JPH1048662A - パララックスのないスタック型液晶表示セル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２つ以上のセルにおいて形成されたイメージの
間にパララックスがほとんど又は全く生じないように中
間基板が薄いスタック・セルの形成を可能にする新規な
セル構造を提供する。 【解決手段】中間基板の厚さは、それにおける電界降下
が液晶層における電界降下に比べて小さく（約１０％）
になるような厚さであり、そのスタック・セルは単一の
セルとしてアドレスされる。これは相互接続機構及び駆
動電子回路を大いに単純化し且つそれらのコストを低く
する。中間基板の両面における透明電極を必要なくした
こともその装置の透過率（及び反射率）を改善する。勿
論、必要な場合には、その中間基板は通常の方法で透明
電極をパターン化されることも可能である。その場合で
も、パララックスが実質的にゼロであるという利点は残
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前後に、最小の分
離距離でもって２つ又はそれ以上の別個のコンパートメ
ントに分離された、フラット・パネル・ディスプレイに
おける使用に適したセルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フラット・パネル液晶ディスプレイの性
能は、単一のディスプレイ・セルが使用される場合に
は、必要な性能よりも劣っていることがありうる。これ
は、反射式ディスプレイ及び透過式ディスプレイの両方
或いはバックライト式ディスプレイの場合でもあり得る
ことである。反射式ディスプレイの場合、コントラスト
比（ＣＲ）又は反射率（Ｒ）、或いはその両方ともが、
必要な性能よりも低いことがあり、或いは、ディスプレ
イ動作電圧のような幾つかの他の特性が、既存の技術に
関する下記のような例が示すように、必要な範囲から外
れることがある。

【０００３】例１．ネマティック・ゲスト−ホスト・デ
ィスプレイ ネマティック・ゲスト−ホスト・ディスプレイ（Heilme
ier GH 及び Zanoni LA による Appl. Phys. Lett. Vo
l.13 (1968) 誌の p.91 における論文参照）は、ネマテ
ィック液晶（ホスト）中に二色性色素（ゲスト）を溶解
したものを利用している。液晶は表示基板にほぼ平行に
整列している。ゲスト色素分子の特性は、それらが液晶
分子に平行に整列するように、及び可視光を吸収するた
めの遷移ダイポールがその分子の幾何学的軸（即ち、整
列方向）にほぼ平行になるように選ばれる。

【０００４】上側基板及び下側基板における整列方向は
平行しているか、或いは、最適な性能のためには直交し
ていてもよい（Lowe AC による Mol. Cryst. Liq. Crys
t.,Vol. 66 (1981) 誌の p 295 における論文参照）。
その表示は、上側基板における整列方向に平行の透過軸
の方位に配向した偏光膜を通して見られる。従って、ゲ
スト−ホスト層は、ゲスト色素分子によって吸収可能な
その偏光状態の光だけを照射される。光の吸収は効率的
であり、表示は暗く見える。上側及び下側基板における
電極によって電界がそのＧ−Ｈ層に印加される時、液
晶、従って、色素分子も、表示面に垂直に回転する。そ
の方向における光は色素によってほとんど吸収されず、
表示は明るく見える。そのようなディスプレイでは、１
０：１を越えるコントラスト比を得ることができる。し
かし、光状態の反射率は、反射率を実用上の最大値の３
０％まで減少させる偏光子の存在によって大きく減少す
る。そのようなディスプレイの動作電圧は、完全なター
ン・オンの間約４ボルトも低い。

【０００５】例２．コレステリック・ゲスト−ホスト・
ディスプレイ これは、例１において述べたネマティック・ゲスト−ホ
スト・ディスプレイの発展したものである。可視光の波
長より数倍も大きい螺旋ピッチ長を生じさせるようにキ
ラル材料をゲスト−ホスト混合物に加えることによって
（White D.L.及び Taylor G.N. による J. Appl. Phy
s., Vol.45 (1974) 誌の p.4718 における論文参照）、
両極性の入射光が吸収可能となり、前置偏光子は最早必
要ない。これは光状態の反射率を増加させる。しかし、
キラル・システムの閾値電圧はキラル・ピッチに逆比例
する。これは、例１において述べたネマティックＧ−Ｈ
の４乃至５倍も閾値を増加させるという効果を有する。
更に、その装置の完全なターン・オンのために必要な電
圧も増加し、また無電界状態における非偏光の吸収は、
例１における偏光の吸収よりも効率的ではなく、従っ
て、コントラスト比又は反射率は妥協されなければなら
ない。

【０００６】例３．コレステリック・テクスチャ効果 これらの効果は、キラル・ネマティック・システムが波
長λの光を反射するという事実を使用する。但し、λ
は、λ＝n_aＰ/２ によってその液晶のピッチ長Ｐ及び
平均反射指数n_a と関連づけられる。（Crooker 他の米
国特許第５,２００,８４５号、Doane 他の同５,３８４,
０６７号、Doane 他の同５,４３７,８１１号、及び Wes
t 他の同５,４５３,８６３号参照）。しかし、その液晶
層は、反射した光の電気的ベクトルがキラル・ヘリック
スの鏡像となるような円偏光を反射する。即ち、右回り
のヘリックスは右円偏光だけを反射するであろう。非偏
光は、２つの逆の円偏光成分より成るものと考えること
ができる。従って、キラル層の反射率の原理的な限界は
５０％である。実際には、これよりも低く、約４０パー
セントである。

