WO2008015890A1

WO2008015890A1 - Panneau d'affichage à cristaux liquides et dispositif d'affichage à cristaux liquides l'utilisant

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Publication number: WO2008015890A1
Application number: PCT/JP2007/063831
Authority: WO
Inventors: Ippei Inoh
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2009-02-01

Description

明細書

液晶表示パネル及びそれを用いた液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、液晶表示パネル及びそれを用いた液晶表示装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、携帯電話等のモパイル機器等における表示デバイスとして反射型の液晶表示装置に関する研究が急速に進んでいる。反射型の液晶表示装置は、外部からの光を反射することにより表示を行うため、低消費電力、薄型、又は、軽量等の利点を有している。

[0003] 現在、利用されている一般的な反射型液晶表示装置は、ネマチック液晶を用いている。ネマチック液晶としては、 TN (ツイステイツドネマチック）モード、 STN (スーパーツイステイツドネマチック）モードで駆動されるものが代表的である。

[0004] しかしながら、これらのネマチック液晶はメモリ性がないため、表示状態中は電力を消費し続けなければならない、とレ、う問題がある。

[0005] ところで、近年では、さらに低消費電力を実現するメモリ性を有するコレステリック液晶を用いた反射型の液晶表示装置の開発が進んでいる。ここで、そのような液晶表示装置として、一般的なコレステリック液晶を用いた水平配向膜を有する液晶表示装置について説明する。このような液晶表示装置は、コレステリック液晶が電圧の印加に応じてプレーナ配列とフォーカルコニック配列に変化して双安定状態で存在するため、メモリ性を有している。また、コレステリック液晶は、プレーナ配列において液晶自体が入射光のうち特定波長の光を選択的に反射し、フォーカルコニック配列では入射光を実質的に反射しなレ、とレ、う性質も有して!/、る。

[0006] また、このようなコレステリック液晶を用いた液晶表示装置に関して、その視野角を拡大するために、垂直配向膜を用いた液晶表示装置が一般的に知られている。

[0007] 従来の一般的な垂直配向膜を用いた液晶表示装置において、垂直配向膜近傍のコレステリック液晶は、螺旋構造をとらず、ホメオト口ピック配向となっており、垂直配向膜から遠ざかるにつれて、コレステリック液晶の自発的な捻れ力によって螺旋構造をとっている。この結果、コレステリック液晶の螺旋構造は、その軸が適度に揺らぐため視野角が広くなる。

[0008] さらに、このような液晶表示装置として、例えば、特許文献 1には、一対の透明基板間に挟持され、電界の印加により光学的異方性が変化するコレステリック液晶と、一対の透明基板のコレステリック液晶との対向面とは反対側に配置された偏光板とを備えた液晶表示素子であって、基板の対向面表面に垂直配向膜が形成されているものが開示されている。そして、このような構成によれば、コントラストが低下することがなぐ高速応答性、視野角特性に優れた表示素子を提供することができる、と記載されている。

特許文献 1：特開 2005-215339号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] しかしながら、上記垂直配向膜を用いた一般的な液晶表示装置や特許文献 1に係る液晶表示装置では、垂直配向膜近傍のコレステリック液晶が螺旋構造をとらず、その分だけプレーナ配列における反射率が低下してしまう、という問題がある。これは反射する層が減少することに起因している。

[0010] また、垂直配向膜は、コレステリック液晶の螺旋構造の軸を垂直配向膜に対して垂直に保持する性能が悪ぐコレステリック液晶がフォーカルコニック配列になりやすい。即ち、コレステリック液晶のメモリー性を低くする、という問題もある。

[0011] さらに、垂直配向膜は側鎖にアルキル鎖を持つポリイミド等の特殊で高価な材料で形成されているため、これを用いた液晶表示装置は、その分、製造コストが高くなつてしまう、という問題もある。

課題を解決するための手段

[0012] 本発明は、斯カ、る諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表示品質の安定性に優れたコレステリック液晶を用いた液晶表示パネル及びこれを用いた液晶表示装置を提供することである。

[0013] 本発明に係る液晶表示パネルは、第 1基板と、第 1基板とコレステリック液晶層を介して対向すると共に表示面側に設けられた第 2基板と、を備え、第 2基板は、そのコレステリック液晶層側表面に凹凸部を有することを特徴とする。

[0014] このような構成によれば、表示面側に設けられた第 2基板のコレステリック液晶層側表面に凹凸部を有しているため、コレステリック液晶のプレナ一配列の螺旋軸を任意に傾けて視野角を広くさせつつ、垂直配向膜を用いないことによりプレナ一配列の安定性をより高くすることができる。従って、プレナ一配列が乱れることによる液晶表示パネルのメモリー性や反射率の低下を抑制することができる。

[0015] また、本発明に係る液晶表示パネルは、第 2基板の凹凸部が、コレステリック液晶層側に凹凸状表面を有する透明基板と、透明基板の凹凸状表面に沿うように形成されることによりコレステリック液晶層側に凹凸状表面を有する透明電極と、で構成されていてもよい。

[0016] このような構成によれば、第 2基板の凹凸部が、コレステリック液晶層側に凹凸状表面を有する透明基板と、透明基板の凹凸状表面に沿うように形成されることによりコレステリック液晶層側に凹凸状表面を有する透明電極と、で構成されているため、第 2 基板に凹凸部を容易に形成することができ、パネルの製造効率が良好となる。

[0017] さらに、本発明に係る液晶表示パネルは、透明基板が、その液晶層側表面に設けられた複数の透明ビーズと、複数の透明ビーズを覆うように設けられた透明樹脂と、で構成されることにより凹凸状表面を有してレ、てもよレ、。

