Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3629893B2 - Method for manufacturing reflective display element - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3629893B2 - Method for manufacturing reflective display element - Google Patents

Method for manufacturing reflective display element Download PDF

Info

Publication number
JP3629893B2
JP3629893B2 JP14388597A JP14388597A JP3629893B2 JP 3629893 B2 JP3629893 B2 JP 3629893B2 JP 14388597 A JP14388597 A JP 14388597A JP 14388597 A JP14388597 A JP 14388597A JP 3629893 B2 JP3629893 B2 JP 3629893B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
medium layer
multilayer film
substrate
display element
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14388597A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10333592A (en
Inventor
清水 佐川
貞一 鈴木
滋 山本
丈人 曳地
正伸 二宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd, Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP14388597A priority Critical patent/JP3629893B2/en
Publication of JPH10333592A publication Critical patent/JPH10333592A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3629893B2 publication Critical patent/JP3629893B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射型表示素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
反射型液晶表示素子などの反射型表示素子は、透過型液晶表示素子などの透過型表示素子のようにバックライトのような専用の光源を必要とせず、消費電力が小さいとともに、薄形軽量に構成できることから、小型情報機器や携帯情報端末などの表示装置に適する。
【0003】
カラー表示が可能な反射型表示素子としては、従来、TN液晶またはSTN液晶のセルの両側に偏光板を配して光シャッタを構成し、外光である入射光をカラーフィルタで着色し、光シャッタを透過させて、反射板で反射させるものが知られている。しかしながら、この反射型表示素子は、偏光板およびカラーフィルタを使用するので、光のロスが大きく、出力の反射光が微弱となって、輝度が低くなる欠点がある。
【0004】
そこで、偏光板やカラーフィルタなどを用いない反射型表示素子として、それぞれ電極が形成された2枚の基板間に、少なくとも一方が電界によって屈折率が変化し、かつ互いに屈折率が異なる2種の媒質層を一層ずつ交互に、多層にわたって形成して、屈折率の周期的な変化によって可視光中の特定波長の光を反射する反射層を構成したものが考えられている。
【0005】
例えば、特開平4−355424号や特開平5−134266号には、図14(C)に示すように、電極12,14が形成された基板11,13の電極12,14間に、高分子層17と液晶層18が交互に積層された多層膜を形成したものが示されている。
【0006】
この表示素子では、電極12,14間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する液晶層18と、屈折率の変化を生じない高分子層17との周期的な屈折率の違いによって、干渉フィルタの原理により、入射光中の特定波長の光を反射させ、他の波長領域の光を透過させる。
【0007】
例えば、液晶の通常光に対する屈折率が高分子の屈折率と等しくなるようにすることによって、電極12,14間に電圧を印加しない状態では、液晶がランダムな方向に向くことにより、高分子層17と液晶層18との間に屈折率の違いを生じて、電極12,14間において屈折率の周期的な変化を生じ、図14(C)に示すように、表示素子は入射光55中の特定波長の光56を反射させる。反射波長は、屈折率の変化の周期によって、すなわち高分子層17と液晶層18の厚みによって決まる。
【0008】
これに対して、電極12,14間に十分な電圧を印加した状態では、液晶が基板11,13と垂直な方向に配列されることにより、高分子層17と液晶層18の屈折率が等しくなって、電極12,14間の屈折率の周期的な変化が消失し、入射光55はすべて表示素子を透過する。
【0009】
この反射型表示素子の製造方法として、従来、電極12,14間に液晶と光重合性モノマーとの混合液を注入し、その混合液に所定波長の同位相のレーザ光を照射して、両者の干渉により光重合性モノマーを重合して高分子層17を形成し、その高分子層17以外の領域に液晶を析出させて液晶層18を形成する方法が考えられている。
【0010】
例えば、SPIE Vol.2152/303(’94)「Development of photopolymer−liquid crystal composite materials for dynamic hologram applications」には、図14(A)(B)に示すように電極12,14間に上記のような混合液16を注入して、同図(A)に示すように基板13,11の両側からレーザ光51,52を照射し、または同図(B)に示すように基板13側からレーザ光53,54を照射することによって、同図(C)に示したように高分子層17と液晶層18が交互に積層された多層膜を得ることが示されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
図14(C)に示したような反射型表示素子では、偏光板やカラーフィルタなどを用いないため、光のロスが少ない。また、液晶層18と高分子層17との周期構造が均一で、屈折率の変化の周期が均一であるほど、多重反射によって反射光56の強度が増加し、高輝度の表示が得られる。
【0012】
そして、上述したように液晶と光重合性モノマーとの混合液にレーザ光を照射して多層膜を形成する従来の製造方法では、液晶層18および高分子層17が、それぞれ比較的均一な厚みに形成され、屈折率の変化の周期が比較的均一になって、高い反射率が得られる。
【0013】
しかし、このように多層膜における屈折率の変化の周期が均一であると、反射光強度が増加する反面、図6の破線8で示すように、反射波長帯域が著しく狭帯域となって、視野角が著しく小さくなり、表示装置として実際上の使用に適さない欠点がある。
【0014】
そこで、この発明は、多層膜における屈折率の変化の周期に、ある範囲内で変化を持たせることによって、反射波長帯域が広くなって、視野角が大きくなるようにしたものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この発明の、反射型表示素子の製造方法としては、大別して、以下の第1および第2の製造方法がある。
【0017】
この発明の第1の製造方法では、
電極が形成された第1基板の電極側に、第1媒質層と第2媒質層を一層ずつ交互に積層して多層膜を形成し、
次に、この多層膜の周辺の少なくとも一辺以上の辺を除いた一辺以上の辺に接着剤を塗布して、この多層膜上に、電極が形成された第2基板の電極側を接着し、
次に、上記多層膜の上記接着剤が塗布されていない辺から、上記第2媒質層を形成する材料を溶出させて、その溶出部に電界によって屈折率が変化する材料を注入し、
次に、上記多層膜の上記接着剤が塗布されていない辺を接着剤によって封止する。
【0018】
この発明の第2の製造方法では、
電極が形成された第1基板の電極側に、第1媒質層と第2媒質層を一層ずつ交互に積層して多層膜を形成するとともに、電極が形成された第2基板の電極側に、第1媒質層と第2媒質層を一層ずつ交互に積層して多層膜を形成し、
次に、上記第1基板上および上記第2基板上の多層膜の周辺の少なくとも一辺以上の辺を除いた一辺以上の辺に接着剤を塗布して、上記第1基板と上記第2基板を接着し、
次に、上記多層膜の上記接着剤が塗布されていない辺から、上記第2媒質層を形成する材料を溶出させて、その溶出部に電界によって屈折率が変化する材料を注入し、
次に、上記多層膜の上記接着剤が塗布されていない辺を接着剤によって封止する。
【0019】
上記の第1または第2の製造方法では、第1媒質層を光硬化性樹脂により形成し、第2媒質層を当初は熱硬化性樹脂により形成して、その熱硬化性樹脂を溶出させる前に多層膜に光を照射する方法をとることができる。また、屈折率が変化する材料としては、液晶を用いることができる。また、その液晶を溶出部に同一方向から注入することによって、いわゆる流動配向により、液晶を一方向に配向することができる。
【0020】
【作用】
上記の方法をとる、この発明の第1または第2の製造方法においては、第1媒質層および第2媒質層は、当初、それぞれ光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂などを印刷や転写などにより交互に層状に形成することによって、それぞれ均一な厚みに形成される。
【0021】
しかし、その第2媒質層を形成する熱硬化性樹脂などの材料を溶出させる際の溶出条件などによって、その熱硬化性樹脂などの材料を溶出させたとき、その熱硬化性樹脂などの材料の一部が溶出されずに残存し、さらに第1媒質層を形成する光硬化性樹脂などの材料の一部が溶出されることによって、残存した材料からなる第1媒質層と、材料の溶出により空洞となった溶出部との厚みが、それぞれ多層膜の厚み方向の各層および面方向の各部において、ある範囲内で不均一となる。
【0022】
そのため、その溶出部に液晶などの電界によって屈折率が変化する材料を注入したとき、溶出時に残存した材料からなる第1媒質層と、液晶などの電界によって屈折率が変化する材料からなる第2媒質層との周期構造の周期、すなわち多層膜の屈折率の変化の周期が、多層膜の厚み方向の各層および面方向の各部において、ある範囲内で変化することになる。したがって、得られた表示素子は、反射波長帯域が広くなって、視野角が大きくなる。
【0023】
【発明の実施の形態】
〔製造方法および表示素子としての実施形態〕
図1〜図5は、この発明の製造方法の一実施形態の各工程を示す。
【0024】
この実施形態では、まず、図1(A)に示すように、一面側に電極12が形成された基板11の電極12上に、光硬化性樹脂を印刷し、レベリングした後、乾燥させて、第1媒質層21aを形成する。
【0025】
基板11および電極12は、それぞれ光透過性のものとし、光硬化性樹脂としては、例えば、ユニオンカーバイト日本(株)製のカチオン型光硬化性樹脂であるUVR6105(樹脂成分)およびUVI6990(重合開始剤)に希釈用の溶剤を加えたものを用いることができる。
【0026】
光硬化性樹脂の印刷方法としては、例えば、スクリーン印刷を用いる。スクリーン印刷では、図7に示すように、電極12が形成された基板11を台座31上に設置し、穴32aが形成されたスクリーン32を基板11と対向させて配置して、スクレッパー33によってスクリーン32上に樹脂ペースト34を塗布し、スキージ35によって樹脂ペースト34をスクリーン32の穴32aから押し出して、基板11上に印刷する。ただし、スキージ35によって樹脂ペースト34が押し出される方向に樹脂ペースト34を置けば、スクレッパー33を用いなくてもよい。
【0027】
通常、スクリーン印刷1回で印刷される膜厚は、0.数μm〜数10μmである。しかし、スクリーン32として、乳剤膜厚の薄いスクリーンやプレート状のスクリーン(ワイヤが織り合っていないので、薄い膜厚やファインラインが得られる)を用いると、より薄い膜厚の印刷物が得られる。また、材料となるペーストの形態によっても、印刷膜厚は変わる。微粒子を含まず、材料溶解性のメタロオーガニックペーストの膜厚は、0.2μm以下であり、樹脂ペーストは、メタロオーガニックペーストより、印刷膜厚を薄くすることができる。さらに、樹脂成分を溶剤で希釈し、または溶剤を蒸発させれば、任意の膜厚にすることができる。
【0028】
ここでは、光硬化性樹脂の樹脂ペースト34の膜厚を0.05〜0.1μm程度として、1回の印刷により一層分の第1媒質層21aを形成する。
【0029】
次に、図1(B)に示すように、第1媒質層21a上に、熱硬化性樹脂を印刷し、レベリングした後、乾燥させて、第2媒質層22aを形成する。熱硬化性樹脂としては、例えば、東亜合成(株)製のS1017に希釈用の溶剤を加えたものを用いることができる。
【0030】
熱硬化性樹脂も、図7に示したようなスクリーン印刷により印刷し、熱硬化性樹脂の樹脂ペースト34の膜厚を0.05〜0.1μm程度として、1回の印刷により一層分の第2媒質層22aを形成する。
【0031】
熱硬化性樹脂を乾燥させるのは、溶剤成分を蒸発させるためで、熱硬化性樹脂が硬化する温度より低い温度で、熱硬化性樹脂を乾燥させる。その乾燥後、次に印刷する光硬化性樹脂中の溶剤で第2媒質層22aの膜が侵されない程度に、第2媒質層22aの表面を硬化させる。ただし、第2媒質層22aは、後に熱硬化性樹脂を溶出させて、その溶出部に液晶を注入するので、完全には硬化させない。
【0032】
次に、図1(C)に示すように、第2媒質層22a上に、光硬化性樹脂を印刷し、レベリングした後、乾燥させて、第1媒質層21bを形成する。次に、図1(D)に示すように、第1媒質層21b上に、熱硬化性樹脂を印刷し、レベリングした後、乾燥させて、第2媒質層22bを形成する。
【0033】
このようにして、図2(A)に示すように、電極12上に、第1媒質層21a,21b…21nおよび第2媒質層22a,22b…22mを、それぞれスクリーン印刷によって一層ずつ交互に形成して、多層膜を得る。
【0034】
実際上、第1媒質層21a,21b…21nおよび第2媒質層22a,22b…22mの総数は、10層から100層程度とする。積層数が多いほど、得られる表示素子の反射光強度が増加するが、工程数も増加する。したがって、表示素子として必要な反射光強度との兼ね合いで、積層数を決定する。
【0035】
次に、基板11上の少なくとも一辺以上の辺を除いた一辺以上の辺において、例えば、図2(B)に示すように、同図の紙面に垂直な方向に対向する2辺を除いた、同図の左右方向に対向する2辺において、多層膜の周辺に接着剤25を塗布して、多層膜上に、一面側に電極14が形成された基板13の電極14側を接着する。基板13および電極14も、それぞれ光透過性のものとする。
【0036】
第1媒質層21a,21b…21nおよび第2媒質層22a,22b…22mは、それぞれスクリーン印刷により均一な厚みに形成できるので、電極12上に多層膜が形成された基板11と、電極14が形成された基板13とを、接着剤25により単に貼り合わせるだけで、基板11,13間のギャップを均一にすることができる。
【0037】
次に、図2(C)に示すように、図2(B)のように形成したセルに、紫外線などの光27を、第1媒質層21を形成する光硬化性樹脂が硬化するのに十分な光量で照射する。この場合、光硬化性樹脂は硬化するが、第2媒質層22を形成する熱硬化性樹脂は硬化しない。ただし、熱硬化性樹脂の種類や光27の照射量によって熱硬化性樹脂の一部が硬化しても、熱硬化性樹脂の残部を溶出させることによって液晶を注入するスペースが確保されれば、特に問題はない。
【0038】
上記の例は、一方の基板11上に多層膜のすべてを形成して、2枚の基板11,13を貼り合わせる場合であるが、図3に示すように、2枚の基板11,13上に多層膜の一部ずつを形成して、2枚の基板11,13を貼り合わせるようにしてもよい。
【0039】
すなわち、この例では、図3(A)に示すように、電極12が形成された基板11の電極12上に、光硬化性樹脂からなる第1媒質層21、および熱硬化性樹脂からなる第2媒質層22を、それぞれスクリーン印刷によって一層ずつ交互に形成し、例えば、基板11上の同図の左右方向に対向する2辺において、多層膜の周辺に接着剤25Aを塗布する。
【0040】
これと同時に、またはこれと相前後して、図3(B)に示すように、電極14が形成された基板13の電極14上に、光硬化性樹脂からなる第1媒質層21、および熱硬化性樹脂からなる第2媒質層22を、それぞれスクリーン印刷によって一層ずつ交互に形成し、同様に、基板13上の同図の左右方向に対向する2辺において、多層膜の周辺に接着剤25Bを塗布する。ただし、基板11上の最上層を第1媒質層21とするときは、基板13上の最上層を第2媒質層22とする。
【0041】
次に、図3(C)に示すように、基板13の多層膜が形成された側を、基板11の多層膜が形成された側の上に配置して、基板11と基板13とを、接着剤25A,25Bからなる接着剤25によって貼り合わせる。この場合も、第1媒質層21および第2媒質層22は、それぞれスクリーン印刷により均一な厚みに形成できるので、基板11と基板13とを単に貼り合わせるだけで、基板11,13間のギャップを均一にすることができる。
【0042】
次に、図3(C)に示すように、上記のように形成したセルに紫外線などの光27を照射して、第1媒質層21を形成する光硬化性樹脂を硬化させる。
【0043】
図2(C)または図3(C)のように光硬化性樹脂を硬化させたら、次に、図4(A)に示すように、上記のセルを溶出剤42を入れた溶出槽41中に浸し、セルの接着剤25が塗布されていない、上記の例では同図の紙面に垂直な方向に対向する2辺から、第2媒質層22に溶出剤42を浸透させて、第2媒質層22を形成する、光を照射しても硬化しなかった熱硬化性樹脂を溶出させる。
【0044】
溶出剤42としては、有機溶剤や低濃度のアルカリ性溶液を用いることができる。ただし、溶出剤42を入れた溶出槽41中に浸す代わりに、セルに溶出剤をスプレーすることによって、熱硬化性樹脂を溶出させてもよい。
【0045】
このように第2媒質層22を形成する熱硬化性樹脂を溶出させることによって、図4(B)に示すように、上記のセルは、基板11,13上の電極12,14間に、硬化した光硬化性樹脂からなる第1媒質層21と、熱硬化性樹脂が溶出されて層状に空洞となった溶出部23とが、一層ずつ交互に積層されたものとなる。
【0046】
しかし、図2(C)または図3(C)のように光27を照射したとき、その照射量や熱硬化性樹脂の種類によっては、熱硬化性樹脂の一部が硬化して、溶出剤42によっても溶出されずに残存することや、溶出剤42が第2媒質層22中に完全には均一に浸透しにくく、多層膜の厚み方向の各層および面方向の各部において、第2媒質層22からの熱硬化性樹脂の溶出の程度に、ある範囲内の差を生じることから、図4(C)に示すように、空洞となった溶出部23の厚みは、多層膜の厚み方向の各層および面方向の各部において、ある範囲内で不均一となる。
【0047】
また、非空洞部ないし非溶出部となる第1媒質層21についても、図2(C)または図3(C)のように光27を照射したとき、その照射量や光硬化性樹脂の種類によっては、光硬化性樹脂の一部が硬化しないで、溶出剤42によって溶出されることや、上記のように第2媒質層22を形成していた熱硬化性樹脂の一部が溶出されずに残存することから、主材料である光硬化性樹脂に若干の熱硬化性樹脂が付加された、高分子からなるものとして、図4(C)に示すように、その厚みは、多層膜の厚み方向の各層および面方向の各部において、ある範囲内で不均一となる。
【0048】
そのため、第1媒質層21と溶出部23との多層構造の周期は、多層膜の厚み方向の各層および面方向の各部において、図4(C)に示すように、ある最大値T2と最小値T1との範囲内で不均一となる。
【0049】
次に、セルの接着剤25が塗布されていない辺から、上記の例では図4(B)の紙面に垂直な方向に対向する2辺から、溶出部23に液晶を注入して、図5(A)に示すように、高分子からなる第1媒質層21の間に液晶からなる第2媒質層22を形成し、その後、セルの接着剤25が塗布されていない辺を接着剤によって封止して、電極12,14間に高分子からなる第1媒質層21と液晶からなる第2媒質層22が一層ずつ交互に積層された反射型表示素子を得る。
