℃以上になっていればさらに好ましい。
【００６３】
６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜（第一の樹脂膜７１）は、例えば、例えばＪＳＲ株式会社製の品番「ＪＡＬＳ−６８２−Ｒ３」のポリイミドを硬化させることによって実現することができる。２０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜（第二の樹脂膜７２）は、例えば日産化学株式会社製の品番「ＳＥ−３８４０」のポリイミドを硬化させることによって実現することができる。なお、ここに示した樹脂の種類は例示である。第一の樹脂膜７１および第二の樹脂膜７２は、他の樹脂によって形成されてもよい。
【００６４】
第二領域５２および第四領域５４に設けられる第二の樹脂膜７２には、ラビング処理（布等で表面を一定方向に擦る処理）を施す。この結果、第二の樹脂膜７２に挟まれる液晶は、ラビング処理が施された２０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜の間に存在することになる。この液晶は、メモリ性を失い、電圧が印加されない状態では完全プレナー状態になる。すなわち、電圧が印加された場合には、その電圧に応じてフォーカルコニック状態等に変化するが、電圧印加が停止されると完全プレナー状態に戻る。また、液晶６１のプレナー状態における選択反射光は赤外光である。従って、第二の樹脂膜７２に挟まれる液晶は、電圧が印加されたとしても、電圧印加が停止されれば透明状態に戻る。
【００６５】
フォーカルコニック状態等にするための電圧印加を停止した場合、第二の樹脂膜７２との界面付近で、液晶ドメインのヘリカル軸の向きが第二の樹脂膜７２によって揃えられる。そして、界面付近の液晶ドメインのヘリカル軸の向きが揃うと、その次の層においてもヘリカル軸の向きが揃うようになる。このように、ヘリカル軸の向きが揃うという現象は界面付近から波及していき、第二の樹脂膜７２に挟まれる液晶は完全プレナー状態に戻る。すなわち、第二領域５２と第四領域５４との間に挟持される液晶は、電界が印加されない時は常時プレナー状態とされる。
【００６６】
第一の樹脂膜７１は６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜である。従って、第一の樹脂膜７１に挟まれる液晶は、第一の樹脂膜７１に対するラビング処理の有無によらず、安定したプレナー状態またはフォーカルコニック状態を呈する。すなわち、電圧が印加されていなくともプレナー状態やフォーカルコニック状態を維持する。また、液晶６１のプレナー状態における選択反射光は赤外光である。従って、第一の樹脂膜７１に挟まれる液晶は、第一の樹脂膜７１に対するラビング処理の有無によらず、プレナー状態のときに透明になる。よって、第一の樹脂膜７１には、ラビング処理を施しても施さなくてもよい。
【００６７】
ただし、第一の樹脂膜７１にラビング処理を施さない場合、第一の樹脂膜７１に挟まれる液晶は、プレナー状態のときに、完全プレナー状態ではなく、液晶ドメイン間のヘリカル軸がわずかにずれた状態になる（図７（ａ））。この結果、斜め方向から液晶表示装置を観察した場合、透過率が若干低下する。一方、第一の樹脂膜７１にラビング処理を施した場合、第一の樹脂膜７１に挟まれる液晶は、プレナー状態に変化させると、完全プレナー状態で安定する。この場合、斜め方向から液晶表示装置を観察しても透明状態として視認される。従って、第一の樹脂膜７１にはラビング処理を施すことが好ましい。特に、行電極側の第一の樹脂膜７１と列電極側の第一の樹脂膜７１の双方に対してラビング処理を施すことが最も好ましい。また、液晶表示装置が垂直入射光のみを使用する場合には、第一の樹脂膜７１にはラビング処理を施さなくてもよい。例えば、液晶表示装置を光学シャッタとして用いる場合には、ラビング処理を施さなくてもよい。
【００６８】
行電極２と第一の樹脂膜７１との間または列電極３２と第一の樹脂膜７１との間に、金属酸化物等によって形成される電気絶縁層を設けてもよい。
【００６９】
また、行電極２と列電極３２との間の間隔はスペーサ等で保持し、２μｍ以上６μｍ以下とすることが好ましい。特に４μｍとすることが好ましい。電極間隔が２μｍ未満であると、プレナー状態とフォーカルコニック状態とのコントラスト比が低下してしまう。また、電極間隔が６μｍを越えてしまうと、第二の樹脂膜７２に挟まれた液晶が完全プレナーに戻らず、透明性が低下する場合が生じてしまう。
【００７０】
次に、液晶表示装置を駆動した際の液晶の状態の変化について説明する。
画素に電圧を印加して表示を書き込む場合、第一の配線３または第二の配線４を介して選択行の行電極の電位を設定し、第三の配線３３を介して各列電極３２の電位を設定する。行電極ドライバ６ａ（または行電極ドライバ６ｂ）は、各行電極２を一本ずつ選択し、選択した行電極の電位をＶｒとし、非選択行の行電極の電位を０Ｖに設定する。また、列電極ドライバ３６は、個々の行が選択されると、プレナー状態に変化させるべき画素が存在する列の列電極を−Ｖｃに設定し、フォーカルコニック状態に変化させるべき画素が存在する列の列電極をＶｃに設定する。この結果、選択行の各画素にはＶｒ＋Ｖｃ（すなわちＶＰ）またはＶｒ−Ｖｃ（すなわちＶＦ）の電圧が印加される。電圧ＶＰが印加された液晶は完全プレナー状態になり、その画素は透明状態を呈する。電圧ＶＦが印加された液晶はフォーカルコニック状態になり、その画素は散乱状態を呈する。
【００７１】
また、列電極側基板３１に、第一の配線３および第二の配線４に対向する電極は設けられていない。この場合であっても、選択行に接続される配線（第一の配線３および第二の配線４のうちの一本）の電位がＶｒになると、その選択行の配線部分に存在する液晶は若干の散乱状態を呈するようになり、その液晶の透明性が低下する。
【００７２】
次の行が選択されると、直前に選択されていた行の配線の電位はＶｒから０Ｖに変化する。従って、その配線部分に存在する液晶には、電圧が印加されなくなる。この液晶は、第二の樹脂膜７２に挟まれているので、電圧が印加されなくなると完全プレナー状態（透明状態）に戻る。また、このとき、新たに選択された行電極の配線の電位がＶｒに設定され、その配線部分に存在する液晶の透明性が低下する。このように第二の樹脂膜７２を設けた箇所では、選択行の配線部分の透明性が低下し、選択期間が終了すると透明状態に戻るという現象が繰り返される。
【００７３】
表示の書き込みが終了したときには、第二の樹脂膜７２を設けた部分の液晶に電圧が印加されることはないので、その部分の液晶は完全プレナー状態（透明状態）を維持する。すなわち、表示書き込み終了後、配線が存在する部分は透明になる。また、一般に、線順次駆動を行う場合、一本の行電極の選択期間は数ｍｓ（数ミリ秒）である。そして、第一の配線３および第二の配線４は、行電極２に比べ細い。従って、一本の配線が存在する箇所で数ｍｓ透明性が低下したとしても観察者には認識されにくい。すなわち、表示書き込み中も観察者は、透明性が低下したことを認識しにくい。
【００７４】
なお、選択行が切り替わると、直前に選択されていた行の各画素の電位はＶＰまたはＶＦからＶｃまたは−Ｖｃに変化する。この部分の液晶は、第一の樹脂膜７１に挟まれているので完全プレナー状態またはフォーカルコニック状態を維持する。同様に各行電極２が選択されていき、その結果、所望の画像が表示される。
【００７５】
以上のように、本発明によれば、透明であるべき部分（配線部分）の透明性を維持できる。従って、ドライバ接続辺以外の三辺の透明状態を維持することができる。また、この三辺において、ガラス板や他の液晶表示装置（透明表示装置）と連接すれば、表示を行わない場合にガラス板全体を透明にし、表示を行う場合にはガラス板の一部に情報を表示できる表示体を実現することができる。なお、液晶表示装置とガラス板等は透明樹脂等を用いて連接すればよい。
【００７６】
次に、本実施の形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。図３は、本発明による製造方法の一例を示す流れ図である。まず、行電極側基板、列電極側基板になるそれぞれの透明基盤に、ストライプ状の透明電極と配線とを設ける（ステップＳ１）。この透明電極および配線は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）で形成される。
【００７７】
行電極側基板になる透明基板には、行電極を配置する第一領域５１および配線を配置する第二領域５２を予め定めておく。また、列電極側基板になる透明電極には、予め第三領域５３および第四領域５４を定めておく。第三領域５３および第四領域５４は、それぞれ、二枚の基板を対向させたときに第一領域５１、第二領域５２に対向するように定める。そして、ステップＳ１では、行電極側基板１の第一領域５１内に透明電極（行電極２）が収まり、第一領域５１と第二領域５２との境界上で各行電極２と第一の配線３、第二の配線４とが接するように、行電極２を設ける。また、第一の配線３および第二の配線４が第一領域５１と第二領域５２との境界上で行電極２と接し、第二領域５２のみを通過して行電極ドライバ６ａ，６ｂの配置位置に届くように、第一の配線３および第二の配線４を設ける。また、後に列電極側基板のシール材３５が接することになる位置から列電極ドライバ３６まで第四の配線３４を設ける。
【００７８】
また、列電極側基板３１では、第三領域５３内に透明電極（列電極３２）が収まり、第三領域５３と第四領域５４との境界上で各列電極３２と第三の配線３３とが接するように、列電極３２を設ける。また、第三領域５３と第四領域５４との境界上で第三の配線３３と列電極３２とが接し、第四領域５４のみを通過して列電極側基板のシール材３５の配置位置に達するように、第三の配線を設ける。
【００７９】
ステップＳ１に続いて、それぞれの透明基板上に樹脂膜を形成する。第一領域５１および第三領域５３の樹脂膜と、第二領域５２および第四領域５４の樹脂膜とは異なる。従って、各基板では、領域毎に樹脂膜を形成する。このとき、基板に固着させる際の焼成温度が高い方の樹脂膜から先に形成する。焼成温度が低いほうの樹脂膜を先に形成した後、もう一方の樹脂膜を固着させるためにより高い温度で焼成すると、先に形成した樹脂膜が熱によって変化してしまうからである。ここでは、第二の樹脂膜７２の焼成温度が、第一の樹脂膜７１の焼成温度より高い場合を例にして説明する。この場合、焼成温度の高い第二の樹脂膜７２から先に形成する。
【００８０】
電極および配線を設けた後、行電極側基板１の第二領域５２および列電極側基板３１の第四領域５４にポリイミドを印刷する（ステップＳ２）。このポリイミドは、液晶分子のプレチルト角が２０°以下（１０°以下が好ましい）になるような樹脂膜を形成するためのものである。ステップＳ２では、第二領域５２および第四領域５４以外の領域をマスクしてから印刷を行う。続いて、各基板を焼成し、印刷したポリイミドを基板上に固着させる（ステップＳ３）。この結果、第二領域５２および第四領域５４に第二の樹脂膜７２が形成される。
【００８１】
次に、行電極側基板１の第一領域５１および列電極側基板３１の第三領域５３にポリイミドを印刷する（ステップＳ４）。このポリイミドは、液晶分子のプレチルト角が６０°以上になるような樹脂膜を形成するためのものである。ステップＳ４では、第一領域５１および第三領域５３以外の領域をマスクしてから印刷を行う。続いて、各基板を焼成し、印刷したポリイミドを基板上に固着させる（ステップＳ５）。この結果、第一領域５１および第三領域５３に第一の樹脂膜７１が形成される。なお、ステップＳ５における焼成温度は、ステップＳ３における焼成温度よりも低い。
【００８２】
続いて、行電極側基板１および列電極側基板３１の樹脂膜を設けた面に対して、ラビング処理を行う（ステップＳ６）。すなわち、形成された樹脂膜（第一の樹脂膜７１および第二の樹脂膜７２）の表面を、布等で一定方向に擦る処理を行う。ラビング方向は、例えば、それぞれのストライプ電極が交差するように二つの基板を重ね合わせた際、各基板におけるラビング方向が対向するように定める。
【００８３】
そして、行電極側基板１のドライバ接続辺以外の辺にシール材（硬化後透明になるシール材）を印刷し、列電極側基板３１のドライバ接続辺にシール材（導電性ビーズを混入したシール剤）を印刷する。次に、一方の基板を下側に置き、スペーサを散布してから、もう一方の基板を重ね合わせ、シール材を硬化させる。このとき、行電極と列電極とが直行するように基板を重ね合わせる。この結果、得られる空セルに対し、メモリ性液晶（プレナー状態のときに透明状態を呈する液晶）６１を注入する（ステップＳ７）。液晶を注入する際には、例えば、ドライバ接続辺の反対側の辺のシール材を切り欠くことにより、３〜４カ所の液晶注入孔を設ける。この液晶注入孔から液晶を注入し、その後、液晶注入孔を封止する。このセルに、行電極ドライバおよび列電極ドライバを配置する。
【００８４】
なお、ここでは、樹脂膜を印刷する場合について説明した。印刷以外の方法で樹脂膜を基板上に配置してもよい。例えば、スピンコート法によって樹脂膜を基板上に配置してもよい。また、インクジェット法によって樹脂膜を配置してもよい。例えば、図４に示すように、行電極の配線が配置される領域に、液晶分子のプレチルト角が２０°以下になるようなポリイミドを塗布して樹脂膜を形成してもよい。
【００８５】
［実施の形態２］液晶分子のプレチルト角を６０°以上にすることができる樹脂膜の化学構造については、明らかになっていない。本発明者は、液晶分子を垂直に配向させることができるシランカップリング材に基づいて、６０°以上のプレチルト角を実現できる樹脂膜の表面状態を推定した。
【００８６】
液晶分子を垂直に配向させることが可能なシランカップリング材の例として、「Ｒ−Ｓｉ（ＯＨ）３」、「Ｒ，Ｒ’−Ｓｉ（ＯＨ）２」等がある。Ｒ，Ｒ’の構成は「ＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−」である（ただし、ｎは６〜２２程度）。なお、「Ｒ−Ｓｉ（ＯＨ）３」は、「Ｒ−Ｓｉ（ＯＣＨ３）３」や「Ｒ−Ｓｉ（ＯＨ２ＣＨ３）３」を加水分解して生じる。また、「Ｒ，Ｒ’−Ｓｉ（ＯＨ）２」は、「Ｒ，Ｒ’−Ｓｉ（ＯＣＨ３）２」や「Ｒ，Ｒ’−Ｓｉ（ＯＨ２ＣＨ３）２」を加水分解して生じる。
【００８７】
ポリイミドには、ジアミンやピロメリット酸のような無水酸化物が含まれている。
【００８８】
