JPH08271879A

JPH08271879A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH08271879A
Application number: JP7076202A
Authority: JP
Inventors: Koichi Fujimori; 孝一藤森; Makoto Shiomi; 誠塩見; Tokihiko Shinomiya; 時彦四宮; Kenji Nishiguchi; 憲治西口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】表示パネル全体の色彩が容易に制御でき、表
示パネルが見やすく全体的に明るくなるようにする。【構成】対向配設された一対の透明電極基板の間隙に
液晶部４と重合性化合物からなる高分子壁５とが存在
し、上下のＩＴＯ電極２が互いに重なる絵素部７以外の
非絵素部８に対応するように高分子壁５を格子状に配置
している。表示画面から見たときに高分子壁５に重なる
位置に光を散乱反射させて遮光する散乱遮光層１２を設
けることにより、高分子部に対応した光が偏光板間を透
過せず、かつ高分子壁５への入射光が散乱遮光層１２で
散乱光になって光量が減らないため、表示パネル全体を
明るくすることができるとともに、液晶層を通過する色
彩が殆どとなって表示パネル全体の色彩を容易に制御す
ることができる。また、この散乱遮光層１２で光散乱し
ているため、表示画面が見やすいものとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＯＡ分野のディ
スプレイパネルなど、特に携帯型情報ツール用のディス
プレイパネルなどに用いられる液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この液晶表示素子には種々の
表示モードのものがある。具体的には、ツイストネマチ
ック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック
（ＳＴＮ）モード、ＥＣＢ（electrically contorolled
birefringence）モード、強誘電性液晶（ｆｌｃ）表示
モード、高分子分散型（ＰＤＬＣ）などの散乱モードな
どが挙げられる。

【０００３】これらの表示モードの中で高分子分散型の
散乱モードが最近注目されており、液晶の光散乱を利用
して、透明状態と白濁状態を電気的にコントロールする
方式のものが提案されている。この方式の液晶表示素子
は、対向配設された一対の基板間に、液晶滴が高分子中
に分散されてなる表示媒体が狭持されている。

【０００４】このように、一対の基板間に液晶と高分子
の表示媒体を狭持している液晶表示素子としては、上記
高分子分散型モードの他に、絵素毎に液晶が配置され、
その液晶の周囲に高分子を配置している構造の液晶表示
素子が提案されている。例えば、レジストによって高分
子の柱を絵素外に配置し、これをスペーサとしている液
晶表示素子（特開昭５６−９９３８４号公報）や、これ
と同じように感光性樹脂などでストライプ状の柱を絵素
外に配置している液晶表示素子（特開昭５９−２０１０
２１号公報）などが提案されている。また、本発明者等
は液晶と重合性樹脂が相分離した高分子が絵素の周囲を
取り囲んで壁となり、その内部に液晶が配された液晶表
示素子（特開平６−３０１０１５号）を提案している。
これらの技術はいずれもディスプレイパネルの強度向上
のために利用されている。

【０００５】このように高分子の柱または壁部が基板間
に存在する素子において、高分子にレジストや光硬化性
樹脂を用いた場合、形成された高分子の柱または壁部は
液晶と同等の光学的性質を持ち得ないために、素子に光
を入射させた場合、液晶部を透過してくる光の色彩と高
分子部を透過してくる光の色彩が異なる現象が起こる。
この現象は、高分子部は光学的には等方性状態を示して
いるため、パネルの両側に設置する偏光板や位相差板に
よって発生する色調がそのまま高分子部の色調となるた
めである。

【０００６】一方、電極や絵素間に遮光層を設ける技術
として、クロムなどの金属薄膜を配置する技術や、最近
では顔料や染料やカーボンを樹脂内に混ぜ合わせた薄膜
を配置する技術などが提案されている。これらは、素子
内部のＴＦＴ素子の保護や、絵素間の光のもれを防ぐこ
とを目的としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、高分子
の柱または壁部が基板間に存在する液晶表示素子では、
液晶部を透過してくる光の色彩と高分子部を透過してく
る光の色彩が異なるため、パネル全体の色彩を制御する
ことが非常に困難であり、高分子部の着色によってパネ
ル全体が暗くなるという問題があった。

【０００８】また、光のもれを防ぐという別目的など
で、クロムなどの金属薄膜や黒色樹脂を電極の抜け部や
絵素外に配置するという技術もあるが、金属薄膜を配置
すると鏡面状になり、パネルが非常に見にくくなる。ま
た、電極の抜け部や絵素外に黒色樹脂を配置すると、反
射型素子の場合には明るさが低減するという大きな原因
になっていた。