【0050】
液晶を配向させる場合には、液晶を同一方向から、すなわちセルの接着剤25が塗布されていない一辺から溶出部23に注入することによって、いわゆる流動配向により、液晶を一方向に配向させることができる。
【0051】
このようにして得られた表示素子は、その高分子からなる第1媒質層21と液晶からなる第2媒質層22との多層構造の周期が、図4(C)に示した第1媒質層21と溶出部23との多層構造の周期と同様に、多層膜の厚み方向の各層および面方向の各部において、図5(B)に示すように、ある最大値T2と最小値T1との範囲内で不均一となる。
【0052】
したがって、得られた表示素子は、多層膜における屈折率の変化の周期がT2〜T1の範囲内で変化し、これに対応して反射波長がλ2〜λ1の範囲内で変化して、図6の実線9で示すように反射波長帯域が広くなって、視野角が大きくなる。
【0053】
屈折率の変化の周期の変化幅(T2−T1)、したがって反射波長帯域幅(λ2−λ1)は、上述したところから明らかなように、光27の照射量などの照射条件、光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂の種類、および溶出剤42の種類や溶出時間などの溶出条件によって、調整することができる。
【0054】
そして、反射波長帯域幅が広すぎると、反射光強度が著しく低下するとともに、色のにじみ(混色)を生じ、逆に反射波長帯域幅が狭すぎると、反射光強度は増加する反面、視野角が著しく小さくなる。したがって、反射光強度ないし色のにじみと視野角との兼ね合いで、反射波長帯域幅を決定する。実際上、反射波長帯域幅を反射中心波長の5〜10%程度にすると、色のにじみが少なく、視野角も大きくなる。
【0055】
このように、多層膜における屈折率の変化の周期に、調整された一定範囲内で変化を持たせることは、従来のように液晶と光重合性モノマーとの混合液にレーザ光を照射する方法や、屈折率の異なる材料を単に一層ずつ交互に印刷または転写するだけの方法では、実現することが困難で、この発明の上述した方法によって初めて実現し得るものである。
【0056】
図1および図2、または図3に示した、光硬化性樹脂からなる第1媒質層21、および熱硬化性樹脂からなる第2媒質層22は、スクリーン印刷に限らず、他の印刷方法によって形成することもでき、また転写によって形成することもできる。転写による場合には、印刷物を一旦、転写体に塗布した後、被印刷物に転写する。
【0057】
例えば、図8に示すように、電極12が形成された基板11を台座31上に設置し、転写物補給ローラ37から転写体38に転写物39を補給して、転写体38を回転させながら、転写物39を基板11上に転写する。転写体38が1回転して転写物39がなくなると、転写物補給ローラ37から転写物39を補給する。ただし、転写体38の1回転で基板11への転写が終了するのが望ましい。転写体38の径が小さく、転写体38を数回回転させて転写を行う場合には、回転の切れ目が重なったり、切れ目に隙間が空かないように調整する。
【0058】
このような転写による場合にも、光硬化性樹脂からなる第1媒質層21、および熱硬化性樹脂からなる第2媒質層22を、それぞれ均一な厚みに形成することができるが、図2(C)または図3(C)に示したように、セルに紫外線などの光27を照射して、光硬化性樹脂を硬化させた後、図4および図5に示したように、第2媒質層22を形成する熱硬化性樹脂を溶出させ、その溶出部23に液晶を注入して、高分子からなる第1媒質層21と液晶からなる第2媒質層22との多層膜を形成することによって、その多層構造の周期は、多層膜の厚み方向の各層および面方向の各部において、ある範囲内で不均一となる。
【0059】
上述した例は、多層膜の対向する2辺に接着剤25を塗布し、残りの2辺から熱硬化性樹脂を溶出させる場合であるが、熱硬化性樹脂の溶出を短時間で確実に行うには、多層膜の一辺にのみ接着剤25を塗布し、残りの3辺から熱硬化性樹脂を溶出させることが望ましい。しかし、その場合には、熱硬化性樹脂の溶出によって、接着剤25が塗布されていない3辺側が自重で潰れてしまう恐れがある。
【0060】
これを防止するには、例えば、光27の照射量を調整して、上述したように第2媒質層22を形成する熱硬化性樹脂の一部を硬化させるか、第2媒質層22を形成する熱硬化性樹脂に光硬化性樹脂を幾分混ぜて、その光硬化性樹脂を硬化させればよい。
【0061】
熱硬化性樹脂に光硬化性樹脂を混ぜる場合には、光27を照射した後、溶出剤42中にセルを浸しても、その光硬化性樹脂は架橋されていて溶出されない。これに対して、熱硬化性樹脂は光によっては架橋されず、溶出剤42中で溶解される。このように、熱硬化性樹脂に光硬化性樹脂を混ぜた層は、熱硬化性樹脂のみからなる層と違って、熱硬化性樹脂の溶出によって完全な空洞とはならずに、鎖状に架橋された光硬化性樹脂が残存したものとなり、セルが潰れる恐れがなくなる。熱硬化性樹脂に混ぜる光硬化性樹脂の量は、熱硬化性樹脂に対して0.5以下にすることが望ましい。
【0062】
多層膜は厚みに比べて面積が大きいので、第1媒質層21を形成する光硬化性樹脂を硬化させた後、第2媒質層22を形成する熱硬化性樹脂を溶出させたとき、面方向の中央部まで熱硬化性樹脂を十分に溶出させることができない場合がある。この場合には、図2(C)または図3(C)のように光27を照射する際に、所定パターンのマスクを介して光27を照射すればよい。
【0063】
例えば、ストライプ状のマスクを介して光27を照射すると、マスクのストライプ部分に位置する、図9のパターン部29においては、第1媒質層21を形成する光硬化性樹脂が硬化しないので、セルを溶出液中に浸すと、この光硬化性樹脂の硬化していない部分から第2媒質層22を形成する熱硬化性樹脂に溶出液が容易に進入して、熱硬化性樹脂が確実に溶出される。したがって、溶出後の液晶も注入しやすくなる。
【0064】
この場合、例えば、非パターン部、すなわち光硬化性樹脂の硬化される部分の幅を50〜200μmとし、パターン部29の幅、すなわちマスクのストライプ幅を5〜10μmとすれば、画素1の列の間のパターン部29が視覚的な影響を及ぼすことはない。
【0065】
第1媒質層21としてネガ型の光硬化性樹脂を、第2媒質層22としてポジ型の光硬化性樹脂を、一層ずつ交互に、所定数にわたって積層して、セルを形成した後、光27を照射して、第1媒質層21を形成するネガ型の光硬化性樹脂を硬化させ、その後、第2媒質層22を形成する硬化しないポジ型の光硬化性樹脂を溶出させて、その溶出部23に液晶を注入してもよい。また、この場合、ポジ型の光硬化性樹脂にネガ型の光硬化性樹脂を混ぜて第2媒質層22を形成して、光27の照射時、そのネガ型の光硬化性樹脂を硬化させることによって、ポジ型の光硬化性樹脂の溶出時にセルが潰れないようにすることもできる。
【0066】
ポジ型の光硬化性樹脂としては、例えば、ナフトキノンジアジドを用いることができる。ナフトキノンジアジドは、光が照射されることにより、カルボシル基が形成させて、アルカリ性溶液に可溶となる。ナフトキノンジアジドは、淡黄色を示すが、そもそも溶出されてしまい、また溶出不足で残存しても、ブチルカルビトールアセテートなどで希釈して用いる上、膜厚が薄いので、色度を感じることはない。
【0067】
図10(A)(B)は、以上の方法によって得られた表示素子を示し、基板11,13上の電極12,14間に、高分子からなる第1媒質層21と液晶からなる第2媒質層22が交互に形成された多層膜を有し、しかも、上述したように、その多層膜における屈折率の変化の周期が一定範囲内で変えられて、反射波長帯域が広くされ、視野角が大きくされたものである。
【0068】
この場合、同図(A)に示すように電極12,14間に電圧が印加されないときの液晶(第2媒質層22)の屈折率をn1、同図(B)に示すように電極12,14間に十分な電圧が印加されたときの液晶(第2媒質層22)の屈折率をn2とする。ただし、n1<n2である。高分子(第1媒質層21)の屈折率n3は、液晶の屈折率n1,n2との関係で、例えば、n1<n2≦n3とする。
【0069】
これによれば、同図(A)のように電極12,14間に電圧を印加しない状態では、第1媒質層21と第2媒質層22との間の屈折率の差が大きくなって、表示素子10は入射光(外光)55中の特定波長帯域の光57を反射させ、それ以外の光を透過させる。反射中心波長は、屈折率の変化の周期の中心値、すなわち一周期分(それぞれ一層分)の第1媒質層21および第2媒質層22の厚みの中心値によって決まる。
【0070】
これに対して、同図(B)のように電極12,14間に十分な電圧を印加した状態では、第1媒質層21と第2媒質層22との間の屈折率の差が小さくなって、入射光55は大部分が表示素子10を透過する。
【0071】
n1<n2≦n3ではなく、n3≦n1<n2とする場合には、逆に、電極12,14間に電圧を印加しない状態では、第1媒質層21と第2媒質層22との間の屈折率の差が小さくなって、入射光55は大部分が表示素子10を透過し、電極12,14間に十分な電圧を印加した状態では、第1媒質層21と第2媒質層22との間の屈折率の差が大きくなって、表示素子10は入射光55中の特定波長帯域の光57を反射させる。
【0072】
また、n1<n3<n2でも、n3がn1またはn2に近ければ、同様に電極12,14間に十分な電圧が印加されるか否かに応じて状態が変化する。
【0073】
また、電極12,14間に印加される電圧に応じて液晶(第2媒質層22)の屈折率が変化するので、その電圧を連続的に変化させることによって、特定波長帯域の光57の反射率を連続的に制御することができる。
【0074】
〔フルカラー表示装置としての実施形態〕
この発明による表示素子は、一周期分の第1媒質層21および第2媒質層22の厚みの中心値を調整することによって、その反射波長帯域を赤、緑または青の波長領域とすることができる。したがって、3種類の表示素子として、それぞれ反射波長帯域が赤、緑、青の波長領域となるものを設けることによって、視野角の広い反射型フルカラー表示装置を実現することができる。
【0075】
図11は、その反射型フルカラー表示装置の一例を示し、この発明による、それぞれ赤、緑、青の波長領域を反射波長帯域とする表示素子10R,10G,10Bを、同一平面内において一方向に並べて、一つの画素1を形成する。また、この例では、外光の入射側と反対側に、黒色または灰色の層15を形成する。
【0076】
この例のフルカラー表示装置においては、ある画素の表示素子10R,10G,10Bのいずれか一つが反射状態とされるときには、その画素では赤、緑または青が表示され、いずれか2つが反射状態とされるときには、シアン、マゼンタまたはイエローが表示され、すべてが反射状態とされるときには、白が表示される。
【0077】
また、表示素子10R,10G,10Bのすべてが透過状態とされるときには、黒色が表示される。表示素子10R,10G,10Bがすべて透過状態とされたときでも、上記の基板11,13、電極12,14、第1媒質層21および第2媒質層美によって入射光の一部が複屈折して、入射光に対する透過光の強度が著しく低下するので、層15が灰色でも、黒色が表示されることになる。
【0078】
各色の表示色の表示素子の面積は、均等でなくてもよい。例えば、反射光強度が低い表示色の表示素子の一画素に占める面積を大きくして、低く感じられる輝度を補うことができる。
【0079】
図12は、この場合の例で、一つの画素1を4分割して、その一つの領域に赤の色光を反射する表示素子10Rを、これに対して対角方向に位置する一つの領域に緑の色光を反射する表示素子10Gを、残りの2つの領域に青の色光を反射する表示素子10Bを、それぞれ形成する。
【0080】
図13は、反射型フルカラー表示装置のさらに他の例で、それぞれ青、赤、緑の色光を反射する表示素子10B,10R,10Gを、外光の入射側と反対側から、この順序で積層する。表示素子10Bの背面には、黒色または灰色の層15を形成する。それぞれの表示素子を上記の順序で積層することによって、鮮明なフルカラー表示ができるが、必ずしも、この順序で積層する必要はない。
【0081】
図11、図12および図13の例では、黒色または灰色の層15を形成することによってコントラストを高くすることができるが、必ずしも層15を形成する必要はない。
【0082】
【発明の効果】
上述したように、この発明の製造方法によれば、反射波長帯域が広く、視野角が大きい反射型表示素子を、確実かつ容易に得ることができ、しかも視野角と反射光強度を、任意に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の製造方法の第1の例の一部の工程を示す図である。
【図2】この発明の製造方法の第1の例のその後の一部の工程を示す図である。
【図3】この発明の製造方法の第2の例の一部の工程を示す図である。
【図4】この発明の製造方法の第1および第2の例に共通のその後の一部の工程を示す図である。
【図5】この発明の製造方法の第1および第2の例に共通のさらにその後の工程を示す図である。
【図6】この発明の表示素子と従来の表示素子の波長−反射光強度の特性を示す図である。
【図7】スクリーン印刷による媒質層の形成方法を概略的に示す図である。
【図8】転写による媒質層の形成方法を概略的に示す図である。
【図9】この発明の製造方法の別の例の一部の工程を示す図である。
【図10】この発明の表示素子の動作の説明に供する図である。
【図11】この発明の表示装置の一例を示す図である。
【図12】この発明の表示装置の他の例を示す図である。
【図13】この発明の表示装置のさらに他の例を示す図である。
【図14】従来の製造方法とそれによって得られる表示素子の一例を示す図である。
【符号の説明】
10,10R,10G,10B 表示素子
11,13 基板
12,14 電極
15 黒色または灰色の層
21,21a,21b,21n 第1媒質層
22,22a,22b,22m 第2媒質層
23 溶出部
25,25A,25B 接着剤
27 照射光
29 パターン部
41 溶出槽
42 溶出剤
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflective display element.To the manufacturing methodRelated.
[0002]
[Prior art]
A reflective display element such as a reflective liquid crystal display element does not require a dedicated light source such as a backlight unlike a transmissive display element such as a transmissive liquid crystal display element. Since it can be configured, it is suitable for a display device such as a small information device or a portable information terminal.
[0003]
As a reflective display element capable of color display, conventionally, a polarizing plate is arranged on both sides of a TN liquid crystal or STN liquid crystal cell to form an optical shutter, and incident light as external light is colored with a color filter, A device that transmits through a shutter and reflects it with a reflector is known. However, since this reflective display element uses a polarizing plate and a color filter, there are disadvantages that the loss of light is large, the reflected light of the output is weak, and the luminance is low.
[0004]
Therefore, as a reflective display element that does not use a polarizing plate or a color filter, at least one of the two substrates having electrodes formed thereon is changed in refractive index by an electric field and has two different refractive indexes. It has been considered that a medium layer is alternately formed over a plurality of layers, and a reflection layer is formed that reflects light having a specific wavelength in visible light by a periodic change in refractive index.
[0005]
For example, in JP-A-4-355424 and JP-A-5-134266, as shown in FIG. 14C, a polymer is interposed between the electrodes 12 and 14 of the substrates 11 and 13 on which the electrodes 12 and 14 are formed. A multilayer film in which layers 17 and liquid crystal layers 18 are alternately stacked is shown.
[0006]
In this display element, due to the difference in the periodic refractive index between the liquid crystal layer 18 whose refractive index changes according to the voltage applied between the electrodes 12 and 14 and the polymer layer 17 that does not cause a change in refractive index, Based on the principle of the interference filter, light of a specific wavelength in incident light is reflected and light in other wavelength regions is transmitted.
[0007]
For example, by making the refractive index of liquid crystal with respect to normal light equal to the refractive index of the polymer, in the state where no voltage is applied between the electrodes 12 and 14, the liquid crystal is directed in a random direction, so that the polymer layer A difference in refractive index occurs between the liquid crystal layer 18 and the liquid crystal layer 18, causing a periodic change in refractive index between the electrodes 12 and 14. As shown in FIG. The light 56 having a specific wavelength is reflected. The reflection wavelength is determined by the period of change in the refractive index, that is, the thickness of the polymer layer 17 and the liquid crystal layer 18.
