KR20080026599A - 적층형의 반사형 액정 표시 소자 - Google Patents

적층형의 반사형 액정 표시 소자 Download PDF

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Abstract

콜레스테릭 액정의 포컬 코닉 상태에서의 산란을 감소시킨 콘트라스트가 높은 적층형의 반사형 액정 표시 소자가 기재되어 있다. 서로 다른 선택 반사 파장을 갖는 콜레스테릭 액정의 액정층(1B, 1G, 1R)을 각각 갖는 2매 이상의 액정 패널(10B, 10G, 10R)을 적층한 적층형의 반사형 액정 표시 소자로서, 선택 반사 파장이 긴 액정을 주입한 액정층을 갖는 액정 패널일수록, 패널에 실시한 액정층의 배향 규제력이 작다.
Figure P1020087000414
액정층, 기판, 광 흡수층, 접착층, 패널, 배향막, 전극

Description

적층형의 반사형 액정 표시 소자{MULTILAYER REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT}
본 발명은, 적층형의 반사형 액정 표시 소자에 관한 것으로, 특히 서로 다른 선택 반사 파장을 갖는 콜레스테릭 액정의 액정층을 각각 갖는 2매 이상의 액정 패널을 적층한 적층형의 반사형 액정 표시 소자에 관한 것이다.
최근, 전원이 없어도 표시 유지 가능하고, 전기적으로 재기입이 가능한 전자 페이퍼의 기술 분야가 급속하게 발전하고 있다. 전자 페이퍼는, 전원을 절단하여도 메모리 표시 가능한 초 저소비 전력으로 눈이 편하고, 피로감이 없는 반사형의 표시와 종이와 같은 가요성이 있는 플렉시블로 박형의 표시체의 실현을 지향하고 있다. 전자북, 전자 신문, 전자 포스터 등의 응용이 진행되고 있다. 표시 방식으로서는, 대전 입자를 공기 중이나 액체 중으로 이동시키는 전기 영동 방식, 2색으로 색 구분한 대전 입자를 회전시키는 트위스트 볼 방식, 유기 EL 방식, 액정층의 간섭 반사를 이용한 쌍안정성이 있는 선택 반사형의 콜레스테릭 액정 방식의 개발이 진행되고 있다.
이와 같은 각종 방식 중에서, 콜레스테릭 액정 방식은, 「메모리 기능」, 「저전력화」, 「컬러화」등의 면에서 우위하다. 특히, 콜레스테릭 액정 방식은, 컬 러 표시에서는 압도적으로 유리하다. 콜레스테릭 액정 방식 이외의 방식은, 화소마다 3색으로 나누어 칠한 컬러 필터를 배치시켜야만 하므로, 밝기가 최대라도 3 분할에 상당한 1/3로 되어, 현실적이라고는 말할 수 없다. 이에 대해, 콜레스테릭 액정 방식은, 액정의 간섭으로 색을 반사하기 때문에, 적층하는 것만으로 컬러 표시가 가능하고, 50 퍼센트에 가까운 또는 그 이상의 밝기가 얻어진다고 하는 이점이 있다. 콜레스테릭 액정 방식의 컬러 표시 소자에 대해서는, 예를 들면 특허 문헌 1(일본 특허 공개 제2002-116461호 공보) 등에 기재되어 있다.
도 1A 및 도 1B는, 콜레스테릭 액정에 의한 표시의 원리를 설명하는 도면이다. 도시한 바와 같이, 패널은, 투명한 기판(3, 4) 사이에 액정층(1)을 협지한 구성을 갖는다. 기판(3)이 표시면측의 기판이다. 기판(4)의 외측면에는 흑색의 광 흡수층(5)이 형성된다. 콜레스테릭 액정은, 기판 표면에 평행하게 층을 이루는 상태와 수직 방향으로 층을 이루는 상태의 2개의 안정적인 상태가 있다. 이 2개의 상태는, 전기적으로 절환 가능하며, 전원을 공급하지 않아도, 2개의 상태를 유지할 수 있는 쌍안정성의 특징을 갖는다.