垂直配向可能なシランカップリング材の構造より、ポリイミドに含まれるジアミンの一部は、長鎖アルキル基を有していると推定される。そして、長鎖アルキル基によって、液晶分子が界面に対して高角度（６０°以上）をなすように拘束されるため、プレチルト角が高くなると考えられる。なお、この界面にラビング処理を施すと、界面に対して高角度をなすように配列した液晶分子が平坦な面を形成し、その結果液晶ドメインのヘリカル軸が揃って完全プレナー状態を呈すると推定される。本発明者は以上の知見に基づき、本発明の第二の実施の形態を導いた。
【００８９】
本発明の第二の実施の形態における液晶表示装置の構成は、図１に示す場合と同様である。ただし、第二の実施の形態では、第一領域５１、第二領域５２、第三領域５３および第四領域５４に同一の樹脂膜を形成し、その後、第二領域５２および第四領域５４のみに紫外線を照射する。
【００９０】
行電極側基板１の第一領域５１と列電極側基板３１の第三領域５３には、６０°以上のプレチルト角を実現する第一の樹脂膜が設けられる。第一の実施の形態と同様、この樹脂膜は、例えばＪＳＲ株式会社製の品番「ＪＡＬＳ−６８２−Ｒ３」のポリイミドを硬化させることによって実現することができる。
【００９１】
また、行電極側基板１の第二領域５２と列電極側基板３１の第四領域５４にも、第一領域５１等と同一の樹脂膜を形成する。ただし、この樹脂膜は、形成後、紫外線を照射される。すると、その表面に存在するアルキル基は切断される。従って、この樹脂膜に接する液晶分子はアルキル基によって拘束されなくなる。その結果、樹脂膜と液晶層との界面において、プレチルト角は、２０°以下になる。よって、紫外線照射後の樹脂膜にラビング処理を施せば、ラビング配向面を有し２０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜を実現することができる。以下、６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜に対して紫外線を照射し、さらにラビング処理を行うことによって得られる樹脂膜を第三の樹脂膜と記すことにする。
【００９２】
第三の樹脂膜は、２０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜であり、またラビング処理が施されている。従って、第三の樹脂膜に挟まれる液晶は、既述の第二の樹脂膜に挟まれた液晶と同様の挙動を示す。よって、本実施の形態においても、第一の配線３および第二の配線４が存在する部分の透明性を維持することができる。
【００９３】
次に、本実施の形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。図５は、本製造方法の一例を示す流れ図である。まず、行電極側基板、列電極側基板になるそれぞれの透明基盤に、ストライプ状の透明電極と配線とを設ける（ステップＳ１１）。この処理は、第一の実施の形態で説明したステップＳ１と同様の処理である。
【００９４】
電極および配線を設けた後、行電極側基板１の第一領域５１、第二領域５２および列電極側基板３１の第三領域５３、第四領域５４にポリイミドを印刷する（ステップＳ１２）。このポリイミドは、液晶分子のプレチルト角が６０°以上になるような樹脂膜を形成するためのものである。続いて、各基板を焼成し、印刷したポリイミドを基板上に固着させる（ステップＳ１３）。この結果、第一領域５１、第二領域５２、第三領域５３および第四領域５４に第一の樹脂膜７１が形成される。
【００９５】
次に、第一領域５１および第三領域５３をマスクする。そして、第二領域５２および第四領域５４に形成された樹脂膜に対して紫外線を照射する（ステップＳ１４）。すると、第二領域５２および第四領域５４の樹脂膜の表面に存在するアルキル基が切断され、その樹脂膜は第三の樹脂膜に変化する。すなわち、第二領域５２および第四領域５４の樹脂膜は、２０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜に変化する。
【００９６】
続いて、行電極側基板１および列電極側基板３１の樹脂膜を設けた面に対して、ラビング処理を行う（ステップＳ１５）。その後、各基板にシール材を印刷し、スペーサを散布してから二つの基板を重ね合わせる。さらに、メモリ性液晶を注入して、行電極ドライバおよび列電極ドライバを配置する（ステップＳ１６）。ステップＳ１５，Ｓ１６の処理は、第一の実施の形態のステップＳ６，Ｓ７と同様の処理である。液晶を注入する際には、例えば、ドライバ接続辺の反対側の辺のシール材を切り欠くことにより、３〜４カ所の液晶注入孔を設け、液晶注入後、液晶注入孔を封止すればよい。
【００９７】
上記の各実施の形態では、液晶表示装置の中央部に第一領域５１、第三領域５３を設け、液晶表示装置の端部（外周部分）に第二領域５２、第四領域５４を設ける場合を示した。第二領域５２、第四領域５４は液晶表示装置の端部に設けられなくてもよい。例えば、行電極を配置する領域の間に配線を配置するようにして、情報を表示する領域の間に透明状態を維持する領域が位置する構成にしてもよい。
【００９８】
また、上記の各実施の形態において、各行電極２の少なくとも一部と、第一の配線３および第二の配線４の少なくとも一部が接続されていればよい。すなわち、配線に接続されない行電極や、行電極に接続れない配線が存在していてもよい。同様に、各列電極３２の少なくとも一部と、第三の配線３３の少なくとも一部が接続されていればよい。すなわち、配線に接続されない列電極や、列電極に接続されない配線が存在していてもよい。また、少なくとも一部の行電極と、少なくとも一部の列電極とが対向して画素を構成していればよく、全ての行電極および列電極が対向して画素を構成していなくてもよい。
【００９９】
また、上記の各実施の形態では、マトリクス表示を行う液晶表示装置を例に説明したが、セグメント表示を行う液晶表示装置であってもよい。すなわち、各基板上に配置される電極は、パターニングされた透明電極であってもよい。例えば、所望の形状にパターニングされたセグメント電極を第三領域に配置してもよい。そして、各セグメント電極のいずれとも対向する１枚のコモン電極をパターニングし、そのコモン電極を第四領域に配置してもよい。
【０１００】
また、メモリ性液晶は、プレナー状態において透明になるものであれば、選択反射波長が赤外域の波長でなくてもよい。すなわち、選択反射波長に可視域外の波長を含んでいればよい。例えば、選択反射波長に紫外域の波長を含むメモリ性液晶を用いてもよい。
【０１０１】
上記の各実施の形態において、行電極２（またはコモン電極）は、透明導電膜Ａに相当する。第一の配線３および第二の配線４は、透明導電膜Ｂに相当する。列電極３２（またはセグメント電極）は、透明導電膜Ｃに相当する。第三の配線３３は、透明導電膜Ｄに相当する。
【０１０２】
なお、本発明では、行電極の配線が存在する部分の液晶の透明性が維持される。同様に、各電極間の領域（画素と画素の間の領域）も透明に保つことが好ましい。電極同士の間の領域（以下、線間領域と記す。）を透明に保てば、液晶表示装置の全面を透明とした場合にグリッドを目立たなくすることができる。なお、線間領域の液晶を透明（プレナー状態）に保つ場合には、例えば、以下のように液晶表示装置を作製すればよい。セルギャップをｄ（μｍ）、各透明基板上の隣接する透明電極の間隔をａ（μｍ）としたときに、４．０・ｄ≦ａ≦１５．０・ｄを満足するように、各電極を透明基板上に設ける。また、完全プレナー状態のときに透明状態を呈する液晶を液晶表示装置に注入した後、液晶表示装置の周囲の温度を上昇させて液晶をアイソトロピック状態に変化させる。その後、行電極および列電極の電位を設定して、画素部分の液晶に対し所定の電圧を印加しながら、徐冷する。そして、液晶温度がＴｃ（液晶としての性質を示す状態を維持する温度とアイソトロピック状態を維持する温度との境界温度）よりも低くなったときに、電圧印加を急激に停止する。この結果得られた液晶表示装置では、線間領域の透明性が高く、グリッドが目立たない。徐冷する際における、所定の電圧とは、２０Ｖ／μｍ以上の電圧であって、対向する透明電極に短絡を生じさせないような電圧である。
【０１０３】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
一対のガラス基板に、第一領域、第二領域、第三領域および第四領域を定め、一方のガラス基板の第一領域と他方のガラス基板の第三領域にストライプ状の透明電極を設けた。また、一方のガラス基板の第二領域と他方のガラス基板の第四領域にドライバ（行電極ドライバまたは列電極ドライバ）と透明電極とを接続するための配線を設けた。このとき、領域の境界上で各透明電極と各配線とが接続されるようにした。
【０１０４】
そして、各ガラス基板の液晶層に接する側において、第二領域および第四領域にポリイミド（日産化学株式会社製「ＳＥ−３８４０」の樹脂溶液を印刷し、２５０℃で焼成してポリイミドの樹脂層を形成した。次に、第二領域および第四領域をマスクして、第一領域および第三領域にポリイミド（ＪＳＲ株式会社製「ＪＡＬＳ−６８２−Ｒ３」）の樹脂溶液を印刷し、１８０℃で焼成してポリイミドの樹脂層を形成した。そして、各領域の樹脂膜に対しラビング処理を行った。このとき、それぞれのストライプ電極が交差するように二つの基板を重ね合わせた際、各基板におけるラビング方向が対向するようにラビング方向を定めた。第一領域、第二領域、第三領域および第四領域の各樹脂膜の膜厚は、それぞれ約４０ｎｍであった。また、第一領域および第三領域に設けた樹脂膜によって実現されるプレチルト角は８９〜９０°であった。第二領域および第四領域に設けた樹脂膜によって実現されるプレチルト角は４〜５°であった。従って、第一領域および第三領域では８０°以上のプレチルト角を実現でき、第二領域および第四領域では１０°以下のプレチルト角を実現することができた。
【０１０５】
一方の基板を下側に配置し、その基板に直径４μｍの樹脂製のスペーサを散布してセルギャップが４μｍになるようにした。また、行電極側基板となるガラス基板には、ドライバ接続辺以外の三辺に硬化後に透明になるシール材を印刷し、列電極基板となるガラス基板には、ドライバ接続辺に導電性ビーズを混入したシール材を印刷した。そして、各基板のストライプ電極が交差するようにガラス基板を重ね合わせてシール材を硬化させ、空セルを作製した。
【０１０６】
市販のネマチック液晶（メルク・ジャパン株式会社製「ＭＪ００４２３」：Ｔｃ＝９４．０℃、Δｎ＝０．２３０、ε＝１５．０）の８２．２質量部、（化１）に示すカイラル剤８．９質量部、（化２）に示すカイラル剤８．９質量部からなるカイラルネマチック液晶Ａ（以下、液晶Ａと記す。）を調整した。
【０１０７】
【化１】

Figure 0004122969
【０１０８】
【化２】
Figure 0004122969
【０１０９】
この液晶Ａのヘリカルピッチの長さは０．５９９μｍであった。先に作製した空セルに液晶Ａを真空注入法で注入して液晶パネルを作成した。この際、ドライバ接続辺の反対側のシール材を切り欠いて３〜４カ所の液晶注入孔を設け、その液晶注入孔から液晶Ａを注入した。また、液晶注入後、液晶注入孔を紫外線硬化の封止材で封止した。この液晶パネルを線順次駆動し、画像を表示させた。駆動中および駆動終了後において、配線が存在する箇所を観察したところ、透明状態が維持されていた。また、透明電極が存在する箇所において、フォーカルコニック状態に変化させた画素は散乱状態を呈し、プレナー状態（完全プレナー状態）に変化させた画素は透明状態を呈した。なお、透明になった箇所の分光反射特性を測定したところ、選択反射波長の中心波長は約０．９１μｍであった。
【０１１０】
なお、各透明基板における電極間隔を２０μｍとし、セルギャップを４μｍとして、同様の液晶パネルを作製した。ただし、液晶Ａを注入後、液晶パネルの周囲の温度を上昇させて液晶Ａをアイソトロピック状態に変化させた。その後、画素となる領域の液晶に８０Ｖの電圧を印加しながら液晶を徐冷した。この電圧印加状態において、液晶層１μｍ当たりの印加電圧は２０Ｖである。すなわち、２０Ｖ／μｍの電圧を印加しながら徐冷した。液晶温度がＴｃよりも低くなったときに、８０Ｖの印加電圧を急激に遮断した。
【０１１１】
この液晶パネルの各画素をプレナー状態にするように駆動した後、線間領域の状態を顕微鏡写真で撮影した。その撮影結果を図６（ｃ）に示す。ただし、図６は、クロスニコル（偏光板直交状態）で観察した写真を示している。従って、透明状態（プレナー状態）の部分は黒く観察され、散乱状態（フォーカルコニック状態）の部分は白く観察される。図６（ｃ）に示すように、画素の部分と線間領域はともに黒く観察され、プレナー状態になっていることが確認できる。なお、画素の近傍（画素と線間領域の境界付近）は白く観察され、漏れ電界によってフォーカルコニック状態になっていることが確認される。
【０１１２】
続いて、この液晶パネルの各画素をフォーカルコニック状態にするように駆動した後、線間領域の状態を顕微鏡写真で撮影した。その撮影結果を図６（ｄ）に示す。なお、破線は顕微鏡写真の縁を示す。図６（ｄ）に示すように、画素の部分は白く観察され、フォーカルコニック状態になっていることが確認できる。また、線間領域は黒く観察され、プレナー状態になっていることが確認できる。図６（ｃ），（ｄ）から、線間領域はプレナー状態に保たれていることが確認される。これは、線間領域が透明状態に保たれていることを意味する。従って、液晶パネルの全面を透明状態にする場合、線間領域も透明であるので、グリッドが視認されにくいことがわかる。
【０１１３】
さらに、この液晶パネルと同様の液晶パネルを作成した。ただし、この液晶パネルでは、液晶Ａをアイソトロピック状態にして電圧を印加しながら徐冷するという処理を行わなかった。
【０１１４】
この液晶パネルの各画素をプレナー状態にするように駆動した後、線間領域の状態を顕微鏡写真で撮影した。その撮影結果を図６（ａ）に示す。図６（ａ）に示すように、画素の部分は黒く観察され、プレナー状態になっていることが確認できる。しかし、線間領域は白く観察され、フォーカルコニック状態になっていることがわかる。
【０１１５】