【０００９】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、表示パネル全体の色彩が容易に制御でき、表示パネ
ルが見やすく全体的に明るい液晶表示素子を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、少なくとも一方が透明な一対の電極基板間に液晶層
と該液晶層を囲む高分子壁とが挟持され、該一対の電極
基板が一対の偏光板間に挟持された液晶表示素子におい
て、表示画面から見たときに該高分子壁部に重なる位置
に光を散乱反射させて遮光する散乱遮光層を設けたもの
であり、そのことにより上記目的が達成される。

【００１１】また、本発明の液晶表示素子は、帯状の透
明電極が直交するように、一対の透明電極基板が対向し
て配置され、該一対の透明電極基板間に液晶層と該液晶
層を囲む高分子壁とが挟持され、該一対の電極基板が一
対の偏光板間に挟持された液晶表示素子において、該透
明電極基板に、この透明電極基板の透明電極と直交する
ように、表示画面から見たときに該高分子壁部に重なる
位置に光を散乱反射させて遮光する散乱遮光層が帯状に
設けられ、該帯状の散乱遮光層は、対向する透明電極基
板の帯状の透明電極の抜け部に対応するように設けられ
たものであり、そのことにより上記目的が達成される。

【００１２】また、好ましくは、本発明の液晶表示素子
における散乱遮光層を、少なくとも一方の透明電極基板
の外部、または、素子内部に設けている。

【００１３】さらに、好ましくは、本発明の液晶表示素
子における散乱遮光層は金属薄膜である。

【００１４】

【作用】本発明においては、表示画面から見たときに高
分子壁部に重なる位置に光を散乱させて遮光する散乱遮
光層を設けたことにより、表示パネル全体の色調が素子
内部の高分子部の影響を受けない。つまり、高分子部に
対応した光が偏光板間を透過せず、かつ入射光が液晶領
域を通過した後、偏光板間を透過することから、表示パ
ネルが全体的に明るくなるとともに、表示パネル全体の
色彩が液晶層を通過する色彩となって容易に制御可能と
なる高分子部に対応した光が偏光板間を透過せず、かつ
入射光が散乱遮光層で散乱光になって液晶領域を通過し
た後、偏光板間を透過することから、表示パネルが全体
的に明るくなるとともに、表示パネル全体の色彩が液晶
層を通過する色彩となって容易に制御可能となる。。ま
た、従来のように金属薄膜が鏡面状となって表示パネル
が見にくいということはなく、散乱遮光層で光散乱する
ので表示画面が見やすいものとなる。

【００１５】この散乱遮光層は、一方の透明電極基板の
外部、または、素子内部に設けることができる。

【００１６】また、透明電極基板に、この透明電極基板
の透明電極と直交するように散乱遮光層を帯状に設け、
この帯状の散乱遮光層を、対向する透明電極基板の帯状
の透明電極の抜け部に対応するように設けることで、透
明電極基板の両側から光を照射し、この透明電極をセル
フアライメントとして液晶相と高分子相を相分離させて
液晶層と高分子壁を得る場合に容易に適応可能となる。

【００１７】さらに、この散乱遮光層が金属薄膜であれ
ば、光散乱用の凹凸反射面がエッチングなどで容易に作
製可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、本発明は以下に示す実施例にのみに制限されるもの
ではない。

【００１９】（実施例１）本実施例１では、本発明の散
乱遮光層である薄膜層が、基板外部の高分子壁に対応す
る位置に設けられている場合である。

【００２０】図１は本発明の実施例１を示す液晶表示素
子の断面図である。

【００２１】図１において、ガラスなどからなる透明基
板１上に帯状の透明電極２が一定間隔毎に設けられてお
り、これら透明基板１および透明電極２上に配向膜３が
設けられて透明電極基板が構成されている。これら一対
の透明電極基板が、その配向膜３を内側として、帯状の
透明電極２，２が互いに直交差するように対向して配設
され、これら一対の透明電極基板間に液晶層４とこの液
晶層４を囲む高分子壁５とを挟持した単純マトリクス型
の液晶表示素子６が構成されている。この液晶層４は、
上下の帯状の透明電極２，２が重なった領域間に配設さ
れており、この領域を絵素部７としている。また、高分
子壁５は、この絵素部７以外の非絵素部８に対応するよ
うに配置されている。

【００２２】また、これら一対の透明電極基板の端部は
シール材９によって貼り合わされており、その素子間隙
には基板ギャップ制御材としてスペーサ（図示せず）が
存在している。また、一対の透明電極基板の一方の、高
分子壁５に対応する位置に光を散乱反射して遮光する薄
膜層としての散乱遮光層１２が形成されている。また、
一対の透明電極基板の上下に、偏光板１０，１０が設け
られ、また、散乱遮光層１２が設けられていない透明電
極基板側の偏光板１０の外側に反射板１１が設けられて
いる。即ち、この散乱遮光層１２は、表示画面から見た
ときに高分子壁５に重なる位置に設けられている。この
高分子壁５は非絵素部８に対応する位置に形成されてい
る。