[0018] このような構成によれば、透明基板が、その液晶層側表面に設けられた複数の透明ビーズと、複数の透明ビーズを覆うように設けられた透明樹脂と、で構成されることにより凹凸状表面を有しているため、第 2基板の凹凸部を、複数のビーズを散布等した後、樹脂を塗布等して硬化させることにより容易に形成することができる。従って、パネルの製造効率が良好となる。

[0019] また、本発明に係る液晶表示パネルは、透明電極が、その凹凸状表面に水平配向膜が形成されていてもよい。

[0020] このような構成によれば、透明電極の凹凸状表面に水平配向膜が形成されているため、コレステリック液晶のプレナ一配列の安定性がさらに良好となる。

[0021] さらに、本発明に係る液晶表示パネルは、コレステリック液晶層力 0. 30 m以上且つ 0. 43 m以下の螺旋ピッチ構造を有して!/、てもよ!/、。 [0022] このような構成によれば、コレステリック液晶層力 0. 30 H m以上且つ 0· 43 μ m以下の螺旋ピッチ構造を有しているため、反射光の波長が 450〜650nm程度となる。従って、液晶表示パネルの反射光による表示感度がより良好となる。

[0023] 本発明に係る液晶表示装置は、第 1基板と、第 1基板とコレステリック液晶層を介して対向すると共に表示面側に設けられた第 2基板と、を備えた液晶表示パネルであつて、第 2基板は、そのコレステリック液晶層側表面に凹凸部を有する液晶表示パネルを備えたことを特徴とする。

[0024] このような構成によれば、表示面側に設けられた第 2基板のコレステリック液晶層側表面に凹凸部を有しているため、コレステリック液晶のプレナ一配列の螺旋軸を任意に傾けて視野角を広くさせつつ、垂直配向膜を用いないことによりプレナ一配列の安定性をより高くすることができる。従って、プレナ一配列が乱れることによる液晶表示装置のメモリー性や反射率の低下を抑制することができる。

発明の効果

[0025] 以上説明したように、本発明によれば、表示品質の安定性に優れたコレステリック液晶を用いた液晶表示パネル及びこれを用いた液晶表示装置を提供することができ図面の簡単な説明

[0026] [図 1]本発明の実施形態 1に係る液晶表示パネル 10及びそれを用いた液晶表示装置 20の断面図である。

[図 2]液晶表示装置 20の第 2基板 22の透明電極 32上に水平配向膜を形成しない構造の液晶表示パネル 41及び液晶表示装置 40の断面図である。

[図 3]本発明の実施形態 2に係る液晶表示パネル 50、及び、それを用いた液晶表示装置 60の断面図である。

[図 4]液晶表示 60の第 2基板 82の透明電極 72上に水平配向膜を形成しない液晶表示パネル 81及び液晶表示装置 80の断面図である。

[図 5]従来の水平配向膜及びコレステリック液晶層を有する試験評価用液晶表示装置 90の断面図である。

[図 6]試験評価方法 1の評価結果を示すグラフである。符号の説明

10, 41 , 50, 81 液晶表示パネル

20, 40, 60, 80 液晶表示装置

21 , 61 第 1基板

22, 42, 62, 82 第 2基板

23, 63 コレステリック液晶層

24, 64 スぺーサ

25, 65 光吸収層

27, 32, 67, 72 透明電極

28, 33, 68, 73 水平配向膜

26, 30, 66, 70 ガラス基板

31 , 71 凹凸部

34 ガラスビーズ

35 樹脂材

発明を実施するための最良の形態

[0028] 以下、本発明の実施形態に係る液晶表示パネル、及び、それを用いた液晶表示装置を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

[0029] (実施形態 1)

(液晶表示パネル 10、及び、それを用いた液晶表示装置 20の構成）図 1は本発明の実施形態 1に係る液晶表示パネル 10及びそれを用いた液晶表示装置 20の断面図を表す。液晶表示パネル 10は、第 1基板 21、第 1基板 21と対向するように設けられた第 2基板 22、及び、これらの間に挟まれたコレステリック液晶層 23 及びスぺーサ 24で構成されて!/、る。

[0030] 第 1基板 21は、光吸収層 25が外側表面に形成されたガラス基板 26、ガラス基板 2

6の内側表面に形成された透明電極 27、透明電極 27上に形成された水平配向膜 2

8で構成されている。

[0031] 透明電極 27は、酸化インジウム.酸化スズ（ITO : Indium Tin Oxide)や酸化インジゥム.酸化亜鉛（IZO : Indium Zinc Oxide)などで構成されており、入射光が透過するように構成されている。これは、ガラス基板 26の外側表面に設けた着色フィルム 25で入射光を吸収させるためである。これは着色コレステリック液晶のプレーナ一状態の選択反射色と異なる色を設けている。代表的には黒が望ましいが、赤や青でもかまわない。本実施例では黒色フィルムを設ける。また、透明電極 27の代わりに、不透明電極を用いてもよい。この場合、ガラス基板 26の外側表面に設けた光吸収層 25は必要ない。不透明電極としては、透明電極 27の表面にニッケル、クロム等の黒色金属をコ一ティングして反射板としての機能を付与したものであってもよ!/、し、電極自体をニッケル、クロムで形成してもよい。