続いて、この液晶パネルの各画素をフォーカルコニック状態にするように駆動した後、線間領域の状態を顕微鏡写真で撮影した。その撮影結果を図６（ｂ）に示す。なお、破線は顕微鏡写真の縁を示す。図６（ｂ）に示すように、画素の部分と線間の部分はともに白く観察され、フォーカルコニック状態になっていることが確認できる。図６（ａ），（ｂ）から、線間領域はフォーカルコニック状態に保たれていることがわかる。従って、液晶パネルの全面を透明状態にする場合、線間領域は散乱状態を呈するため、グリッドが視認されてしまうことがわかる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明によれば、常時透明であるべき、配線が存在する部分の透明性を維持して、電極が存在する部分に情報を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による液晶表示装置の例を示す説明図。
【図２】 本発明による液晶表示装置の模式的断面図。
【図３】 本発明による液晶表示装置の製造方法の一例を示す流れ図。
【図４】 インクジェット方式で樹脂材料を塗布する状態を示す説明図。
【図５】 本発明による液晶表示装置の製造方法の一例を示す流れ図。
【図６】 線間領域の顕微鏡写真の例を示す説明図。
【図７】 メモリ性液晶の各種状態を示す模式図。
【図８】 メモリ性液晶の印加電圧と反射率との関係の例を示す説明図。
【図９】 画素への印加電圧の説明図。
【図１０】 電極と駆動ドライバとを接続する配線の例を示す説明図。
【符号の説明】
１ 行電極側基板
２ 行電極
３ 第一の配線
４ 第二の配線
３１ 列電極側基板
３２ 列電極
５１ 第一領域
５２ 第二領域
５３ 第三領域
５４ 第四領域
６１ メモリ性液晶
７１ 第一の樹脂膜
７２ 第二の樹脂膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device including a memory liquid crystal layer exhibiting a transparent state and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
At present, TN, STN, and TFT liquid crystal display elements are widely used. These liquid crystal display elements always perform predetermined driving to perform display. On the other hand, a memory liquid crystal such as a cholesteric or chiral nematic liquid crystal having a memory operation mode has attracted attention, and a practical application of a liquid crystal display device including the liquid crystal display device has been studied. Non-patent Document 1 and Patent Documents 1 to 6 show basic structures such as a cell structure, a liquid crystal material, and a driving method of a liquid crystal display device using chiral nematic liquid crystal.
[0003]
The memory-type liquid crystal sandwiched between a pair of parallel substrates has a “twisted structure” in which the liquid crystal director is twisted at a constant period. The light reflection mode varies depending on the orientation of the twisted central axis (hereinafter referred to as a helical axis) with respect to the substrate. FIG. 7 is a schematic diagram showing various states of the memory-type liquid crystal, and shows the alignment state of the liquid crystal domains represented by a drum shape.
[0004]
A state in which the average direction of the helical axes of the plurality of liquid crystal domains is substantially perpendicular to the substrate surface is referred to as a planar state. FIGS. 7A and 7B show this planar state. Among the planar states, a state in which the helical axes are aligned as shown in FIG. 7B is called a complete planar state. In the planar state, circularly polarized light corresponding to the direction of twist of the liquid crystal layer in the incident light is selectively reflected. The wavelength λ selectively reflected is the average refractive index n of the liquid crystal composition. AVG Is approximately equal to the product of the pitch p of the liquid crystal composition (λ = n AVG -P).
[0005]
The pitch p is determined by p = 1 / (c · HTP) from the addition amount c of an optically active substance such as a chiral agent and the constant HTP (Helical Twisting Power) of the optically active substance. Therefore, the selective reflection wavelength can be adjusted by the type and amount of optically active substance. If the pitch is set so that the selective reflection wavelength of the memory liquid crystal is outside the visible range, a specific color is not reflected during selective reflection. At this time, as shown in FIG. 7A, if the helical axes of the plurality of liquid crystal domains are on the average, substantially perpendicular to the substrate, but the directions are slightly different, the liquid crystal Incident light scattering occurs between the domains. In this case, a transparent state with a little cloudiness is exhibited.
[0006]
In contrast to the planar state exhibiting selective reflection, a focal conic state in which the helical axes of a plurality of liquid crystal domains are arranged in a random direction or a non-perpendicular direction with respect to the substrate surface can be taken. FIG. 7C shows the focal conic state. Generally, the liquid crystal layer in the focal conic state exhibits a scattering state as a whole. The light of a specific wavelength is not reflected unlike the selective reflection. Further, the focal conic state and the planar state exist stably even when there is no electric field. Therefore, when the selective reflection wavelength is set outside the visible range, a transparent state including weak scattering is obtained in the planar state, and a relatively strong scattering state is obtained in the focal conic state.
[0007]
In addition, the orientation angle of liquid crystal molecules with respect to a surface that becomes a contact surface when the liquid crystal layer is in contact with the resin film is referred to as a pretilt angle. The pretilt angle when the plane and the liquid crystal molecules are completely parallel is 0 °. The pretilt angle greatly depends on the resin film in contact with the liquid crystal layer.
[0008]
Patent Document 7 shows the difference in the state of the memory liquid crystal depending on the type of resin film and the presence or absence of rubbing treatment. When the rubbing treatment is not performed on the resin film that realizes a low pretilt angle, both the planar state and the focal conic state are stabilized. However, the planar state in this case has a slight variation in the direction of the helical axis (see FIG. 7A). The same applies when the rubbing treatment is not performed on the resin film that achieves a high pretilt angle. Further, when a rubbing process is performed on a resin film that realizes a low pretilt angle, the focal conic state is not stable. That is, even if the liquid crystal is changed to the focal conic state, it returns to the planar state. This planar state is a complete planar state (see FIG. 7B) in which the variation of the helical axis between the liquid crystal domains is suppressed. In addition, when a rubbing process is performed on a resin film that realizes a high pretilt angle, both the planar state and the focal conic state are stabilized. The planar state at this time is a complete planar state. In particular, Patent Document 7 discloses a liquid crystal display element that provides a completely planar state by providing a memory liquid crystal layer so as to be in contact with a resin film having a pretilt angle of 60 ° or more that has been subjected to rubbing.
