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JP3263509B2 - 液晶表示器の製造方法 - Google Patents
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JP3263509B2 - 液晶表示器の製造方法 - Google Patents

液晶表示器の製造方法

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JP3263509B2
JP3263509B2 JP33231393A JP33231393A JP3263509B2 JP 3263509 B2 JP3263509 B2 JP 3263509B2 JP 33231393 A JP33231393 A JP 33231393A JP 33231393 A JP33231393 A JP 33231393A JP 3263509 B2 JP3263509 B2 JP 3263509B2
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film
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隆夫 山内
成田  建一
剛 須崎
淑雄 鈴木
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Sanyo Electric Co Ltd
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Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコレステリック液晶の波
長選択性を利用した液晶表示器の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より電界効果型の液晶表示器は消費
電力が小さく薄型の表示器が構成できるという長所をも
っていた。このような表示器の代表的なものは特公昭5
1−13666号公報に示されるような90度捩れのツ
イストネマティック液晶層を直交ニコルで挾持するもの
や、特開昭60−107020号公報に示されるような
大きな捩れ角のカイラルネマティック液晶層を偏光軸選
択で表示に利用するものがある。しかしこれらは光の利
用効率が低くコントラストが低い。
【0003】これに対してカイラルネマティック液晶に
染料を添加する、いわゆるゲストホスト型若しくはホワ
イトテーラー型の液晶表示器がある。これは染料を液晶
に混入し、電気的には液晶が、光学的には染料がその役
割を分担するものである。さらに液晶の温度依存性によ
る着色現象を表示に利用する短ピッチのコレステリック
液晶表示器の提案もあり、コレステリック液晶のピッチ
の大きさが透過光の波長依存性をもつことを利用して表
示するものである。しかし染料や安定して色制御ができ
る液晶が未開発で実用になっていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで我々は先に特願
平4−320720号において、表示中は電界を印加し
ない短ピッチのコレステリック液晶の特定波長の円偏光
反射性を利用した液晶表示器を提案した。これはコレス
テリック液晶を背景にし、その前面に複屈折性を持つ電
界効果型液晶層を配置するものである。然し乍らこのよ
うな表示に適したコレステリック液晶層を有する液晶表
示器を量産性よく製造する方法が確立できていなかっ
た。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はこの様な点に鑑
みてなされたもので、基台に配向処理を施して高分子液
晶を塗布しその表面に保護膜を設け当該高分子液晶を硬
化させる工程と、その保護膜を外して硬化した高分子液
晶層の上方に電極膜と配向膜を積層して基板を構成する
工程と、その基板と少なくとも電極と配向膜を有する他
の基板を重ね合わせてその基板間隔に液晶を充填する工
程とを具備したものである。
【0006】
【作用】これにより、反射液晶層は基台の配向処理と保
護膜により効率よく光学特性が調整され、保護膜は実際
の表示には影響を与えない。
【0007】
【実施例】まず本発明にかかる液晶表示器の構造と表示
原理について説明する。
【0008】図1は本発明における液晶表示器の断面図
である。図に於て、1は板ガラス等からなる基台11の
上に光学層を積層したものである。2は基台11の表面
に設けられた高分子液晶層を硬化してなる反射液晶層
で、選択された波長の円偏光した光を反射するものであ
り、コレステリック液晶を主成分とし、必要に応じて下
地層12の上に設けられる。この下地層12は光吸収膜
を兼ねていればより好ましい。また反射液晶層2の表面
に被覆層13を設けておいてもよい。3はその反射液晶
層2の上方に必要に応じて設けられた位相層で、ネマテ
ィック液晶等からなる。4はその位相層3の上方に設け