【０００７】これらの例は、高いコントラスト、高い反
射率、及び最小の動作電圧という十分な組合せを既知の
技術から得ることはできないことを示すためのものであ
る。

【０００８】ディスプレイのコントラスト又は反射性能
は、２つ又はそれ以上のセルのスタック構造を使用する
ことによって改良可能である。既知の技術の他の例は、
スタック・セルの使用に関するものである（Haim 他の
米国特許第４,６３７,６８７号及び Crooker 他の同５,
２００,８４５号参照）。これらは個別のセルをスタッ
クすること、又は前のセルの後面及び後のセルの前面を
形成する中間の基板が両方のセルによって共用されるよ
うな複数の複雑なセルを作ることによって形成される。
そのような基板はかなりの厚さ（約１ｍｍ）を持ってい
るので、そのディスプレイが正規でない視角で見られる
時、２つのセルでもって形成されるイメージの間にはか
なりのパララックスが生じる。このため、そのようなデ
ィスプレイの使用は、ピクセル・サイズが２つのセルの
間の離間距離よりも実質的に大きい場合のアプリケーシ
ョンに制限される。別の方法（Yoshimatsu の米国特許
第５,３２９,３８８号）では、光が１つのセルから他の
セルに伝播する角度を表示面に垂直に近い角度に強制す
るために光案内膜が使用される。この方法の欠点は、そ
のような膜の光学的な効率が高くなく、反射率又は透過
率が低下することである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、改良
された液晶表示セルを提供することにある。

【００１０】本発明のもう１つの目的は、パララックス
の悪影響を受けない改良された液晶表示セルを提供する
ことにある。

【００１１】従って、既知の技術は、反射性の或いは高
い透過性のバックライト・コンピュータ・ディスプレイ
のような高いピクセル密度、及び高いコントラスト又は
反射性能を同時に必要とするアプリケーションには不適
当である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、スタック・セ
ルを形成することを可能にすると共に、２つ又はそれ以
上のセルの間でパララックスがほとんど或いは全く生じ
ないように中間基板が薄い新規のセル構造に関するもの
である。更に、その中間基板の厚さは、電界降下が液晶
層のそれに比べて低くなる（約１０％）ようなものであ
り、そのスタック・セルは単一のセルとしてアドレス可
能である。これは相互接続機構及び駆動電子回路を非常
に単純化し、それらのコストを低下させる。中間基板の
両面における透明電極の必要をなくすることはその装置
の透過率（及び反射率）も改良する。勿論、必要な場合
には、中間基板は通常の方法で透明電極をパターン化す
ることが可能であるが、パララックスが実質的にゼロで
あるという利点はそのままである。

【００１３】本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、
以下の本発明の詳細な説明を、図面と関連して読んで考
察すれば明らかであろう。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、透明の前部基板
１１及び透明又は半透明の後部基板１２が透明の中間基
板又は膜１３によって分離及び離隔されている二重液晶
セル１０の断面図を示す。基板１１の内側表面は透明の
電極材料１６、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）で
もって被覆される。後部基板の内側表面は、利用される
特定の液晶の効果に応じて、透明又は半透明の反射性又
は光吸収性のものでよい電極材料１７でもって被覆され
る。本発明は新規のセル構造及びそれを作るための手段
に関する。それは幾つかの異なる液晶効果を、従って、
幾つかの異なるアドレシング・スキームを利用可能であ
る。例えば、高解像度ディスプレイにおける単安定液晶
効果を使用する時、ピクセルは、集積回路スイッチを介
して各ピクセルが駆動されるという能動性マトリクスに
よってアドレスされるであろう。集積回路スイッチはト
ランジスタ、ダイオード、又は金属／絶縁体／金属（Ｍ
ＩＭ）構造のデバイスであってよい。そのようなすべて
の場合において、導体１７がエッチングされ、複数の電
極、即ち、各ピクセルに対して１つの電極を形成する。
ＴＦＴ駆動のディスプレイの場合、電極１６は連続的な
シートであり、ダイオード及びＭＩＭの場合、それはエ
ッチングされて複数のストリップ、即ち、そのディスプ
レイの各列に対して１つのストリップを形成する。

【００１５】ＰＳＣＴのような双安定液晶効果の場合、
能動性マトリクスは必要ないことがある。従って、電極
１６がエッチングされて列ストリップを形成し、導体１
７がエッチングされて電極１６に直角の方向に行ストリ
ップを形成する。この説明の残りの部分において、ネマ
ティック・ゲスト−ホスト効果が例として使用されるで
あろう。この効果は、能動性マトリクスでもってアドレ
スされるのに適しており、電極１７は、例えば、アルミ
ニウムのような高い反射性の金属から形成されるであろ
う。別の方法として、それらは透明の導電性材料でもっ
て被覆された誘電体のミラー・スタックから作ることも
可能である。