도 1A에 도시한 바와 같이, 기판(3, 4)에 설치된 전극(도시하지 않음)에 고전압을 인가하면, 나선 형상으로 이어지는 액정 분자(2)의 나선축이, 기판(3, 4)에 수직한 방향으로 배열하고, 기판면에 평행한 층을 이루는 상태로 된다. 이 상태를 플레너(Planar) 상태라고 부른다. 플레너 상태의 액정층은, 액정 분자의 나선 피치에 따른 파장의 광을 선택적으로 반사(선택 반사)하고, 특정한 색을 나타내어 반사 표시된다. 이것이 명 상태(반사 상태)이다. 이 때, 반사되는 광은 나선 피치 의 회전 방향에 따라서 좌우 어느 한쪽의 원편광으로 된다.
반사가 최대로 되는 파장 λ는, 액정의 평균 굴절률 n, 나선 피치 p로부터 다음 식으로 표현된다.
λ=nㆍp
한편, 반사 대역 Δλ는 액정의 굴절률 이방성 Δn에 수반하여 커진다.
이에 대해, 도 1B에 도시한 바와 같이, 기판(3, 4)에 설치된 전극에 저전압을 인가하면, 나선 형상으로 이어지는 액정 분자(2)의 나선축이, 기판(3, 4)에 평행한 방향으로 배열한 상태로 된다. 이 상태를 포컬 코닉(Focal Conic) 상태라고 부른다. 포컬 코닉 상태에서는, 간섭 반사는 생기지 않기 때문에, 소자에 입사한 광은 투과하고, 기판(4)의 광 흡수층(5)에 흡수된다. 이것이 암 상태(투과 상태)이다. 반사 상태이어도, 반사되지 않는 광은, 액정층을 투과하는 것뿐이므로, 하층에 서로 다른 색을 반사시키는 액정층을 배치시킴으로써, 반사색을 합성하는 것이 가능하게 된다.
간섭 반사이므로, 명 상태에서 반사되는 광은, 파장에 의해 변화된다. 그 때문에, 액정의 나선 피치를 설정함으로써, 반사광이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 나타내는 패널이 얻어진다.
도 2는, 3매의 패널을 적층하여 컬러 표시를 가능하게 한 컬러 콜레스테릭 액정 표시 장치의 개요를 도시하는 도면이다. 도시한 바와 같이, 표시면측으로부터 순서대로, 청색(B)의 패널(10B), 녹색(G)의 패널(10G), 적색(R)의 패널(10R)을 적층하여 액정 표시 소자(9)를 구성한다. 구동 회로(11)는, 플렉시블 케이블(12B, 12G, 12R)을 통하여 각 패널의 전극에 접속된다. 구동 회로(11)로부터 각 패널의 전극에 전압을 인가함으로써, 각 패널의 전극에 대응한 셀을 명 상태와 암 상태로 할 수 있어, 화상을 표시할 수 있다. 각 패널은, 매트릭스 전극을 구비하여, 도트 매트릭스 표시가 가능하다.
도 3은, 도 2의 액정 표시 소자(9)의 단면도를 도시하는 도면이다. 전극은 도시를 생략하고 있다. 각 패널(10B, 10G, 10R)은, 투명한 기판(3, 4)의 사이에 각각 액정층(1B, 1G, 1R)을 협지한 구성을 갖고, 액정층은 시일(6)로 밀봉되어 있다. 패널(10B, 10G, 10R)은 표시면측으로부터 이 순서대로 배치되고, 패널(10B, 10G)은 제1 접착층(7)에서 접착되고, 패널(10G, 10R)은 제2 접착층(8)에서 접착되어 있다. 패널(10R)의 표시면측과 반대측의 기판의 외측면에는, 흑색의 광 흡수층(5)이 형성되어 있다. 이하의 설명에서는, 표시면측의 패널(10B)을 제1 (청색) 패널, 그 액정층(1B)을 제1 (청색) 액정층, 제1 패널의 다음 패널(10G)을 제2 (녹색) 패널, 그 액정층(1G)을 제2 (녹색) 액정층, 제2 패널의 다음 패널(10R)을 제3 (적색) 패널, 그 액정층(1R)을 제3 (적색) 액정층이라고 칭한다.