[0009]
The low pretilt angle indicates a pretilt angle of 20 ° or less, and the high pretilt angle indicates a pretilt angle of 60 ° or more. In general, little is known when the pretilt angle is in the range of 20 to 60 °.
[0010]
A liquid crystal display element in which a rubbing process is performed on a resin film that realizes a high pretilt angle of 60 ° or more selectively reflects light without causing scattering when a completely planar state is developed. By using a chiral nematic liquid crystal containing infrared light as part of the selective reflection wavelength for this liquid crystal display element, a transmission-scattering memory type liquid crystal display element exhibiting high transparency that could not be obtained in the past has been realized. can do. When the selective reflection wavelength is set outside the visible range and a complete planar (FIG. 7B) is used, a highly transparent state can be obtained, and the focal conic scattering state (FIG. 7C). ), A high transmission-scattering contrast can be obtained. Such a liquid crystal display device exhibiting high transparency in a completely planar state is called a transparent display device.
[0011]
The present applicant filed the invention of the transmission-scattering type memory liquid crystal display element as Japanese Patent Application No. 2001-373274, and filed the invention of the transmission-scattering type information display body as Japanese Patent Application No. 2002-282562. Yes.
[0012]
Next, a driving method of the liquid crystal display device will be described. In Patent Document 1, the planar state is changed to the focal conic state and the focal conic state is changed to the planar state depending on the amplitude of the drive voltage. In the latter case, the highest voltage is required because the liquid crystal molecules are generated via a homeotropic state in which the liquid crystal molecules are substantially parallel to the voltage application direction.
[0013]
In memory liquid crystal, the effective value of a series of applied voltage waveforms does not directly determine the state after voltage erasure, but the display after voltage erasure depends on the application time and amplitude value of the voltage pulse applied immediately before. .
[0014]
FIG. 8 shows an example of the relationship between the applied voltage and the state (reflectance) of the liquid crystal after voltage application. A state where the reflectance is high is a planar state, and a state where the reflectance is low is a focal conic state. When line-sequential driving is performed using a memory liquid crystal, the voltage for bringing the memory liquid crystal into a planar state is V P And In addition, the voltage for setting the focal conic state is V F And In this case, V r = (V P + V F ) / 2, V c = (V P -V F ) / 2 such that voltage V r , V c To drive. However, the upper limit voltage V that does not change the display state even when voltage is applied. s Than voltage V c So that the voltage V P , V F , V r , V c Determine.
[0015]
When driving, the row electrode of the selected row is set to V r And the row electrode of the non-selected row is set to 0V. When a certain row electrode is selected, the column electrode of the column in which the pixel to be changed to the planar state exists is set to −V. c And the column electrode of the column where the pixel to be changed to the focal conic state exists is set to V c Set to. Then, as shown in FIG. 9, among the pixels in the selected row, the pixels that should change to the planar state are V r + V c (Ie V P ) Is applied. In addition, the pixel to be changed to the focal conic state is V r -V c (Ie V F ) Is applied. As a result, each pixel in the selected row changes to a planar state or a focal conic state. Then, a desired image is displayed by selecting each row. Note that V is not applied to pixels in the non-selected row c Or -V c Is applied, but V c <V s Therefore, the display of the non-selected line does not change.
[0016]
Next, the wiring provided for each electrode of the transparent display device will be described. As a usage mode of the transparent display device, a usage mode in which the transparent display device is arranged on a part of a transparent glass plate can be considered. In this case, if each pixel is in a planar state, the entire glass plate can be made transparent. In addition, if the pixel is in a focal conic state, desired information can be displayed on a part of a transparent glass plate. Further, a usage mode in which a plurality of transparent display devices are connected is also conceivable. When the transparent display device and the glass plate are connected or when the transparent display devices are connected to each other, it is preferable that the connecting portion is also transparent. In order to make as many connected portions as possible transparent, row electrode drivers and column electrode drivers for setting the potentials of the row electrodes and column electrodes may be concentrated on one side. FIG. 10 shows an example of wiring when the row electrode driver and the column electrode driver are arranged on one side. FIG. 10 shows a situation when each substrate is observed from the side where the liquid crystal is arranged.
[0017]
Of the four sides of the row electrode side substrate 1, the first row electrode driver 6 is placed on one side parallel to each row electrode 2. a Second row electrode driver 6 b And a column electrode driver 36 is provided. Hereinafter, this side is referred to as a driver connection side.
[0018]
Each row electrode 2 has a first row electrode driver 6 a First wiring 3 or second row electrode driver 6 extending to b A second wiring 4 is provided to extend to. Sealing material 5 is printed on three sides other than the connection side. The sealing material 5 is a sealing material that becomes transparent after curing. Note that when the liquid crystal is injected between the substrates, a liquid crystal injection hole is provided in the sealing material. The position of the liquid crystal injection hole may be any side as long as it is a side other than the driver connection side. However, considering the contact with the liquid crystal during injection, it is preferable to provide a liquid crystal injection hole on the side opposite to the driver connection side. The liquid crystal injection hole is sealed after liquid crystal injection. In FIG. 10, the liquid crystal injection hole is not shown.
[0019]
A sealing material 35 mixed with conductive beads 37 is printed on the driver connection side of the column electrode side substrate 31. Each column electrode 32 is provided with a third wiring 33 extending to the conductive beads 37. The row electrode side substrate 1 is provided with a fourth wiring 34 that connects the conductive beads 37 and the column electrode driver 36 when the two substrates 1 and 31 are opposed to each other.
[0020]
The row electrode side substrate 1 and the column electrode side substrate 31 are provided with a resin film in a region surrounded by the seal material 5 of the row electrode side substrate 1 and the seal material 35 of the column electrode side substrate 31 when facing each other. This resin film is provided in contact with the liquid crystal layer. The resin film is a resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more, and is subjected to a rubbing process.
[0021]
In the field of organic chemistry, a technique for cutting an alkyl group by irradiating ultraviolet rays is known. The technique of irradiating ultraviolet rays to cleave alkyl groups is used, for example, for cleaning a substrate or the like with ultraviolet rays. Patent Document 8 describes that bonds between organic atoms can be broken by ultraviolet rays.
[0022]
[Patent Document 1]
U.S. Pat. No. 3,936,815
[0023]
[Patent Document 2]
U.S. Pat. No. 4,097,127
[0024]
[Patent Document 3]
US Patent Application Publication No. 2002 / 0036614A1
[0025]
[Patent Document 4]
US Patent Application Publication No. 2002 / 0047819A1
[0026]
[Patent Document 5]
US Patent Application Publication No. 2002 / 0122148A1
[0027]
[Patent Document 6]
US Patent Application Publication No. 2002 / 0126229A1
[0028]
[Patent Document 7]
JP 2001-343648 A (paragraphs 0008, 0009, 0017-0025, FIG. 1)
[0029]
[Patent Document 8]
JP 2001-217222 A (paragraph 0007)
[0030]
[Non-Patent Document 1]
George H. Heilmeier, Joel E. Goldmacher et al, Appl. Phys. Lett., 13 (1968), 132
[0031]
[Problems to be solved by the invention]
The row electrode driver sets the row electrode potential of the selected row to V r And the row electrode potential of the non-selected row is set to 0V. At this time, not only the row electrode of the selected row but also the potential of the wiring connecting the row electrode and the row electrode driver is V V r Set to Therefore, in the example of the wiring as shown in FIG. 10, the potentials of the first wiring 3 and the second wiring 4 are V V when the row electrode is selected. r Set to
[0032]
In the column electrode side substrate 31, there is no wiring facing the first wiring 3 and the second wiring 4. However, the potentials of the first wiring 3 and the second wiring 4 are V r When set to, the memory liquid crystal existing between the wiring and the column electrode side substrate 31 exhibits a slight scattering state, and the transparency of the portion is lowered. And the potential of the wiring is V r This state is maintained even after the voltage reaches 0V. Therefore, although the portion other than the portion where the row electrode 2 and the column electrode 32 are arranged should always be transparent, the transparency of the portion where the wiring exists is lowered. In addition, since there is no wiring facing the first wiring 3 or the like, the potential of the first wiring 3 or the like is V r When set to, it is not possible to specify a specific value of the voltage applied to the memory liquid crystal present at the position of the wiring.
[0033]
In order to maintain the transparent state of the liquid crystal present at the position of the first wiring 3 or the like, the column electrode side substrate 31 is also provided with a wiring facing the first wiring 3 or the like, and the facing wirings are What is necessary is just to control so that it may become electric potential. By controlling in this way, the voltage applied to the liquid crystal in the wiring portion is always 0 V, and the state of the liquid crystal does not change. However, in this case, it is necessary to provide wiring on the column electrode side substrate 31 so as to accurately face the first wiring 3 and the second wiring 4 which are densely packed at a narrow interval. In addition to the column electrode 32, the potentials of these wirings must be set. Considering such points, it is considered that a method of providing a wiring facing the first wiring 3 or the like is unrealistic.
[0034]
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method for manufacturing the liquid crystal display device that can maintain transparency of a portion that should be always transparent.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
Aspect 1 of the present invention is a resin film in which chiral nematic liquid crystal is sandwiched between a first substrate and a second substrate, and a first region of the first substrate gives a pretilt angle of 60 ° or more to the liquid crystal. The second region of the first substrate is provided with a resin film for giving a pretilt angle of 20 ° or less to the liquid crystal, and the third region of the second substrate is provided with a liquid crystal having a pretilt angle of 60 ° or more. A resin film is provided on the fourth region of the second substrate, a resin film is provided on the liquid crystal with a pretilt angle of 20 ° or less, and the resin film in the second region and the fourth region is rubbed respectively. Is provided so that the surface subjected to the rubbing treatment and the chiral nematic liquid crystal layer are in contact with each other, and an electric field is not applied to the liquid crystal sandwiched between the second region and the fourth region. The time is always planar, the first of the first board A transparent conductive film A is provided in at least a part of the region, a transparent conductive film B is provided in at least a part of the second region of the first substrate, and a transparent conductive material is provided in at least a part of the third region of the second substrate. A film C is provided, a transparent conductive film D is provided in at least a part of the fourth region of the second substrate, at least a part of the transparent conductive film A and at least a part of the transparent conductive film B are connected, and transparent At least a part of the conductive film C and at least a part of the transparent conductive film D are connected, and at least a part of the transparent conductive film A and at least a part of the transparent conductive film C are arranged to face each other to form a pixel. A voltage is applied between the transparent conductive film A and the transparent conductive film C in order to control the state of the chiral nematic liquid crystal positioned corresponding to the pixel, and the wavelength outside the visible range is reflected by the selectively reflected light of the chiral nematic liquid crystal in the planar state. including A liquid crystal display device is provided.
[0036]
Aspect 2 of the present invention provides a liquid crystal display device provided with a surface in which a resin film in a first region and a third region is rubbed.
[0037]
Aspect 3 of the present invention provides a liquid crystal display device whose wavelength outside the visible range is the infrared range.
[0038]
Aspect 4 of the present invention provides a liquid crystal display device in which the transparent conductive film A and the transparent conductive film C are transparent electrodes, respectively, and the gap between the transparent conductive film A and the transparent conductive film C is 2 to 6 μm.
[0039]
In the fifth aspect of the present invention, the transparent conductive film A and the transparent conductive film C are transparent electrodes, respectively, the potential of the transparent conductive film A is set via the transparent conductive film B, and the transparent conductive film D is set via the transparent conductive film D. A liquid crystal display device that applies a voltage to a pixel by setting a potential of C is provided.
[0040]
Aspect 6 of the present invention provides a liquid crystal display device in which the transparent conductive film A and the transparent conductive film C are striped electrodes, respectively, and are arranged in a matrix.