【００１６】図３を参照すると、スペーサ３０及び３１
が基板１１及び１２上に設けられる。それらのスペーサ
は、基板１１及び１２が結合される時、図４に示される
ように、対向する基板におけるスペーサの対が重畳する
よう正確に位置合わせがなされる。そのようなスペーサ
を設けるためのその分野において知られた幾つかの方法
がある。１つの望ましい方法は、必要なスペーサの高さ
にほぼ等しい厚さを持ったポリイミドのようなポリマで
もってその基板を被覆することである。しかる後、その
膜が硬化され、写真印刷手段によってパターン化され、
そして必要なスペーサを残すように反応性イオン・エッ
チング・プロセスによってエッチングされる。スペーサ
の大きさは、使用される液晶効果、ピクセル・ピッチ、
及びセル・アセンブル時に基板を揃えるために使用され
るツールの精度によって決定されるであろう。この例で
は、それらの形状及びサイズは、基板１１及び１２の整
列精度が最小にされると同時に、スペーサがピクセル間
のギャップに隠されるに十分なほど狭い幅のままとなる
ように選択された。しかし、本発明は図示の特定のサイ
ズ及び形状に限定されるものではなく、任意の適当なサ
イズ及び形状が使用可能である。この場合の代表的な値
は、３μm と１０μm との間の高さ、２０μm と２５０
μm との間の長さ、及びピクセル間ギャップ（５−２０
μm ）よりも小さい幅となるであろう。それらのスペー
サはディスプレイの表示性能を妨害したり低下させたり
しないので、ピクセル間ギャップにスペーサを置くこと
に利点がある。しかる後、それらの基板はポリイミドの
ような整列ポリマの薄い層（数十ナノメートルの厚さ）
でもってスピン・コートされ、硬化され、そして、望ま
しくは、スペーサの長軸の方向に研磨される。

【００１７】中間基板は、操作及び処理要件に適応した
できるだけ薄くなければならないポリマ膜である。好適
な例は、「Ｍｙｌａｒ」（商標）、即ち、０.９μｍま
での厚さのものが入手できるデュポン社によって製造さ
れているポリエステル膜であるが、必要な光学的及び機
械的特性を持った任意の膜が適するであろう。ポリイミ
ドのような、しかしポリイミドに限定されない他のポリ
マ膜、ポリアミド及びポリアクリル酸エステル、及び超
薄ガラス、酸化物、又は他の透明な誘電体膜も、前述の
操作及び処理制約内で適するであろう。Ｍｙｌａｒは、
この説明では好適な材料として使用されるであろう。

【００１８】図５を参照すると、Ｍｙｌａｒのシート１
３は、それが軽い一定の張力の下で保持されるように、
粘着剤或いは機械的手段によって固い平らなフレーム３
５に取り付けられる。そのように装着された膜は、しか
る後、およそ摂氏２００度まで加熱サイクルを受ける。
これは、その膜に張りを与え且つそれを平らにするよう
にその膜の恒久的な収縮を生じさせる。Ｍｙｌａｒ膜は
光学的に異方性のものであり、この例にとっては、液晶
が光軸に対して平行又は垂直に整列することが重要であ
る。その軸方向は、直交偏光プリズム相互間で膜を調べ
るというような何らかの適当な方法によって決定され
る。しかし、実際には、製造時に、その膜がバルク・ロ
ールから切断される時、光軸の方向はほぼ一定であり、
各サンプル毎に決定される必要はない。しかる後、その
膜は整列プロセスを受ける。その膜の操作特性に適合し
た任意のプロセスが使用可能である。非接触法が望まし
いはずであるが、接触法が排除されるわけではない。非
接触法の一例は、薄いポリイミドの整列層を膜の両側に
スピン・コートし、しかる後、各表面を、適当な方向に
コリメートされた紫外線照射に曝して膜１３の２つの表
面上に直交した整列方向を生じさせる。

【００１９】しかし、整列層を持った膜１３をプリコー
トする必要性及び研磨接触する必要性の両方を回避する
望ましい方法は、膜１３の２つの表面上に、光軸に平行
及び垂直の必要な直交した整列方向を与えるような方向
となるように、基板に対して４５°と８５°との間の入
射角でアルゴン・イオンのような低エネルギ・イオンの
ビームにその膜の各側を曝すことである。これを実行す
るためには、薄いＭｙｌａｒシートがフレーム全体にわ
たって伸張される。その膜は自立型のものである。Ｍｙ
ｌａｒは直接に照射される。ポリイミドがそのＭｙｌａ
ｒ上で回転することはないことに注意して欲しい。従っ
て、ディスプレイにおけるＭｙｌａｒ、自立型膜、フレ
ーム、及びそれの使用は保護される。そのような方法
は、本発明の譲受人に譲渡された Chaudhari他の発明に
よる、本願の優先権主張の基礎とされる米国特許出願と
同じ日に出願された米国特許出願第０８／６４４，８８
４号に開示されている。