[0008]
On the other hand, when a sufficient voltage is applied between the electrodes 12 and 14, the liquid crystal is aligned in a direction perpendicular to the substrates 11 and 13, so that the refractive index of the polymer layer 17 and the liquid crystal layer 18 are equal. Thus, the periodic change in the refractive index between the electrodes 12 and 14 disappears, and all the incident light 55 is transmitted through the display element.
[0009]
As a manufacturing method of this reflection type display element, conventionally, a mixed liquid of liquid crystal and a photopolymerizable monomer is injected between the electrodes 12 and 14, and the mixed liquid is irradiated with laser light of the same phase with a predetermined wavelength. It is conceivable to form a liquid crystal layer 18 by polymerizing a photopolymerizable monomer to form a polymer layer 17 by this interference and depositing liquid crystal in a region other than the polymer layer 17.
[0010]
For example, SPIE Vol. 2152/303 ('94) “Development of photopolymer-liquid crystal composite materials for dynamic holographic applications” includes a mixture of electrodes 12 and 14 as shown in FIGS. 14A and 14B. Then, the laser beams 51 and 52 are irradiated from both sides of the substrates 13 and 11 as shown in FIG. 5A, or the laser beams 53 and 54 are irradiated from the substrate 13 side as shown in FIG. By doing so, it is shown that a multilayer film in which the polymer layers 17 and the liquid crystal layers 18 are alternately stacked is obtained as shown in FIG.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the reflective display element as shown in FIG. 14C, a polarizing plate, a color filter, and the like are not used, so that light loss is small. Further, as the periodic structure of the liquid crystal layer 18 and the polymer layer 17 is more uniform and the period of change in refractive index is more uniform, the intensity of the reflected light 56 is increased by multiple reflection, and a high luminance display can be obtained.
[0012]
As described above, in the conventional manufacturing method in which the mixed liquid of the liquid crystal and the photopolymerizable monomer is irradiated with laser light to form a multilayer film, the liquid crystal layer 18 and the polymer layer 17 have a relatively uniform thickness. The refractive index change period becomes relatively uniform, and a high reflectance is obtained.
[0013]
However, if the period of the refractive index change in the multilayer film is uniform, the reflected light intensity increases, but the reflected wavelength band becomes extremely narrow as shown by the broken line 8 in FIG. The corners are remarkably small, and there is a disadvantage that they are not suitable for practical use as a display device.
[0014]
Therefore, in the present invention, the reflection wavelength band is widened and the viewing angle is increased by providing a change in the refractive index change period in the multilayer film within a certain range.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The manufacturing method of the reflective display element of the present invention is roughly classified into the following first and second manufacturing methods.
[0017]
In the first manufacturing method of the present invention,
On the electrode side of the first substrate on which the electrodes are formed, a first medium layer and a second medium layer are alternately stacked one by one to form a multilayer film,
Next, an adhesive is applied to one or more sides excluding at least one side of the periphery of the multilayer film, and the electrode side of the second substrate on which the electrode is formed is adhered on the multilayer film,
Next, the material forming the second medium layer is eluted from the side of the multilayer film where the adhesive is not applied, and a material whose refractive index is changed by an electric field is injected into the elution part.
Next, the side of the multilayer film where the adhesive is not applied isBy glueSeal.
[0018]
In the second manufacturing method of the present invention,
On the electrode side of the first substrate on which the electrode is formed, the first medium layer and the second medium layer are alternately stacked one by one to form a multilayer film, and on the electrode side of the second substrate on which the electrode is formed, A multilayer film is formed by alternately laminating the first medium layer and the second medium layer one by one,
Next, an adhesive is applied to one or more sides excluding at least one side of the periphery of the multilayer film on the first substrate and the second substrate, and the first substrate and the second substrate are bonded to each other. Glue,
Next, the material forming the second medium layer is eluted from the side of the multilayer film where the adhesive is not applied, and a material whose refractive index is changed by an electric field is injected into the elution part.
Next, the side of the multilayer film where the adhesive is not applied isBy glueSeal.
[0019]
In the first or second manufacturing method, the first medium layer is formed of a photocurable resin, the second medium layer is initially formed of a thermosetting resin, and the thermosetting resin is eluted. In addition, a method of irradiating the multilayer film with light can be employed. In addition, liquid crystal can be used as a material whose refractive index changes. Further, by injecting the liquid crystal into the elution part from the same direction, the liquid crystal can be aligned in one direction by so-called flow alignment.
[0020]
[Action]
Take the above method,In the first or second manufacturing method of the present invention, the first medium layer and the second medium layer are initially formed in layers alternately by printing, transferring, or the like, respectively, of a photocurable resin and a thermosetting resin. As a result, each is formed with a uniform thickness.
[0021]
However, when the material such as the thermosetting resin is eluted by the elution condition when the material such as the thermosetting resin forming the second medium layer is eluted, the material such as the thermosetting resin A part of the material remains without being eluted, and a part of the material such as the photocurable resin forming the first medium layer is eluted, and the first medium layer made of the remaining material and the elution of the material The thickness of the elution part that has become a cavity is nonuniform within a certain range in each layer in the thickness direction of the multilayer film and in each part in the surface direction.
[0022]
Therefore, when a material such as liquid crystal whose refractive index changes due to an electric field is injected into the elution portion, the first medium layer made of the material remaining at the time of elution and the second medium made of a material whose refractive index changes due to the electric field such as liquid crystal. The period of the periodic structure with the medium layer, that is, the period of change in the refractive index of the multilayer film changes within a certain range in each layer in the thickness direction of the multilayer film and in each part in the surface direction. Therefore, the obtained display element has a wide reflection wavelength band and a wide viewing angle.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiments as Manufacturing Method and Display Element]
1-5 shows each process of one Embodiment of the manufacturing method of this invention.
[0024]
In this embodiment, first, as shown in FIG. 1A, a photocurable resin is printed on the electrode 12 of the substrate 11 on which the electrode 12 is formed on one side, leveled, and then dried. The first medium layer 21a is formed.
[0025]
The substrate 11 and the electrode 12 are light transmissive, and examples of the photocurable resin include UVR6105 (resin component) and UVI6990 (polymerization) which are cationic photocurable resins manufactured by Union Carbide Japan Co., Ltd. An initiator obtained by adding a diluent solvent can be used.
[0026]
As a printing method of the photocurable resin, for example, screen printing is used. In the screen printing, as shown in FIG. 7, the substrate 11 on which the electrode 12 is formed is placed on the pedestal 31, and the screen 32 on which the hole 32 a is formed is arranged to face the substrate 11, and the screen is removed by the scraper 33. Resin paste 34 is applied onto 32, squeegee 35 is used to push resin paste 34 out of hole 32 a of screen 32, and printing is performed on substrate 11. However, if the resin paste 34 is placed in the direction in which the resin paste 34 is pushed out by the squeegee 35, the scraper 33 may not be used.
[0027]