[0041]
Aspect 7 of the present invention provides a liquid crystal display device in which the transparent conductive film A and the transparent conductive film C are respectively patterned electrodes.
[0042]
Aspect 8 of the present invention exhibits at least two stable states, a first transparent substrate having a transparent electrode, a second transparent substrate having a transparent electrode, and the like. Chiral nematic liquid crystal A transparent electrode is present in a first region where a transparent electrode is disposed, a wiring is present in a second region where a transparent electrode wiring is disposed, and the transparent electrode and the wiring are When the transparent electrode and the wiring are provided on the first transparent substrate so as to be in contact with each other on the boundary between the first region and the second region, and the first transparent substrate and the second transparent substrate face each other, the first region When the transparent electrode is provided on the second transparent substrate so that the transparent electrode exists in the third region facing the second region, the fourth region facing the second region when the second region and the two transparent substrates are opposed to each other , A resin film that realizes a pretilt angle of 20 ° or less is formed, a resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more is formed in the first region and the third region, and the resin in at least the second region and the fourth region The film is rubbed so that the wavelength of the selectively reflected light is outside the visible range. Include Chiral nematic liquid crystal Is provided between a first transparent substrate and a second transparent substrate, and a method for manufacturing a liquid crystal display device is provided.
[0043]
Aspect 9 of the present invention provides a method of manufacturing a liquid crystal display device in which the resin film in the second region and the fourth region and the resin film in the first region and the third region are formed of different types of resins.
[0044]
Aspect 10 of the present invention provides a method for manufacturing a liquid crystal display device in which a resin film having a higher baking temperature when a resin is fixed to a transparent substrate is first formed.
[0045]
In the eleventh aspect of the present invention, after forming a resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more in the first region, the second region, the third region, and the fourth region, ultraviolet rays are applied to the second region and the fourth region. Provided is a method of manufacturing a liquid crystal display device by irradiating and changing the resin film in the second region and the fourth region into a resin film realizing a pretilt angle of 20 ° or less.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1] First, a first embodiment will be described. FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a liquid crystal display device according to the present invention, and shows a situation when each substrate is observed from the side where the liquid crystal is arranged. The same components as those in FIG. 10 will be described using the same reference numerals as those in FIG.
[0047]
The row electrode side substrate 1 and the column electrode side substrate 31 are transparent substrates (for example, glass substrates). The row electrode side substrate 1 is provided with a plurality of row electrodes (scanning electrodes) 2, and the column electrode side substrate 31 is provided with a plurality of column electrodes (signal electrodes) 32. The row electrode 2 and the column electrode 32 are transparent electrodes. The row electrode 2 and the column electrode 32 are provided so as to be orthogonal to each other.
[0048]
Of the four sides of the row electrode side substrate 1, the first row electrode driver 6 is placed on one side parallel to each row electrode 2. a Second row electrode driver 6 b And a column electrode driver 36 is provided. This side is a driver connection side. The column electrode driver 36 is disposed near the center of the driver connection side, and the first row electrode driver 6 a And the second row electrode driver 6 b Are arranged on both sides of the column electrode driver 36. Here, two row electrode drivers are provided, and each row electrode driver 6 a , 6 b Are respectively connected to half the number of row electrodes of the entire row electrode.
[0049]
Of the row electrodes arranged from the side opposite to the driver connection side, each of the odd-numbered row electrodes has a first row electrode driver 6. a First row electrode driver 6 from one end of the side a A first wiring 3 is provided to extend to. The odd-numbered row electrode and the first row electrode driver 6 a Are connected by a first wiring 3 and a first row electrode driver 6 a Sets the potential of each odd-numbered row electrode. Further, each even-numbered row electrode has a second row electrode driver 6. b The second row electrode driver 6 from one end of the side b A second wiring 4 is provided to extend to. The even-numbered row electrode and the second row electrode driver 6 b Are connected by a second wiring 4 and a second row electrode driver 6 b Sets the potential of each even-numbered row electrode.
[0050]
Sealing material 5 is printed on three sides other than the connection side. The sealing material 5 is a sealing material that becomes transparent after curing. Examples of the sealing material that becomes transparent after curing include an epoxy-based, acrylic-based, urethane-based, ene-thiol-based, or mixed system thereof. The sealing material is cured by a method such as thermosetting or photocuring.
[0051]
A sealing material 35 mixed with conductive beads 37 is printed on the driver connection side of the column electrode side substrate 31. Each column electrode 32 is provided with a third wiring 33 extending from one end on the driver connection side to the conductive bead 37. The row electrode side substrate 1 is provided with a fourth wiring 34 that connects the conductive beads 37 and the column electrode driver 36 when the two substrates 1 and 31 are opposed to each other. Accordingly, when the two substrates 1 and 31 are opposed to each other, each column electrode 32 and the column electrode driver 36 are connected via the conductive beads 37.
[0052]
The first wiring 3, the second wiring 4, the third wiring 33 and the fourth wiring 34 are thinner than the row electrode 2 and the column electrode 32.
[0053]
Further, the sealing agent 35 mixed with the conductive beads 37 does not become transparent after curing because the conductive beads 37 are present. If this sealing material 35 and the sealing material 5 that becomes transparent after curing are printed on the same substrate, two types of sealing materials may be mixed and the printed portion of the sealing material 5 may not be transparent. Therefore, as shown in FIG. 1, the sealing agent 35 mixed with the conductive beads 37 and the sealing material 5 that becomes transparent after curing are printed on different substrates. The sealing agent 35 mixed with conductive beads may be printed on the driver connection side of the row electrode side substrate 1, and the sealing material 5 that becomes transparent after curing may be printed on three sides other than the connection side in the column electrode side substrate 31. .
[0054]
In addition, the row electrode driver and the column electrode driver may be arranged on the column electrode side substrate.
[0055]
Next, the area | region which arrange | positions each electrode and wiring is demonstrated. In the row electrode side substrate 1, a first region 51 is defined as a region in which the row electrode 2 is disposed, and a second region 52 is defined as a region in which the first wiring 3 and the second wiring 4 are disposed. When the row electrode 2, the first wiring 3 and the second wiring 4 are arranged on the row electrode side substrate 1, each row electrode 2 is accommodated in the first region 51, and the boundary between the first region 51 and the second region 52. The row electrode 2 is provided so that each row electrode 2 is in contact with the first wiring 3 and the second wiring 4. Further, each wiring is provided so that the first wiring 3 and the second wiring 4 exist in the second region 52. A contact point between each row electrode 2 and the first wiring 3 and the second wiring 4 is located at the boundary between the first region 51 and the second region 52. Therefore, the first wiring 3 and the second wiring 4 do not exist in the first region 51. Further, the row electrode 2 does not exist in the second region 52.
[0056]
In addition, the part which will be located in the outer side of a sealing material among the parts covering the full length of the 1st wiring 3 and the 2nd wiring 4 does not need to be contained in a 2nd area | region.
[0057]
The column electrode side substrate 31 has a third region 53 defined as a region facing the first region when the two substrates 1 and 31 are opposed to each other. Further, a fourth area 54 is defined as an area facing the second area. When the column electrode 32 and the third wiring 33 are arranged on the column electrode side substrate 31, each column electrode 32 is accommodated in the third region 53, and each column electrode is placed on the boundary between the third region 53 and the fourth region 54. A column electrode 33 is provided so that 32 and the third wiring 33 are in contact with each other. A third wiring is provided so as to contact the column electrode 32 on the boundary between the third region 53 and the fourth region 54 and pass through only the fourth region to reach the conductive beads 37.
[0058]
A polymer thin film is provided in the first region 51, the second region 52, the third region 53, and the fourth region 54. However, the polymer thin film provided in the first region 51 and the third region 53 is different from the polymer thin film provided in the second region 52 and the fourth region 54.
[0059]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention. As shown in FIG. 2, a memory liquid crystal 61 is disposed between the row electrode side substrate 1 and the column electrode side substrate 31 and sealed with a sealant. In FIG. 2, only the sealing material 5 printed on the row electrode side substrate 1 is shown.
[0060]
The memory liquid crystal 61 is a liquid crystal that exhibits a transparent state when in a planar state. As the memory liquid crystal 61, for example, a planar state in which incident light is selectively reflected to generate selective reflected light and a focal conic state in which incident light is scattered, and the wavelength of the selectively reflected light includes an infrared wavelength. Nematic liquid crystal is used. Hereinafter, a case where such a chiral nematic liquid crystal is used as the memory liquid crystal 61 will be described as an example. The central wavelength of the selectively reflected light of this chiral nematic liquid crystal is preferably 0.7 μm or more and 1.2 μm or less. If the center wavelength of the selectively reflected light is within this range, the scattering property at the time of focal conic is high, and a higher transmission-scattering contrast can be obtained.
[0061]
A row electrode 2, a first wiring 3 and a second wiring 4 are provided on the row electrode side substrate 1. A column electrode 32 is provided on the column electrode side substrate 31. Further, as shown in FIG. 2, a first polymer thin film 71 is provided in the first region 51 of the row electrode side substrate 1 and the third region 53 of the column electrode side substrate 31. A second polymer thin film 72 is provided in the second region 52 of the row electrode side substrate 1 and the fourth region 54 of the column electrode side substrate 31.
[0062]
The first polymer thin film 71 provided in the first region 51 and the third region 53 is a resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more. It is more preferable to form a resin film that realizes a pretilt angle of 80 ° or more. The second polymer thin film 72 provided in the second region 52 and the fourth region 54 is a resin film that realizes a pretilt angle of 20 ° or less. More preferably, a resin film that realizes a pretilt angle of 10 ° or less is formed as the second polymer thin film 72. The first polymer thin film (first resin film) 71 and the second polymer thin film (second resin film) 72 are both fixed on each substrate as a cured resin. The cured resin is, for example, a resin having a glass transition temperature of at least 60 ° C. or higher. Although the glass transition temperature should just be 60 degreeC or more, it is still more preferable if the glass transition temperature is 100 degreeC or more.
[0063]
The resin film (first resin film 71) that realizes a pretilt angle of 60 ° or more can be realized, for example, by curing a polyimide having a product number “JALS-682-R3” manufactured by JSR Corporation. The resin film (second resin film 72) that realizes a pretilt angle of 20 ° or less can be realized, for example, by curing a polyimide having a product number “SE-3840” manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. In addition, the kind of resin shown here is an illustration. The first resin film 71 and the second resin film 72 may be formed of other resins.
[0064]
The second resin film 72 provided in the second region 52 and the fourth region 54 is subjected to a rubbing process (a process of rubbing the surface with a cloth or the like in a certain direction). As a result, the liquid crystal sandwiched between the second resin films 72 exists between the resin films that achieve a pretilt angle of 20 ° or less subjected to the rubbing process. This liquid crystal loses its memory property and is in a completely planar state when no voltage is applied. That is, when a voltage is applied, it changes to a focal conic state or the like according to the voltage, but when the voltage application is stopped, it returns to a complete planar state. Further, the selectively reflected light in the planar state of the liquid crystal 61 is infrared light. Accordingly, the liquid crystal sandwiched between the second resin films 72 returns to a transparent state even when a voltage is applied, when the voltage application is stopped.
[0065]
When the application of voltage for setting the focal conic state or the like is stopped, the direction of the helical axis of the liquid crystal domain is aligned by the second resin film 72 in the vicinity of the interface with the second resin film 72. When the directions of the helical axes of the liquid crystal domains near the interface are aligned, the directions of the helical axes are also aligned in the next layer. Thus, the phenomenon that the directions of the helical axes are aligned spreads from the vicinity of the interface, and the liquid crystal sandwiched between the second resin films 72 returns to a completely planar state. That is, the liquid crystal sandwiched between the second region 52 and the fourth region 54 is always in a planar state when no electric field is applied.