【００２３】このように構成された本実施例１の液晶表
示素子６は、例えば次のようにして製造することができ
る。

【００２４】まず、透明基板１，１上にそれぞれ、例え
ばスパッタ法によりＩＴＯ膜を厚み２０００オングスト
ロームに堆積し、帯状の透明電極２，２を所定間隔を開
けてそれぞれ形成する。この透明基板１，１の材料とし
ては、少なくとも一方の基板が光を透過する透明材料で
あればいずれも用いることができ、ガラスやプラスチッ
クフィルムなどが挙げられる。また、本実施例１では一
対の基板を共に透明としたが、一方の基板が透明であれ
ばよく、他方の基板には透明でない金属膜などを設けた
基板であってもよい。

【００２５】次に、帯状の透明電極２，２上にそれぞ
れ、配向膜３，３をそれぞれ形成し、配向膜３，３に対
してナイロン布などでラビング配向処理を行って透明電
極基板をそれぞれ得る。なお、これら配向膜３，３は、
本実施例１のように形成されていてもよく、必要がない
場合には形成しなくてもよい。

【００２６】この状態の両透明電極基板を帯状の透明電
極２，２が互いに直交するように対向させて、その間に
スペーサを散布し、透明電極基板の端部をシール材９に
より貼り合わせてセルを作製する。このようにして作製
したセルの一方の透明基板１の外側に散乱遮光層１２を
設けるが、ここでは、金属膜として、例えばアルミニウ
ムを蒸着してパターニングしたものを用いる。このパタ
ーニングは、画面表示側から見て、セル内にマトリクス
状に形成される高分子壁５の位置と一致させる。さら
に、その表面状態を光散乱用に粗く凹凸状態に変えるた
めに、リン酸などの酸溶液やアルカリ溶液に浸したり、
または、サンドペーパなどでみがいて、光散乱度を向上
させる。

【００２７】このようにして得られた透明電極基板間隙
に表示媒体を注入するが、ここでは少なくとも液晶材料
と重合性化合物とを含む混合材料を注入し、液晶と重合
性化合物の相分離を利用する。

【００２８】この液晶材料としては、従来のＴＮモー
ド、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、強誘電性液晶表示モ
ード、光散乱モードなどの液晶表示素子に用いられる液
晶材料のいずれでも用いることができる。

【００２９】例えば、カイラル剤（Ｓ−８１１）を３％
添加したＳＴＮ用液晶材料（ＺＬＩ−４４２７：メルク
社製）などが挙げられる。また、重合性化合物としては
光で重合して硬化するものであればいずれでも用いるこ
とができる。さらに、この重合性化合物は単独で用いて
も数種類を組み合わせて用いてもよい。混合材料には、
さらに重合開始剤を含んでもよい。光重合開始剤として
はＩｒｕｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー製）などを
用いることができる。また、注入孔は、後の紫外線照射
工程で基板の表示部に光が当たらないように紫外線硬化
樹脂、または２液混合性硬化樹脂で封止しておく。

【００３０】このようにして混合材料を注入したセル
の、散乱遮光層１２を設けていない側の外部から、この
混合材料に紫外線などの光を与える。このとき、光のエ
ネルギーが与えられる側の基板には、液晶領域となる部
分の透過光量などのエネルギー強度が小さくなるような
処理を施す。つまり、紫外線光を照射する場合には、フ
ォトマスクで液晶領域を遮光したり、ＩＴＯなどの金属
膜や有機膜、または無機膜などにより紫外線を吸収させ
て、選択的に透過光量分布を発生させたりする。このよ
うにして、エネルギー強度分布を選択的に発生させるこ
とにより、液晶と重合性化合物を相分離させて、図２に
示すように、液晶層４を囲むマトリクス状に構成された
高分子壁５を得ることができる。

【００３１】なお、本実施例１では、散乱遮光層１２を
形成してから高分子壁５を形成しているが、高分子壁５
を形成してからその高分子壁５に対応する位置に散乱遮
光層１２を形成してもよい。