【００２０】図３を参照すると、粘着剤３２及び３３が
基板１１及び１２の周辺に設けられている。実際には、
そのセルを後で満たすための開口を形成するように、そ
の粘着剤にはギャップが残される。基板１２が整列ツー
ルに置かれる。フレーム３５に取り付けられた膜１３が
基板１２の上に降ろされる。そこで、図４に示されるよ
うに、スペーサ３０及び３１が重畳するよう基板１１が
位置決めされる。しかる後、それは降ろされて膜１３及
び基板１２と接触させられ、そして粘着剤を硬化する。
Ｍｙｌａｒ膜１３は周辺の粘着剤によって張り状態に保
持され、セルの間隔は、その膜が各スペーサ交点におい
てスペーサの間にクランプされるので、必要な程度の精
度に維持される。スペーサの密度は、この要件が満たさ
れることを保証するように調節可能である。余分なＭｙ
ｌａｒがセルの周辺から切り取られ、セルは今やネマテ
ィック・ゲスト−ホスト混合物でもって満たされる。セ
ルのコンパートメント１４、１５の両方において同じ混
合物が使用されるため、周辺における注入ホールは隣接
していてもよい。その他の例では、異なる液晶混合物が
各コンパートメントにおいて使用される時、注入ホール
は十分に分離され、望ましくは、そのディスプレイの対
向する両側に分けられなければならない。セルは過剰な
外部圧力の下に保持されて、ディスプレイ上のすべての
ポイントにおけるスペーサ交点において確実な接触が生
じること及び注入ホールが粘着剤又は何らかの他の適当
な材料でもって密閉されることを保証する。

【００２１】セルの構成は、電界オフの状態で、コンパ
ートメント１４が、図４における矢印Ｈ−Ｈの方向に偏
光された光を効果的に吸収するねじれのない均等に整列
したネマティック・ゲスト−ホスト層を含むような構成
である。コンパートメント１５は、コンパートメント１
４における整列方向に直交する整列方向を持つ以外は同
様のネマティック・ゲスト−ホスト層を含む。この層
は、矢印Ｖ−Ｖの方向において偏光された光を効果的に
吸収する。従って、そのセルはその上に入射するすべて
の光を効果的に吸収する。基板１１及び１２の間でその
セルに電界が印加される時、正の誘電異方性を有する液
晶分子はディスプレイの面にほぼ垂直に回転する。この
配向では、色素分子による入射光の吸収は最小にされ、
ディスプレイは非常に反射的なものになる。このディス
プレイは、例１における公知技術の非常に低い電界オフ
状態の反射率及び低い駆動電圧、及び例２における公知
技術の高い電界オン状態の反射率を示す。非常に薄い中
間基板１３が使用されるため、セルの上部及び下部コン
パートメントにおいて形成されたイメージ相互間におけ
るパララックスは効果的に存在しない。６０％の超過の
オン状態反射率によって、１２：１よりもよいコントラ
ストが得られる。

【００２２】この実施例は、印加された電界の方向に平
行に分子を整列させる正の誘電異方性を持ったネマティ
ック材料の使用に関連する。

【００２３】スタックしたゲスト−ホスト効果のもう１
つの実施例は、印加された電界の方向に垂直に分子を整
列させる負の誘電異方性を持ったネマティック材料の使
用に関連する。

【００２４】この実施例に対する一般的なセル構造及び
特性は、最初に説明した実施例に対するものと実質的に
同じである。異なっていることは、図４における矢印Ｈ
−Ｈの方向のわずかな傾斜バイアスによって、図１にお
ける整列層１８がコンパートメント１４において液晶分
子の実質的にホメオトロピックの（直角の）整列を生じ
させるということである。同様に、図１における整列層
１９はコンパートメント１５において液晶分子のホメオ
トロピック整列を生じさせるが、これは図４における矢
印Ｖ−Ｖの方向のわずかな傾斜バイアスによるものであ
る。従って、ディスプレイの電界オフ状態は明るい。基
板１１及び１２の間に電界が印加される時、液晶分子
は、実質的に、それらの基板に平行に、且つコンパート
メント１４における方向Ｈ−Ｈに平行に、且つコンパー
トメント１５における方向Ｖ−Ｖに平行に整列する。従
って、この実施例の電界オン状態は暗い。傾斜バイアス
によってホメオトロピック整列を生じさせる方法はその
分野では知られており、本願では特許請求されない。こ
の実施例によって得られる反射率及びコントラスト比は
第１実施例において得られるものと実質的に同じである
が、この実施例は、電界オフ状態では、第１実施例の場
合に暗いのとは対照的に明るい。