[0032] 水平配向膜 28は、ポリイミド等の高分子膜で形成されている。

[0033] 光吸収層 25は、金属蒸着フィルム、黒色フィルム、又は、赤や青の着色フィルム等で形成されている。

[0034] 第 2基板 22は、対向する第 1基板 21とは反対側、即ち、表示面側から、ガラス基板

30、ガラス基板 30の表面に形成された凹凸部 31、凹凸部 31の表面に形成された透明電極 32、及び、透明電極 32の凹凸状表面に形成された水平配向膜 33で構成されており、紫外線硬化型等のシール材によって第 1基板 21と貼り合わされている。

[0035] 第 2基板 22はガラス基板 30等の透明基板で形成されている力 S、その他の透明基板、例えば、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリカーボネート（PC)、ポリエチレンテレフタレート（PET)などの樹脂フィルム等の透明基板で形成されて!/、てもよレ、。

[0036] 凹凸部 31は、ガラス基板 30上に形成されており、複数のガラスビーズ 34及び樹脂材 35で構成されている。

[0037] 凹凸部 31のガラスビーズ 34は、例えば、直径数 m程度の球状に形成されている。凹凸部 31のガラスビーズ 34は、ガラス基板 30上の特に表示部を構成する部分全体において、例えば、互いに 1 m程度離間して設けられている。また、凹凸部 31のガラスビーズ 34の代わりに、アクリル樹脂やシリカ等で形成された透明ビーズを用いてもよい。さらに、凹凸部 31のガラスビーズ 34は、球状に形成されていなくてもよぐ例えば、円柱状、角柱状、切頭円錐状、切頭角錐状、半球状等に形成されていてもよい。 [0038] 凹凸部 31の樹脂材 35は、複数のガラスビーズ 34を覆うようにガラス基板 30のコレステリック液晶層 23側表面全体に設けられている。凹凸部 31の樹脂材 35は、例えば、メラミン樹脂、フエノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂材料で構成されている。凹凸部 31の樹脂材 35は、ガラス基板 30表面及びガラスビーズ 34上に、例えば、数 mの厚さで設けられている。

[0039] 上記のガラスビーズ 34と樹脂材 35とで構成する凹凸部 31は、その深さ、即ち、最頂部と最深部との距離力例えば、 0. 1〜数 mに構成されている。

[0040] 透明電極 32は酸化インジウム ·酸化スズ（ITO : Indium Tin Oxide)や酸化インジゥム ·酸化亜鉛 (IZO： Indium Zinc Oxide)などで構成されて!/、る。

[0041] ここで、第 1基板 21の透明電極 27、及び、第 2基板 22の透明電極 32は、それぞれ図示しない駆動 ICに接続されており、電極にそれぞれ所定のパルス電圧が印加される。この印加電圧に応じてカイラルネマチック液晶がプレーナ配列又はフォーカルコニック配列に変化し、表示状態が切り換えられる。また、この液晶はいずれの配列状態であっても電圧の印加を停止した後もその配列状態を維持し、双安定性 (メモリ性 )を有している。

[0042] 水平配向膜 33は、ポリイミド等の高分子膜で形成されている。

[0043] コレステリック液晶層 23は、ネマチック液晶にコレステリック液晶相を示すのに十分な量のカイラル材を添加することによって得られるカイラルネマチック液晶（コレステリック液晶）で構成されてレ、る。

[0044] ネマチック液晶としては、ビフエ二ル系、フエニルシクロへキシル系、ターフェニル系

、トラン系、ピリミジン系、スチルベン系等の従来公知のネマチック液晶を用いることができる。

[0045] カイラル材は、ネマチック液晶に添加された場合にネマチック液晶の分子を捩る作用を有する添加剤である。カイラル材としては、コレステロール環などの光学活性基を含む、エステル化合物、ピリミジン化合物、ァゾキシ化合物、トラン化合物等の従来公知の各種のカイラル材を用いることができる。カイラル材をネマチック液晶に添カロすることにより、所定の捩れ間隔を有する液晶分子の螺旋構造が生じ、これにより、液晶組成物がコレステリック液晶相を示す。 [0046] コレステリック液晶の螺旋ピッチは、長すぎると双安定性が確保できなくなるため、双安定性に優れた 1 m以下であることが好ましぐ特に、後述するように、反射光による表示感度の観点から、 0. 30 m以上且つ 0. 43 m以下であるのがより好ましい。

[0047] スぺーサ 24は、第 1基板 21と第 2基板 22とのギャップを保持するために、第 1基板 21及び第 2基板 22間に複数設けられている。スぺーサ 24は、無機材又は有機材を用いて柱状に形成されてレ、る。

[0048] 尚、スぺーサ 24は、柱状のものに限らず、無機材又は有機材を用いてビーズ状に形成されていてもよい。

[0049] (液晶表示パネル 10の機能）

次に、液晶表示パネル 10の機能について説明する。

[0050] 液晶表示パネル 10は、第 1基板 21及び第 2基板 22間に可視域の波長の光を選択反射しうるコレステリック液晶を備えており、第 1基板 21及び第 2基板 22の透明電極 2 7, 32間に所定の電圧を印加することで、コレステリック液晶が特定の波長の可視光を反射する選択反射状態と、可視光を透過する光透過状態との間で切り替わるようになっている。第 2基板 22の上方から液晶表示パネル 10に向けて自然光等の白色光を照射すると、選択反射状態では、コレステリック液晶が上記特定波長の可視光を反射し、これが各色の表示として観察される。一方、光透過状態では可視光が光吸収層 25に吸収されて黒色が表示される。

[0051] ここで光吸収層が赤色であれば赤く表示され、青色であれば青く表示される。コレステリック液晶の選択反射色が黄色であれば、それぞれ黄色時に赤文字、黄色と青の重なった黄緑系の擬似白色に青文字となる。