【００３２】また、本実施例１では、液晶と重合性化合
物を相分離させて、液晶層４と高分子壁５を得たが、別
の方法として、レジストや感光性樹脂によってホトリソ
グラフィ工程を経てレジストの壁を例えば一方の基板側
の電極の抜け部、つまり帯状に形成してもよい。このレ
ジストでは、例えばＯＦＰＲ−８００（東京応化製）な
どを用いることができる。さらに、上記のような液晶材
料として、例えばカイラル剤（Ｓ−８１１）を３％添加
したＺＬＩ−４４２７（メルク社製）を滴下し、他方の
基板を透明電極が互いに直交差するように、必要であれ
ばスペーサを介し、貼り合わせる。その結果、液晶領域
と高分子領域とが任意の位置に選択的に形成された表示
媒体が両透明電極基板の間に形成されることになる。こ
こでは、非絵素部に高分子が設けられ、また、絵素部に
液晶層が設けられる。この場合には、散乱遮光層１２は
両基板側に設けてもよい。

【００３３】したがって、本発明の散乱遮光層１２は、
表示パネル内の高分子部に光が入射しないような遮光膜
としての機能と、この入射光を散乱光にして反射する機
能とを有しており、図１に示すように、外部から入射し
てきた光Ａ，Ｂは、液晶層４に対しては光Ａが透過して
いくが、高分子壁５に対して光Ｂは透過せず、散乱され
る。これにより、表示パネル全体の色調が素子内部の高
分子壁５の影響を受けないため、液晶層４を通過する色
彩だけとなって表示パネル全体の色彩を容易に制御する
ことができ、また、高分子壁５による光吸収が無く、全
体的に明るくなる。

【００３４】ここで、上記実施例１の具体例１と、本発
明の散乱遮光層１２を設けていない比較例１について、
さらに詳しく比較して説明する。

【００３５】（具体例１）本具体例１ではＳＴＮ液晶を
用いた単純マトリクス型液晶表示素子の製造方法につい
て記載する。

【００３６】まず、透明基板１，１に７０５９ガラスを
用い、一対とし、この透明基板１，１上に透明電極２，
２としてのＩＴＯ電極を帯状に、電極幅２８０μｍ、電
極間隔２０μｍでそれぞれ形成する。この両透明基板
１，１上のＩＴＯ電極を覆うように、ＳｉＯ₂の電気絶
縁膜さらにポリイミドの配向膜３をそれぞれ形成する。
さらに、この配向膜３の表面をナイロン布でラビング配
向処理を施す。この電気絶縁膜は実施例１では示してい
なかったが、配向膜３と同様、必要がない場合には形成
しなくともよい。

【００３７】次に、スペーサを介して一対の透明電極基
板を、帯状のＩＴＯ電極が直交差するように対向して配
設させ、その間にシール剤９を用いて貼り合わせる。

【００３８】このように作成した一対のセルの片面側に
散乱遮光層１２を設けるが、ここでは、金属層を堆積
し、ホトリソグラフィによって、表示画面から見たとき
に、セル内に形成された高分子壁５の形状に一致するよ
うに加工する。ここで、金属としてはアルミニウムを３
００〜２０００オングストローム、好ましくは５００〜
１０００オングストロームの膜厚で形成し、光を散乱反
射して遮光できる膜厚であればよく、好ましくは薄いほ
うがよい。これは、斜めからの視差が生じないためであ
る。この散乱遮光層１２の形成法は、蒸着法などによっ
て形成する。また、この金属面の表面を散乱させるため
に、ここでは、リン酸溶液に約３分間浸し、その表面を
腐食させた。

【００３９】この基板間隙に液晶層４と高分子壁５とを
形成するが、ここでは、液晶相と重合性化合物の高分子
相との相分離を利用する。

【００４０】まず、一対の透明電極基板間に液晶と重合
性化合物の混合物を注入するが、開口率は約８７．１％
であるので、液晶：重合性化合物＝８７：１３として混
合物を作成した。この混合物を、真空注入法などの所定
の注入法でそれぞれ注入する。その後、液晶と重合性化
合物の混合物を紫外線照射によって相分離を行うが、本
具体例１では、透明電極２，２の交差して重なった部分
を絵素部７とし、この絵素部７にあったホトマスクを基
板外部に設置することで、このホトマスク側から紫外線
を照射する。このとき、液晶は等方性液体状態であって
もかまわない。このように、光の強弱を選択的に発生さ
せ、目的とする位置、つまり、絵素部７に液晶層４、非
絵素部８に高分子壁５を配置させることができる。

【００４１】このように作成した液晶表示素子の両側を
挟むように偏光板１０，１０、さらに位相差板（図示せ
ず）を設置し、また、散乱遮光層１２を形成した基板の
対向側に反射板１１を設けた。