【００２５】本発明のもう１つの実施例は、従来技術の
例３において検討したように、液晶層そのものが光を反
射するという効果に関するものである。この場合のセル
構造は第１実施例におけるそれと実質的に同じである。
しかし、中間基板１３の必要な特性はこの場合には異な
る。コンパートメント１４及び１５は逆のねじれ方向、
例えば、コンパートメント１４における右ねじれ層及び
コンパートメント１５における左ねじれ層を持ったキラ
ル・ネマティック材料でもって満たされる。従って、コ
ンパートメント１４によって送られる光は円偏光したま
まであろうし、この偏光状態が、コンパートメント１５
における材料によって反射される状態をそのまま保持さ
れなければならない。従って、中間基板１３は実質的に
光学的に等方性でなければならない。換言すれば、それ
は実質的にゼロの複屈折を持たなければならない。Ｍｙ
ｌａｒ膜の場合、これを単一の膜によって得ることは困
難であろう。しかし、相互に直角に向けられた２つの実
質的に同じ複屈折膜は、１つの膜における複屈折が他方
によって打ち消されるので、必要な光学的特性を得るで
あろう。２つのそのような膜の間の間隔をなくするよう
にしてそれらの膜を単に結合することにより、適当な複
合膜を作ることができる。それらは、表面力の作用によ
って密接に接触したままとなろう。

【００２６】別の方法として、ポリマ材料を鋳込成形又
はスピン・コートし、しかる後、それを硬化させ、そし
てそれを基板から取り除くことによって、膜の面におい
て実質的に等方性である膜を作ることができる。それは
固体又は流体であってもよい。そのセルは、２つのコン
パートメントに対する注入ホールが分離され及びそれら
コンパートメントが左偏光材料及び右偏光材料でもって
別々に満たされることによって、第１実施例における方
法と実質的に同じ方法で処理される。利用される効果の
性質に従って整列要件が異なることは注意しなければな
らないが、このことは既に従来技術においても示されて
いる。ここに開示したようなセルは、従来技術において
開示されたセルの約２倍の反射率を示すであろう。

【００２７】本発明のもう１つの実施例は、液晶層が光
を反射するという効果の利用にも関連する。ここでは、
光軸に平行な光路長と光軸に垂直な光路長が光の１／２
波長だけ異なるように光学的異方性を調節することによ
って、中間基板１３の複屈折が利用される。この場合、
コンパートメント１４及び１５は同じキラル・ネマティ
ック材料でもって満たされる。例として、右偏光材料を
使用するが、その説明は左偏光材料にも同様に当てはま
る。コンパートメント１４によって送られる左円偏光は
中間基板１３を透過した時に右偏光に変換されており、
今や、コンパートメント１５によって反射される。スペ
クトルの可視領域を通して正確に半波長遅れる膜を作る
ことは困難であるので、この例の性能は、前の例におけ
る性能よりも劣っているかもしれない。

【００２８】本発明のもう１つの実施例は、２つよりも
多いコンパートメントを必要とするディスプレイに関連
する。例えば、Crooker 他による米国特許第５,２００,
８４５号において開示されたものと同様のスタック・カ
ラー・セルに対する本発明の適用は合計６個のコンパー
トメントを必要とするであろう。しかし、関連する原理
は、２つよりも多くの任意の数のコンパートメントに対
しても同じである。そのような場合、スペーサは中間基
板である適当な数の基板上に設けられなければならな
い。図６を参照すると、更なる中間基板４０を使用する
ことによって、３コンパートメント・セルが作られる。
なお、その中間基板４０上に、スペーサ４５が処理され
なければならない。この構成において、基板１２上に設
けられたスペーサ３１は、今や、２コンパートメント・
セルに対する場合の方向に対して直角の方向に回転され
る。

【００２９】図７は４コンパートメント・セルを示す。
中間基板４０及び４１上にスペーサを設けることに関し
て２つの任意選択事項がある。各基板上に一組のスペー
サ（基板４０、４１上に、それぞれ、スペーサ４５、４
６）が設けられるか（図の左側参照）、或いは、基板４
０上にスペーサ４５、４６の両方の組が処理される（図
の右側参照）。前者の手順は処理の観点からはより簡単
であるが、後者は、正確に整列されなければならない基
板の数が４から３に減少するので、より簡単なセル・ア
センブリを可能にするであろう。