[0052] また、液晶表示パネル 10のコレステリック液晶は、比較的高いエネルギのパルス電圧が印加されるとプレーナ状態が選択され、比較的低レ、エネルギのノルス電圧が印カロされるとフォーカルコニック状態が選択される。さらに、その中間のパルス電圧を印加すると、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態が選択される。コレステリック液晶がプレーナ状態の場合、液晶の螺旋ピッチを P、液晶の平均屈折率を nとすると、波長 λ =Ρ ·ηをピーク波長とする光がコレステリック液晶によって選択的に反射される。

[0053] ここで、上述したように、液晶表示パネル 10のコレステリック液晶の螺旋ピッチ力 0 . 30 m以上且つ 0· 43 m以下であるのを好ましいとしたのは、コレステリック液晶の螺旋ピッチが 0. 30 111以上且つ 0. 43 111以下であると、上記の式 λ =Ρ ·ηより、選択的に反射される光の波長がほぼ 450〜650nmとなるため、表示感度が良好となるからである。

[0054] さらに、コレステリック液晶がフォーカルコニック状態では、液晶の選択反射波長が赤外領域にある場合には可視光を散乱し、選択反射波長がそれよりも短!/、場合には散乱が弱くなり可視光が透過される。コレステリック液晶が、プレーナ状態とフォー力ルコニック状態との混在状態にあると、中間調が表示される。したがって、選択反射波長を可視光に設定することにより、特定色（プレーナ状態）と黒色（フォーカルコ二ック状態）、およびその中間調とで表示を切替えることができる。プレーナ状態、フォ一カルコニック状態及びその混在状態は、電圧印加後でも保たれる。すなわち、メモリ十生あしくは双安定十生を有すること力 Sでさる。

[0055] (液晶表示装置 20の製造方法）

次に、本実施形態 1に係る液晶表示装置 20の製造方法について詳細に説明する

〇

[0056] (第 1基板 21の製造工程）

まず、厚さが、例えば 0· 5〜数 mmのガラス基板 26を用意する。

[0057] 次に、ガラス基板 26上に、厚さが、例えば数百 nmの金属蒸着フィルム又は黒色フイルム、赤や青の着色フィルム等の光吸収層 25を形成する。

[0058] 次に、ガラス基板 26の光吸収層 25と反対側表面に ITO等を蒸着して、厚さが、例えば数〜数百 nmの透明電極 27を形成する。

[0059] 次に、透明電極 27上に、ポリイミド等を塗布し焼成し、厚さが、例えば数〜数十 nm の水平配向膜 28を形成する。

[0060] 以上の工程により、第 1基板 21が完成する。

[0061] (第 2基板 22の製造工程）

まず、厚さが、例えば 0· 5〜数 mmのガラス基板 30を用意する。 [0062] 次に、直径が、例えば数 m程度のガラスビーズ 34を、複数個ガラス基板 30上の特に表示部を構成する部分全体に散布する。

[0063] 次に、ガラス基板 30上において、複数のガラスビーズ 34全体を覆うように、樹脂材

35を厚さが例えば数 inとなるように塗布し、加熱することによって硬化させる。これにより、ガラス基板 30上に凹凸部 31を形成する。

[0064] 次に、ガラス基板 30の凹凸部 31表面に ITO等を蒸着して、厚さが、例えば数〜数百 nmの透明電極 32を形成する。

[0065] 次に、透明電極 32上に、ポリイミド等を塗布し焼成し、厚さが、例えば数〜数十 nm の水平配向膜 33を形成する。

[0066] 以上の工程により、第 2基板 22が完成する。

[0067] (液晶表示パネル 10の製造工程）

次に、第 1基板 21及び第 2基板 22を用いた液晶表示パネル 10の製造工程を説明する。

[0068] まず、第 1基板 21上に、感光性樹脂等からなるスぺーサ 24を形成する。スぺーサ 2 4は、フォトリソグラフィ法により、第 1基板 21上に複数形成する。

[0069] 尚、スぺーサ 24として、柱状のものを用いる代わりにビーズ状のものを用いてもよい。この場合、例えば、直径 3〜10 111の球状プラスチックビーズを例えば水/ IPA、水/エチレングリコール、エチレングリコール等の溶媒に分散させた分散液をインクジェット法により第 1基板 21上に散布することにより、スぺーサ 24を配置する。

[0070] また、上記の位置選択的にビーズスぺーサ 24を配置する定点散布法以外に、スぺーサ分散液をスプレーノズルから噴霧中に揮発 ·分散させる湿式散布法やドライ気流によってスぺーサ部材（帯電処理する場合も含む）を第 1基板 21上に分散 '散布させる乾式散布法などによっても配置することができる。

[0071] 次に、第 1基板 21上において、表示部を囲むように連続して途切れなく紫外線硬化型等のシール材を塗布する。

[0072] 次に、デイスペンサ等を用いて、例えば 1ショット当り 2mgのコレステリック液晶を第 1 基板 21に滴下する。この際、コレステリック液晶は第 1基板 21のシール材の内方に滴下する。 [0073] 次に、コレステリック液晶が滴下された第 1基板 21に第 2基板 22を位置合わせして貝占り付ける。このとき、貝占り付けられた第 1基板 21及び第 2基板 22におけるシール材で囲まれた領域に、液晶表示セルが形成される。この工程は真空中で行われる。