제1 패널(10B)을 명(반사) 상태로 하고, 제2 및 제3 패널(10G, 10R)을 암(투과) 상태로 하면, 청색의 표시가 행해진다. 마찬가지로, 제2 패널(10G)을 명(반사) 상태로 하고, 제1 및 제3 패널(10B, 10R)을 암(투과) 상태로 하면, 녹색의 표시가 행해지고, 제3 패널(10R)을 명(반사) 상태로 하고, 제1 및 제2 패널(10B, 10G)을 암(투과) 상태로 하면, 적색의 표시가 행해진다. 또한, 제1 및 제2 패널(10B, 10G)을 명(반사) 상태로 하고, 제3 패널(10R)을 암(투과) 상태로 하면, 시 안색의 표시가 행해지고, 제2 및 제3 패널(10G, 10R)을 명(반사) 상태로 하고, 제1 패널(10B)을 암(투과) 상태로 하면, 황색의 표시가 행해지고, 제1 및 제3 패널(10B, 10R)을 명(반사) 상태로 하고, 제2 패널(10G)을 암(투과) 상태로 하면, 마젠타색의 표시가 행해진다. 또한, 제1 내지 제3 패널(10B, 10G, 10R)을 모두 명(반사) 상태로 하면, 백색의 표시가 행해지고, 제1 내지 제3 패널(10B, 10G, 10R)을 모두 암(투과) 상태로 하면, 흑색의 표시가 행해진다.
콜레스테릭 액정에 의한 반사형 액정 표시 방식에서는, 상기한 바와 같이 플레너 상태를 「명 상태」, 포컬 코닉 상태를 「암 상태」로 하여 표시에 이용한다. 표시 특성으로서의 명도는, 플레너 상태(명 상태)의 반사율이 클수록 양호하게 되고, 콘트라스트는 포컬 코닉 상태(암 상태)에서의 투명도가 높을수록 양호하게 된다.
전술한 바와 같이, 플레너 상태에서의 반사광은, 좌우 어느 한쪽의 원편광으로 되기 때문에, 최대이어도 50％의 반사율로 된다. 고명도화를 실현하는 방법의 하나로서, 액정 계면에 액정 분자의 배향을 규제하는 배향 규제력을 가함으로써, 플레너 상태에서의 나선 피치의 나선축을 일치시켜, 선택 반사광에 지향성을 갖게 함으로써, 특정 방향(관찰 방향)으로의 반사율을 높이는 방법이 알려져 있다.
배향 규제력을 가하는 방법으로서는, 액정 계면에 배향막을 형성하고, 배향막의 표면에 러빙 처리를 실시하는 방법이나, 액정 계면에 광 배향막을 형성하고, 광 배향막의 표면에 자외광을 조사하는 방법, 또는 그들을 조합한 하이브리드 방법이 일반적이다. 배향막 또는 광 배향막을 형성할지의 여부로도 배향 규제력이 상 이하고, 배향막의 러빙 처리의 밀도 또는 광 배향막에의 자외광의 조사 강도에 의해서도 배향 규제력이 상이하다.
콜레스테릭 액정층과의 계면에 배향 규제력을 가함으로써, 플레너 상태에서의 선택 반사광은 보다 지향성을 갖게 된다. 도 4는, 도 3의 컬러 콜레스테릭 액정 표시 소자에서, 제2 녹색 패널(10G)을 명(반사) 상태로 하고, 제1 청색 패널(10B) 및 제2 적색 패널을 암(투과) 상태로 하여, 30도의 입사각에 의해 조명하고, 수직 방향으로 측정한 분광 반사율을 나타내는 그래프이다. 도시한 바와 같이, 러빙을 행함으로써, 반사율 곡선은 보다 샤프한 곡선으로 되고, 피크 파장의 반사율도 50％ 이상으로 된다.