【００４２】この素子を測色計ＣＭ−２００２（ミノル
タ製）によって明るさを測定したところ、明るさを示す
Ｌ^*がＬ^*＝４７．２（光源Ｄ６５）であった。この具体
例１の素子と以下に記載している比較例１の素子とを比
較すると、その明るさは、素子の光入射側に金属の散乱
遮光層１２を設けた場合の方が明るくなった。また、高
分子壁５の色彩に着色せず、表示色は電圧無印加時は白
色系、電圧印加時は黒色系となっていた。このとき、ア
ルミニウムの散乱遮光層１２は従来のように鏡面になる
ことなく白い散乱状態になっていた。

【００４３】（比較例１）上記具体例１と同様に、ＩＴ
Ｏ電極を配置した一対の透明電極基板を対向させて貼り
合わせ、その間に液晶と重合性樹脂の混合物を注入し、
紫外光を照射して液晶部と高分子部をそれぞれ相分離さ
せて形成した。さらに、上記具体例１と同様に素子の両
側を挟むように偏光板さらに位相差板を配置し、素子の
一方に反射板を配置した。これら偏光板、位相差板およ
び反射板の角度、種類は、上記した具体例１と同じもの
にした。

【００４４】この比較例１の素子を上記具体例１と同様
に測色計ＣＭ−２００２（ミノルタ製）によって明るさ
を測定したところ、明るさを示すＬ^*がＬ^*＝３８．５で
あった。この素子はＩＴＯ電極の抜け部も光が透過する
ため、ＩＴＯ電極の抜け部に存在する高分子部は青色と
なり、表示パネル全体が青く着色してしまった。

【００４５】（実施例２）本実施例２では、本発明の散
乱遮光層である薄膜層が、透明電極基板の液晶層が接し
ている側の素子内部の高分子壁部に対応する位置に設け
られている場合である。

【００４６】図３は本発明の実施例２を示す液晶表示素
子の断面図である。

【００４７】図３において、透明基板１，１上に透明な
電極２，２が形成され、透明電極２，２によって形成さ
れた絵素部７に液晶層４が配置され、非絵素部８に高分
子壁５’が配置されている。ここで、上記実施例１と異
なるのは、一方の透明基板１の内側の高分子壁５’に対
応した光入射側の位置に散乱遮光層２１が形成され、そ
の上に電気絶縁膜２２が形成されている点である。さら
に、その上に透明電極２が形成されている。このセル内
に形成された高分子壁５’と散乱遮光層２１との位置関
係は、セルの一方の表示画面側から見たときの位置関係
に一致している。以上により本実施例２の液晶表示素子
２３が構成される。

【００４８】このように構成された本実施例２の液晶表
示素子２３は、例えば次のようにして製造することがで
きる。

【００４９】まず、透明基板１，１に７０５９ガラスを
用い、この一方の透明基板１上に散乱遮光層２１として
アルミニウムを蒸着することによって形成し、フォトリ
ソグラフィ工程を経て格子状に加工する。このアルミニ
ウムの膜厚は光を散乱反射して遮光できればよく、３０
０〜２０００オングストローム、好ましくは５００〜１
０００オングストロームであればよく、なるべく薄い方
がよいが、これは、この層上に透明電極２や配向膜３を
形成するため、平坦に近いほうがよいのと、透明基板１
側の面で散乱させるため、この後の工程で散乱面を形成
しやすいからである。つまり、この薄膜層２１が薄い場
合には、酸などによる侵食が散乱反射面として裏面まで
達し易いからである。また、必要であれば、この層の上
にレベリング材を塗布してもよい。この散乱反射層２１
となる金属膜を酸溶液に浸し、表面さらに裏面を侵食さ
せるが、ここではリン酸に３分間浸した。その上に電気
絶縁膜２２を形成するが、ここでは、ＳｉＯ_x（商品
名：ＯＣＤ東京応化製）を、アルミニウムよりなる金
属膜を覆うように形成する。さらに、この上に透明電極
２としてのＩＴＯ電極を帯状に電極幅２８０μｍ、電極
間隔２０μｍで形成する。このＩＴＯ電極間は先に形成
した格子状のアルミニウムの列方向に一致している。こ
の透明基板１と、もう一方の、透明電極２のみを形成し
た透明基板１の透明電極２上に、ＳｉＯ₂の電気絶縁膜
（図示せず）とポリイミドの配向膜３をそれぞれ形成す
る。さらに、両透明基板１，１の配向膜３，３の表面
を、ナイロン布でラビング配向処理を施す。

【００５０】次に、散乱遮光層２１の形成されていない
透明基板１上に、感光性樹脂の壁を形成するが、ここで
は、レジスト（ＯＦＰＲ−８００東京応化製）を用い
る。通常のホトリソグラフィによって非絵素部８に相当
する部分に格子状の高分子壁５’を形成する。この壁内
に液晶材料を滴下するが、ここではカイラル剤（Ｓ−８
１１）を３％添加したＺＬＩ−４４２７（メルク社製）
を用いた。