[0074] 次に、これを大気中に戻すと、貼り合わされた第 1基板 21及び第 2基板 22間のコレステリック液晶が大気圧により拡散する。

[0075] 次に、シール材の塗布領域に沿って UV光源を移動させながら UV光をシール材に照射し、シール材を硬化させる。このようにして、拡散したコレステリック液晶は第 1 基板 21及び第 2基板 22間に封止されて液晶表示セルを形成する。

[0076] また、液晶表示セルは、本実施形態のように形成されなくてもよぐ液晶表示パネル 10の側方に液晶注入口を設けて、そこへコレステリック液晶を注入し、その後液晶注入口を紫外線硬化樹脂等で封止するものであってもよ!/、。

[0077] 次に、第 1基板 21及び第 2基板 22を所望のパネル枠に分断して液晶表示パネル 1 0を形成し、これに不図示のドライバやコントローラ等を設けて液晶表示装置 20を完成させる。

[0078] 尚、本実施形態 1では、第 2基板 22の透明電極 32上に水平配向膜 33を形成した力水平配向膜 33はなくてもよい。そのような液晶表示装置として、図 2に、第 2基板 22の透明電極 32上に水平配向膜を形成しない液晶表示パネル 41及び液晶表示装置 40の断面図を示す。ここで、液晶表示装置 40において、各構成要素は、実施形態 1に係る液晶表示装置と同様のものについては同様の記号を附している。

[0079] (実施形態 2)

次に、本発明の実施形態 2に係る液晶表示パネル 50、及び、それを用いた液晶表示装置 60について説明する。

[0080] (液晶表示パネル 50、及び、それを用いた液晶表示装置 60の構成）

図 3は液晶表示装置 60の断面図を表す。液晶表示装置 60は、第 1基板 61、第 1 基板 61と対向するように設けられた第 2基板 62、及び、これらの間に挟まれたコレステリック液晶層 63及びスぺーサ 64で構成されている。

[0081] 第 1基板 61は、光吸収層 65が外側表面に形成されたガラス基板 66、ガラス基板 6 6の内側表面に形成された透明電極 67、透明電極 67上に形成された水平配向膜 6 8で構成されており、 V、ずれも実施形態 1に係る液晶表示装置 20と同様の材料及び形状で形成されている。

[0082] 第 2基板 62は、対向する第 1基板 61とは反対側、即ち、表示面側から、ガラス基板

70、ガラス基板 70の表面に形成された凹凸部 71、凹凸部 71の表面に形成された透明電極 72、及び、透明電極 72の凹凸状表面に形成された水平配向膜 73で構成されており、紫外線硬化型等のシール材によって第 1基板 61と貼り合わされている。

[0083] 第 2基板 62はガラス基板 70等の透明基板で形成されている力 S、その他の透明基板、例えば、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリカーボネート（PC)、ポリエチレンテレフタレート（PET)などの樹脂フィルム等の透明基板で形成されて!/、てもよレ、。

[0084] 凹凸部 71は、ガラス基板 70表面が物理的又は化学的処理を施されることにより形成されている。凹凸部 71は、ガラス基板 70のコレステリック液晶層 63側表面全体に渡って形成されており、その深さ、即ち、最頂部と最深部との距離が、例えば、 0. 1 〜数 μ mに構成されて!/、る。

[0085] 透明電極 72は酸化インジウム.酸化スズ（ITO : Indium Tin Oxide)や酸化インジゥム ·酸化亜鉛 (IZO： Indium Zinc Oxide)などで構成されて!/、る。

[0086] ここで、第 1基板 61の透明電極 67、及び、第 2基板 62の透明電極 72は、それぞれ図示しない駆動 ICに接続されており、電極にそれぞれ所定のパルス電圧が印加される。この印加電圧に応じてカイラルネマチック液晶がプレーナ配列又はフォーカルコニック配列に変化し、表示状態が切り換えられる。また、この液晶はいずれの配列状態であっても電圧の印加を停止した後もその配列状態を維持し、双安定性 (メモリ性 )を有している。

[0087] 水平配向膜 73は、ポリイミド等の高分子膜で形成されている。

[0088] コレステリック液晶層 63は、ネマチック液晶にコレステリック液晶相を示すのに十分な量のカイラル材を添加することによって得られるカイラルネマチック液晶（コレステリック液晶）で構成されてレ、る。

[0089] ネマチック液晶及びカイラル材は、実施形態 1と同様の材料を用いることができる。

[0090] スぺーサ 64は、無機材又は有機材を用いて柱状に形成され、且つ、第 1基板 61及び第 2基板 62間に複数設けられている。スぺーサ 64は、柱状でなくてもよぐビーズ状に形成されていてもよい。

[0091] (液晶表示パネル 50の機能）

実施形態 2に係る液晶表示パネル 50の機能につ!/、ては、実施形態 1の液晶表示パネル 10と同様に、第 1基板 61及び第 2基板 62の透明電極 67, 72間に所定の電圧を印加することで、コレステリック液晶が特定の波長の可視光を反射する選択反射状態と、可視光を透過する光透過状態との間で切り替わり、選択反射波長を所定のものに設定することにより、特定色（プレーナ状態）と黒色（フォーカルコニック状態）、およびその中間調とで表示を切替えることができる。プレーナ状態、フォーカルコニック状態及びその混在状態は、電圧印加後でも保たれる。すなわち、メモリ性もしくは双安定性を有することができる。