【００３０】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００３１】（１）周辺の粘着性シールによって張り状
態に保持された薄い透明の膜により分離され、正確に位
置決めされたスペーサによって厳密に空間的に分離して
維持された少なくとも２つのコンパートメントを含む液
晶ディスプレイのためのセルであって、前記膜は前記分
離されたコンパートメントにおいて形成されたイメージ
相互間にパララックスが存在しないような厚さのもので
あることを特徴とするセル。 （２）前記液晶の効果は単安定であり、能動性マトリク
スを介して駆動されることを特徴とする上記（１）に記
載のセル。 （３）前記液晶は２つの直交する均一に整列したネマテ
ィック・ゲスト−ホスト層であることを特徴とする上記
（２）に記載のセル。 （４）前記薄い透明の膜上の整列層は前記膜の面内光軸
に対して平行に及び垂直に整列されることを特徴とする
上記（３）に記載のセル。 （５）前記液晶の効果は双安定又は多安定であり、能動
性マトリクス又は受動性マトリクスを介して駆動される
ことを特徴とする上記（１）に記載のセル。 （６）前記薄い透明の膜は実質的には光学的に等方性で
あることを特徴とする上記（５）に記載のセル。 （７）電磁スペクトルの必要な領域を反射するようなピ
ッチの逆のねじれ方向キラル・ネマティック材料の２つ
の層が表示媒体として使用されることを特徴とする上記
（６）に記載のセル。 （８）前記薄い透明の膜は光学的に異方性であることを
特徴とする上記（５）に記載のセル。 （９）前記薄い透明の膜は使用される光学的波長におい
て実質的に半波長遅らせる膜であること、及び前記液晶
材料は同じねじれ方向のキラル・ネマティック材料の２
つの層であることを特徴とする上記（８）に記載のセ
ル。 （１０）前記薄い透明の膜は有機ポリマ材料であること
を特徴とする上記（１）に記載のセル。 （１１）前記薄い透明の膜は無機誘電材料であることを
特徴とする上記（１）に記載のセル。 （１２）前記ディスプレイは反射型液晶ディスプレイで
あることを特徴とする上記（１）に記載のセル。 （１３）前記ディスプレイは透過型液晶ディスプレイで
あることを特徴とする上記（１）に記載のセル。 （１４）前記薄い透明の膜はそれの表面に設けられた電
極を持たないことを特徴とする上記（１）に記載のセ
ル。 （１５）前記薄い透明の膜はそれの表面の一方又は両方
に設けられた電極を持つことを特徴とする上記（１）に
記載のセル。 （１６）第１基板と、第２基板と、前記第１基板は前記
第２基板から離されていることと、前記第１基板は前記
第２基板に隣接していることと、前記第１基板及び第２
基板の間に配置され、前記第１基板との間に第１スペー
スを形成し、前記第２基板との間に第２スペースを形成
する第３基板と、を含み、前記第１スペース及び第２ス
ペースは液晶材料を持っていることを特徴とする構造
体。 （１７）前記構造体は液晶ディスプレイであることを特
徴とする上記（１６）に記載の構造体。 （１８）前記第３基板は光学的に透明であること、及び
前記第１基板及び第２基板のうちの少なくとも１つは光
学的に透明であることを特徴とする上記（１６）に記載
の構造体。 （１９）前記第１スペースは第１の厚さを有し、前記第
２スペースは第２の厚さを有し、前記第３基板は第３の
厚さを有し、前記第３の厚さは前記第１の厚さ及び第２
の厚さよりも実質的に小さいことを特徴とする上記（１
６）に記載の構造体。 （２０）前記第１スペースにおける前記液晶材料は第１
の整列を有し、前記第２スペースにおける前記液晶材料
は第２の整列を有することを特徴とする上記（１６）に
記載の構造体。 （２１）前記第１の整列及び第２の整列は直交すること
を特徴とする上記（２０）に記載の構造体。 （２２）前記第３基板は第１整列層を持った第１サイド
及び第２整列層を持った第２サイドを有することを特徴
とする上記（１６）に記載の構造体。 （２３）前記第３基板は膜であることを特徴とする上記
（１６）に記載の構造体。 （２４）前記膜はポリマ材料から形成されることを特徴
とする上記（２３）に記載の構造体。 （２５）前記第１スペース及び第２スペースにおける前
記液晶材料は逆のねじれ方向のキラル・ネマティック材
料であることを特徴とする上記（１６）に記載の構造
体。 （２６）前記第３基板は光学的に異方性であることを特
徴とする上記（１６）に記載の構造体。 （２７）前記第３基板は実質的に半波長遅らせる基板で
あることを特徴とする上記（１６）に記載の構造体。 （２８）前記第３基板は無機誘電材料であることを特徴
とする上記（１６）に記載の構造体。 （２９）前記第３基板は少なくとも１つのサイドに電極
を有することを特徴とする上記（１６）に記載の構造
体。 （３０）第１及び第２の実質的に平らな基板にして、前
記第１の基板は前記第２の基板に隣接し、且つ実質的に
平行に、且つ前記第２の基板から離れて配置され、前記
第１の基板及び第２の基板の間に配置された薄い透明の
膜にして、前記薄い透明の膜が第１スペースを形成する
ために複数の第１スペーサによって前記第１基板から離
され、且つ第２スペースを形成するために複数の第２ス
ペーサによって前記第２基板から離され、前記複数の第
１スペーサは実質的に前記複数の第２スペーサと整列し
て配向され、前記薄い透明の膜は前記第１スペースに面
した第１表面及び前記第２スペースに面した第２表面を
有し、前記第１表面は第１方向に前記第１スペースにお
ける液晶材料を整列するように適応され、前記第２表面
は第２方向に前記第２スペースにおける液晶材料を整列
するように適応されることを特徴とする構造体。