그러나, 고밀도의 러빙 처리를 행하여 배향 규제력을 강하게 하면, 플레너 상태에서 콜레스테릭 액정의 나선축이 거의 기판 법선 방향으로 되어, 광이 경면 반사하기 때문에, 시야각이 매우 좁아진다고 하는 문제를 발생시킨다. 또한, 배향 규제력을 지나치게 강하게 하면, 포컬 코닉 상태의 유지가 곤란하게 되어, 쌍안정성이 잃게 된다고 하는 문제를 발생시킨다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 특허 문헌 1은, 플레너 상태에서, 액정의 나선축이 기판 법선으로부터 약간 기울어지고, 방위가 랜덤하게 서로 다른 폴리 도메인 상태와, 액정의 나선축이 균일하게 거의 기판 법선 방향인 모노 도메인 상태가 혼재하는 상태로 하는 것을 기재하고 있다. 구체적으로는, 청색 패널, 녹색 패널, 적색 패널의 순서대로 러빙 밀도가 커지도록 하고, 또한 각 패널에서, 비표시면측의 러빙 밀도를 표시면측의 러빙 밀도보다 크게 하고 있다. 이와 같이, 선택 반사 파장이 긴 액정층일수록 배향 규제력을 강하게 하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2002-116461호 공보
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
특허 문헌 1에 기재된 구성에서는，포컬 코닉 상태가 안정되어 유지되고, 플레너 상태에서의 명도도 향상된다. 특허 문헌 1도 포컬 코닉 상태에서의 산란에 언급하고 있고, 포컬 코닉 상태에서의 콜레스테릭 액정 분자의 나선축의 방향을 일치시킴으로써 도메인 사이의 산란이 감소하는 것을 기재하고 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 구성에서는, 실제로는 포컬 코닉 상태에서의 산란이 증대하여 콘트라스트가 저하하는 것이 판명되었다.
본 발명은, 콜레스테릭 액정의 포컬 코닉 상태에서의 산란을 감소시켜, 콘트라스트가 높은 적층형의 반사형 액정 표시 소자의 실현을 목적으로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 목적을 실현하기 위해, 본 발명의 적층형의 반사형 액정 표시 소자는, 특허 문헌 1에 기재된 구성과는 반대로, 선택 반사 파장이 긴 액정을 주입한 액정층을 갖는 액정 패널일수록, 패널에 실시한 액정층의 배향 규제력을 작게 한다.
즉, 본 발명의 적층형의 반사형 액정 표시 소자는, 서로 다른 선택 반사 파장을 갖는 콜레스테릭 액정층을 각각 갖는 2매 이상의 액정 패널을 적층한 적층형의 반사형 액정 표시 소자로서, 선택 반사 파장이 긴 액정을 주입한 액정층을 갖는 액정 패널일수록, 그 패널에 실시한 상기 액정층의 배향 규제력이 작은 것을 특징 으로 한다.
도 1A는 콜레스테릭 액정에 의한 표시의 원리를 설명하는 도면.
도 1B는 콜레스테릭 액정에 의한 표시의 원리를 설명하는 도면.
도 2는 컬러 콜레스테릭 액정 표시 장치의 개요를 도시하는 도면.
도 3은 컬러 콜레스테릭 액정 표시 소자의 패널 구조를 도시하는 도면.
도 4는 콜레스테릭 액정 표시 소자에서의 배향 규제력의 효과를 도시하는 도면.
도 5A는 본 발명의 원리를 설명하는 도면.
도 5B는 본 발명의 원리를 설명하는 도면.
도 5C는 본 발명의 원리를 설명하는 도면.
도 5D는 본 발명의 원리를 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예의 콜레스테릭 액정 표시 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예의 콜레스테릭 액정 표시 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하는 도면.
<부호의 설명>
1B : 제1 액정층(청색 액정층)
1G : 제2 액정층(녹색 액정층)
1R : 제3 액정층(적색 액정층)
3, 4 : 기판
5 : 광 흡수층
7, 8 : 접착층
10B : 제1 패널(청색 패널)
10G : 제2 패널(녹색 패널)
10R : 제3 패널(적색 패널)
21 : 배향막
23, 24 : 전극
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
본원 발명자는, 본 발명의 원리에 대해 고찰을 행하였다. 도 5A 내지 도 5D를 사용하여, 고찰한 원리를 설명한다.
배향막이나 광 배향막을 형성하지 않는 상태, 배향막을 형성하여도 러빙하지 않거나 러빙 밀도가 작은 상태, 광 배향막을 형성하여도 자외광을 조사하지 않거나 조사 강도가 약하게 배향 규제력이 약한 상태에서는, 도 5A에 도시한 바와 같이 플레너 상태에서는, 액정의 나선축이 기판 법선으로부터 랜덤한 방위로 기울어진다. 그 때문에, 반사광은 넓은 각도로 분포한다. 이 상태는 시야각의 점으로부터는 보기 쉬운 상태이지만, 반사광의 강도가 충분하다고는 말할 수 없는 상태이다.