Usually, the film thickness printed by one screen printing is 0. It is several μm to several tens of μm. However, if a screen having a thin emulsion film or a plate-like screen (a thin film or fine line is obtained because the wires are not interwoven) is used as the screen 32, a printed material having a thinner film thickness can be obtained. Further, the printed film thickness varies depending on the form of the paste as the material. The film thickness of the material-soluble metalloorganic paste that does not contain fine particles is 0.2 μm or less, and the resin paste can make the printed film thickness thinner than the metalloorganic paste. Furthermore, if the resin component is diluted with a solvent or the solvent is evaporated, an arbitrary film thickness can be obtained.
[0028]
Here, the film thickness of the resin paste 34 of the photocurable resin is set to about 0.05 to 0.1 μm, and the first medium layer 21a for one layer is formed by one printing.
[0029]
Next, as shown in FIG. 1B, a thermosetting resin is printed on the first medium layer 21a, leveled, and dried to form the second medium layer 22a. As a thermosetting resin, what added the solvent for dilution to Toa Gosei Co., Ltd. S1017 can be used, for example.
[0030]
The thermosetting resin is also printed by screen printing as shown in FIG. 7, and the film thickness of the thermosetting resin paste 34 is set to about 0.05 to 0.1 μm. A two-medium layer 22a is formed.
[0031]
The reason why the thermosetting resin is dried is to evaporate the solvent component, and the thermosetting resin is dried at a temperature lower than the temperature at which the thermosetting resin is cured. After the drying, the surface of the second medium layer 22a is cured to the extent that the film of the second medium layer 22a is not affected by the solvent in the photo-curing resin to be printed next. However, the second medium layer 22a is not cured completely because the thermosetting resin is later eluted and liquid crystal is injected into the elution part.
[0032]
Next, as shown in FIG. 1C, a photocurable resin is printed on the second medium layer 22a, leveled, and then dried to form the first medium layer 21b. Next, as shown in FIG. 1D, a thermosetting resin is printed on the first medium layer 21b, leveled, and then dried to form the second medium layer 22b.
[0033]
In this way, as shown in FIG. 2 (A), the first medium layers 21a, 21b,... 21n and the second medium layers 22a, 22b,. Thus, a multilayer film is obtained.
[0034]
In practice, the total number of the first medium layers 21a, 21b,... 21n and the second medium layers 22a, 22b,. As the number of layers increases, the reflected light intensity of the obtained display element increases, but the number of steps also increases. Therefore, the number of stacked layers is determined in consideration of the reflected light intensity necessary for the display element.
[0035]
Next, in one or more sides excluding at least one side or more on the substrate 11, for example, as shown in FIG. 2B, two sides facing in a direction perpendicular to the paper surface of the figure are removed. The adhesive 25 is applied to the periphery of the multilayer film on the two sides facing in the left-right direction in the figure, and the electrode 14 side of the substrate 13 on which the electrode 14 is formed on one side is adhered on the multilayer film. The substrate 13 and the electrode 14 are also light transmissive.
[0036]
The first medium layers 21a, 21b,... 21n and the second medium layers 22a, 22b,... 22m can each be formed to have a uniform thickness by screen printing, so that the substrate 11 on which the multilayer film is formed on the electrode 12 and the electrode 14 are formed. The gap between the substrates 11 and 13 can be made uniform by simply pasting the formed substrate 13 with the adhesive 25.
[0037]
Next, as shown in FIG. 2C, light 27 such as ultraviolet rays is applied to the cell formed as shown in FIG. 2B, and the photo-curable resin forming the first medium layer 21 is cured. Irradiate with sufficient light. In this case, the photocurable resin is cured, but the thermosetting resin forming the second medium layer 22 is not cured. However, even if a part of the thermosetting resin is cured depending on the type of the thermosetting resin or the irradiation amount of the light 27, if a space for injecting liquid crystal is secured by eluting the remainder of the thermosetting resin, There is no particular problem.
[0038]
The above example is a case where all the multilayer films are formed on one substrate 11 and the two substrates 11 and 13 are bonded to each other. As shown in FIG. Alternatively, a part of the multilayer film may be formed on each other, and the two substrates 11 and 13 may be bonded together.
[0039]
That is, in this example, as shown in FIG. 3A, the first medium layer 21 made of a photocurable resin and the first medium layer made of a thermosetting resin are formed on the electrode 12 of the substrate 11 on which the electrode 12 is formed. The two medium layers 22 are alternately formed one by one by screen printing, and, for example, an adhesive 25A is applied to the periphery of the multilayer film on two sides of the substrate 11 facing in the left-right direction in FIG.
[0040]
At the same time or before and after this, as shown in FIG. 3B, the first medium layer 21 made of a photocurable resin and the heat on the electrode 14 of the substrate 13 on which the electrode 14 is formed, The second medium layers 22 made of a curable resin are alternately formed one layer at a time by screen printing. Similarly, the adhesive 25B is formed around the multilayer film on the two sides of the substrate 13 facing in the left-right direction in FIG. Apply. However, when the uppermost layer on the substrate 11 is the first medium layer 21, the uppermost layer on the substrate 13 is the second medium layer 22.
[0041]
Next, as shown in FIG. 3C, the side of the substrate 13 on which the multilayer film is formed is placed on the side of the substrate 11 on which the multilayer film is formed, and the substrate 11 and the substrate 13 are Bonding is performed using an adhesive 25 composed of adhesives 25A and 25B. Also in this case, since the first medium layer 21 and the second medium layer 22 can be formed to have a uniform thickness by screen printing, the gap between the substrates 11 and 13 can be increased by simply bonding the substrates 11 and 13 together. It can be made uniform.
[0042]
Next, as shown in FIG. 3C, the photocurable resin forming the first medium layer 21 is cured by irradiating the cell formed as described above with light 27 such as ultraviolet rays.
[0043]
After the photocurable resin is cured as shown in FIG. 2C or FIG. 3C, next, as shown in FIG. 4A, the cell is placed in the elution tank 41 containing the eluent 42. In the above example, the eluent 42 is infiltrated into the second medium layer 22 from the two sides facing in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. The thermosetting resin that forms the layer 22 and is not cured even when irradiated with light is eluted.
[0044]
As the eluent 42, an organic solvent or a low-concentration alkaline solution can be used. However, instead of immersing in the elution tank 41 containing the eluent 42, the thermosetting resin may be eluted by spraying the eluent on the cells.
[0045]
By eluting the thermosetting resin that forms the second medium layer 22 in this way, the cell is cured between the electrodes 12 and 14 on the substrates 11 and 13 as shown in FIG. The first medium layer 21 made of the photo-curing resin and the elution portion 23 in which the thermosetting resin is eluted to form a cavity in a layer shape are alternately stacked one by one.
[0046]
However, when the light 27 is irradiated as shown in FIG. 2 (C) or FIG. 3 (C), depending on the irradiation amount and the type of the thermosetting resin, a part of the thermosetting resin is cured, and the eluent 42, and the eluent 42 hardly completely penetrates into the second medium layer 22, and the second medium layer is formed in each layer in the thickness direction of the multilayer film and each part in the surface direction. As shown in FIG. 4C, the thickness of the elution portion 23 that becomes a cavity is in the thickness direction of the multilayer film. Each layer and each part in the surface direction are non-uniform within a certain range.
[0047]
Further, the first medium layer 21 which is a non-hollow part or a non-eluting part is also irradiated with light 27 as shown in FIG. 2C or FIG. Depending on the condition, a part of the photo-curing resin is not cured and is eluted by the eluent 42, or a part of the thermosetting resin that has formed the second medium layer 22 as described above is not eluted. As shown in FIG. 4C, the thickness of the multilayer film is assumed to be composed of a polymer in which some thermosetting resin is added to the photocurable resin that is the main material. Each layer in the thickness direction and each part in the surface direction are non-uniform within a certain range.
[0048]
Therefore, the period of the multilayer structure of the first medium layer 21 and the elution part 23 has a certain maximum value T2 and a minimum value in each layer in the thickness direction of the multilayer film and each part in the surface direction, as shown in FIG. It becomes non-uniform within the range of T1.
