JPH05181117A - 分散型液晶電気光学装置 - Google Patents
分散型液晶電気光学装置Info
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- JPH05181117A JPH05181117A JP3358705A JP35870591A JPH05181117A JP H05181117 A JPH05181117 A JP H05181117A JP 3358705 A JP3358705 A JP 3358705A JP 35870591 A JP35870591 A JP 35870591A JP H05181117 A JPH05181117 A JP H05181117A
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高精細な表示を有する分散型の液晶電気光学装
置に関する提案を行う。 【構成】複数の電極を有する基板の該電極間に柱状の遮
光部を形成した分散型の液晶電気光学装置であって、散
乱性を有する各画素の画素分割を良好に行い、高精細な
表示を実現できる。
置に関する提案を行う。 【構成】複数の電極を有する基板の該電極間に柱状の遮
光部を形成した分散型の液晶電気光学装置であって、散
乱性を有する各画素の画素分割を良好に行い、高精細な
表示を実現できる。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は、複数の電極間に特定の高
さを持つ遮光層を有する高精細な分散型液晶電気光学装
置に関する。
さを持つ遮光層を有する高精細な分散型液晶電気光学装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイは、軽量、小型、低消
費電力の薄型ディスプレイとして、現在のＣＲＴを用い
たテレビジョン等の表示体に取り変わろうとしている。
現在、ＴＮ（ツイステッド ネマチック）液晶からＳＴ
Ｎ（スーパーツイステッドネマチック）液晶に技術が発
達し、時計からワードプロセッサー、液晶テレビの分野
にわたって広く使われるようなってきた。しかしながら
これらのディスプレイは１枚または２枚の偏光板を液晶
セルに必ず併設する必要があり、偏光板自身の光の透過
率は１枚に付き４０から５０％であるために、ＴＮディ
スプレイの透過率は明状態（光を透過しようしている状
態）においても１０から３０％であり、非常に暗いもの
となる。従って、光量の高いバックライトを背面に設け
る必要があった。
費電力の薄型ディスプレイとして、現在のＣＲＴを用い
たテレビジョン等の表示体に取り変わろうとしている。
現在、ＴＮ（ツイステッド ネマチック）液晶からＳＴ
Ｎ（スーパーツイステッドネマチック）液晶に技術が発
達し、時計からワードプロセッサー、液晶テレビの分野
にわたって広く使われるようなってきた。しかしながら
これらのディスプレイは１枚または２枚の偏光板を液晶
セルに必ず併設する必要があり、偏光板自身の光の透過
率は１枚に付き４０から５０％であるために、ＴＮディ
スプレイの透過率は明状態（光を透過しようしている状
態）においても１０から３０％であり、非常に暗いもの
となる。従って、光量の高いバックライトを背面に設け
る必要があった。
【０００３】最近これらの偏光板を必要とせず、画面が
明るく、表示コントラストのよい分散型液晶が研究され
るようになった。この分散型液晶とは透光性の固相ポリ
マーがネマチック、コレステリックあるいはスメクチッ
クの液晶材料を粒状または海綿状に保持して調光層を形
成しているものである。この液晶電気光学装置の作製方
法としては液晶のカプセル化によりポリマー中に液晶を
分散させ、そのポリマーをフィルムあるいは基板上に薄
膜として形成されるものが知られている。ここでカプセ
ル化物質としてはゼラチン、アラビアゴム、ポリビニル
アルコール等が提案されている。
明るく、表示コントラストのよい分散型液晶が研究され
るようになった。この分散型液晶とは透光性の固相ポリ
マーがネマチック、コレステリックあるいはスメクチッ
クの液晶材料を粒状または海綿状に保持して調光層を形
成しているものである。この液晶電気光学装置の作製方
法としては液晶のカプセル化によりポリマー中に液晶を
分散させ、そのポリマーをフィルムあるいは基板上に薄
膜として形成されるものが知られている。ここでカプセ
ル化物質としてはゼラチン、アラビアゴム、ポリビニル
アルコール等が提案されている。
【０００４】例えば、ポリビニールアルコールでカプセ
ル化された液晶分子は、それらが正の誘電異方性を有す
るものであれば、外部電界の存在下で液晶分子がその分
子長軸を電界方向に揃うように配列し、この時配列した
液晶の屈折率とポリマーの屈折率とが等しい場合にはこ
の部分を通過する光はほぼ直進し透光性が発現する。一
方、外部電界を加え無い場合には液晶は特定の方向に配
列せず、分子長軸はランダムな方向をとる。この状態で
ポリマーの屈折率と液晶の屈折率は異なるために、そこ
を通過する光は散乱されて白濁状態となる。このような
カプセル化された分散型液晶の他にもいくつかの形式の
分散型液晶電気光学装置が知られている。例えば調光層
としてエポキシ樹脂中に分散したもの、液晶と光硬化樹
脂との相分離を利用したもの、３次元につながったポリ
マーに中に液晶を含侵させたものや、コレスチック−ネ
マチック相転移等が知られている。本発明においてはこ
れらを総称して分散型液晶電気光学装置と言う。
ル化された液晶分子は、それらが正の誘電異方性を有す
るものであれば、外部電界の存在下で液晶分子がその分
子長軸を電界方向に揃うように配列し、この時配列した
液晶の屈折率とポリマーの屈折率とが等しい場合にはこ
の部分を通過する光はほぼ直進し透光性が発現する。一