【図面の簡単な説明】

【図１】透明な前部基板１１及び透明の又は半透明の後
部基板１２を含むセル１０の断面図を示す。非常に薄い
中間基板１３は基板１１及び１２の間に支持され、液晶
材料を満たされた２つのコンパートメント１４及び１５
を形成する。基板１１はそれの内面を透明の導電性材料
１６でもって被覆される。基板１２はそれの内面を透明
又は半透明の導電性材料から作られた複数の電極１７で
もって被覆される。その半透明導電性材料は反射性又は
光吸収性のものでよい。液晶に露出した材料１６、１７
及び基板１３の面は、整列材料でもって被覆され及び研
磨されるか、或いは液晶の整列を促進させるためにその
分野で知られた何らかの別の方法で処理されてもよい。
セルの上側部分における整列層１８は下側部分における
整列層１９とは異なるものでもよく、或いは異なるもの
でなくてもよい。外部電源２０及びスイッチ２１によっ
て層１６及び１７の間に電界が印加される。第１図は電
界オフの状態におけるセルを示す。セルの上側部分及び
下側部分における描影表示は、実質的に、基板の面に平
行に且つ上側部分におけるページの面に垂直に整列した
液晶、及び下側部分におけるページの面に平行に整列さ
れた液晶を示すことを意図している。

【図２】電界オンの状態におけるセルを示す。その状態
では、すべての液晶材料が基板の面に実質的に垂直に整
列される。

【図３】基板１１及び１２におけるそれぞれのスペーサ
３０及び３１を示す。この図及び他の図に示されたスペ
ーサのサイズ及び数は単に説明のためだけであり、スペ
ーサの実際のサイズ及び数を表すものではない。又、図
３は、エッジ・シールを形成するように基板１１及び１
２の周囲を粘着剤３２及び３３が事前遮蔽している。こ
れは、液晶の整列のため以外に薄い中間基板１３を処理
する必要をなくする。

【図４】セルがアセンブルされた時にスペーサ３０、３
１を重畳させる方法を示す。スペーサ３０及び３１の交
差ポイントの位置において中間基板１３が効果的にクラ
ンプされる時のセルの断面を詳細に示す。

【図５】支持フレーム３５上に載置された中間基板１３
を示す。その支持フレームは、その膜がそれの表面を固
体オブジェクトと接触しないように扱われ、しかも、平
らに保持されることを可能にする。中間基板１３は、粘
着剤でもって支持フレーム３５に固定されるか、或いは
他の任意の適当な手段によって適当な一定の張り状態の
下に機械的にクランプ又は保持されてもよい。セルのア
センブル時に、上側基板１１及び下側基板１２は、それ
らの間の所定位置における中間基板１３と共に相互に整
列する。適当な機械的手段によって、それらは矢印によ
って示されるように動かされて接触し、セルは周辺の粘
着剤を硬化させることによって密閉される。

【図６】上側基板１１、下側基板１２、２つの中間基板
１３及び４０を含む３つのコンパートメントのスペーサ
重畳領域の詳細な断面図を示す。スペーサ３０、３１、
及び４５は、それぞれ、基板１１、１２、及び４０上に
設けられる。

【図７】上側基板１１、下側基板１２、及び３つの中間
基板１３、４０、及び４１を含む４つのコンパートメン
ト・セルのスペーサ重畳領域の詳細な断面図を示す。ス
ペーサ３０及び３１は、それぞれ、基板１１及び１２上
に設けられる。又、スペーサ４５及び４６に対する２つ
の代替の構成も示される。図７の左側の図では、スペー
サ４５及び４６は、それぞれ、基板４０及び４１上に設
けられる。右側の図では、スペーサ４５及び４６は基板
４０の両側上に設けられる。

【符号の説明】

１０ 液晶セル １１ 前部（上側）基板 １２ 後部（下側）基板 １３ 中間基板 １４、１５ コンパートメント １６、１７ 導体（電極） １８、１９ 整列層 ２０ 外部電源 ２１ スイッチ ３０、３１ スペーサ ３２、３３ 粘着剤