【００５１】これらの透明基板１，１をスペーサを介し
て、上下の透明電極２，２が直交差するように対向させ
てシール剤９を用いて貼り合わせる。このとき、透明電
極２，２によって形成された非絵素部（高分子壁）８と
格子状の散乱遮光層２１は、表示画面側から見た場合に
一致している。

【００５２】このように作製した液晶表示素子２３の両
側を挟むように偏光板１０さらに位相差板（図示せず）
を配置し、また、散乱遮光層２１を形成した透明基板１
の対向基板側に反射板１１を設けた。

【００５３】この実施例２の素子を測色計（ＣＭ−２０
０２：ミノルタ製）によって明るさを測定したところ、
明るさを示すＬ^*がＬ^*＝４６．５であった。このよう
に、上記比較例１と比較すると、明るさは素子の光入射
側に金属の散乱遮光層２１を設けた場合の方が明るくな
った。また、高分子壁５の色彩に着色せず、表示色は電
圧無印加時は白色系、電圧印加時は黒色系となってい
た。さらに、アルミニウムよりなる散乱遮光層２１は従
来のように鏡面になることなく、白く散乱状態となって
いた。

【００５４】なお、本実施例２では、酸などによる侵食
が散乱反射面としての裏面まで達するように、薄膜層２
１を薄く構成したが、透明基板１の高分子壁５’側の表
面を予め選択的に光散乱用に荒らしておき、その上に薄
膜層２１を選択的に形成してもよい。

【００５５】（実施例３）本実施例３では、本発明の散
乱遮光層である薄膜層が、実施例１と同様に、素子外部
の、高分子壁部に対応する位置に設けられている場合で
あるが、ＩＴＯ電極をセルフアライメントとして液晶相
と高分子相を相分離させる場合である。

【００５６】図４は本発明の実施例３を示す液晶表示素
子の概略的な断面斜視図であり、散乱遮光層３１がＩＴ
Ｏ電極と直交差して設けられている様子を示している。

【００５７】図４において、透明基板１，１上にそれぞ
れ透明な電極２，２が帯状にそれぞれ形成され、これら
上下の透明電極２，２によって互いに重なった部分に形
成された絵素部７に液晶層４が配置され、この絵素部７
以外の非絵素部８に高分子壁５が配置されている。一方
の透明基板１において、帯状の透明電極２が配され、そ
の長手方向に対して直交する方向に高分子壁５の幅で帯
状の散乱遮光層３１が形成されている。もう一方の透明
基板１においても同様の散乱遮光層で３１が同様に形成
されている。これら一対の透明基板１，１を、帯状の透
明電極２，２が直交差するように対向させて配置し、セ
ル内に配置された高分子部５と散乱遮光層３１とは、共
にセルの表示画面側から見たときに一致した位置関係と
なっている。以上により、散乱遮光層３１が素子外部に
ある一例を示す本実施例３の液晶表示素子３３が構成さ
れる。

【００５８】このように、透明電極基板に、この透明電
極基板の透明電極２と直交するように散乱遮光層３１を
帯状に設け、この帯状の散乱遮光層３１を、対向する透
明電極基板の帯状の透明電極２の抜け部に対応するよう
に設けることで、透明電極基板の両側から光を照射し、
この透明電極２，２をセルフアライメントとして液晶相
と高分子相を相分離させて液晶層４と高分子壁５を容易
に形成することができる。

【００５９】なお、本実施例３では、ＩＴＯ電極をセル
フアライメントとして液晶相と高分子相を相分離させる
場合であり、散乱遮光層３１が素子外部に設けられてい
る場合を示したが、実施例２のように散乱遮光層３１が
素子内部に設けられていてもよい。また、以下の場合
は、帯状のＩＴＯ電極と散乱遮光層とが直交するので、
基板上にＩＴＯ電極を設けた後に散乱遮光層を設けてい
るが、基板上に散乱遮光層を設けた後にＩＴＯ電極を設
けてもよい。