られた電極膜で、上基板の電極とマトリクスを組むため
にストライプ状の透明電極層(ITO)が平行して複数
本設けられている。5はその電極膜4の上方に設けられ
た液晶分子の配向膜である。
【0009】また、6は電極膜64と配向膜65とを有
する基板で、液晶層7を基板1、6の間に充填保持して
いる。液晶層7は、配向膜5、65でその液晶分子が配
向され、電界によって液晶分子の配列が制御でき、それ
に伴って光学特性が変化するもので、例えば90度捩れ
配向のネマティック液晶層(TN)や、270度等の大
きな捩れ配向をもつネマティック液晶層(STN)など
の電界効果型液晶、あるいは強誘電液晶層が利用でき
る。そして8は、その液晶層7の反射液晶層2とは反対
側に位置する基板6の外側に配置された偏光板であり、
検光子の役目をするので2色性染料等を用いれば不要と
なる。
【0010】このような構成において、原理的には、反
射液晶層2は特定な波長に対する右旋(または左旋)円
偏光発生手段、位相層3はその光に対する1/4波長
板、液晶層7はその波長に対する1/2波長板、偏光板
は光の振動方向選択板と考えることができる。反射液晶
層2で円偏光した光、例えば右にπ/2進む光は、位相
層3でπ進む直線偏光の光に変換され、液晶層7により
2π進む光となってこれが偏光板8の偏光軸と一致して
いれば反射液晶層で選択された特定の色の光が観察され
ることになる。それに対して液晶層7に電界が印加され
1/2波長板の役目をしなくなれば、位相層3の出力で
あるπ進んだ光はそのまま液晶層7を透過し、その状態
では位相に変化がないので偏光板8の偏光軸と直交する
ため光が透過せず、黒色が観察されることとなる。従っ
て反射液晶層2として、選択する波長が各々赤、緑、青
に対応していれば、カラー表示が行えることとなり、位
相層3や液晶層7では光の進行速度に影響を与えるもの
の光吸収は殆どないので、明るくコントラストの高い表
示を行うことができる。なお、液晶層のレターデーショ
ンを透過・遮光するにふさわしい値に調整しておけば、
位相層3を用いなくてもよい。
【0011】次いで本発明について、具体的に説明す
る。まず基台11は板ガラス等を用いることとし、必要
に応じて光吸収性の被膜を設けておく。この基台11に
コレステリック液晶層からなる反射液晶層2を形成する
前に配向処理を施すが、これはこのコレステリック液晶
には表示中に電界を印加しないといってもコレステリッ
クの螺旋方向が光軸に沿っていなければならないので、
配向処理することが好ましいからである。配向処理に当
っては、基台となっている板ガラス表面をこするより
も、ポリイミド樹脂等からなる厚さ10nm〜200μ
mの下地層12を設け、これを綿布などでラビングする
のがよい。ついで配向処理の施された基台11の下地層
12に高分子液晶を塗布する。高分子液晶は主成分とし
てコレステリック液晶を用い、そのコレステリック液晶
は、例えば特開昭57−165480号公報や特開昭6
1−137133号公報に示される様なシロキサンリン
グに、他のリングとの結合を行う例えばアクリル基とコ
レステリック液晶が交互に周囲に結合されたものが利用
できる。このようなコレステリック高分子液晶に必要に
応じて広い温度範囲で液晶相を呈する例えばネマティッ
ク液晶を添加し、さらにフェニルシクロヘキサン、トル
エン、mーキシレンなどの溶媒に溶解し、若しくは溶解
しないで80〜120度Cに加温し、下地層12の上に
塗布する。
【0012】このままの状態で表面を保護膜で被っても
よいが、好ましくは乾燥させてから保護膜で被う。乾燥
の意味は例えば塗布に用いた溶媒を除去する程度でよ
い。そして配向を安定させるには、保護膜で覆ってから
60〜150度Cの熱処理を行い、その後若しくは加熱
とともに架橋させる。更に好ましくは保護膜を設けたそ
の上から配向処理を施したのち高分子液晶を硬化させる
か、若しくは配向処理の施された保護膜を用いる。保護
膜は高分子液晶の硬化に当って大気と遮断し、あるいは
高分子液晶に配向性を持たせるものである。このような
保護膜としては、例えば厚さ0.01〜5mmのポリビ
ニルアルコールとかポリエチレンテレフタレート等が用
いられ、このような保護膜材を塗布もしくはラミネート
する。そして80〜120度Cの熱処理をするか、また
は所定の温度環境化で高分子液晶に紫外線を当ててUV
硬化させる。コレステリック液晶層はその固有ピッチに
より選択された波長の特定の方向の光を反射するので、
この架橋硬化によりその固有ピッチが固定され、選択さ
れた波長の光に対する反射液晶層2が形成される。この
ような反射液晶層2は厚みが3〜300μmとなる。
【0013】ついでその反射液晶層2の上方に少なくと
も位相層と電極膜と配向膜とを積層して基板を構成す
る。この時、反射液晶層2を被っていた保護膜は溶剤、
水洗、エアーナイフ等で除去する。保護膜を除去するの
は、ラビングされたり加熱処理されたりした被膜は光学
的に不安定であり、他方反射液晶層2の上には光学特性