[0049]
Next, from the side where the cell adhesive 25 is not applied, in the above example, liquid crystal is injected into the elution portion 23 from two sides facing in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. As shown in (A), the second medium layer 22 made of liquid crystal is formed between the first medium layers 21 made of polymer, and then the side where the cell adhesive 25 is not applied is sealed with the adhesive. Then, a reflective display element is obtained in which the first medium layer 21 made of polymer and the second medium layer 22 made of liquid crystal are alternately laminated between the electrodes 12 and 14 one by one.
[0050]
When aligning the liquid crystal, it is possible to align the liquid crystal in one direction by so-called fluid alignment by injecting the liquid crystal from the same direction, that is, from one side where the cell adhesive 25 is not applied. it can.
[0051]
In the display element thus obtained, the cycle of the multilayer structure of the first medium layer 21 made of a polymer and the second medium layer 22 made of a liquid crystal has the first medium layer shown in FIG. Similar to the cycle of the multilayer structure of 21 and the elution part 23, as shown in FIG. 5B, the range between a certain maximum value T2 and minimum value T1 in each layer in the thickness direction of the multilayer film and each part in the surface direction. Becomes uneven.
[0052]
Therefore, in the obtained display element, the refractive index change period in the multilayer film changes within the range of T2 to T1, and the reflection wavelength changes correspondingly within the range of λ2 to λ1. As shown by the solid line 9, the reflection wavelength band becomes wider and the viewing angle becomes larger.
[0053]
As is apparent from the above description, the change width (T2-T1) of the period of change in the refractive index, and hence the reflection wavelength bandwidth (λ2-λ1), the irradiation conditions such as the irradiation amount of the light 27, the photocurable resin, and the like. It can be adjusted depending on the elution conditions such as the type of the thermosetting resin, the type of the eluent 42 and the elution time.
[0054]
If the reflection wavelength bandwidth is too wide, the reflected light intensity is significantly reduced and color blurring (color mixing) occurs. Conversely, if the reflection wavelength bandwidth is too narrow, the reflected light intensity increases, but the viewing angle. Becomes significantly smaller. Therefore, the reflection wavelength bandwidth is determined in consideration of the reflected light intensity or color blur and the viewing angle. In practice, when the reflection wavelength bandwidth is about 5 to 10% of the reflection center wavelength, color blurring is reduced and the viewing angle is increased.
[0055]
As described above, the method of irradiating the mixed liquid of the liquid crystal and the photopolymerizable monomer with laser light as in the past is to give the change period of the refractive index change in the multilayer film within the adjusted fixed range. In addition, it is difficult to realize by a method in which materials having different refractive indexes are simply printed or transferred alternately one by one, and can be realized only by the above-described method of the present invention.
[0056]
The first medium layer 21 made of a photocurable resin and the second medium layer 22 made of a thermosetting resin shown in FIG. 1 and FIG. 2 or FIG. 3 are not limited to screen printing, but by other printing methods. It can also be formed, or can be formed by transfer. In the case of transfer, the printed material is once applied to the transfer body and then transferred to the printed material.
[0057]
For example, as shown in FIG. 8, the substrate 11 on which the electrode 12 is formed is placed on a pedestal 31, the transfer material 39 is supplied from the transfer material supply roller 37 to the transfer body 38, and the transfer body 38 is rotated. Then, the transfer 39 is transferred onto the substrate 11. When the transfer body 38 rotates once and the transfer material 39 is exhausted, the transfer material 39 is supplied from the transfer material supply roller 37. However, it is desirable that the transfer to the substrate 11 is completed by one rotation of the transfer body 38. When the transfer member 38 has a small diameter and is transferred by rotating the transfer member 38 several times, the transfer member 38 is adjusted so that the rotation breaks overlap and there is no gap between the breaks.
[0058]
Even in such a transfer, the first medium layer 21 made of a photocurable resin and the second medium layer 22 made of a thermosetting resin can be formed to have uniform thicknesses. C) or FIG. 3C, the cell is irradiated with light 27 such as ultraviolet rays to cure the photocurable resin, and then the second medium is used as shown in FIGS. The thermosetting resin that forms the layer 22 is eluted, and liquid crystal is injected into the elution portion 23 to form a multilayer film of the first medium layer 21 made of polymer and the second medium layer 22 made of liquid crystal. Thus, the period of the multilayer structure becomes non-uniform within a certain range in each layer in the thickness direction and each part in the surface direction of the multilayer film.
[0059]
In the example described above, the adhesive 25 is applied to the two opposite sides of the multilayer film, and the thermosetting resin is eluted from the remaining two sides. The elution of the thermosetting resin is reliably performed in a short time. For this, it is desirable to apply the adhesive 25 only to one side of the multilayer film and to elute the thermosetting resin from the remaining three sides. However, in that case, there is a possibility that the three sides where the adhesive 25 is not applied are crushed by their own weight due to the elution of the thermosetting resin.
[0060]
In order to prevent this, for example, by adjusting the irradiation amount of the light 27, a part of the thermosetting resin forming the second medium layer 22 is cured as described above, or the second medium layer 22 is formed. What is necessary is just to mix some photocurable resin with the thermosetting resin to make, and to cure the photocurable resin.
[0061]
When a photocurable resin is mixed with a thermosetting resin, even if the cell is immersed in the eluent 42 after irradiation with the light 27, the photocurable resin is cross-linked and is not eluted. On the other hand, the thermosetting resin is not cross-linked by light and is dissolved in the eluent 42. In this way, the layer in which the photocurable resin is mixed with the thermosetting resin does not become a complete cavity due to the elution of the thermosetting resin, unlike the layer made only of the thermosetting resin, but in a chain shape. The crosslinked photo-curing resin remains, and there is no risk of the cells being crushed. The amount of the photocurable resin mixed with the thermosetting resin is desirably 0.5 or less with respect to the thermosetting resin.
[0062]
Since the multilayer film has a larger area than the thickness, when the photocurable resin forming the first medium layer 21 is cured and then the thermosetting resin forming the second medium layer 22 is eluted, the plane direction In some cases, the thermosetting resin cannot be sufficiently eluted up to the central part. In this case, when the light 27 is irradiated as shown in FIG. 2C or FIG. 3C, the light 27 may be irradiated through a mask having a predetermined pattern.
[0063]
For example, when the light 27 is irradiated through the stripe-shaped mask, the photocurable resin forming the first medium layer 21 is not cured in the pattern portion 29 of FIG. 9 located in the stripe portion of the mask. Is immersed in the eluent, the eluent easily enters the thermosetting resin forming the second medium layer 22 from the uncured portion of the photocurable resin, and the thermosetting resin is surely eluted. Is done. Therefore, it becomes easy to inject liquid crystal after elution.
[0064]
In this case, for example, if the width of the non-pattern portion, that is, the portion to be cured of the photocurable resin is 50 to 200 μm, and the width of the pattern portion 29, that is, the mask stripe width is 5 to 10 μm, the column of the pixels 1 The pattern portion 29 in between does not affect visually.
[0065]
A negative photo-curing resin as the first medium layer 21 and a positive photo-curing resin as the second medium layer 22 are alternately laminated one by one over a predetermined number to form a cell. , The negative photocurable resin forming the first medium layer 21 is cured, and then the uncured positive photocurable resin forming the second medium layer 22 is eluted, and the elution is performed. Liquid crystal may be injected into the portion 23. Further, in this case, the negative type photocurable resin is mixed with the positive type photocurable resin to form the second medium layer 22, and when the light 27 is irradiated, the negative type photocurable resin is cured. Thus, the cell can be prevented from being crushed when the positive-type photocurable resin is eluted.