【００６０】基板上にＩＴＯ電極を設けた後に散乱遮光
層を設ける場合について、例えば以下に示すように製造
することができる。

【００６１】まず、透明基板に７０５９ガラスを用い、
この一方の透明基板上にそれぞれ透明電極としてのＩＴ
Ｏ電極を帯状に、電極幅２８０μｍ、電極間隔２０μｍ
でそれぞれ形成する。このＩＴＯ電極は、後に紫外線用
ホトマスクとして使用するために、ここでは、１３０℃
の低温でスパッタし、紫外光の透過率を６０％カットす
るように形成している。さらに、その上に電気絶縁膜を
形成するが、ここでは、ＩＴＯ電極を覆うようにＳｉＯ
_x（商品名：ＯＣＤ東京応化製）を形成する。さら
に、その上に散乱遮光層である薄膜層としてアルミニウ
ムを蒸着によって形成し、フォトリソグラフィ工程を経
てＩＴＯ電極と直交差するように加工する。このとき膜
厚は実施例２と同様に光を散乱遮光できる厚みがあれば
よく、３００〜２０００オングストローム、好ましくは
５００〜１０００オングストロームであればよく、なる
べく薄い方がよい。これは、この層の上に配向膜を形成
するため、平坦に近いほうがよいのと、透明基板側の面
で散乱させる時に、この後の工程で散乱面を形成しやす
いからである。また、必要であれば、この層の上にレベ
リング材を塗布してもよい。その上にＳｉＯ₂の電気絶
縁膜とポリイミドの配向膜をそれぞれ形成する。さら
に、配向膜の表面をナイロン布でラビング配向処理を施
す。もう一方の透明基板においても同様の処理を施す。

【００６２】次に、スペーサを介してこれらの一対の透
明電極基板を、ＩＴＯ電極が互いに直交差するように対
向させて配置し、その間をシール剤を用いて貼り合わせ
る。また、一方の透明電極基板のＩＴＯ電極抜け部は、
表示画面側から見たとき、素子内部に配置した、対向透
明電極基板側の散乱遮光層の位置と一致しており、この
とき、一対の透明電極基板を重ねることによって格子状
となる散乱遮光層と、ＩＴＯ電極間のＩＴＯ電極抜け部
に位置する非絵素部とは一致している。

【００６３】この透明電極基板の間隙に液晶と重合性化
合物の混合物を注入するが、開口率は約８７．１％であ
るので液晶：重合性化合物＝８７：１３として混合物を
作製した。この混合物を、真空注入法などで注入する。
その後、液晶と重合性化合物を紫外線照射によって相分
離を行うが、ここでは、前記したようにＩＴＯ電極をホ
トマスクとして使用するので、透明基板の両側から紫外
光を照射する。このように光の強弱を選択的に発生さ
せ、目的とする位置、つまり絵素部に液晶を配置させ、
非絵素子部に重合性化合物（ポリマー）を配置させるこ
とができる。

【００６４】このように作成した液晶表示素子の両側を
挟むように偏光板さらに位相差板を配置し、また、散乱
遮光層を形成した反対側の透明基板に反射板を設けた。

【００６５】この素子を測色計ＣＭ−２００２（ミノル
タ製）によって明るさを測定したところ、明るさを示す
Ｌ^*がＬ^*＝４６．１であった。このように、上記比較例
１よりも明るさが向上しており、上記実施例３と同様、
金属の散乱遮光層を設けた場合のほうが明るくなった。
また、高分子壁の色彩に着色せず、表示色は電圧無印加
時は白色系、電圧印加時は黒色系となっていた。この場
合および実施例３では、片側の透明電極基板の散乱遮光
層は入射光が入る透明電極基板とは反対側に形成されて
いるため、入射光は格子状の高分子部の行と列のうちい
ずれか一方の高分子部を通過するが、その光は一対の偏
光板間では通過せず、散乱遮光層で散乱される。また、
反射板による反射光も同様になって、高分子部を通過し
た光は、上下いずれかの散乱遮光層で散乱される。これ
により、光散乱度が上記実施例１，２と大きく劣ること
はなく、表示パネルが全体的に明るくなるとともに、表
示パネル全体の色彩が液晶層を通過する色彩となって容
易に制御可能となる。

【００６６】したがって、上記実施例１〜３および具体
例１によれば、対向して配設された一対の基板間隙に、
液晶部とこの液晶部を囲むように重合性化合物（高分子
壁）部とが存在した液晶表示素子において、表示パネル
に入射した光は、透明基板、液晶部および高分子部など
の表示媒体、偏光板、位相差板などによって吸収される
ことになるが、高分子壁が配置されている箇所に対応す
る位置に遮光層を設け、この遮光層が光を散乱して反射
するように処理が施されていると、高分子部への入射光
はこの散乱遮光層の存在で遮光されることになり、高分
子部による光吸収が大幅になくなって他へ散乱されるた
めに、パネル全体が明るくなり、光の利用効率も低下す
ることはない。また、表示パネル全体の色彩が液晶層を
通過する色彩となるため、従来、高分子部において着色
現象が発生した問題も解決することになる。よって、本
発明は、特に反射型素子において重要視される表示パネ
ルの明るさを向上させることができるものである。