が明確な層を積層する必要があること、更に保護膜とし
て高分子液晶の嫌気性、配向性の十分なものを利用する
ためにはその目的のみに使用する方が安定な反射液晶層
2が得られることによる。形成された反射液晶層2の表
面を保護したり平坦化したりする必要があれば別途被覆
層13を設ければよい。
【0014】反射液晶層2の上方に設ける位相層3は、
例えばポリシロキサンを主鎖とし側鎖にネマティック液
晶を有し、適宜紫外線によって架橋する活性基を有した
ネマティック高分子液晶を溶媒に希釈し、反射液晶層2
若しくはその上の被覆層13の上に塗布し、紫外線を照
射して硬化させる。この様な位相層3は高分子樹脂とし
ての性格をもち、例えばネマティック液晶としてのΔn
が0.15であれば厚みは1μmでよい。また電極膜4
や配向膜5はITO膜や、TN用の配向剤、STN用の
配向剤、若しくは強誘電液晶用の配向剤等が用いられ
る。他方の基板6における配向膜65や電極膜64も同
様である。そしてこのようにして構成された基板1と他
の基板6を重ね合わせて、シール材9で周辺をシールし
て液晶セルを構成し、滴下法、真空注入法などでその基
板1、6の間隔に液晶を充填し、注入口を封止する。液
晶層7は上述したように強誘電液晶や、液晶分子が螺旋
構造を取るTN、STNなどを用いることができる。
【0015】上述した保護膜に配向特性をもたらす方法
としては、ラビングに限るものではない。例えば保護層
として、高分子液晶に全く溶解しないか、著しく溶解性
の低い溶媒に溶解するPVAのようなポリマーを用い
て、スピンコートまたはロールコートなどの方法により
厚さ1〜100μmに形成する。その後基台11を30
〜90度Cに加温し、保護膜13上から剪断力を加え
る。せんだん力は、レーヨン布などのラビングパフ剤を
用いて、基台11の加温状態に応じたラビング強度でラ
ビングする。ラビング強度は温度が高いほど弱い力でよ
い。このような剪断力を与え終わったら冷却し、配向を
形成することができる。
【0016】上述した説明において、反射液晶層2の厚
みを一定に保つことが望ましいことがある。このような
場合には反射液晶層の形成に当って間隔子となるスペー
サ剤を混入しておけばよい。保護膜13を用いるときに
は特に好ましい。例えば上述したポリイミド系の配向膜
兼保護膜を用いる場合を例に取ると、高分子液晶層を塗
布形成した後所定寸法のスペーサを散布し、基台11を
60〜150度Cに加熱すると高分子液晶の粘度が下が
ってスペーサと親和性が増し高分子液晶層内にスペーサ
が浸漬する。その後前述の保護膜を被着させ、保護膜上
から基台を0.05〜3.0Kg/cm2程度の圧力で
60〜150度Cに加温し、配向を形成した後、冷却す
ればよい。
【0017】
【発明の効果】以上の如く、本発明にあっては特定の波
長域の光に着目してその波長域の光を有効に利用し、し
かも各光学層は薄く互いに近接配置されるように、基板
の上に順次光学層を配置し、しかもその光学層の光学特
性を調整しながら積層することができるので、製造し易
く、光の利用率が高いばかりか表示品位も高い液晶表示
器が提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における液晶表示器の断面図で
ある。
【符号の説明】
1 基板 2 反射液晶層 3 位相層 4 電極膜 5 配向膜 6 基板 7 液晶層 8 偏光板 9 シール材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須崎 剛 鳥取県鳥取市南吉方3丁目201番地 鳥 取三洋電機株式会社内 (72)発明者 鈴木 淑雄 鳥取県鳥取市南吉方3丁目201番地 鳥 取三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−117394(JP,A) 特開 昭51−7949(JP,A) 特開 昭51−40947(JP,A) 特開 平3−9326(JP,A) 特開 平4−12322(JP,A) 特開 平3−291631(JP,A) 特開 平3−274022(JP,A) 実開 昭56−175816(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1335 520 G02F 1/13 101 G02F 1/13363

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基台に配向処理を施して高分子液晶を塗
    布しその表面に保護膜を設け当該高分子液晶を硬化させ
    て反射液晶層を形成する工程と、その保護膜を外して硬
    化した反射液晶層の上方に電極膜と配向膜を積層して基
    板を構成する工程と、その基板と少なくとも電極と配向
    膜を有する他の基板を重ね合わせてその基板間隔に液晶
    を充填する工程とを具備したことを特徴とする液晶表示
    器の製造方法。
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