따라서, 패널의 기판(3, 4)의 액정층과 접하는 면(내면)에 배향막 또는 광 배향막을 형성하고, 러빙 처리 또는 자외광 조사을 행하여, 배향 규제력을 가한다. 이에 의해, 도 5B에 도시한 바와 같이, 플레너 상태에서는, 액정의 나선축이 기판 법선의 방향으로 되어, 반사광의 지향성이 강해지지만, 그 방향의 반사율은 높아진다. 배향 규제력의 강도에 따라서 반사광의 지향성이 변화된다.
반사광의 지향성이 매우 강해지면, 경면적인 반사로 되므로 시인성이 저하된다고 하는 문제가 생긴다. 그 때문에, 고반사율(밝기)과 시인성이 적당한 상태로 되도록, 배향 규제력을 적절하게 설정한다.
여기서, 각 색의 패널에서의 플레너 상태에서의 배향 규제력의 영향을 생각한다. 전술한 바와 같이, 선택 반사 파장이 긴 콜레스테릭 액정층일수록, 액정의 나선축의 피치가 길다. 배향 규제력은, 나선축의 끝의 액정 분자의 방향을 규제하는 힘이며, 나선축의 피치가 길수록 영향을 쉽게 받는다고 생각된다. 즉, 동일한 배향 규제력이면, 액정의 나선축의 피치가 긴 제1 적색 패널일수록 액정이 균일하게 배향하고, 녹색 패널, 청색 패널의 순서대로, 액정의 배향의 균일성이 저하한다고 생각된다.
한편，포컬 코닉 상태에서는, 배향 규제력이 약할 때에는, 도 5C에 도시한 바와 같이, 액정의 나선축은 기판에 평행한 상태로 된다. 포컬 코닉 상태에서는, 액정 분자는 배향 규제력의 영향을 그다지 받지 않는다고 생각되지만, 플레너 상태로부터 포컬 코닉 상태로 변화할 때에, 플레너 상태에서의 액정의 배향 상태의 영향을 받는다고 생각된다. 바꿔 말하면, 강한 배향 규제력에 의해 플레너 상태에서 액정이 균일하게 배열하고 있으면，포컬 코닉 상태로 변화할 때에 플레너 상태에서의 강한 배향 규제력 및 균일성 때문에, 액정의 나선축은 기판에 평행해지기 어렵다고 생각된다. 그 때문에, 배향 규제력이 강한 패널에서 포컬 코닉 상태로 변화 하면, 도 5D에 도시한 바와 같이, 액정의 나선축의 방향이 기판의 면에 대해 변동되는 상태로 되어, 산란광이 증대한다고 생각된다.
또한, 액정층과 배향막의 계면에서의 광의 산란도 고려할 필요가 있어, 러빙 처리에 의해 액정층과 배향막의 계면에 미소한 요철을 발생시키면, 계면에서의 광 산란이 증대한다고 생각된다.
이상 설명한 바와 같이, 선택 반사 파장이 서로 다른 콜레스테릭 액정층을 2층 이상 적층한 반사형 액정 표시 소자에서, 각 액정 패널의 액정층과의 계면에 동일한 배향 규제력을 갖게 한 경우, 명도의 향상은 실현할 수 있지만, 특히 선택 반사 파장이 긴 패널에서의 산란이 증대하여 콘트라스트의 저하를 초래한다.
따라서, 본 발명에서는, 특히 선택 반사 파장이 긴 패널 정도 배향 규제력을 약하게 함으로써, 선택 반사 파장이 긴 패널에서의 산란을 저감하여 콘트라스트의 저하를 발생시키지 않도록 한다.
다음으로, 본 발명의 실시예의 반사형 액정 표시 소자의 구성 및 제조 방법을 설명한다.
실시예의 반사형 액정 표시 장치는, 도 2에 도시한 바와 같은 개략 구성을 갖는다. 이 장치에서 사용되는 본 발명의 반사형 액정 표시 소자(9)는, 도 3과 같은 패널 구조를 갖고, 패널의 액정층에 접하는 부분의 구성에 특징이 있다.
도 6 및 도 7은, 실시예의 반사형 액정 표시 소자의 구성 및 제조 방법을 도시하는 도면이다.
제1 청색 패널(10B)의 표시면과 반대측의 기판(4B), 제2 녹색 패널(10G)의 표시면과 반대측의 기판(4G) 및 제3 적색 패널(10R)의 표시면과 반대측의 기판(4R) 상에, 투명 전극층(23), 절연층(22) 및 배향막(21)을 형성한다. 절연층(22)은, 조립 시의 투명 전극층의 보호 및 액정층에 인가하는 전압의 균일성을 향상시키기 위해 형성한다. 또한, 기판(4R)의 외면에는 흑색의 광 흡수층(5)을 형성한다.
도시한 바와 같이, 러빙 장치의 롤러(31)로, 기판(4B) 및 기판(4G)의 배향막(21)의 표면을 러빙 처리하지만, 기판(4R)의 표면은 러빙 처리하지 않는다. 기판(4B)의 표면의 러빙 처리는, 롤러(31)를 1200rpm으로 회전시키고, 롤러(31)의 압입량을 0.20㎜로 설정하여, 1회 처리한다. 또한, 기판(4G)의 표면의 러빙 처리는, 롤러(31)를 900rpm으로 회전시키고, 롤러(31)의 압입량을 0.15㎜로 설정하고, 1회 처리한다. 여기서, 러빙 밀도를, 예를 들면 러빙 밀도=횟수×압입량×(1+(2π×롤러 직경×회전수/60×스테이지 속도))로 나타낸다. 따라서, 기판(4B)의 러빙 밀도는, 기판(4G)의 러빙 밀도의 1.78배이다. 바꿔 말하면, 기판(4B)의 배향 규제력은, 기판(4G)의 배향 규제력의 약 1.8배이다. 또한, 기판(4R)의 표면은 러빙 처리하지 않으므로, 기판(4R)의 배향 규제력은 기판(4G)의 배향 규제력보다 작다.
다음의 공정에서는, 상기의 기판(4B), 기판(4G) 및 기판(4R) 상에 시일(6)을 설치하고, 스페이서(25)를 산포한다.
별도, 제1 청색 패널(10B)의 표시면측의 기판(3B), 제2 녹색 패널(10G)의 표시면측의 기판(3G) 및 제3 적색 패널(10R)의 표시면측의 기판(3R) 상에, 각각 투명 전극층(23)을 형성한 기판을 준비해 둔다. 이들 기판(3B, 3G, 3R)을, 도시한 바와 같이, 기판(4G) 및 기판(4R)에 접착한다.
다음의 공정에서는, 이와 같이 하여 얻어진 패널 내의 공간에 각 색에 대응한 콜레스테릭 액정을 주입하여 밀봉함으로써, 제1 내지 제3 패널(10B, 10G, 10R)이 얻어진다.
다음으로, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제3 패널(10B, 10G, 10R)을, 각 패널의 전극 위치를 맞춘 다음에, 접착층(7, 8)을 통하여 적층하여 고정한다. 이상과 같이 하여, 반사형 액정 표시 소자가 완성된다.
상기의 반사형 액정 표시 소자는, 제3 적색 패널(10R)은 기판(3R)에 러빙 처리가 실시되어 있지 않으므로, 가장 배향 규제력이 작다. 러빙 밀도가 작은 제2 녹색 패널의(10G)의 배향 규제력은, 제3 적색 패널(10R)의 배향 규제력보다 크지만, 제1 청색 패널(10B)의 배향 규제력보다 작다. 한편, 제3 적색 패널(10R)의 액정층(1R)은, 나선 피치가 길므로 배향 규제력에 의해 배향하기 쉽고, 제2 녹색 패널의(10G)의 액정층(1G)은 액정층(1R)보다는 배향하기 쉽지만, 제1 청색 패널의(10B)의 액정층(1G)보다는 배향하기 어렵다고 하는 상태(형편)에 반대이다. 이에 의해, 모든 액정층(1B, 1G, 1R)의 플레너 상태에서의 배향 상태는 동일하게 되고, 명도를 어느 정도 향상시킨 다음에, 콘트라스트의 저하가 적은 실용에 적합한 반사형 액정 표시 소자가 얻어진다.
이상, 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 각종의 변형예가 가능하다. 예를 들면, 각 패널의 표시면측의 기판(3B, 3G, 3R)에는 절연층이나 배향막을 형성하고 있지 않지만, 특허 문헌 1에 기재된 구성과 마찬가지로, 그들을 형성하는 것도 가능하다. 단, 투과율을 향상하여 산란을 저감하는 점으로부터는 실시예와 같이 절 연층이나 배향막을 형성하지 않는 것이 바람직하다. 기판(3B, 3G, 3R)에는 절연층이나 배향막을 형성하지 않아도, 충분한 반사 강도가 얻어진다.