[0066]
As the positive-type photocurable resin, for example, naphthoquinonediazide can be used. Naphthoquinonediazide forms a carbosyl group when irradiated with light and becomes soluble in an alkaline solution. Naphthoquinonediazide shows a pale yellow color, but it is eluted in the first place. Even if it remains insufficiently eluted, it is diluted with butyl carbitol acetate, etc., and since the film thickness is thin, it does not feel chromaticity. .
[0067]
FIGS. 10A and 10B show the display element obtained by the above method. Between the electrodes 12 and 14 on the substrates 11 and 13, the first medium layer 21 made of polymer and the second made of liquid crystal. The medium layer 22 has a multilayer film formed alternately, and as described above, the period of change in the refractive index in the multilayer film is changed within a certain range, the reflection wavelength band is widened, and the viewing angle Is enlarged.
[0068]
In this case, the refractive index of the liquid crystal (second medium layer 22) when no voltage is applied between the electrodes 12 and 14 as shown in FIG. 11A is n1, and the electrodes 12 and 14 as shown in FIG. The refractive index of the liquid crystal (second medium layer 22) when a sufficient voltage is applied across 14 is n2. However, n1 <n2. The refractive index n3 of the polymer (first medium layer 21) is, for example, n1 <n2 ≦ n3 in relation to the refractive indexes n1 and n2 of the liquid crystal.
[0069]
According to this, in the state where no voltage is applied between the electrodes 12 and 14 as shown in FIG. 4A, the difference in refractive index between the first medium layer 21 and the second medium layer 22 becomes large, The display element 10 reflects light 57 in a specific wavelength band in incident light (external light) 55 and transmits other light. The reflection center wavelength is determined by the center value of the refractive index change period, that is, the center value of the thicknesses of the first medium layer 21 and the second medium layer 22 for one period (one layer each).
[0070]
On the other hand, when a sufficient voltage is applied between the electrodes 12 and 14 as shown in FIG. 5B, the difference in refractive index between the first medium layer 21 and the second medium layer 22 becomes small. Thus, most of the incident light 55 is transmitted through the display element 10.
[0071]
In the case of n3 ≦ n1 <n2 instead of n1 <n2 ≦ n3, conversely, in the state where no voltage is applied between the electrodes 12 and 14, between the first medium layer 21 and the second medium layer 22 In the state where the difference in refractive index is small and most of the incident light 55 is transmitted through the display element 10 and a sufficient voltage is applied between the electrodes 12 and 14, the first medium layer 21 and the second medium layer 22 Accordingly, the display element 10 reflects the light 57 in the specific wavelength band in the incident light 55.
[0072]
In addition, even if n1 <n3 <n2, if n3 is close to n1 or n2, the state similarly changes depending on whether or not a sufficient voltage is applied between the electrodes 12 and 14.
[0073]
In addition, since the refractive index of the liquid crystal (second medium layer 22) changes according to the voltage applied between the electrodes 12 and 14, the reflection of the light 57 in a specific wavelength band can be achieved by continuously changing the voltage. The rate can be controlled continuously.
[0074]
[Embodiment as a full-color display device]
In the display element according to the present invention, by adjusting the center value of the thickness of the first medium layer 21 and the second medium layer 22 for one period, the reflection wavelength band can be set to the red, green, or blue wavelength region. it can. Therefore, a reflective full-color display device having a wide viewing angle can be realized by providing three display elements having reflection wavelength bands in the red, green, and blue wavelength regions, respectively.
[0075]
FIG. 11 shows an example of the reflection-type full-color display device. Display elements 10R, 10G, and 10B having the reflection wavelength bands in the red, green, and blue wavelength regions according to the present invention are arranged in one direction in the same plane. One pixel 1 is formed side by side. In this example, a black or gray layer 15 is formed on the side opposite to the incident side of external light.
[0076]
In the full-color display device of this example, when any one of the display elements 10R, 10G, and 10B of a certain pixel is in the reflective state, red, green, or blue is displayed in that pixel, and any two are in the reflective state. When displayed, cyan, magenta or yellow is displayed, and when all are reflected, white is displayed.
[0077]
Further, when all of the display elements 10R, 10G, and 10B are in the transmissive state, black is displayed. Even when the display elements 10R, 10G, and 10B are all in a transmissive state, a part of incident light is birefringent due to the above-described substrates 11 and 13, the electrodes 12 and 14, the first medium layer 21, and the second medium layer. As a result, the intensity of the transmitted light with respect to the incident light is significantly reduced, so that black is displayed even if the layer 15 is gray.
[0078]
The area of the display element of each color display color may not be uniform. For example, the area occupied by one pixel of a display element having a low reflected light intensity can be increased to compensate for low perceived luminance.
[0079]
FIG. 12 shows an example of this case, in which one pixel 1 is divided into four, and a display element 10R that reflects red color light in one region is arranged in one region located diagonally to this. A display element 10G that reflects green color light and a display element 10B that reflects blue color light are formed in the remaining two regions, respectively.
[0080]
FIG. 13 shows still another example of the reflection type full-color display device, in which display elements 10B, 10R, and 10G that reflect blue, red, and green light are laminated in this order from the side opposite to the incident side of external light. To do. A black or gray layer 15 is formed on the back surface of the display element 10B. By laminating the display elements in the above order, a clear full-color display can be achieved, but it is not always necessary to stack in this order.
[0081]
In the examples of FIGS. 11, 12, and 13, the contrast can be increased by forming the black or gray layer 15, but the layer 15 is not necessarily formed.
[0082]
【The invention's effect】
As mentioned above, the present inventionProduction methodAccording toA reflective display element having a wide reflection wavelength band and a wide viewing angle can be obtained reliably and easily, and the viewing angle and reflected light intensity can be arbitrarily adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a part of steps of a first example of a manufacturing method according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a part of the subsequent steps of the first example of the manufacturing method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a part of steps of a second example of the manufacturing method of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a part of subsequent steps common to the first and second examples of the manufacturing method of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a further subsequent step common to the first and second examples of the manufacturing method of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the wavelength-reflected light intensity characteristics of the display element of the present invention and a conventional display element.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a method of forming a medium layer by screen printing.
FIG. 8 is a diagram schematically showing a method of forming a medium layer by transfer.
FIG. 9 is a diagram showing a part of steps of another example of the manufacturing method of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the display element of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an example of a display device according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing another example of the display device of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing still another example of the display device of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing an example of a conventional manufacturing method and a display element obtained thereby.
[Explanation of symbols]
10, 10R, 10G, 10B Display element
11, 13 substrate
12,14 electrodes
15 Black or gray layer
21, 21a, 21b, 21n First medium layer
22, 22a, 22b, 22m Second medium layer
23 Elution part
25, 25A, 25B Adhesive
27 Irradiation light
29 Pattern section
41 Elution tank
42 Eluent