[0066]
The first resin film 71 is a resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more. Accordingly, the liquid crystal sandwiched between the first resin films 71 exhibits a stable planar state or focal conic state regardless of whether or not the first resin film 71 is rubbed. That is, the planar state and the focal conic state are maintained even when no voltage is applied. Further, the selectively reflected light in the planar state of the liquid crystal 61 is infrared light. Therefore, the liquid crystal sandwiched between the first resin films 71 becomes transparent in the planar state regardless of whether or not the first resin film 71 is rubbed. Therefore, the first resin film 71 may or may not be rubbed.
[0067]
However, when the first resin film 71 is not rubbed, the liquid crystal sandwiched between the first resin films 71 is not completely planar when in the planar state, and the helical axis between the liquid crystal domains is slightly shifted. (FIG. 7A). As a result, when the liquid crystal display device is observed from an oblique direction, the transmittance slightly decreases. On the other hand, when the rubbing process is performed on the first resin film 71, the liquid crystal sandwiched between the first resin films 71 is stabilized in the complete planar state when changed to the planar state. In this case, even when the liquid crystal display device is observed from an oblique direction, it is visually recognized as a transparent state. Accordingly, the first resin film 71 is preferably subjected to a rubbing process. In particular, it is most preferable to perform a rubbing process on both the first resin film 71 on the row electrode side and the first resin film 71 on the column electrode side. Further, when the liquid crystal display device uses only normal incident light, the first resin film 71 may not be subjected to the rubbing process. For example, when the liquid crystal display device is used as an optical shutter, the rubbing process may not be performed.
[0068]
An electrical insulating layer formed of a metal oxide or the like may be provided between the row electrode 2 and the first resin film 71 or between the column electrode 32 and the first resin film 71.
[0069]
The distance between the row electrode 2 and the column electrode 32 is preferably held by a spacer or the like, and is preferably 2 μm or more and 6 μm or less. In particular, the thickness is preferably 4 μm. If the electrode interval is less than 2 μm, the contrast ratio between the planar state and the focal conic state is lowered. In addition, when the electrode interval exceeds 6 μm, the liquid crystal sandwiched between the second resin films 72 does not return to the complete planarity, and the transparency may be lowered.
[0070]
Next, a change in the state of the liquid crystal when the liquid crystal display device is driven will be described.
When a display is written by applying a voltage to the pixel, the potential of the row electrode of the selected row is set via the first wiring 3 or the second wiring 4, and each column electrode 32 is connected via the third wiring 33. Set the potential. Row electrode driver 6 a (Or row electrode driver 6 b ) Selects each row electrode 2 one by one and sets the potential of the selected row electrode to V r And the potential of the row electrode of the non-selected row is set to 0V. In addition, when each row is selected, the column electrode driver 36 sets the column electrode of the column in which the pixel to be changed to the planar state exists to −V. c And the column electrode of the column where the pixel to be changed to the focal conic state exists is set to V c Set to. As a result, each pixel in the selected row has V r + V c (Ie V P ) Or V r -V c (Ie V F ) Is applied. Voltage V P The liquid crystal to which is applied enters a completely planar state, and the pixel exhibits a transparent state. Voltage V F The liquid crystal to which is applied enters a focal conic state, and the pixel exhibits a scattering state.
[0071]
Further, the electrode facing the first wiring 3 and the second wiring 4 is not provided on the column electrode side substrate 31. Even in this case, the potential of the wiring (one of the first wiring 3 and the second wiring 4) connected to the selected row is V r As a result, the liquid crystal present in the wiring portion of the selected row exhibits a slight scattering state, and the transparency of the liquid crystal is lowered.
[0072]
When the next row is selected, the wiring potential of the row selected immediately before is V r Changes from 0 to 0V. Therefore, no voltage is applied to the liquid crystal present in the wiring portion. Since this liquid crystal is sandwiched between the second resin films 72, it returns to a complete planar state (transparent state) when voltage is no longer applied. At this time, the potential of the newly selected row electrode wiring is V r And the transparency of the liquid crystal present in the wiring portion is lowered. As described above, in the place where the second resin film 72 is provided, the transparency of the wiring portion of the selected row is lowered, and the phenomenon of returning to the transparent state when the selection period ends is repeated.
[0073]
When the writing of the display is completed, no voltage is applied to the liquid crystal in the portion where the second resin film 72 is provided, so that the liquid crystal in that portion maintains the complete planar state (transparent state). That is, after the display writing is completed, the portion where the wiring exists becomes transparent. In general, when line sequential driving is performed, the selection period of one row electrode is several ms (several milliseconds). The first wiring 3 and the second wiring 4 are thinner than the row electrode 2. Therefore, even if the transparency is lowered for a few ms at a place where one wire exists, it is difficult for the observer to recognize it. That is, it is difficult for the observer to recognize that the transparency has decreased during display writing.
[0074]
When the selected row is switched, the potential of each pixel in the row selected immediately before is V P Or V F To V c Or -V c To change. Since this portion of the liquid crystal is sandwiched between the first resin films 71, the completely planar state or the focal conic state is maintained. Similarly, each row electrode 2 is selected, and as a result, a desired image is displayed.
[0075]
As described above, according to the present invention, the transparency of a portion (wiring portion) that should be transparent can be maintained. Therefore, the transparent state of the three sides other than the driver connection side can be maintained. In addition, if these three sides are connected to a glass plate or another liquid crystal display device (transparent display device), the entire glass plate is made transparent when no display is performed, and a part of the glass plate is displayed when display is performed. A display body capable of displaying information can be realized. Note that the liquid crystal display device and the glass plate may be connected using a transparent resin or the like.
[0076]
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the manufacturing method according to the present invention. First, stripe-shaped transparent electrodes and wirings are provided on the transparent bases to be the row electrode side substrate and the column electrode side substrate (step S1). The transparent electrode and the wiring are made of, for example, ITO (Indium Tin Oxide).
[0077]
In the transparent substrate that becomes the row electrode side substrate, a first region 51 in which row electrodes are arranged and a second region 52 in which wirings are arranged are determined in advance. In addition, the third region 53 and the fourth region 54 are determined in advance for the transparent electrode to be the column electrode side substrate. The third region 53 and the fourth region 54 are determined so as to face the first region 51 and the second region 52, respectively, when the two substrates are opposed to each other. In step S 1, the transparent electrode (row electrode 2) is accommodated in the first region 51 of the row electrode side substrate 1, and each row electrode 2 and the first wiring are arranged on the boundary between the first region 51 and the second region 52. 3. The row electrode 2 is provided so as to be in contact with the second wiring 4. Further, the first wiring 3 and the second wiring 4 are in contact with the row electrode 2 on the boundary between the first region 51 and the second region 52, and pass only through the second region 52, so that the row electrode driver 6 a , 6 b The first wiring 3 and the second wiring 4 are provided so as to reach the arrangement position. Further, a fourth wiring 34 is provided from a position where the sealing material 35 of the column electrode side substrate comes into contact later to the column electrode driver 36.
[0078]
In the column electrode side substrate 31, the transparent electrode (column electrode 32) is accommodated in the third region 53, and each column electrode 32 and the third wiring 33 are arranged on the boundary between the third region 53 and the fourth region 54. The column electrode 32 is provided so as to be in contact with each other. Further, the third wiring 33 and the column electrode 32 are in contact with each other on the boundary between the third region 53 and the fourth region 54, and pass only through the fourth region 54 to the position where the sealing material 35 of the column electrode side substrate is disposed. A third wiring is provided so as to reach it.
[0079]
Subsequent to step S1, a resin film is formed on each transparent substrate. The resin film in the first region 51 and the third region 53 is different from the resin film in the second region 52 and the fourth region 54. Therefore, a resin film is formed for each region on each substrate. At this time, the resin film having the higher firing temperature when being fixed to the substrate is formed first. This is because if the resin film having a lower firing temperature is formed first and then fired at a higher temperature to fix the other resin film, the previously formed resin film changes due to heat. Here, a case where the firing temperature of the second resin film 72 is higher than the firing temperature of the first resin film 71 will be described as an example. In this case, the second resin film 72 having a high baking temperature is formed first.
[0080]
After the electrodes and wiring are provided, polyimide is printed on the second region 52 of the row electrode side substrate 1 and the fourth region 54 of the column electrode side substrate 31 (step S2). This polyimide is for forming a resin film in which the pretilt angle of liquid crystal molecules is 20 ° or less (preferably 10 ° or less). In step S2, the area other than the second area 52 and the fourth area 54 is masked before printing. Then, each board | substrate is baked and the printed polyimide is fixed on a board | substrate (step S3). As a result, the second resin film 72 is formed in the second region 52 and the fourth region 54.
[0081]
Next, polyimide is printed on the first region 51 of the row electrode side substrate 1 and the third region 53 of the column electrode side substrate 31 (step S4). This polyimide is for forming a resin film in which the pretilt angle of liquid crystal molecules is 60 ° or more. In step S4, printing is performed after masking areas other than the first area 51 and the third area 53. Then, each board | substrate is baked and the printed polyimide is fixed on a board | substrate (step S5). As a result, the first resin film 71 is formed in the first region 51 and the third region 53. Note that the firing temperature in step S5 is lower than the firing temperature in step S3.
[0082]
Subsequently, a rubbing process is performed on the surface provided with the resin film of the row electrode side substrate 1 and the column electrode side substrate 31 (step S6). That is, the surface of the formed resin film (the first resin film 71 and the second resin film 72) is rubbed in a certain direction with a cloth or the like. For example, the rubbing direction is determined so that the rubbing directions of the substrates face each other when the two substrates are overlapped so that the stripe electrodes intersect each other.
[0083]
Then, a seal material (a seal material that becomes transparent after curing) is printed on a side other than the driver connection side of the row electrode side substrate 1, and a seal material (a seal in which conductive beads are mixed) is formed on the driver connection side of the column electrode side substrate 31. Agent). Next, after placing one substrate on the lower side and spraying spacers, the other substrate is overlaid and the sealing material is cured. At this time, the substrates are overlaid so that the row electrodes and the column electrodes are orthogonal. As a result, a memory liquid crystal (liquid crystal that exhibits a transparent state in the planar state) 61 is injected into the obtained empty cell (step S7). When injecting the liquid crystal, for example, three to four liquid crystal injection holes are provided by cutting out a sealing material on the side opposite to the driver connection side. Liquid crystal is injected from the liquid crystal injection hole, and then the liquid crystal injection hole is sealed. A row electrode driver and a column electrode driver are disposed in this cell.
[0084]
Here, the case where the resin film is printed has been described. The resin film may be disposed on the substrate by a method other than printing. For example, the resin film may be disposed on the substrate by spin coating. Moreover, you may arrange | position a resin film by the inkjet method. For example, as shown in FIG. 4, a resin film may be formed by applying polyimide such that the pretilt angle of the liquid crystal molecules is 20 ° or less in the region where the row electrode wiring is disposed.
[0085]
[Embodiment 2] The chemical structure of the resin film capable of setting the pretilt angle of liquid crystal molecules to 60 ° or more is not clear. The present inventor estimated the surface state of a resin film that can realize a pretilt angle of 60 ° or more based on a silane coupling material capable of vertically aligning liquid crystal molecules.
[0086]
As an example of a silane coupling material capable of vertically aligning liquid crystal molecules, “RS i (OH) 3 "," R, R'-S i (OH) 2 And so on. The configuration of R and R ′ is “CH 3 (CH 2 ) n − ”(Where n is about 6 to 22). In addition, “RS i (OH) 3 Is "R-S i (OCH 3 ) 3 "Or" RS i (OH 2 CH 3 ) 3 It is produced by hydrolysis. Also, "R, R'-S i (OH) 2 "Is" R, R'-S i (OCH 3 ) 2 "Or" R, R'-S i (OH 2 CH 3 ) 2 It is produced by hydrolysis.
[0087]
Polyimide contains anhydrous oxides such as diamine and pyromellitic acid.
[0088]
From the structure of the vertically alignable silane coupling material, it is presumed that a part of the diamine contained in the polyimide has a long-chain alkyl group. The long-chain alkyl group restrains the liquid crystal molecules to form a high angle (60 ° or more) with respect to the interface, so that the pretilt angle is considered to increase. When this interface is rubbed, liquid crystal molecules arranged at a high angle with respect to the interface form a flat surface, and as a result, the helical axes of the liquid crystal domains are aligned to exhibit a completely planar state. Is done. The present inventor has derived the second embodiment of the present invention based on the above knowledge.
[0089]
The configuration of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention is the same as that shown in FIG. However, in the second embodiment, the same resin film is formed in the first region 51, the second region 52, the third region 53, and the fourth region 54, and then only the second region 52 and the fourth region 54 are formed. Irradiate with UV light.
[0090]
A first resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more is provided in the first region 51 of the row electrode side substrate 1 and the third region 53 of the column electrode side substrate 31. Similar to the first embodiment, this resin film can be realized, for example, by curing a polyimide having a product number “JALS-682-R3” manufactured by JSR Corporation.
[0091]
The same resin film as that of the first region 51 and the like is also formed in the second region 52 of the row electrode side substrate 1 and the fourth region 54 of the column electrode side substrate 31. However, this resin film is irradiated with ultraviolet rays after being formed. Then, the alkyl group present on the surface is cleaved. Accordingly, the liquid crystal molecules in contact with the resin film are not restrained by the alkyl group. As a result, the pretilt angle is 20 ° or less at the interface between the resin film and the liquid crystal layer. Therefore, if a rubbing treatment is performed on the resin film after the ultraviolet irradiation, a resin film having a rubbing alignment plane and realizing a pretilt angle of 20 ° or less can be realized. Hereinafter, a resin film obtained by irradiating a resin film realizing a pretilt angle of 60 ° or more with ultraviolet rays and performing a rubbing process will be referred to as a third resin film.
[0092]
The third resin film is a resin film that realizes a pretilt angle of 20 ° or less, and is subjected to a rubbing process. Accordingly, the liquid crystal sandwiched between the third resin films exhibits the same behavior as the liquid crystal sandwiched between the second resin films described above. Therefore, also in this embodiment, the transparency of the portion where the first wiring 3 and the second wiring 4 are present can be maintained.
[0093]
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the manufacturing method. First, stripe-like transparent electrodes and wirings are provided on the transparent bases to be the row electrode side substrate and the column electrode side substrate (step S11). This process is the same as step S1 described in the first embodiment.
[0094]
After providing the electrodes and wiring, polyimide is printed on the first region 51 and the second region 52 of the row electrode side substrate 1 and the third region 53 and the fourth region 54 of the column electrode side substrate 31 (step S12). This polyimide is for forming a resin film in which the pretilt angle of liquid crystal molecules is 60 ° or more. Then, each board | substrate is baked and the printed polyimide is fixed on a board | substrate (step S13). As a result, the first resin film 71 is formed in the first region 51, the second region 52, the third region 53, and the fourth region 54.
[0095]
Next, the first region 51 and the third region 53 are masked. Then, the resin film formed in the second region 52 and the fourth region 54 is irradiated with ultraviolet rays (step S14). Then, the alkyl group present on the surface of the resin film in the second region 52 and the fourth region 54 is cut, and the resin film changes to a third resin film. That is, the resin film in the second region 52 and the fourth region 54 is changed to a resin film that realizes a pretilt angle of 20 ° or less.
[0096]
Subsequently, a rubbing process is performed on the surface of the row electrode side substrate 1 and the column electrode side substrate 31 provided with the resin film (step S15). Thereafter, a sealing material is printed on each substrate, spacers are dispersed, and then the two substrates are overlaid. Further, memory liquid crystal is injected to arrange a row electrode driver and a column electrode driver (step S16). Steps S15 and S16 are the same as steps S6 and S7 in the first embodiment. When injecting the liquid crystal, for example, by cutting out a sealing material on the side opposite to the driver connection side to provide 3 to 4 liquid crystal injection holes and sealing the liquid crystal injection hole after liquid crystal injection Good.
[0097]
In each of the above embodiments, the first region 51 and the third region 53 are provided in the central portion of the liquid crystal display device, and the second region 52 and the fourth region 54 are provided in the end portion (outer peripheral portion) of the liquid crystal display device. showed that. The second region 52 and the fourth region 54 may not be provided at the end of the liquid crystal display device. For example, a configuration may be adopted in which wiring is arranged between regions where row electrodes are arranged, and a region that maintains a transparent state is located between regions where information is displayed.
[0098]
Further, in each of the above embodiments, it is only necessary that at least a part of each row electrode 2 and at least a part of the first wiring 3 and the second wiring 4 are connected. That is, there may be a row electrode that is not connected to the wiring and a wiring that is not connected to the row electrode. Similarly, it is only necessary that at least a part of each column electrode 32 and at least a part of the third wiring 33 are connected. That is, there may be a column electrode that is not connected to the wiring and a wiring that is not connected to the column electrode. Further, it is only necessary that at least a part of the row electrodes and at least a part of the column electrodes are opposed to each other to constitute a pixel, and all the row electrodes and the column electrodes are not necessarily opposed to constitute a pixel. .
[0099]
In each of the above embodiments, the liquid crystal display device that performs matrix display has been described as an example. However, a liquid crystal display device that performs segment display may be used. That is, the electrode disposed on each substrate may be a patterned transparent electrode. For example, segment electrodes patterned in a desired shape may be arranged in the third region. Then, one common electrode facing each of the segment electrodes may be patterned, and the common electrode may be arranged in the fourth region.
[0100]
Further, if the memory liquid crystal is transparent in the planar state, the selective reflection wavelength may not be an infrared wavelength. That is, the selective reflection wavelength may include a wavelength outside the visible range. For example, a memory liquid crystal containing an ultraviolet wavelength in the selective reflection wavelength may be used.
[0101]
In each of the above embodiments, the row electrode 2 (or common electrode) corresponds to the transparent conductive film A. The first wiring 3 and the second wiring 4 correspond to the transparent conductive film B. The column electrode 32 (or segment electrode) corresponds to the transparent conductive film C. The third wiring 33 corresponds to the transparent conductive film D.
[0102]
In the present invention, the transparency of the liquid crystal in the portion where the row electrode wiring exists is maintained. Similarly, it is preferable to keep the area between the electrodes (the area between the pixels) transparent. If the area between the electrodes (hereinafter referred to as the interline area) is kept transparent, the grid can be made inconspicuous when the entire surface of the liquid crystal display device is made transparent. In addition, what is necessary is just to produce a liquid crystal display device as follows, for example, when keeping the liquid crystal of a line | wire area | region transparent (planar state). Each electrode is set so that 4.0 · d ≦ a ≦ 15.0 · d is satisfied when the cell gap is d (μm) and the distance between adjacent transparent electrodes on each transparent substrate is a (μm). Is provided on a transparent substrate. In addition, after injecting a liquid crystal that exhibits a transparent state in the completely planar state into the liquid crystal display device, the temperature around the liquid crystal display device is raised to change the liquid crystal to an isotropic state. Thereafter, the potentials of the row electrode and the column electrode are set, and cooling is performed while applying a predetermined voltage to the liquid crystal in the pixel portion. And the liquid crystal temperature is T c When the temperature becomes lower than (the boundary temperature between the temperature at which the liquid crystal property is maintained and the temperature at which the isotropic state is maintained), the voltage application is suddenly stopped. In the liquid crystal display device obtained as a result, the transparency of the interline region is high and the grid is not conspicuous. The predetermined voltage at the time of slow cooling is a voltage of 20 V / μm or more and does not cause a short circuit in the opposing transparent electrode.
[0103]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described.
A first region, a second region, a third region, and a fourth region are defined on a pair of glass substrates, and a striped transparent electrode is provided on the first region of one glass substrate and the third region of the other glass substrate. . Moreover, wiring for connecting a driver (row electrode driver or column electrode driver) and a transparent electrode was provided in the second region of one glass substrate and the fourth region of the other glass substrate. At this time, each transparent electrode and each wiring are connected on the boundary of the region.
[0104]
And in the side which touches the liquid crystal layer of each glass substrate, the resin solution of polyimide ("SE-3840" made by Nissan Chemical Co., Ltd. is printed on the second region and the fourth region, and baked at 250 ° C to be polyimide resin layer Next, the second region and the fourth region are masked, and a resin solution of polyimide (“JALS-682-R3” manufactured by JSR Corporation) is printed on the first region and the third region, and 180 ° C. A polyimide resin layer was formed by baking, and a rubbing process was performed on the resin film in each region, and when the two substrates were overlapped so that the respective stripe electrodes intersected, The rubbing directions were determined so that the rubbing directions of the first region, the second region, the third region, and the fourth region were approximately 40 nm in thickness. The pretilt angle realized by the resin film provided in the first region and the third region was 89 to 90 °, and the pretilt angle realized by the resin film provided in the second region and the fourth region was 4 to 5 °. Therefore, a pretilt angle of 80 ° or more can be realized in the first region and the third region, and a pretilt angle of 10 ° or less can be realized in the second region and the fourth region.
[0105]
One substrate was placed on the lower side, and resin spacers having a diameter of 4 μm were dispersed on the substrate so that the cell gap became 4 μm. Also, on the glass substrate that is the row electrode side substrate, a sealing material that becomes transparent after curing is printed on three sides other than the driver connection side, and on the glass substrate that is the column electrode substrate, conductive beads are provided on the driver connection side. The mixed sealing material was printed. And the glass substrate was piled up so that the stripe electrode of each board | substrate might cross | intersect, and the sealing material was hardened, and the empty cell was produced.
[0106]
Commercially available nematic liquid crystal (“MJ00423” manufactured by Merck Japan Ltd .: T c = 94.0 ° C., Δn = 0.230, ε = 15.0) 82.2 parts by mass, 8.9 parts by mass of the chiral agent shown in (Chemical Formula 1), 8.9 parts by mass of the chiral agent shown in (Chemical Formula 2) A chiral nematic liquid crystal A (hereinafter referred to as “liquid crystal A”) composed of parts by mass was prepared.
[0107]
[Chemical 1]
Figure 0004122969
[0108]
[Chemical 2]
Figure 0004122969
[0109]
The length of the helical pitch of the liquid crystal A was 0.599 μm. A liquid crystal panel was prepared by injecting the liquid crystal A into the previously produced empty cell by vacuum injection. At this time, 3 to 4 liquid crystal injection holes were provided by cutting out the sealing material on the side opposite to the driver connection side, and liquid crystal A was injected from the liquid crystal injection holes. Further, after the liquid crystal injection, the liquid crystal injection hole was sealed with an ultraviolet curing sealing material. This liquid crystal panel was line-sequentially driven to display an image. When the part where the wiring exists was observed during the driving and after the driving, the transparent state was maintained. Moreover, in the location where a transparent electrode exists, the pixel changed into the focal conic state exhibited the scattering state, and the pixel changed to the planar state (complete planar state) exhibited the transparent state. In addition, when the spectral reflection characteristic of the location which became transparent was measured, the center wavelength of the selective reflection wavelength was about 0.91 micrometer.