[0092] (液晶表示装置 60の製造方法）

次に、本実施形態 2に係る液晶表示装置 60の製造方法について詳細に説明する

[0093] (第 1基板 61の製造工程）

まず、厚さが、例えば 0· 5〜数 mmのガラス基板 66を用意する。

[0094] 次に、ガラス基板 66上に、厚さが、例えば数十 nmの金属蒸着フィルム又は黒色フイルム等の光吸収層 65を形成する。

[0095] 次に、ガラス基板 66の光吸収層 65と反対側表面に ITO等を蒸着して、厚さが、例えば数〜数百 nmの透明電極 67を形成する。

[0096] 次に、透明電極 67上に、ポリイミド等を塗布し焼成した後、ラビング処理を施すことにより、厚さが、例えば数〜数十 nmの水平配向膜 68を形成する。

[0097] 以上の工程により、第 1基板 61が完成する。

[0098] (第 2基板 62の製造工程）

まず、厚さが、例えば 0· 5〜数 mmのガラス基板 70を用意する。

[0099] 次に、ガラス基板 70の一方の表面に、物理的又は化学的処理を施すことにより、凹凸部 71を形成する。

[0100] ここで、上記物理的処理による凹凸部 71の形成は、酸化アルミニウム等の砥粒を用いる研磨加工、酸化アルミニウム等の微粒子を空気又は水とともに吹き付けるサンドブラスト加工、ダイヤモンド刃を用いる研削加工、その他、既知のプラズマアツシング加工、ドライエッチング加工、逆スパッタ加工等の物理的研磨方法を用いて行うことができる。

[0101] また、上記化学的処理による凹凸部 71の形成は、ガラス基板 70のエッチングが可能な酸またはアルカリ等の薬液で表面をライトエッチングする方法等の化学的研磨方法で fiうこと力 Sできる。

[0102] 次に、ガラス基板 70の凹凸部 71表面に ITO等を蒸着して、厚さが、例えば数〜数百 nmの透明電極 72を形成する。

[0103] 次に、透明電極 72上に、ポリイミド等を塗布し焼成した後、ラビング処理を施すことにより、厚さが、例えば数〜数十 nmの水平配向膜 73を形成する。

[0104] 以上の工程により、第 2基板 62が完成する。

[0105] (液晶表示パネル 50の製造工程）

次に、第 1基板 61及び第 2基板 62を用いた液晶表示パネル 50の製造工程を説明する。

[0106] まず、第 1基板 61上に、感光性樹脂等からなるスぺーサ 64を形成する。スぺーサ 6

4は、フォトリソグラフィ法により、第 1基板 61上に複数形成する。

[0107] 尚、スぺーサ 64として、柱状のものを用いる代わりに実施形態 1に記載したものと同様な方法でビーズ状のものを用いてもょレ、。

[0108] 次に、第 1基板 61上において、表示部を囲むように連続して途切れなく紫外線硬化型等のシール材を塗布する。

[0109] 次に、デイスペンサ等を用いて、例えば 1ショット当り 2mgのコレステリック液晶を第 1 基板 61に滴下する。この際、コレステリック液晶は第 1基板 61のシール材の内方に滴下する。

[0110] 次に、コレステリック液晶が滴下された第 1基板 61に第 2基板 62を位置合わせして貝占り付ける。このとき、貝占り付けられた第 1基板 61及び第 2基板 62におけるシール材で囲まれた領域に、液晶表示セルが形成される。この工程は真空中で行われる。

[0111] 次に、これを大気中に戻すと、貼り合わされた第 1基板 61及び第 2基板 62間のコレステリック液晶が大気圧により拡散する。 [0112] 次に、シール材の塗布領域に沿って UV光源を移動させながら UV光をシール材に照射し、シール材を硬化させる。このようにして、拡散したコレステリック液晶は第 1 基板 61及び第 2基板 62間に封止されて液晶表示セルを形成する。

[0113] また、液晶表示セルは、本実施形態のように形成されなくてもよぐ実施形態 1に記載したものと同様に、液晶表示パネル 50の側方に液晶注入口を設けてコレステリック液晶を注入するものであってもよレ、。

[0114] 次に、第 1基板 61及び第 2基板 62を所望のパネル枠に分断して液晶表示パネル 5 0を形成し、これに不図示のドライバやコントローラ等を設けて液晶表示装置 60を完成させる。

[0115] 尚、本実施形態 2では、第 2基板 62の透明電極 72上に水平配向膜 73を形成した力水平配向膜 73はなくてもよい。そのような液晶表示装置として、図 4に、第 2基板 82の透明電極 72上に水平配向膜を形成しない液晶表示パネル 81及び液晶表示装置 80の断面図を示す。ここで、液晶表示装置 80において、各構成要素は実施形態 2に係る液晶表示装置 60と同様のものについては同様の記号を附している。

[0116] (実施例）

次に、本発明の液晶表示装置について、反射率試験を行い、その表示性能について検討した。

[0117] 〈試験評価〉

反射率スペクトルを検討して表示性能を調べるための評価試験を、実施形態 1に示したのと同一構成の液晶表示装置及び従来の水平配向膜及びコレステリック液晶層を有する液晶表示装置を用いて行った。

[0118] 一発明例

本発明の実施形態 1と同様の構成の試験評価用液晶表示装置を作製し、これを発明例とした。

[0119] (試験評価用液晶表示装置の構成）

試験評価用液晶表示装置は、第 1基板、第 1基板と対向するように設けられた第 2 基板、及び、これらの間に挟まれたコレステリック液晶層及びスぺーサで構成されている。 [0120] 第 1基板は、光吸収層が外側表面に形成されたガラス基板、ガラス基板の内側表面に形成された透明電極、透明電極上に形成された水平配向膜で構成されている。