또한, 실시예에서는, 러빙 처리에 의해, 배향 규제력을 서로 다르게 하는 예를 설명하였지만, 광 배향막을 형성하여, 자외광의 조사 강도를 바꿈으로써 배향 규제력을 서로 다르게 하여도, 배향막의 러빙 처리와 광 배향막의 자외광 조사 처리를 조합하여 배향 규제력을 서로 다르게 하는 것도 가능하다. 또한, 배향막을 비스듬하게 증착함으로써 배향 규제력을 서로 다르게 하는 것도 가능하다.

Claims (9)

  1. 서로 다른 선택 반사 파장을 갖는 콜레스테릭 상을 나타내는 액정층을 각각 갖는 2매 이상의 액정 패널을 적층한 적층형의 반사형 액정 표시 소자로서,
    선택 반사 파장이 긴 액정을 주입한 액정층을 갖는 액정 패널일수록, 그 패널에 실시한 상기 액정층의 배향 규제력이 작은 것을 특징으로 하는 적층형의 반사형 액정 표시 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    표시면측에 배치된 액정 패널의 액정층일수록 선택 반사 파장이 짧고,
    표시면측에 배치된 액정 패널일수록 그 패널에 실시한 상기 액정층의 배향 규제력이 큰 적층형의 반사형 액정 표시 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    각 액정 패널은, 상기 액정층과, 그 액정층을 협지하는 2매의 기판을 구비하고,
    적어도 일부의 액정 패널의 적어도 한 쪽의 기판은, 표면에 형성된 투명 전극과, 그 하측 투명 전극 상에 형성된 배향막을 구비하고,
    상기 배향 규제력의 차이는, 상기 배향막의 유무에 의한 적층형의 반사형 액정 표시 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배향 규제력의 차이는, 상기 배향막의 러빙 처리의 유무 및 밀도에 의한 적층형의 반사형 액정 표시 소자.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 배향막은 광 배향막이며, 상기 배향 규제력의 차이는, 상기 광 배향막에의 자외선 조사의 유무 및 강도에 의한 적층형의 반사형 액정 표시 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    각 액정 패널은, 상기 액정층과, 그 액정층을 협지하는 2매의 기판을 구비하고,
    각 액정 패널의 표시면과 반대측의 기판은, 표면에 형성된 하측 투명 전극과, 그 하측 투명 전극 상에 형성된 배향막을 구비하고,
    각 액정 패널의 표시면측의 기판은, 표면에 형성된 상측 투명 전극을 구비하고, 배향막을 갖지 않는 적층형의 반사형 액정 표시 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    적어도 일부의 액정 패널의 상기 배향막은, 배향막면에 복수 방향으로부터의 러빙 처리가 행해져 있는 적층형의 반사형 액정 표시 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    각 액정 패널은, 상기 액정층과, 그 액정층을 협지하는 2매의 기판을 구비하고,
    각 액정 패널의 표시면과 반대측의 기판은, 표면에 형성된 하측 투명 전극과, 그 하측 투명 전극 상에 형성된 광 배향막을 구비하고,
    각 액정 패널의 표시면측의 기판은, 표면에 형성된 상측 투명 전극을 구비하고, 배향막을 갖지 않는 적층형의 반사형 액정 표시 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    적어도 일부의 액정 패널의 상기 배향막은, 배향막면에의 복수 방향으로부터의 자외선 조사 처리가 행해져 있는 적층형의 반사형 액정 표시 소자.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8199086B2 (en) * 2004-01-28 2012-06-12 Kent Displays Incorporated Stacked color photodisplay
US8228301B2 (en) * 2007-07-31 2012-07-24 Kent Displays Incorporated Multiple color writing tablet
JP2010060940A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Fujitsu Ltd 液晶表示素子
JP2011095634A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Fujitsu Ltd 液晶表示装置
GB2478287A (en) 2010-03-01 2011-09-07 Merck Patent Gmbh Electro-optical switching element and electro-optical display
JP2011203448A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Fujitsu Ltd 液晶表示装置
TW201217860A (en) * 2010-10-25 2012-05-01 Ind Tech Res Inst Cholesteric liquid crystal device
US9134561B2 (en) 2011-11-01 2015-09-15 Kent Displays Incorporated Writing tablet information recording device
US9116379B2 (en) 2012-05-22 2015-08-25 Kent Displays Incorporated Electronic display with semitransparent back layer