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周辺の粘着性シールによって張り状態に保
   持された薄い透明の膜により分離され、正確に位置決め
   されたスペーサによって厳密に空間的に分離して維持さ
   れた少なくとも２つのコンパートメントを含む液晶ディ
   スプレイのためのセルであって、 前記膜は前記分離されたコンパートメントにおいて形成
   されたイメージ相互間にパララックスが存在しないよう
   な厚さのものであることを特徴とするセル。
2. 【請求項２】前記液晶の効果は単安定であり、能動性マ
   トリクスを介して駆動されることを特徴とする請求項１
   に記載のセル。
3. 【請求項３】前記液晶は２つの直交する均一に整列した
   ネマティック・ゲスト−ホスト層であることを特徴とす
   る請求項２に記載のセル。
4. 【請求項４】前記薄い透明の膜上の整列層は前記膜の面
   内光軸に対して平行に及び垂直に整列されることを特徴
   とする請求項３に記載のセル。
5. 【請求項５】前記液晶の効果は双安定又は多安定であ
   り、能動性マトリクス又は受動性マトリクスを介して駆
   動されることを特徴とする請求項１に記載のセル。
6. 【請求項６】前記薄い透明の膜は実質的には光学的に等
   方性であることを特徴とする請求項５に記載のセル。
7. 【請求項７】電磁スペクトルの必要な領域を反射するよ
   うなピッチの逆のねじれ方向キラル・ネマティック材料
   の２つの層が表示媒体として使用されることを特徴とす
   る請求項６に記載のセル。
8. 【請求項８】前記薄い透明の膜は光学的に異方性である
   ことを特徴とする請求項５に記載のセル。
9. 【請求項９】前記薄い透明の膜は使用される光学的波長
   において実質的に半波長遅らせる膜であること、及び前
   記液晶材料は同じねじれ方向のキラル・ネマティック材
   料の２つの層であることを特徴とする請求項８に記載の
   セル。
10. 【請求項１０】前記薄い透明の膜は有機ポリマ材料であ
    ることを特徴とする請求項１に記載のセル。
11. 【請求項１１】前記薄い透明の膜は無機誘電材料である
    ことを特徴とする請求項１に記載のセル。
12. 【請求項１２】前記ディスプレイは反射型液晶ディスプ
    レイであることを特徴とする請求項１に記載のセル。
13. 【請求項１３】前記ディスプレイは透過型液晶ディスプ
    レイであることを特徴とする請求項１に記載のセル。
14. 【請求項１４】前記薄い透明の膜はそれの表面に設けら
    れた電極を持たないことを特徴とする請求項１に記載の
    セル。
15. 【請求項１５】前記薄い透明の膜はそれの表面の一方又
    は両方に設けられた電極を持つことを特徴とする請求項
    １に記載のセル。
16. 【請求項１６】第１基板と、 第２基板と、 前記第１基板は前記第２基板から離されていることと、 前記第１基板は前記第２基板に隣接していることと、 前記第１基板及び第２基板の間に配置され、前記第１基
    板との間に第１スペースを形成し、前記第２基板との間
    に第２スペースを形成する第３基板と、 を含み、 前記第１スペース及び第２スペースは液晶材料を持って
    いることを特徴とする構造体。
17. 【請求項１７】前記構造体は液晶ディスプレイであるこ
    とを特徴とする請求項１６に記載の構造体。
18. 【請求項１８】前記第３基板は光学的に透明であるこ
    と、及び前記第１基板及び第２基板のうちの少なくとも
    １つは光学的に透明であることを特徴とする請求項１６
    に記載の構造体。
19. 【請求項１９】前記第１スペースは第１の厚さを有し、
    前記第２スペースは第２の厚さを有し、前記第３基板は
    第３の厚さを有し、前記第３の厚さは前記第１の厚さ及
    び第２の厚さよりも実質的に小さいことを特徴とする請
    求項１６に記載の構造体。
20. 【請求項２０】前記第１スペースにおける前記液晶材料
    は第１の整列を有し、前記第２スペースにおける前記液
    晶材料は第２の整列を有することを特徴とする請求項１
    ６に記載の構造体。
21. 【請求項２１】前記第１の整列及び第２の整列は直交す
    ることを特徴とする請求項２０に記載の構造体。
22. 【請求項２２】前記第３基板は第１整列層を持った第１
    サイド及び第２整列層を持った第２サイドを有すること
    を特徴とする請求項１６に記載の構造体。
23. 【請求項２３】前記第３基板は膜であることを特徴とす
    る請求項１６に記載の構造体。
24. 【請求項２４】前記膜はポリマ材料から形成されること
    を特徴とする請求項２３に記載の構造体。
25. 【請求項２５】前記第１スペース及び第２スペースにお
    ける前記液晶材料は逆のねじれ方向のキラル・ネマティ
    ック材料であることを特徴とする請求項１６に記載の構
    造体。
26. 【請求項２６】前記第３基板は光学的に異方性であるこ
    とを特徴とする請求項１６に記載の構造体。
27. 【請求項２７】前記第３基板は実質的に半波長遅らせる
    基板であることを特徴とする請求項１６に記載の構造
    体。
28. 【請求項２８】前記第３基板は無機誘電材料であること
    を特徴とする請求項１６に記載の構造体。
29. 【請求項２９】前記第３基板は少なくとも１つのサイド
    に電極を有することを特徴とする請求項１６に記載の構
    造体。
30. 【請求項３０】第１及び第２の実質的に平らな基板にし
    て、前記第１の基板は前記第２の基板に隣接し、且つ実
    質的に平行に、且つ前記第２の基板から離れて配置さ
    れ、 前記第１の基板及び第２の基板の間に配置された薄い透
    明の膜にして、 前記薄い透明の膜が第１スペースを形成するために複数
    の第１スペーサによって前記第１基板から離され、且つ
    第２スペースを形成するために複数の第２スペーサによ
    って前記第２基板から離され、 前記複数の第１スペーサは実質的に前記複数の第２スペ
    ーサと整列して配向され、 前記薄い透明の膜は前記第１スペースに面した第１表面
    及び前記第２スペースに面した第２表面を有し、 前記第１表面は第１方向に前記第１スペースにおける液
    晶材料を整列するように適応され、 前記第２表面は第２方向に前記第２スペースにおける液
    晶材料を整列するように適応されることを特徴とする構
    造体。