[0121] 第 2基板は、対向する第 1基板とは反対側、即ち、表示面側から、ガラス基板、ガラス基板の表面に形成された凹凸部、凹凸部の表面に形成された透明電極、及び、透明電極の凹凸状表面に形成された水平配向膜で構成されている。

[0122] (試験評価用液晶表示装置の作製方法）

試験評価用液晶表示装置の作製に際し、まず、第 2基板のガラス基板を用意した。

[0123] 次に、ジビュルベンゼン重合体からなる直径 2· 5 ,1 m程度のプラスチックビーズを熱硬化性アクリル樹脂に複数分散させて、質量％濃度が 50程度の溶融樹脂を作製した。

[0124] 次に、この溶融樹脂をガラス基板上に、厚さ 2. 0 a mで塗布し、 250°Cで 90分間加熱して硬化させ、凹凸部を形成した。

[0125] このとき、ガラス基板 70の凹凸部は、その凹凸の平均ピッチが 1 · O ^ m,最頂部と最深部との平均差が 0. 4 m、そして平坦面からの深さ平均が 0. 2 mであった。

[0126] 次に、凹凸部表面に ITO膜を形成し、フオリソグラフ法で所定の形状にパターニングして透明電極を形成した。

[0127] 次に、透明電極上にポリイミド膜（日産化学社製 SE150)を塗布し、 230°Cで 60分間加熱し、配向膜を形成した。

[0128] 次に、第 1基板のガラス基板上に黒色フィルムを設けた。

[0129] 次に、 ITO膜を形成し、フオリソグラフ法で所定の形状にパターユングして透明電極を形成した。

[0130] 次に、第 1基板の透明電極上にポリイミド膜（日産化学社製 SE150)を塗布し、 230

°Cで 60分間加熱し、配向膜を形成した。

[0131] 次に、第 1基板の配向膜上に、スぺーサとして、直径 6 a mのプラスチックビーズを複数散布した。

[0132] 次に、第 2基板上にエポキシ系のシール材（三井化学社製 XN等）をスクリーン印刷で描画した。

[0133] 次に、第 1基板と第 2基板とを貼り合わせ、ホットプレスを用い、 200°C、 0. 2N/mm ²で 120分間加熱して熱硬化させた。

[0134] 次に、この貼り合わせ基板を所定のサイズに分断した後、選択波長が 570nmとなるコレステリック液晶を注入して液晶表示パネル作製し、これを用いて試験評価用液晶表示装置を作製した。

[0135] 比較例

比較例として、図 5に示すように、従来の水平配向膜及びコレステリック液晶層を有する試験評価用液晶表示装置 90を用いた。ここで、試験評価用液晶表示装置 90は、第 1基板 91、第 1基板 91と対向するように設けられた第 2基板 92、及び、これらの間に挟まれたコレステリック液晶層 93及びスぺーサ 94で構成されている。

[0136] 第 1基板 91は、光吸収層 95が外側表面に形成されたガラス基板 96、ガラス基板 9 6の内側表面に形成された透明電極 97、透明電極 72上に形成された水平配向膜 9 8で構成されている。

[0137] 第 2基板 92は、対向する第 1基板 91とは反対側、即ち、表示面側から、ガラス基板

99、ガラス基板 99の表面に形成された透明電極 100、及び、透明電極 100の表面に形成された水平配向膜 101で構成されている。

[0138] また、試験評価用液晶表示装置 90 (比較例）は、凹凸部を有しない点を除き、その大きさや形状、及び作製方法は、発明例の試験評価用液晶表示装置と同様である。

[0139] 〈試験評価方法 1〉

上記のように作製した発明例及び比較例に対し、それぞれその表示面側（第 2基板側)から自然光を照射し、反射する光の選択波長を観察した。

[0140] 〈試験評価方法 1の評価結果〉

図 6に、試験評価方法 1の評価結果である、発明例及び比較例のそれぞれの選択波長、及び、そのときの反射率を示す。

[0141] これによると、比較例では選択波長中心値が 570nmであり、反射率が 10%を越える選択波長が 530〜610nm、反射率が 20%を越える選択波長が 550〜590nmのみであった。

[0142] これに対し、発明例では、選択波長中心値が 550nmであり、反射率が 10%を越える選択波長が 500〜600nm、反射率が 20%を越える選択波長が 520〜580nmと、比較例より広範囲に渡り、より明るい表示が得られた。

[0143] 〈試験評価方法 2〉

次に、発明例と比較例とを並べて斜めから観察した。

[0144] 〈試験評価方法 2の評価結果〉

発明例は、色シフトが小さいが比較例は大きな色シフトが見られた。さらに、比較例はほぼ鏡面であるため、入射光と反射光の角度がずれると全く何も見えなくなるが、発明例ではそのような現象はなぐ非常に大きな視野角が得られた。

[0145] (作用効果）

次に、作用効果について説明する。

[0146] 本発明の実施形態に係る液晶表示パネル 10, 41 , 50, 81は、第 1基板 21 , 61と、第 1基板 21 , 61とコレステリック液晶層 23, 63を介して対向すると共に表示面側に設けられた第 2基板 22, 42, 62, 82と、を備え、第 2基板 22, 42, 62, 82は、そのコレステリック液晶層 23, 63側表面に凹凸部 31 , 71を有することを特徴とする。

[0147] このような構成によれば、表示面側に設けられた第 2基板 22, 42, 62, 82のコレステリック液晶層 23, 63側表面に凹凸部 31 , 71を有しているため、コレステリック液晶のプレナ一配列の螺旋軸を任意に傾けて視野角を広くさせつつ、垂直配向膜を用いないことによりプレナ一配列の安定性をより高くすることができる。従って、プレナ一配列が乱れることによる液晶表示パネル 10, 41 , 50, 81のメモリー性や反射率の低下を抑制することができる。