US9235075B2 (en) 2012-05-22 2016-01-12 Kent Displays Incorporated Electronic display with patterned layer
US10088701B2 (en) 2013-11-01 2018-10-02 Kent Displays Inc. Electronic writing device with dot pattern recognition system
US9851612B2 (en) 2014-04-02 2017-12-26 Kent Displays Inc. Liquid crystal display with identifiers
CN107957639B (zh) * 2016-10-14 2020-04-24 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制作方法、显示装置及其驱动方法
CN106997127B (zh) * 2017-04-21 2022-05-20 深圳市屏柔科技有限公司 一种高亮度粗笔迹压敏型胆甾相液晶黑板结构及制作工艺
CN110741290B (zh) * 2017-07-12 2022-03-11 富士胶片株式会社 液晶组合物、反射层的制造方法、反射层、固化物及光学各向异性体
TWI835239B (zh) * 2022-08-08 2024-03-11 虹彩光電股份有限公司 膽固醇液晶複合顯示器裝置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW428116B (en) * 1994-05-18 2001-04-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal display element and laminated phase difference plate used for the same
SG49972A1 (en) 1995-07-19 1998-06-15 Sony Corp Reflective guest host liquid-crystal display device
JPH09218422A (ja) 1996-02-09 1997-08-19 Fuji Xerox Co Ltd 反射型表示装置
JP3477000B2 (ja) * 1996-07-17 2003-12-10 株式会社東芝 反射型液晶表示素子
DE19750779C1 (de) 1997-11-10 1999-01-14 Deutsche Telekom Ag Verfahren zum Identifizieren von Verrätern proprietärer Daten
WO1999047969A1 (fr) * 1998-03-19 1999-09-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dispositif d'affichage a cristaux liquides et son procede de production
JP2000047200A (ja) 1998-07-31 2000-02-18 Hitachi Ltd 拡散反射板とそれを用いた液晶表示装置およびその製法
JP2000227595A (ja) * 1999-02-08 2000-08-15 Sony Corp 液晶表示素子の製造方法
US6597419B1 (en) * 1999-07-02 2003-07-22 Minolta Co., Ltd. Liquid crystal display including filter means with 10-70% transmittance in the selective reflection wavelength range
TW535024B (en) * 2000-06-30 2003-06-01 Minolta Co Ltd Liquid display element and method of producing the same
JP2002014346A (ja) 2000-06-30 2002-01-18 Toppan Printing Co Ltd 異方性光散乱フィルムを備えた液晶表示装置およびそれに用いる光学部材
JP2002014351A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Minolta Co Ltd 液晶表示素子
JP3386055B2 (ja) 2000-08-04 2003-03-10 ミノルタ株式会社 液晶光変調素子及びその製造方法
EP1257873A2 (en) * 2000-12-14 2002-11-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Liquid crystal display laminate and method of manufacturing such
JP3547712B2 (ja) * 2001-02-13 2004-07-28 ナノックス株式会社 反射型液晶表示装置とその製造方法
JP4378893B2 (ja) * 2001-03-28 2009-12-09 コニカミノルタホールディングス株式会社 液晶表示素子
TW574586B (en) * 2001-09-19 2004-02-01 Optrex Kk Liquid crystal display element
JP2003195341A (ja) * 2001-12-25 2003-07-09 Minolta Co Ltd 積層型液晶表示素子
JP3891018B2 (ja) * 2002-02-18 2007-03-07 コニカミノルタホールディングス株式会社 液晶表示素子の駆動方法、駆動装置及び液晶表示装置
JP2005011793A (ja) 2003-05-29 2005-01-13 Sony Corp 積層構造の製造方法および積層構造、表示素子ならびに表示装置
JP4449561B2 (ja) * 2004-04-30 2010-04-14 富士ゼロックス株式会社 高分子／コレステリック液晶分散体及びその製造方法、並びにこれを用いた液晶表示素子

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