Claims (5)

電極が形成された第1基板の電極側に、第1媒質層と第2媒質層を一層ずつ交互に積層して多層膜を形成し、
次に、この多層膜の周辺の少なくとも一辺以上の辺を除いた一辺以上の辺に接着剤を塗布して、この多層膜上に、電極が形成された第2基板の電極側を接着し、
次に、上記多層膜の上記接着剤が塗布されていない辺から、上記第2媒質層を形成する材料を溶出させて、その溶出部に電界によって屈折率が変化する材料を注入し、
次に、上記多層膜の上記接着剤が塗布されていない辺を接着剤によって封止する、反射型表示素子の製造方法。
On the electrode side of the first substrate on which the electrodes are formed, a first medium layer and a second medium layer are alternately stacked one by one to form a multilayer film,
Next, an adhesive is applied to one or more sides excluding at least one side of the periphery of the multilayer film, and the electrode side of the second substrate on which the electrode is formed is adhered on the multilayer film,
Next, the material forming the second medium layer is eluted from the side of the multilayer film where the adhesive is not applied, and a material whose refractive index is changed by an electric field is injected into the elution part.
Next, a method for manufacturing a reflective display element, wherein a side of the multilayer film where the adhesive is not applied is sealed with an adhesive.
電極が形成された第1基板の電極側に、第1媒質層と第2媒質層を一層ずつ交互に積層して多層膜を形成するとともに、電極が形成された第2基板の電極側に、第1媒質層と第2媒質層を一層ずつ交互に積層して多層膜を形成し、
次に、上記第1基板上および上記第2基板上の多層膜の周辺の少なくとも一辺以上の辺を除いた一辺以上の辺に接着剤を塗布して、上記第1基板と上記第2基板を接着し、
次に、上記多層膜の上記接着剤が塗布されていない辺から、上記第2媒質層を形成する材料を溶出させて、その溶出部に電界によって屈折率が変化する材料を注入し、
次に、上記多層膜の上記接着剤が塗布されていない辺を接着剤によって封止する、反射型表示素子の製造方法。
On the electrode side of the first substrate on which the electrode is formed, the first medium layer and the second medium layer are alternately stacked one by one to form a multilayer film, and on the electrode side of the second substrate on which the electrode is formed, A multilayer film is formed by alternately laminating the first medium layer and the second medium layer one by one,
Next, an adhesive is applied to one or more sides excluding at least one side of the periphery of the multilayer film on the first substrate and the second substrate, and the first substrate and the second substrate are bonded to each other. Glue,
Next, the material forming the second medium layer is eluted from the side of the multilayer film where the adhesive is not applied, and a material whose refractive index is changed by an electric field is injected into the elution part.
Next, a method for manufacturing a reflective display element, wherein a side of the multilayer film where the adhesive is not applied is sealed with an adhesive.
請求項1または2の製造方法において、
上記第1媒質層を光硬化性樹脂により形成し、上記第2媒質層を当初は熱硬化性樹脂により形成して、その熱硬化性樹脂を溶出させる前に上記多層膜に光を照射することを特徴とする、反射型表示素子の製造方法。
In the manufacturing method of Claim 1 or 2 ,
The first medium layer is formed of a photocurable resin, the second medium layer is initially formed of a thermosetting resin, and the multilayer film is irradiated with light before the thermosetting resin is eluted. A method for producing a reflective display element, characterized in that:
請求項1,2または3の製造方法において、
上記屈折率が変化する材料として液晶を用いることを特徴とする、反射型表示素子の製造方法。
In the manufacturing method of Claim 1, 2, or 3 ,
A method for producing a reflective display element, characterized in that liquid crystal is used as the material whose refractive index changes.
請求項の製造方法において、
上記液晶を上記溶出部に同一方向から注入することを特徴とする、反射型表示素子の製造方法。
In the manufacturing method of Claim 4 ,
A method of manufacturing a reflective display element, wherein the liquid crystal is injected into the elution portion from the same direction.
JP14388597A 1997-06-02 1997-06-02 Method for manufacturing reflective display element Expired - Fee Related JP3629893B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14388597A JP3629893B2 (en) 1997-06-02 1997-06-02 Method for manufacturing reflective display element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14388597A JP3629893B2 (en) 1997-06-02 1997-06-02 Method for manufacturing reflective display element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10333592A JPH10333592A (en) 1998-12-18
JP3629893B2 true JP3629893B2 (en) 2005-03-16