[0110]
In addition, the same liquid crystal panel was produced by setting the electrode interval in each transparent substrate to 20 μm and the cell gap to 4 μm. However, after the liquid crystal A was injected, the temperature around the liquid crystal panel was raised to change the liquid crystal A to an isotropic state. Thereafter, the liquid crystal was gradually cooled while applying a voltage of 80 V to the liquid crystal in the region to be a pixel. In this voltage application state, the applied voltage per 1 μm of the liquid crystal layer is 20V. That is, it was gradually cooled while applying a voltage of 20 V / μm. Liquid crystal temperature is T c When the voltage was lower than 80 V, the applied voltage of 80 V was suddenly cut off.
[0111]
After driving each pixel of the liquid crystal panel to be in a planar state, the state of the interline region was photographed with a micrograph. The photographing result is shown in FIG. However, FIG. 6 shows a photograph observed in crossed Nicols (polarized plate orthogonal state). Accordingly, the transparent state (planar state) portion is observed in black, and the scattering state (focal conic state) portion is observed in white. As shown in FIG. 6C, the pixel portion and the inter-line region are both observed in black, and it can be confirmed that they are in a planar state. Note that the vicinity of the pixel (near the boundary between the pixel and the line-to-line region) is observed in white, and it is confirmed that the focal conic state is caused by the leakage electric field.
[0112]
Subsequently, after driving each pixel of the liquid crystal panel so as to be in a focal conic state, the state of the interline region was photographed with a micrograph. The photographing result is shown in FIG. In addition, a broken line shows the edge of a micrograph. As shown in FIG. 6D, the pixel portion is observed as white, and it can be confirmed that the pixel is in the focal conic state. Moreover, the area | region between lines is observed black and it can confirm that it is in the planar state. 6C and 6D, it is confirmed that the interline region is maintained in a planar state. This means that the area between the lines is kept transparent. Therefore, when the entire surface of the liquid crystal panel is made transparent, it can be understood that the grid is difficult to visually recognize because the line-to-line region is also transparent.
[0113]
Further, a liquid crystal panel similar to this liquid crystal panel was prepared. However, in this liquid crystal panel, the process of slowly cooling the liquid crystal A in an isotropic state while applying a voltage was not performed.
[0114]
After driving each pixel of the liquid crystal panel to be in a planar state, the state of the interline region was photographed with a micrograph. The photographing result is shown in FIG. As shown in FIG. 6A, the pixel portion is observed in black, and it can be confirmed that it is in a planar state. However, the line-to-line area is observed in white, indicating that it is in a focal conic state.
[0115]
Subsequently, after driving each pixel of the liquid crystal panel to be in a focal conic state, the state of the interline region was photographed with a micrograph. The photographing result is shown in FIG. In addition, a broken line shows the edge of a micrograph. As shown in FIG. 6B, both the pixel portion and the portion between the lines are observed in white, and it can be confirmed that the focal conic state is established. 6 (a) and 6 (b), it can be seen that the interline region is maintained in a focal conic state. Therefore, it can be seen that when the entire surface of the liquid crystal panel is made transparent, the grid is visually recognized because the interline region exhibits a scattering state.
[0116]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to display information on a portion where an electrode is present while maintaining transparency of a portion where wiring is present, which should be always transparent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which a resin material is applied by an inkjet method.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a micrograph of a region between lines.
FIG. 7 is a schematic diagram showing various states of a memory liquid crystal.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a relationship between an applied voltage and reflectance of a memory liquid crystal.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a voltage applied to a pixel.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of wiring for connecting electrodes and drive drivers.
[Explanation of symbols]
1 row electrode side substrate
2-row electrode
3 First wiring
4 Second wiring
31 Column electrode side substrate
32 row electrodes
51 First area
52 Second area
53 Third Area
54 Fourth area
61 Memory LCD
71 First resin film
72 Second resin film

Claims (11)

第一の基板と第二の基板との間にカイラルネマチック液晶が挟持され、
第一の基板の第一領域には、６０°以上のプレチルト角を液晶に与える樹脂膜が設けられ、
第一の基板の第二領域には、２０°以下のプレチルト角を液晶に与える樹脂膜が設けられ、
第二の基板の第三領域には、６０°以上のプレチルト角を液晶に与える樹脂膜が設けられ、
第二の基板の第四領域には、２０°以下のプレチルト角を液晶に与える樹脂膜が設けられ、
第二領域と第四領域の樹脂膜にはそれぞれラビング処理が施された表面が備えられ、
ラビング処理が施された表面とカイラルネマチック液晶層とが接するように配置され、
第二領域と第四領域との間に狭持される液晶は電界が印加されない時は常時プレナー状態とされ、
第一の基板の第一領域の少なくとも一部に透明導電膜Ａが設けられ、
第一の基板の第二領域の少なくとも一部に透明導電膜Ｂが設けられ、
第二の基板の第三領域の少なくとも一部に透明導電膜Ｃが設けられ、
第二の基板の第四領域の少なくとも一部に透明導電膜Ｄが設けられ、
透明導電膜Ａの少なくとも一部と透明導電膜Ｂの少なくとも一部とが接続され、
透明導電膜Ｃの少なくとも一部と透明導電膜Ｄの少なくとも一部とが接続され、
透明導電膜Ａの少なくとも一部と、透明導電膜Ｃの少なくとも一部が対向配置されて画素が構成され、前記画素における透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃとの間に電圧が印加され、
画素に対応して位置するカイラルネマチック液晶の状態が制御され、
プレナー状態におけるカイラルネマチック液晶の選択反射光に可視域外の波長を含む液晶表示装置。Chiral nematic liquid crystal is sandwiched between the first substrate and the second substrate,
The first region of the first substrate is provided with a resin film that gives the liquid crystal a pretilt angle of 60 ° or more,
The second region of the first substrate is provided with a resin film that gives the liquid crystal a pretilt angle of 20 ° or less,
The third region of the second substrate is provided with a resin film that gives the liquid crystal a pretilt angle of 60 ° or more,
The fourth region of the second substrate is provided with a resin film that gives the liquid crystal a pretilt angle of 20 ° or less,
Each of the resin films in the second region and the fourth region is provided with a surface subjected to rubbing treatment,
Arranged so that the rubbed surface and the chiral nematic liquid crystal layer are in contact with each other,
The liquid crystal sandwiched between the second region and the fourth region is always in a planar state when no electric field is applied,
A transparent conductive film A is provided on at least a part of the first region of the first substrate,
A transparent conductive film B is provided on at least a part of the second region of the first substrate,
A transparent conductive film C is provided on at least a part of the third region of the second substrate,
A transparent conductive film D is provided in at least a part of the fourth region of the second substrate;
At least a part of the transparent conductive film A and at least a part of the transparent conductive film B are connected,
At least a part of the transparent conductive film C and at least a part of the transparent conductive film D are connected,
At least a part of the transparent conductive film A and at least a part of the transparent conductive film C are arranged to face each other to form a pixel, and a voltage is applied between the transparent conductive film A and the transparent conductive film C in the pixel,
The state of the chiral nematic liquid crystal located corresponding to the pixel is controlled,
A liquid crystal display device in which a selective reflection light of a chiral nematic liquid crystal in a planar state includes a wavelength outside the visible range. 第一領域と第三領域の樹脂膜にラビング処理が施された表面が備えられた請求項１に記載の液晶表示装置。  The liquid crystal display device according to claim 1, wherein surfaces of the resin films in the first region and the third region are provided with a rubbing treatment. 可視域外の波長が赤外域である請求項１または２に記載の液晶表示装置。  The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the wavelength outside the visible region is an infrared region. 透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃがそれぞれ透明電極であり、透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃの間隙が２〜６μｍである請求項１、２または３に記載の液晶表示装置。  4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the transparent conductive film A and the transparent conductive film C are transparent electrodes, respectively, and a gap between the transparent conductive film A and the transparent conductive film C is 2 to 6 μm. 透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃがそれぞれ透明電極であり、透明導電膜Ｂを介して透明導電膜Ａの電位を設定し、透明導電膜Ｄを介して透明導電膜Ｃの電位を設定することにより、画素に電圧を与える請求項１、２、３または４に記載の液晶表示装置。  The transparent conductive film A and the transparent conductive film C are transparent electrodes, respectively, the potential of the transparent conductive film A is set via the transparent conductive film B, and the potential of the transparent conductive film C is set via the transparent conductive film D The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a voltage is applied to the pixel. 透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃが、それぞれストライプ状の電極であって、マトリクス配置されてなる請求項１、２、３、４または５に記載の液晶表示装置。  6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the transparent conductive film A and the transparent conductive film C are respectively striped electrodes and arranged in a matrix. 透明導電膜Ａと透明導電膜Ｃが、それぞれパターニングされた電極である請求項１、２、３、４または５に記載の液晶表示装置。  The liquid crystal display device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the transparent conductive film A and the transparent conductive film C are respectively patterned electrodes. 透明電極を有する第一の透明基板と、透明電極を有する第二の透明基板と、少なくとも２つの安定状態を呈するカイラルネマチック液晶とを備える液晶表示装置の製造方法であって、
透明電極を配置する第一領域に透明電極が存在し、透明電極の配線を配置する第二領域に配線が存在し、透明電極と配線とが第一領域と第二領域との境界上で接するように第一の透明基板に透明電極と配線とを設け、第一の透明基板と第二の透明基板とを対向させた場合に第一領域に対向する第三領域に透明電極が存在するように第二の透明基板に透明電極を設け、
第二領域および二枚の透明基板を対向させた場合に第二領域に対向する第四領域に、２０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜を形成し、第一領域および第三領域に、６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜を形成し、少なくとも第二領域および第四領域の樹脂膜にラビング処理を施し、
選択反射光の波長に可視域外の波長を含むカイラルネマチック液晶を第一の透明基板と第二の透明基板との間に配置する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。A method for manufacturing a liquid crystal display device comprising a first transparent substrate having a transparent electrode, a second transparent substrate having a transparent electrode, and chiral nematic liquid crystal exhibiting at least two stable states,
The transparent electrode is present in the first area where the transparent electrode is disposed, the wiring is present in the second area where the transparent electrode wiring is disposed, and the transparent electrode and the wiring are in contact with each other on the boundary between the first area and the second area. When the transparent electrode and the wiring are provided on the first transparent substrate, and the first transparent substrate and the second transparent substrate are opposed to each other, the transparent electrode is present in the third region facing the first region. A transparent electrode is provided on the second transparent substrate,
When the second region and the two transparent substrates are opposed to each other, a resin film that realizes a pretilt angle of 20 ° or less is formed in the fourth region facing the second region, Forming a resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more, and performing a rubbing treatment on the resin film in at least the second region and the fourth region;
A method of manufacturing a liquid crystal display device, comprising: arranging a chiral nematic liquid crystal whose wavelength of selective reflected light includes a wavelength outside the visible range between a first transparent substrate and a second transparent substrate. 第二領域および第四領域の樹脂膜と、第一領域および第三領域の樹脂膜とを、互いに異なる種類の樹脂によって形成する請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。  9. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 8, wherein the resin film in the second region and the fourth region and the resin film in the first region and the third region are formed of different types of resins. 透明基板に樹脂を固着させる際の焼成温度が高いほうの樹脂膜を先に形成する請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。  The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 9, wherein the resin film having a higher baking temperature when the resin is fixed to the transparent substrate is formed first. 第一領域、第二領域、第三領域および第四領域に、６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜を形成した後、第二領域および第四領域に紫外線を照射して、第二領域および第四領域の樹脂膜を、２０°以下のプレチルト角を実現する樹脂膜に変化させる請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。  After forming a resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more in the first region, the second region, the third region, and the fourth region, the second region and the fourth region are irradiated with ultraviolet rays, The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 8, wherein the resin film in the fourth region is changed to a resin film that realizes a pretilt angle of 20 ° or less.
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