方、外部電界を加え無い場合には液晶は特定の方向に配
列せず、分子長軸はランダムな方向をとる。この状態で
ポリマーの屈折率と液晶の屈折率は異なるために、そこ
を通過する光は散乱されて白濁状態となる。このような
カプセル化された分散型液晶の他にもいくつかの形式の
分散型液晶電気光学装置が知られている。例えば調光層
としてエポキシ樹脂中に分散したもの、液晶と光硬化樹
脂との相分離を利用したもの、３次元につながったポリ
マーに中に液晶を含侵させたものや、コレスチック−ネ
マチック相転移等が知られている。本発明においてはこ
れらを総称して分散型液晶電気光学装置と言う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような分散型液晶
電気光学装置においては前述のように液晶の分子長軸が
ランダムな方向をとる。そこに入射してきた光は前記系
を通過する時に光の光路を変えて散乱する。ここで、分
散型液晶電気光学装置の電極が複数あり、マトリクス表
示を行な得るような高精細な表示の場合、透光性電極を
パターニングしただけの単純マトリクス駆動のものもあ
れば、各画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設けた
ものなど様々なものがある。いずれにせよ情報量の大き
な高精細な分散型液晶電気光学装置のため、画素の集積
度は高く、画素同士の間隔は非常に狭くなっている。
電気光学装置においては前述のように液晶の分子長軸が
ランダムな方向をとる。そこに入射してきた光は前記系
を通過する時に光の光路を変えて散乱する。ここで、分
散型液晶電気光学装置の電極が複数あり、マトリクス表
示を行な得るような高精細な表示の場合、透光性電極を
パターニングしただけの単純マトリクス駆動のものもあ
れば、各画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設けた
ものなど様々なものがある。いずれにせよ情報量の大き
な高精細な分散型液晶電気光学装置のため、画素の集積
度は高く、画素同士の間隔は非常に狭くなっている。
【０００６】一般に良く知られているＴＦＴで駆動する
ようなディスプレイの場合、この液晶ディスプレイに
は、液晶の状態を制御できない画素間には光の抜けが無
いように画素間に遮光用のブラックストライプが設けら
れている。ブラックストライプとしては黒色の顔料を印
刷形成したものや写真感光技術を用いて顔料をパターニ
ングしたもの、遮光性の金属、例えば、アルミニウム、
クロムを成膜、パターニングしたものなどがある。この
ように形成したブラックストライプが画素間を洩れてき
た光を通過しないように遮光する事が出来る。従来のネ
マチック液晶を使用した液晶電気光学装置の場合、装置
の背面に設けられた光源からの光は光路を大きく変更す
ることがなく直進した状態でＯＮ状態、ＯＦＦ状態が選
択される。その時には光を平面で遮光してやれば隣合う
画素に相当する光を区別し、かつ画素間の洩れをなくす
こと出来き、ブラックストライプの役目を果たすことが
できる。透過率が低く遮光さえ出来れば５００から１０
０００Åの厚みの金属薄膜で十分その役目は果たすこと
ができる。
ようなディスプレイの場合、この液晶ディスプレイに
は、液晶の状態を制御できない画素間には光の抜けが無
いように画素間に遮光用のブラックストライプが設けら
れている。ブラックストライプとしては黒色の顔料を印
刷形成したものや写真感光技術を用いて顔料をパターニ
ングしたもの、遮光性の金属、例えば、アルミニウム、
クロムを成膜、パターニングしたものなどがある。この
ように形成したブラックストライプが画素間を洩れてき
た光を通過しないように遮光する事が出来る。従来のネ
マチック液晶を使用した液晶電気光学装置の場合、装置
の背面に設けられた光源からの光は光路を大きく変更す
ることがなく直進した状態でＯＮ状態、ＯＦＦ状態が選
択される。その時には光を平面で遮光してやれば隣合う
画素に相当する光を区別し、かつ画素間の洩れをなくす
こと出来き、ブラックストライプの役目を果たすことが
できる。透過率が低く遮光さえ出来れば５００から１０
０００Åの厚みの金属薄膜で十分その役目は果たすこと
ができる。
【０００７】しかしながら分散型液晶の場合には前述の
ＴＮ型液晶電気光学装置の場合と全く異なり、入射した
光が散乱するか、直進するかにより液晶電気光学装置の
ＯＦＦ状態、ＯＮ状態、が決定される。例えば５００Å
の厚さの金属薄膜のブラックストライプを持つ分散型液
晶電気光学装置では、隣合う画素間の各々の光が散乱し
合うために両者の光が混合することになる。従って、画
素間の光が洩れるだけでなく、画素の光が混合し画像に
じみとなり、遮光用のブラックストライプの役目を充分
果たさなくなってしまう。
ＴＮ型液晶電気光学装置の場合と全く異なり、入射した
光が散乱するか、直進するかにより液晶電気光学装置の
ＯＦＦ状態、ＯＮ状態、が決定される。例えば５００Å
の厚さの金属薄膜のブラックストライプを持つ分散型液
晶電気光学装置では、隣合う画素間の各々の光が散乱し
合うために両者の光が混合することになる。従って、画
素間の光が洩れるだけでなく、画素の光が混合し画像に
じみとなり、遮光用のブラックストライプの役目を充分
果たさなくなってしまう。
【０００８】このような遮光用のブラックストライプを
分散型液晶電気光学装置に利用した場合、分散型液晶電
気光学装置の光のスィッチングは、調光層内部に屈折率
の異方性を持つ液晶の液晶分子がランダムに配列した状
態でこの調光層を通過する光の進路を変えることにより
作られる光の散乱状態と、電界印加した状態の調光層内
の液晶分子の一定方向の配列により、この調光層を通過
する光は散乱する事なくほぼ入射した光の方向を保ちな
がら直進して行くことにより作られる透過状態とによっ
て実現されるため、ほとんど効果がなかった。つまり、
分散型の液晶電気光学装置がこのような３次元的に広が
る光を持つものであるのに、これまでのように２次元に
広がる１つの面でのブラックストライプで同じ目的を成
すようにしたことに問題があった。
分散型液晶電気光学装置に利用した場合、分散型液晶電
気光学装置の光のスィッチングは、調光層内部に屈折率
の異方性を持つ液晶の液晶分子がランダムに配列した状
態でこの調光層を通過する光の進路を変えることにより
作られる光の散乱状態と、電界印加した状態の調光層内
の液晶分子の一定方向の配列により、この調光層を通過
する光は散乱する事なくほぼ入射した光の方向を保ちな
がら直進して行くことにより作られる透過状態とによっ
て実現されるため、ほとんど効果がなかった。つまり、
分散型の液晶電気光学装置がこのような３次元的に広が
る光を持つものであるのに、これまでのように２次元に
広がる１つの面でのブラックストライプで同じ目的を成
すようにしたことに問題があった。
【０００９】
【問題を解決するための手段】本発明では分散型液晶装
置に於ける遮光部を、該液晶装置内部において３次元に
広がる遮光部を用いて作製するものである。すなわち、
画素間にある特定の高さを持った遮光部を設ける事によ
り、隣合った画素からの散乱光を防止し画素のにじみを
減らすものである。本発明の分散型液晶電気光学装置の
一例を図２に示した。このようなある高さを持った遮光
部とは図２にあるように調光層１０８、遮光部１０４、
調光層の見掛け上の散乱角度に対して各パラメーターを
以下の表１のように設定した場合。
置に於ける遮光部を、該液晶装置内部において３次元に
広がる遮光部を用いて作製するものである。すなわち、
画素間にある特定の高さを持った遮光部を設ける事によ
り、隣合った画素からの散乱光を防止し画素のにじみを
減らすものである。本発明の分散型液晶電気光学装置の
一例を図２に示した。このようなある高さを持った遮光
部とは図２にあるように調光層１０８、遮光部１０４、
調光層の見掛け上の散乱角度に対して各パラメーターを
以下の表１のように設定した場合。
【００１０】
【表１】
【００１１】画素近傍に於ける透過光は調光層１０８の
厚さから遮光部１０４の厚さを差し引いた（Ｄ−Ｈ）の
厚さ分だけ散乱し、その散乱距離は以下の式１のように
現される。
厚さから遮光部１０４の厚さを差し引いた（Ｄ−Ｈ）の
厚さ分だけ散乱し、その散乱距離は以下の式１のように
現される。
【００１２】
【式１】
【００１３】この時遮光部１０４の両側の画素の調光層
からそれぞれ光が散乱してくる為に、遮光部１０４上に
おいて前記の２つの光が重複しない為には以下の式２を
満足しなければならない。
からそれぞれ光が散乱してくる為に、遮光部１０４上に
おいて前記の２つの光が重複しない為には以下の式２を
満足しなければならない。
【００１４】
【式２】
【００１５】この式を満たすことにより２つの画素の調
光層を透過してきた光は分離されたまま混じり合うこと
なく、画素は２つあるとして認識される。逆に遮光部の
高さが低いようなこれまでの液晶装置では光の散乱距離
の２倍が画素間の遮光部の幅を越えてしまう為に、散乱
してくる光に対して画素が見かけ上分離されなかったと
いえる。
光層を透過してきた光は分離されたまま混じり合うこと
なく、画素は２つあるとして認識される。逆に遮光部の
高さが低いようなこれまでの液晶装置では光の散乱距離
の２倍が画素間の遮光部の幅を越えてしまう為に、散乱
してくる光に対して画素が見かけ上分離されなかったと
いえる。
【００１６】この散乱角の測定は一般的な分散型液晶電
気光学装置のセルを利用し、単一波長光源を使用しても
決定できる。例えば、ヘリウム−ネオンレ−ザを使用し
決定された散乱角θを使用して式１を満たす液晶電気光
学装置を作製して実用に供した場合、実際の使用光源で
あっても十分な画素間の区別が可能である。そのため、
可視光単一波長の光源を使用して決定された散乱角は本
発明の遮光部を決定するパラメ−タ−として十分通用す
る。以下、実施例において詳細に説明する。
気光学装置のセルを利用し、単一波長光源を使用しても
決定できる。例えば、ヘリウム−ネオンレ−ザを使用し
決定された散乱角θを使用して式１を満たす液晶電気光
学装置を作製して実用に供した場合、実際の使用光源で
あっても十分な画素間の区別が可能である。そのため、
可視光単一波長の光源を使用して決定された散乱角は本
発明の遮光部を決定するパラメ−タ−として十分通用す
る。以下、実施例において詳細に説明する。
【００１７】
『実施例１』本発明の液晶電気光学装置を作製する際の
パラメーターを設定する為に、前実験を行う。まずこの
前実験について以下にのべる。分散型液晶セルの作製方
法及び分散型液晶の光の散乱度合については前実験用の
分散型液晶セルの概略図を図１に示した。透過性の基板
（１００、１００’）上に透過性の導電膜（１０１、１
０１’）を蒸着法またはスパッタ法により５００から２
０００Å堆積させる。材質はインジウムとすずの酸化物
（ＩＴＯ）であったり、酸化亜鉛等が用いられる。シー
ト抵抗として２００から２０Ω／□になる。
パラメーターを設定する為に、前実験を行う。まずこの
前実験について以下にのべる。分散型液晶セルの作製方
法及び分散型液晶の光の散乱度合については前実験用の
分散型液晶セルの概略図を図１に示した。透過性の基板
（１００、１００’）上に透過性の導電膜（１０１、１
０１’）を蒸着法またはスパッタ法により５００から２
０００Å堆積させる。材質はインジウムとすずの酸化物
（ＩＴＯ）であったり、酸化亜鉛等が用いられる。シー
ト抵抗として２００から２０Ω／□になる。
【００１８】このＩＴＯを通常のフォトリソグラフィに
よりレジスト樹脂を所定のパターンを形成後、導電膜エ
ッチャントにより前述の導電膜の非被覆部を溶解させＩ
ＴＯパターニング基板とする。前記エッチャントとして
は塩酸水溶液であったり、塩酸と硝酸の水溶液であった
り塩化第２鉄、塩酸水溶液であったりする。エッチング
においては必要に応じて６０℃程度に加熱し反応性を高
めたりする。
よりレジスト樹脂を所定のパターンを形成後、導電膜エ
ッチャントにより前述の導電膜の非被覆部を溶解させＩ
ＴＯパターニング基板とする。前記エッチャントとして
は塩酸水溶液であったり、塩酸と硝酸の水溶液であった
り塩化第２鉄、塩酸水溶液であったりする。エッチング
においては必要に応じて６０℃程度に加熱し反応性を高
めたりする。
【００１９】このようにして得られた液晶基板上に基板
間隔を一定に保つためのスペーサーを散布する。数十ｍ
ｇのスペーサーを秤量し、イソプロピルアルコールを５
０ｃｃ加える。この溶液をスピナーまたはスプレー散布
機により基板上に１０から２００個のスペーサーを散布
する。次にこの基板上に対抗する液晶基板を重ね併せて
スペーサーで決まるところの一定のセル間隔とする。
間隔を一定に保つためのスペーサーを散布する。数十ｍ
ｇのスペーサーを秤量し、イソプロピルアルコールを５
０ｃｃ加える。この溶液をスピナーまたはスプレー散布
機により基板上に１０から２００個のスペーサーを散布
する。次にこの基板上に対抗する液晶基板を重ね併せて
スペーサーで決まるところの一定のセル間隔とする。
【００２０】このセルに分散型液晶の調光層となるとこ
ろの溶液を毛管現象または真空法にて注入する。調光層
には、樹脂（１０３）が無数の液晶ドロップレット（１
０２）を取り囲むようにネットワーク化した構造をして
いる。液晶材料としては、ＢＤＨ社製のＢＬ−００１、
紫外線硬化樹脂についてはノーランド製ＮＯＡ０６５を
用いた。液晶材料の常光の屈折率は１．５２１、屈折率
の異方性は０．２２５であった。等方相から液晶相への
転移点は６１℃であった。一方、樹脂の屈折率は１．５
２１であり液晶の常光の屈折率と同一である。
ろの溶液を毛管現象または真空法にて注入する。調光層
には、樹脂（１０３）が無数の液晶ドロップレット（１
０２）を取り囲むようにネットワーク化した構造をして
いる。液晶材料としては、ＢＤＨ社製のＢＬ−００１、
紫外線硬化樹脂についてはノーランド製ＮＯＡ０６５を
用いた。液晶材料の常光の屈折率は１．５２１、屈折率
の異方性は０．２２５であった。等方相から液晶相への
転移点は６１℃であった。一方、樹脂の屈折率は１．５
２１であり液晶の常光の屈折率と同一である。
【００２１】これにより電界を印加した状態では液晶と
樹脂の屈折率の差は無く、調光層を通過する光は透過す
る。電界を印加しない状態では液晶の屈折率の異方性が
大きな液晶材料を用いると光散乱性が良くなる。このよ
うに電界印加時の光透過性、電界無印加時の光散乱性を
最大限に生かせるように液晶材料と樹脂の屈折率を調整
する必要がある。液晶材料と紫外線硬化樹脂の混合比を
変えたときの等方相から液晶相への転移点を調べた結果
を図４に示した。液晶と樹脂の混合比が７：３以下の時
の相転移点は１９℃であった。混合比７：３の材料につ
いて紫外線を照射し、調光層を作製した。紫外線光源と
しては水銀−キセノンランプを用いた。この光源の分光
特性を測定すると３６５ｎｍに最も高い強度が得られ
る。強度１０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線照射により約２０秒
が経過すると調光層は透明な状態から白濁した状態に変
化し、光の散乱性が確認できた。
樹脂の屈折率の差は無く、調光層を通過する光は透過す
る。電界を印加しない状態では液晶の屈折率の異方性が
大きな液晶材料を用いると光散乱性が良くなる。このよ
うに電界印加時の光透過性、電界無印加時の光散乱性を
最大限に生かせるように液晶材料と樹脂の屈折率を調整
する必要がある。液晶材料と紫外線硬化樹脂の混合比を
変えたときの等方相から液晶相への転移点を調べた結果
を図４に示した。液晶と樹脂の混合比が７：３以下の時
の相転移点は１９℃であった。混合比７：３の材料につ
いて紫外線を照射し、調光層を作製した。紫外線光源と
しては水銀−キセノンランプを用いた。この光源の分光
特性を測定すると３６５ｎｍに最も高い強度が得られ
る。強度１０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線照射により約２０秒
が経過すると調光層は透明な状態から白濁した状態に変
化し、光の散乱性が確認できた。
【００２２】調光層をメタノール洗浄し液晶材料を除去
した後、走査型電子顕微鏡で該調光層の構造を観察した
ところ、２から３μｍの樹脂ネットワークの中に液晶材
料が分散した状態で調光層ができていることが分かっ
た。この分散型液晶セルに電圧を印加したときの透過率
の変化を図５に示した。無電界時の透過率は３％、電界
印加時の透過率は約８０％であり、散乱状態及び透過状
態を良好に作製することができた。
した後、走査型電子顕微鏡で該調光層の構造を観察した
ところ、２から３μｍの樹脂ネットワークの中に液晶材
料が分散した状態で調光層ができていることが分かっ
た。この分散型液晶セルに電圧を印加したときの透過率
の変化を図５に示した。無電界時の透過率は３％、電界
印加時の透過率は約８０％であり、散乱状態及び透過状
態を良好に作製することができた。
【００２３】この分散型液晶セルの光の分散性について
調べた。測定系について第５図に示した。ヘリウム−ネ
オンレーザーを分散型液晶セルに照射し、該セルに於け
る光の散乱状態を光電子増倍管を光軸に対して垂直方向
に変化させて、光の散乱状態について調べた。測定結果
を図６に示した。セルを置かないときのブランク状態に
於ける光の散乱状態について先ず説明する。光は中央部
から約３ｍｍのところで光の強度をほぼゼロにした。一
方、分散型液晶セルにおいて測定した時には約６０ｍｍ
にまで及んで光の散乱状態が測定された。セルから光検
出器までの距離は１００ｍｍであったことから光の散乱
角θは、以下の式３から算出して３１度となった。
調べた。測定系について第５図に示した。ヘリウム−ネ
オンレーザーを分散型液晶セルに照射し、該セルに於け
る光の散乱状態を光電子増倍管を光軸に対して垂直方向
に変化させて、光の散乱状態について調べた。測定結果
を図６に示した。セルを置かないときのブランク状態に
於ける光の散乱状態について先ず説明する。光は中央部
から約３ｍｍのところで光の強度をほぼゼロにした。一
方、分散型液晶セルにおいて測定した時には約６０ｍｍ
にまで及んで光の散乱状態が測定された。セルから光検
出器までの距離は１００ｍｍであったことから光の散乱
角θは、以下の式３から算出して３１度となった。
【００２４】
【式３】
【００２５】ただしここで注意しておかなければいけな
いのは、この測定はあくまでヘリウム−ネオンレーザー
を用いた６３２．８２ｎｍに於けるものである。実際の
可視光にはさらに単波長の光が含まれており、可視光に
於ける散乱角度はさらに大きくなる。ただし、この角度
では殆ど飽和した状態であり、ある程度他の波長の可視
域単波長の状態を考察する目安にはなる。
いのは、この測定はあくまでヘリウム−ネオンレーザー
を用いた６３２．８２ｎｍに於けるものである。実際の
可視光にはさらに単波長の光が含まれており、可視光に
於ける散乱角度はさらに大きくなる。ただし、この角度
では殆ど飽和した状態であり、ある程度他の波長の可視
域単波長の状態を考察する目安にはなる。
【００２６】前述のような、前実験の結果得られた各パ
ラメーターを使用して図２に示すような液晶電気光学装
置を作製する。透過性基板（１００、１００’）上の透
光性導電膜（１０１、１０１’）を成膜後、通常のフォ
トリソグラフィにより所定のパターンにエッチングし
た。次に、柱状の遮光部（ブラックストライプ）（１０
４）を形成した。フィルターは、光感受性のパターニン
グ可能なポリイミド樹脂やアクリル樹脂に黒色を発色す
る顔料や染料を混合したものを用いた。
ラメーターを使用して図２に示すような液晶電気光学装
置を作製する。透過性基板（１００、１００’）上の透
光性導電膜（１０１、１０１’）を成膜後、通常のフォ
トリソグラフィにより所定のパターンにエッチングし
た。次に、柱状の遮光部（ブラックストライプ）（１０
４）を形成した。フィルターは、光感受性のパターニン
グ可能なポリイミド樹脂やアクリル樹脂に黒色を発色す
る顔料や染料を混合したものを用いた。
【００２７】前記の樹脂は光照射された部分だけ高分子
化、架橋化され、硬化するが、光照射されない部分は未
硬化状態のままになるために溶媒で洗い流すことが可能
である。先ず、ガラス基板上にスピナーまたはオフセッ
ト印刷法またはスクリーン印刷法を用いて黒色顔料を含
んだポリイミド溶液を塗布した。８０から１２０℃の温
度で仮焼成した後、フォトマスクを介して紫外線を照射
した。次に溶剤で不要部分を洗い流した後、２００から
３００℃で本焼成を行った。これをポリシリコンを伴う
薄膜トランジスタを配設した基板と対向させて一定間隔
で固定した。この中に液晶を注入し前述と同様の分散型
液晶の調光層を作製した。各部分の長さは前述の式１を
満足するように次のように、ブラックストライプ高さは
５μｍ、画素間は５μｍ、調光層厚さは１０μｍ、散乱
角度は３１度とした。本発明を用いた本発明を用いた分
散型液晶パネルは透過率が高く、各画素が鮮明に表示さ
れた良好な表示が得られた。また、プロジェクションと
して壁上に投影したときにも鮮明な良好な表示が得られ
た。
化、架橋化され、硬化するが、光照射されない部分は未
硬化状態のままになるために溶媒で洗い流すことが可能
である。先ず、ガラス基板上にスピナーまたはオフセッ
ト印刷法またはスクリーン印刷法を用いて黒色顔料を含
んだポリイミド溶液を塗布した。８０から１２０℃の温
度で仮焼成した後、フォトマスクを介して紫外線を照射
した。次に溶剤で不要部分を洗い流した後、２００から
３００℃で本焼成を行った。これをポリシリコンを伴う
薄膜トランジスタを配設した基板と対向させて一定間隔
で固定した。この中に液晶を注入し前述と同様の分散型
液晶の調光層を作製した。各部分の長さは前述の式１を
満足するように次のように、ブラックストライプ高さは
５μｍ、画素間は５μｍ、調光層厚さは１０μｍ、散乱
角度は３１度とした。本発明を用いた本発明を用いた分
散型液晶パネルは透過率が高く、各画素が鮮明に表示さ
れた良好な表示が得られた。また、プロジェクションと
して壁上に投影したときにも鮮明な良好な表示が得られ
た。
【００２８】『実施例２』これまでに述べたような本発
明のような分散型液晶電気光学装置においては、そのコ
ントラストを高くする光散乱の効率が良ければ良いほど
遮光用のブラックストライプの高さは高くなる。従って
通常の様な分散型液晶電気光学装置の作製方法ではいく
つかの弊害が発生する。通常の作製方法としてはブラッ
クストライプをもうけた基板を一定の間隔で張り合わせ
て、そこに調光層を構成する液晶材料、または液晶材料
を含有した材料を真空法にて注入する。そして次に紫外
線を照射するなどの処理を施すわけである。前記のよう
な発明を通常のプロセスに適用すると、ブラックストラ
イプの高さによって基板とブラックマトリクス間の間隙
が小さくなる。従ってその間に、液晶材料を注入するこ
とは非常に困難になる。真空と液晶の毛管現象を用いた
ところで狭い間隙に液晶を隙間なく注入することは難し
い。
明のような分散型液晶電気光学装置においては、そのコ
ントラストを高くする光散乱の効率が良ければ良いほど
遮光用のブラックストライプの高さは高くなる。従って
通常の様な分散型液晶電気光学装置の作製方法ではいく
つかの弊害が発生する。通常の作製方法としてはブラッ
クストライプをもうけた基板を一定の間隔で張り合わせ
て、そこに調光層を構成する液晶材料、または液晶材料
を含有した材料を真空法にて注入する。そして次に紫外
線を照射するなどの処理を施すわけである。前記のよう
な発明を通常のプロセスに適用すると、ブラックストラ
イプの高さによって基板とブラックマトリクス間の間隙
が小さくなる。従ってその間に、液晶材料を注入するこ
とは非常に困難になる。真空と液晶の毛管現象を用いた
ところで狭い間隙に液晶を隙間なく注入することは難し
い。
【００２９】このようなことは、本発明の様な凹凸の大
きい基板で通常のプロセスでもって液晶装置を作製する
ところに問題がある。本発明では高さの高い柱状のブラ
ックストライプを備えた基板により液晶装置を作製する
ために、ラミネーターの方式を用いるものである。図３
にその概略図を示したラミネーター装置は圧力差に応じ
て移動可能な境界面（１０７）を介して接する２室の真
空チャンバーから成り立っている。その第１室（１０
５）において、電極を有する透光性基板面上に、高さを
有する柱状のブラックストライプを配設された基板を置
き、該基板上に液晶を滴下し、前記基板と対抗する第２
の基板をアライメントしながら配置する（１０６）。
きい基板で通常のプロセスでもって液晶装置を作製する
ところに問題がある。本発明では高さの高い柱状のブラ
ックストライプを備えた基板により液晶装置を作製する
ために、ラミネーターの方式を用いるものである。図３
にその概略図を示したラミネーター装置は圧力差に応じ
て移動可能な境界面（１０７）を介して接する２室の真
空チャンバーから成り立っている。その第１室（１０
５）において、電極を有する透光性基板面上に、高さを
有する柱状のブラックストライプを配設された基板を置
き、該基板上に液晶を滴下し、前記基板と対抗する第２
の基板をアライメントしながら配置する（１０６）。
【００３０】次に、第１室と第２室を同時に真空排気し
た後、第２室内を大気圧に戻し、該１室と第２室の圧力
差により第１室の基板には約１気圧の力がかかる。それ
により液晶材料は基板面上を押しつぶされながら、面上
を広がって行く。このような手法では本発明で言うとこ
ろの柱状の遮光部（ブラックストライプ）が基板上に併
設されているにもかかわらず、ブラックストライプの高
さよりははるかに大きな基板間距離のところから基板同
士が加圧されながら接近して行くために、液晶は問題な
く広がっていく。最後は基板内に散布されたところのス
ペーサーの粒径にまで基板間隔は狭められる。このよう
にして、本発明のブラックストライプの様に大きな凹凸
のある基板を用いた液晶セルにおいても、本方法を用い
ることにより完璧なセル厚に制御された未注入部のない
液晶パネルを作製することが可能である。
た後、第２室内を大気圧に戻し、該１室と第２室の圧力
差により第１室の基板には約１気圧の力がかかる。それ
により液晶材料は基板面上を押しつぶされながら、面上
を広がって行く。このような手法では本発明で言うとこ
ろの柱状の遮光部（ブラックストライプ）が基板上に併
設されているにもかかわらず、ブラックストライプの高
さよりははるかに大きな基板間距離のところから基板同
士が加圧されながら接近して行くために、液晶は問題な
く広がっていく。最後は基板内に散布されたところのス
ペーサーの粒径にまで基板間隔は狭められる。このよう
にして、本発明のブラックストライプの様に大きな凹凸
のある基板を用いた液晶セルにおいても、本方法を用い
ることにより完璧なセル厚に制御された未注入部のない
液晶パネルを作製することが可能である。
【００３１】その一例として、ラミネーター装置を用い
て作製した例を示す。装置の概略図を図３に示した。ラ
ミネーター装置は、第１室（１０５）と第２室（１０
６）をシリコン樹脂シート（１０７）を介して隔てられ
ており、各室の圧力差が生じるとシリコン樹脂シートは
圧力が低い方向に押しやられることになる。本実施例に
おいては、 実施例１と同様に５μｍの柱状ブラックス
トライプを伴う透過性の基板上に１０μｍの樹脂スペー
サーを散布した後、ラミネーター装置の第１室に該液晶
セル（１０６）をおき、該基板上に液晶材料を伴う溶液
を伴う溶液を滴下した。
て作製した例を示す。装置の概略図を図３に示した。ラ
ミネーター装置は、第１室（１０５）と第２室（１０
６）をシリコン樹脂シート（１０７）を介して隔てられ
ており、各室の圧力差が生じるとシリコン樹脂シートは
圧力が低い方向に押しやられることになる。本実施例に
おいては、 実施例１と同様に５μｍの柱状ブラックス
トライプを伴う透過性の基板上に１０μｍの樹脂スペー
サーを散布した後、ラミネーター装置の第１室に該液晶
セル（１０６）をおき、該基板上に液晶材料を伴う溶液
を伴う溶液を滴下した。
【００３２】次にポリシリコンにより作製した薄膜トラ
ンジスタを併設した基板をアライメントしながら重ね合
わせた。次に加圧工程となる。ラミネーター装置の第１
室と第２室を同時にロータリーポンプにより排気し、１
／１０Ｔｏｒｒまで達した後、第２室を大気圧にした。
これにより、スペーサーで決まるところの１０μｍの厚
さに液晶層を形成することができた。次の段階でこのセ
ルに紫外線を照射し、分散型液晶層を形成した。この状
態で分散型液晶調光層は２枚の基板を良好に密着させて
いる。実際には更に紫外線硬化樹脂で外周を固定した。
これにより十分に信頼性試験にも耐えることができた。
ンジスタを併設した基板をアライメントしながら重ね合
わせた。次に加圧工程となる。ラミネーター装置の第１
室と第２室を同時にロータリーポンプにより排気し、１
／１０Ｔｏｒｒまで達した後、第２室を大気圧にした。
これにより、スペーサーで決まるところの１０μｍの厚
さに液晶層を形成することができた。次の段階でこのセ
ルに紫外線を照射し、分散型液晶層を形成した。この状
態で分散型液晶調光層は２枚の基板を良好に密着させて
いる。実際には更に紫外線硬化樹脂で外周を固定した。
これにより十分に信頼性試験にも耐えることができた。
【００３３】このように作製した本発明の分散型液晶パ
ネルは透過率が高く、各画素が鮮明に表示された良好な
表示が得られた。また、プロジェクションとして壁上に
投影したときにも鮮明な良好な表示が得られた。本実施
例においては調光層の作製をラミネーターを使用した方
法で作製したがこれに限定されることはなく、片側の基
板上に先に印刷法等で調光層を形成した後に他方の基板
を重ねて液晶電気光学装置を完成する等の方法も採用で
きる。
ネルは透過率が高く、各画素が鮮明に表示された良好な
表示が得られた。また、プロジェクションとして壁上に
投影したときにも鮮明な良好な表示が得られた。本実施
例においては調光層の作製をラミネーターを使用した方
法で作製したがこれに限定されることはなく、片側の基
板上に先に印刷法等で調光層を形成した後に他方の基板
を重ねて液晶電気光学装置を完成する等の方法も採用で
きる。
【００３４】
【発明の効果】以上に述べた様に高さを制御したブラッ
クストライプを併設した分散型液晶であるところの本発
明を用いることにより、分散型液晶装置の画素間の光の
漏れがなく、かつ画素毎の光の分離が可能になりまし
た。その結果、分散型液晶装置の特徴である透過率が高
く、明るい画面が作製されたのに伴い、各画素毎の表示
がシャープになり、画面全体が非常に鮮明に表示するこ
とができた。
クストライプを併設した分散型液晶であるところの本発
明を用いることにより、分散型液晶装置の画素間の光の
漏れがなく、かつ画素毎の光の分離が可能になりまし
た。その結果、分散型液晶装置の特徴である透過率が高
く、明るい画面が作製されたのに伴い、各画素毎の表示
がシャープになり、画面全体が非常に鮮明に表示するこ
とができた。
図１は従来の分散型液晶の概略図、図２は本発明に関す
るところの断面図。図３は本発明に関するところの装置
の概略図。図４は実施例１における相図。図５は実施例
１における分散型液晶の電圧−透過特性。図６は実施例
１における分散型液晶の散乱特性。
るところの断面図。図３は本発明に関するところの装置
の概略図。図４は実施例１における相図。図５は実施例
１における分散型液晶の電圧−透過特性。図６は実施例
１における分散型液晶の散乱特性。
１００、１００’ 透過性基板 １０１、１０１’ 透過性導電膜 １０２ 液晶ドロップレット １０３ 樹脂 １０４ 柱状ブラックストライプ １０７ シリコン樹脂シート
Claims (1)
- 【請求項１】複数の電極を有する一対の透光性基板を前
記電極を有する面を内側にして対向させて設け、前記基
板間に屈折率異方性を有する液晶材料を液晶の分子長軸
がランダムになるように配置した調光層を有し、前記調
光層を通過する光の光散乱により通過する光量を制御す
る分散型液晶電気光学装置において、前記透光性基板間
の対向距離をＤ、電極間の距離をＬ、調光層の散乱角を
θとした時に、２（Ｄ−Ｈ）ｔａｎθ＜Ｌの関係を満た
す高さＨを有する遮光部を前記複数の電極間に配置した
事を特徴とする分散型液晶電気光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3358705A JPH05181117A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 分散型液晶電気光学装置 |
| US07/992,908 US5420706A (en) | 1991-12-26 | 1992-12-18 | Electro-optical device having improved light shielding and method for forming the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3358705A JPH05181117A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 分散型液晶電気光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05181117A true JPH05181117A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=18460692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3358705A Pending JPH05181117A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 分散型液晶電気光学装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5420706A (ja) |
| JP (1) | JPH05181117A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3078623B2 (ja) * | 1991-09-21 | 2000-08-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶電気光学装置およびその作製方法 |
| US5583671A (en) * | 1992-11-09 | 1996-12-10 | Casio Computer Co., Ltd. | Method of manufacturing polymer dispersed liquid crystal display devices |
| US5629785A (en) * | 1995-05-04 | 1997-05-13 | Motorola, Inc. | Polymer dispersed liquid crystal display device with asymmetric optical diffuser |
| WO1998018043A1 (fr) | 1996-10-23 | 1998-04-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'affichage a cristaux liquides et projecteur utilisant ledit dispositif d'affichage a cristaux liquides |
| EP1136874A1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-26 | Hewlett-Packard Company, A Delaware Corporation | Projection screen |
| JP3787839B2 (ja) * | 2002-04-22 | 2006-06-21 | セイコーエプソン株式会社 | デバイスの製造方法、デバイス及び電子機器 |
| JP3965562B2 (ja) * | 2002-04-22 | 2007-08-29 | セイコーエプソン株式会社 | デバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置及び電子機器 |
| JP2005055620A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Canon Inc | 反射型表示素子 |
| US7764337B2 (en) * | 2004-10-28 | 2010-07-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd | Liquid crystal display device and electronic device |
| US20070097291A1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Hewlett-Packard Development Company, Lp | Polymer dispersed liquid crystal |
| US7612859B2 (en) * | 2005-10-31 | 2009-11-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ultra-violet radiation absorbing grid |
| CN108922959B (zh) * | 2013-03-28 | 2022-07-29 | 日亚化学工业株式会社 | 发光装置、及使用发光装置的装置 |
| JP6923019B1 (ja) * | 2020-02-06 | 2021-08-18 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置および電子機器 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5734520A (en) * | 1980-08-09 | 1982-02-24 | Dainippon Printing Co Ltd | Production of electrode substrate for liquid crystal display element |
| JPS599639A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-19 | Canon Inc | 液晶表示素子 |
| JPS5961818A (ja) * | 1982-10-01 | 1984-04-09 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
| JPS6215522A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶表示装置 |
| JP2606687B2 (ja) * | 1985-10-02 | 1997-05-07 | 株式会社 半導体エネルギー研究所 | 液晶装置 |
| JP2636255B2 (ja) * | 1987-09-01 | 1997-07-30 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶装置の製造方法 |
| JPH03166515A (ja) * | 1989-11-24 | 1991-07-18 | Toppan Printing Co Ltd | 液晶表示装置 |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3358705A patent/JPH05181117A/ja active Pending
-
1992
- 1992-12-18 US US07/992,908 patent/US5420706A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5420706A (en) | 1995-05-30 |
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