[0148] また、本発明の実施形態に係る液晶表示パネル 10, 41 , 50, 81は、第 2基板 22, 42, 62, 82の凹凸部 31 , 71が、コレステリック液晶層 23, 63側に凹凸状表面を有するガラス基板 30, 70と、ガラス基板 30, 70の凹凸状表面に沿うように形成されることによりコレステリック液晶層 23, 63側に凹凸状表面を有する透明電極 32, 72と、で構成されて!/ヽることを特徴とする。

[0149] このような構成によれば、第 2基板 22, 42, 62, 82の凹凸部 31 , 71が、コレステリック液晶層 23, 63側に凹凸状表面を有するガラス基板 30, 70と、ガラス基板 30, 70 の凹凸状表面に沿うように形成されることによりコレステリック液晶層 23, 63側に凹凸状表面を有する透明電極 32, 72と、で構成されているため、第 2基板 22, 42, 62, 82に凹凸部 31 , 71を容易に形成することができ、パネルの製造効率が良好となる。

[0150] さらに、本発明の実施形態に係る液晶表示パネル 10, 41は、ガラス基板 30が、その液晶層側表面に設けられた複数のガラスビーズ 34と、複数のガラスビーズ 34を覆うように設けられた樹脂材 35と、で構成されることにより凹凸状表面を有していることを特徴とする。

[0151] このような構成によれば、ガラス基板 30の凹凸部 31が、ガラス基板 30が、その液晶層側表面に設けられた複数のガラスビーズ 34と、複数のガラスビーズ 34を覆うように設けられた樹脂材 35と、で構成されることにより凹凸状表面を有しているため、第 2基板 22, 42の凹凸部 31を、複数のガラスビーズ 34を散布等した後、樹脂材を塗布等して硬化させることにより容易に形成することができる。従って、パネルの製造効率が良好となる。

[0152] また、本発明の実施形態に係る液晶表示パネル 20, 50は、透明電極 32, 72の凹凸状表面に水平配向膜 33, 73が形成されていることを特徴とする。

[0153] このような構成によれば、透明電極 32, 72の凹凸状表面に水平配向膜 33, 73が形成されているため、コレステリック液晶のプレナ一配列の安定性がさらに良好となる

〇

[0154] さらに、本発明の実施形態に係る液晶表示パネル 10, 41 , 50, 81は、コレステリック液晶層 23, 63力 0. SO ^ m以上且つ 0. 43 ^ m以下の螺旋ピッチ構造を有していることを特徴とする。

[0155] このような構成によれば、コレステリック液晶層 23, 63力 0. 30 m以上且つ 0· 4 3 m以下の螺旋ピッチ構造を有しているため、反射光の波長が 450〜650nm程度となる。従って、液晶表示パネル 10, 41 , 50, 81の反射光による表示感度がより良好となる。

[0156] 本発明の実施形態に係る液晶表示装置 20, 40, 60, 80は、第 1基板 21 , 61と、第 1基板 21 , 61とコレステリック液晶層 23, 63を介して対向すると共に表示面側に設けられた第 2基板 22, 42, 62, 82と、を備えた ί夜晶表示ノネノレ 10, 41 , 50, 81であって、第 2基板 22, 42, 62, 82は、そのコレステリック液晶層 23, 63側表面に凹凸部 31 , 71を有する液晶表示パネル 10, 41 , 50, 81を備えたことを特徴とする。 [0157] このような構成によれば、表示面側に設けられた第 2基板 22, 42, 62, 82のコレステリック液晶層 23, 63側表面に凹凸部 31 , 71を有しているため、コレステリック液晶のプレナ一配列の螺旋軸を任意に傾けて視野角を広くさせつつ、垂直配向膜を用いないことによりプレナ一配列の安定性をより高くすることができる。従って、プレナ一配列が乱れることによる液晶表示装置 20, 40, 60, 80のメモリー性や反射率の低下を才卬制すること力 Sでさる。

産業上の利用可能性

[0158] 以上説明したように、本発明は、液晶表示パネル及びこれを用いた液晶表示装置について有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1基板と、該第 1基板とコレステリック液晶層を介して対向すると共に表示面側に設けられた第 2基板と、を備え、

上記第 2基板は、上記コレステリック液晶層側表面に凹凸部を有する液晶表示パネル。

[2] 請求項 1に記載された液晶表示パネルにお!/、て、

上記第 2基板の凹凸部は、

上記コレステリック液晶層側に凹凸状表面を有する透明基板と、

上記透明基板の凹凸状表面に沿うように形成されることにより上記コレステリック液晶層側に凹凸状表面を有する透明電極と、

で構成されて!/、る液晶表示パネル。

[3] 請求項 2に記載された液晶表示パネルにお!/、て、

上記透明基板は、その液晶層側表面に設けられた複数の透明ビーズと、該複数の透明ビーズを覆うように設けられた透明樹脂と、で構成されることにより上記凹凸状表面を有する液晶表示パネル。

[4] 請求項 2に記載された液晶表示パネルにお!/、て、

上記透明電極は、上記凹凸状表面に水平配向膜が形成されている液晶表示パネル。

[5] 請求項 1に記載された液晶表示パネルにお!/、て、

上記コレステリック液晶層は、 0. 30 111以上且っ0. 43 m以下の螺旋ピッチ構造を有する液晶表示パネル。

[6] 請求項 1に記載された液晶表示パネルを備えた液晶表示装置。