【００６７】なお、以上の本発明の実施例１〜３および
具体例１において、本発明の散乱遮光層は金属を用い、
さらにその表面を散乱するように荒らしている。このよ
うに、この散乱遮光層が金属であると光散乱用の凹凸を
エッチングなどで容易に付けることができる。

【００６８】この散乱遮光層は光を散乱させることがで
きればよい。パネルの一方から入射した光は素子構成
材、例えば透明基板、液晶、高分子などの表示媒体、偏
光板などを通過することで光吸収が起こり、光の利用効
率を低下させている。よって、前記した素子構成材をな
るべく透過しないように、この散乱遮光層で表面反射さ
せることで、ＩＴＯ電極の抜け部に位置する高分子部の
光吸収による光の浪費を削減することができる。

【００６９】この散乱遮光層は、光の入射側に必ずしも
形成されている必要はなく、対向の偏光板よりも上部、
即ち、反射板よりも上部にあればよい。また、入射側の
基板のどちらの面側に形成してもかまわない。

【００７０】また、この散乱遮光層の表面状態は入射し
た光を効率よく散乱させることができればよいが、その
散乱させる方法としては表面を「でこぼこ」にすること
が好ましい。表面を「でこぼこ」にする方法として、酸
またはアルカリ溶液内で表面を腐食させる方法や、表面
をやすりなどでこすり物理的に「でこぼこ」にする方法
などがある。また、散乱遮光層の下地膜を感光性樹脂な
どで凹凸をつけておき、その上に金属の散乱遮光層を形
成する方法でもよい。

【００７１】さらに、電極の抜け部に形成する高分子の
形成方法は、上記実施例１〜３においては、液晶と重合
性化合物の光相分離を利用した方法や、基板を貼り合わ
せる前にレジストなどの感光性樹脂によって格子状の壁
を予め形成しておき、その後に液晶を滴下する方法を示
したが、基板を貼り合わせる前にレジストなどの感光性
樹脂によって柱または帯状の壁を予め形成しておき、そ
の後に液晶を充填して、素子を作製する方法でもよい。

【００７２】さらに、電極の抜け部に形成する高分子部
としては、形成方法によっても異なるが、光学的には等
方性であるものがほとんどである。また、レジストなど
の感光性樹脂や光や熱で硬化する重合性樹脂などを高分
子部に用いることができる。

【００７３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、表示画面
から見たときに高分子壁部に重なる位置に光を散乱させ
て遮光する散乱遮光層を設けることにより、高分子部に
対応した光が偏光板間を透過せず、かつ入射光が散乱遮
光層で散乱光になって液晶領域を通過した後、偏光板間
を透過するため、高分子部への入射光が散乱遮光層で散
乱光になって光量が減らず、表示パネル全体を明るくす
ることができるとともに、液晶層を通過する色彩が殆ど
となって表示パネル全体の色彩を容易に制御することが
できる。また、この散乱遮光層で光散乱しているため、
表示画面が見やすい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す液晶表示素子の断面図
である。

【図２】本発明の実施例１における液晶表示素子の概略
全体構成を示す断面斜視図である。

【図３】本発明の実施例２を示す液晶表示素子の断面図
である。

【図４】本発明の実施例３の一例における液晶表示素子
の概略全体構成を示す断面斜視図である。

【符号の説明】

１透明基板２透明電極４液晶層５高分子壁６，２３，３３液晶表示素子７絵素部８非絵素部１２，２１，３１散乱遮光層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西口憲治大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の電極基板
間に液晶層と該液晶層を囲む高分子壁とが挟持され、該
一対の電極基板が一対の偏光板間に挟持された液晶表示
素子において、表示画面から見たときに該高分子壁部に重なる位置に光
を散乱反射させて遮光する散乱遮光層を設けた液晶表示
素子。
【請求項２】帯状の透明電極が直交するように、一対
の透明な電極基板が対向して配置され、該一対の透明電
極基板間に液晶層と該液晶層を囲む高分子壁とが挟持さ
れ、該一対の電極基板が一対の偏光板間に挟持された液
晶表示素子において、該透明電極基板に、この透明電極基板の透明電極と直交
するように、表示画面から見たときに該高分子壁部に重
なる位置に光を散乱反射させて遮光する散乱遮光層が帯
状に設けられ、該帯状の散乱遮光層は、対向する透明電
極基板の帯状の透明電極の抜け部に対応するように設け
られた液晶表示素子。
【請求項３】前記散乱遮光層を、少なくとも一方の電
極基板外部、または、素子内部に設けた請求項１または
２記載の液晶表示素子。
【請求項４】前記散乱遮光層は金属薄膜である請求項
１〜３のうちいずれかに記載の液晶表示素子。