Family

ID=15349297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14388597A Expired - Fee Related JP3629893B2 (en) 1997-06-02 1997-06-02 Method for manufacturing reflective display element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3629893B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10333592A (en) 1998-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100405126B1 (en) Resin-liquid crystal formed body, liquid crystal device, liquid crystal display comprising the same, and methods of manufacturing the same
US5986729A (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing the same
KR100206445B1 (en) Retardation film and manufacturing method thereof, and liquid crystal display element
JP2004515824A (en) Stacked liquid cell
US20020150698A1 (en) Liquid crystal composition, color filter and liquid crystal display device
US20020135720A1 (en) Liquid crystal display device and method for fabricating the same
KR100249331B1 (en) Process and apparatus for producing electrode plate and process for producing lcd including the plate
JP5453723B2 (en) Color filter for lateral electric field liquid crystal driving method and method for manufacturing the same
JP3629893B2 (en) Method for manufacturing reflective display element
JP3414189B2 (en) Reflection type color filter and method of manufacturing the same
JPH0895024A (en) Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display panel incorporating the same color filter
EP1445644A1 (en) Substrate with cholesteric layer and display having the substrate
WO2025076924A1 (en) Display panel and display device
JP3418354B2 (en) Resin / liquid crystal forming body, liquid crystal display device using the same, and manufacturing method thereof
JP3090077B2 (en) Liquid crystal optical element and manufacturing method thereof
JP3418353B2 (en) Resin / liquid crystal forming body, liquid crystal display device using the same, and manufacturing method thereof
JP3197702B2 (en) Optical element, method for forming the same, and optical device
JP4255557B2 (en) Manufacturing method of color filter for liquid crystal display
JPH11326911A (en) Reflection type liquid crystal display element and its production
KR20050049657A (en) Method of fabricating color filter substrate using less mask
JP2005181675A (en) Method for manufacturing transflective color liquid crystal display panel
KR100453366B1 (en) Manufacturing method of liquid crystal panel
JP2001142081A (en) Liquid crystal display
JP2000147516A (en) Liquid crystal optical modulation element and its manufacture
JP3275958B2 (en) Liquid crystal display device, its manufacturing method and its driving method

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20040526

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20040609

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040722

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040901

A521 Written amendment

Effective date: 20041027

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041207

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees