JPH05264989A - カラー液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 このカラー液晶表示素子は、強誘電性高分子
液晶を含む液晶材１を可撓性を有するフィルム状樹脂基
板２，３で挾持してなる液晶パネルの表示側と裏側の少
なくとも一方に偏光板４，５を配設し、さらに表示側又
は裏側の一方に可撓性を有するカラーフィルタ６を配設
した構成としてあり、好ましくは、表示側又は裏側の基
板と偏光板及びカラーフィルタを一体的に構成し、ま
た、カラー液晶表示素子の背面に可撓性を有するフィル
ム状のエレクトロ・ルミネセンス素子７をバックライト
として配設するか、もしくはカラー液晶表示素子の背面
に可撓性を有するフィルム状の反射板７を配設した構成
とする。 【効果】 大画面でありながら曲面状等の自由な形態と
することができ、しかも薄型で軽量なカラー液晶表示部
を有する各装置の出現を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶表示素子の
構成要素をすべて可撓性を有する材料とし、軽量かつ薄
型で、大画面表示，曲面表示を可能としたカラー液晶表
示素子に関し、例えば、自動車用インパネル，ＯＡ機器
等の各種情報表示体として利用できるカラー液晶表示素
子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶材料として強誘電性液晶を用
い、これを高度に配向制御し、かつこの液晶材料を電極
が配設された二枚の基板に挾持してなる液晶表示素子
が、電界等の外部刺激に対して高速応答性，コントラス
ト比等に優れるなどの優れた特性を有することなどから
注目され、盛んに研究されるようになってきた。そし
て、この場合の液晶表示素子用基板としては、ガラスが
一般的に使用され、今日に至っている。また、最近で
は、装置の薄型，軽量化を目的に、基板としてポリマー
フィルムを用いることも多く行なわれている。一方、表
示装置が人間の視覚に訴えるという性格をもつことか
ら、一般にカラー表示であることが好ましく、したがっ
て、カラー液晶表示素子の必要性はきわめて大きいもの
となっている。さらに、近年液晶パネルは大画面化の傾
向にあり、大面積でカラー表示可能な表示装置ができれ
ば、人間の感性に訴える効果は大きいものと考えられ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在実
用化されているカラー液晶表示素子は、低分子液晶をガ
ラス基板で挾持する構成となっているため、ガラスの自
重でセルギップが均一に行なえず表示むらを発生し、ま
た、ガラス基板の表面精度を高くするために高度の表面
研磨装置が必要となり、さらにはガラスの重量により素
子全体が大重量化するという問題があった。なお、特開
平２−２０４７７４号において、数枚のパネルを接続し
て大面積のパネルを構成するカラー液晶表示素子が提案
されている。しかしながら、特開平２−２０４７７４号
のものは個々のパネルを接続するときに位置合わせの精
度がかなり要求されるため、接続部において表示の不均
一が発生しやすく、また大面積になると接続部で折れた
り、湾曲してセルギップが不均一になり表示むらが発生
する等の問題があった。そして、いずれにしても従来の
カラー液晶表示素子は、画面を曲面化することができな
かった。

【０００４】本発明は上記の問題点にかんがみてなされ
たものであり、強誘電性高分子液晶の可撓性と大画面性
に着目し、基板を可撓性を有するフィルム状とするとと
もに、カラーフィルタも可撓性を有する構成とし、これ
により、強誘電性高分子液晶の可撓性と大画面性及び基
板とカラーフィルタの可撓性をそれぞれ結び付けること
により、両構成要素、特に強誘電性高分子液晶の特徴点
を最大限有効に活用したカラー液晶表示素子を提供する
ものである。すなわち、本発明は、いままで活用されて
いなかった強誘電性高分子液晶の最大の特徴を有効に活
用し、大画面であって、しかも形態を自由に選択できる
薄型かつ軽量なカラー液晶表示素子の提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のカラー液晶表示素子は、強誘電性高分子液晶を
含む液晶材を可撓性を有するフィルム状樹脂基板で挾持
してなる液晶パネルの表示側と裏側の少なくとも一方に
偏光板を配設し、さらに表示側又は裏側の一方に可撓性
を有するカラーフィルタを配設した構成としてあり、好
ましくは、表示側又は裏側の基板と偏光板及びカラーフ
ィルタを一体的に構成し、また、カラー液晶表示素子の
背面に可撓性を有するフィルム状のエレクトロ・ルミネ
センス素子をバックライトとして配設するか、もしくは
カラー液晶表示素子の背面に可撓性を有するフィルム状
の反射板を配設した構成としてある。

【０００６】

【作用】上記構成からなるカラー液晶表示素子によれ
ば、大画面でありながら曲面状等の自由な形態とするこ
とができ、しかも薄型で軽量なカラー液晶表示部を有す
る各装置の出現を可能とする。

【０００７】

【実施例】以下、本発明のカラー液晶表示素子の実施例
について説明する。図１は本発明の第一実施例であるカ
ラー液晶表示素子の部分断面図であり、強誘電性高分子
液晶材１を表示側及び裏側の二枚の可撓性を有する電極
付きのフィルム状樹脂基板２，３で挾持してある。ま
た、基板２，３のそれぞれ外側には表示側及び裏側の偏
光板４，５が配設してあり、さらに偏光板４の表示側に
カラーフィルタ６を配設してある。これら強誘電性高分
子液晶材１、可撓性を有する電極付きのフィルム状樹脂
基板２，３及び偏光板４，５及びカラーフィルタ６で液
晶パネルを形成している。この液晶パネルの背面、すな
わち裏側偏光板５の背面には、可撓性を有するフィルム
状のＥＬ素子もしくは可撓性を有するフィルム状の反射
板７を配設してある。液晶パネルとＥＬ素子もしくは反
射板７の接合は、例えば裏側偏光板５又はＥＬ素子もし
くは反射板７のそれぞれ対向（接合）する面のいずれか
一方の面に粘着処理を施しておき、これによって両者を
一体的に接合する。ＥＬ素子を配設したものは透過型の
カラー液晶表示素子となり、反射板を配設したものは反
射型のカラー液晶表示素子となる。なお、カラーフィル
タ６は裏側偏光板５の裏側に配設してもよい。

【０００８】図２（ａ），（ｂ）は本発明の第二実施例
であるカラー液晶表示素子の部分断面図と、基板部分の
拡大断面図である。第二実施例におけるカラー液晶表示
素子は、強誘電性高分子液晶材１を可撓性を有する電極
付きの基板２，３で挾持するとともに、これら基板２，
３の表示側及び裏側に偏光板４，５を配設してあり、偏
光板５の裏側にはＥＬ素子もしくは反射板７が配設して
ある。そして、本実施例の場合、図２（ｂ）に示すよう
に、表示側基板２の偏光板側（表示面側）にカラーフィ
ルタ６を一体的に接合し、また表示側基板２の液晶材１
側に透明電極８を一体的に接合した構成としてある。な
お、表示側の基板２に変えて裏側の基板３にカラーフィ
ルタ６を一体的に接合してもよい。この場合カラーフィ
ルタ６は基板３の偏光板５側に位置する。この第二実施
例におけるカラー液晶表示素子によると、電極パターン
とカラーフィルターのパターンが合致しているので、個
々の場合に必要な位置合わせが不要となる。

【０００９】図３（ａ），（ｂ）は本発明の第三実施例
であるカラー液晶表示素子の部分断面図と基板部分の拡
大断面図である。この第三実施例のカラー液晶表示素子
における液晶材１、基板２，３、偏光板４，５及びＥＬ
素子もしくは反射板７の配置は第二実施例のものと同じ
であるが、基板２におけるカラーフィルタ６の接合態様
が異なる。すなわち、図３（ｂ）に示すように、基板２
の液晶材１側に接合した電極８に、カラーフィルタ６を
積層して一体的に接合した構成としてある。なお、裏側
基板３の電極８にカラーフィルタ６を一体的に接しても
よい。この場合カラーフィルタ６は液晶材１の裏側に位
置する。この第三実施例におけるカラー液晶表示素子に
よると、電極パターンとカラーフィルターのパターンが
合致しているので、個々の場合に必要な位置合わせが不
要となる。

【００１０】図４（ａ），（ｂ）は本発明の第四実施例
であるカラー液晶表示素子の部分断面図と基板部分の拡
大断面図である。この第四実施例のカラー液晶表示素子
における液晶材１、基板２，３、偏光板４，５及びＥＬ
素子もしくは反射板７の配置は第二実施例のものと同じ
であるが、本実施例のカラー液晶表示素子は、図４
（ｂ）に示すように、カラーフィルタ６を偏光板４と一
体的に接合してある。すなわち、偏光板４の基板２側に
カラーフィルタ６を一体的に接合した構成としてある。
なお、裏側偏光板５の基板３側にカラーフィルタ６を一
体的に接合した構成としてもよい。この場合、カラーフ
ィルタ６は液晶材１の裏側に位置する。

【００１１】液晶材料としては、強誘電性高分子材料を
含んだ液晶材、例えば一種又は二種以上の強誘電性高分
子液晶、一種又は二種以上の強誘電性低分子液晶と一種
又は二種以上の強誘電性高分子液晶からなる強誘電性高
分子液晶、一種又は二種以上の強誘電性低分子液晶と一
種又は二種以上の他の高分子液晶等からなる強誘電性高
分子液晶などを挙げることができる。すなわち、前記強
誘電性高分子液晶としては、ポリマー分子自体が強誘電
性の液晶特性を示す強誘電性高分子液晶（ホモポリマー
またはコポリマーまたはそれらの混合物）、強誘電性高
分子液晶と他の高分子液晶及び／又は通常のポリマーと
の混合物、強誘電性高分子液晶と強誘電性低分子液晶と
の混合物、強誘電性高分子液晶と強誘電性低分子液晶と
高分子液晶及び／又は通常のポリマーとの混合物、ある
いは、これらと通常の低分子液晶との混合物などの、す
べての強誘電性を示す高分子液晶を使用することができ
る。前記強誘電性高分子液晶の中でも、例えば、カイラ
ルスメクチックＣ相をとる側鎖型強誘電性高分子液晶が
好適に使用される。

【００１２】強誘電性液晶化合物の例としては、デシロ
キシベンジリデン−Ｐ’−アミノ−２−メチルブチルシ
ンナメート（ＤＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベンジ
リデン−Ｐ’−アミノ−２−クロロプロピルシンナメー
ト（ＨＯＢＡＣＰＣ）および４−ｏ−（２−メチル）−
ブチルレゾルシリデン−４’−オクチルアニリン（ＭＢ
ＲＡ８）等が挙げられる。これらの材料を用いて、素子
を構成する場合、液晶化合物が、ＳｍＣ＊相又はＳｍＨ
＊相となるような温度状態に保持する、必要に応じて素
子をヒーターが埋め込まれた銅ブロック等により支持す
ることができる。また、本発明では前述のＳｍＣ＊，Ｓ
ｍＨ＊の他にカイラルスメクチックＦ相，Ｉ相，Ｊ相，
Ｇ相やＫ相で現われる強誘電性液晶を用いることも可能
である。また、強誘電性液晶組成物には、必要に応じ
て、接着剤，減粘剤，非液晶カイラル化合物，色素等が
含まれる。液晶層の厚さは、特に制限されないが２〜４
μｍとするのが好ましい。なお、基板上の透明導電膜
は、カラーフィルタ６のカラーパターンに対応して形成
してある。また、可撓性を有するフィルム状の透明樹脂
基板２，３としては、可撓性を有し透明性の材料であれ
ば、特に制限はない。例えば、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポ
リカーボネート（ＰＣ）などのプラスチックフィルムな
どを用いることができる。基板の厚みは０．２ｍｍ以下
であればよいが、通常、１０μｍ〜数ｍｍが好ましい。

【００１３】基板２，３の液晶材１側の片面には電極
（図示せず）が設けられているが、電極としては、透明
性を有する材料であれば特に制限されない。例えば、酸
化インジウム又は酸化インジウムと酸化錫との混合物か
らなるＩＴＯ膜等の透明電極が好適であり、通常これら
は上記の可撓性基板上に蒸着される。

【００１４】また、偏光板４，５としては、一般的に使
用されている、例えば、ポリビニールアルコール（ＰＵ
Ａ）のヨウ素系又は染料系からなるものを用いる。厚さ
は、可撓性をもたせる観点からすると０．２ｍｍ以下と
することが好ましい。

【００１５】バックライト用のＥＬ素子としては、例え
ば、分散側のＥＬ素子を用い、２ｍｍ以下の薄型，２０
０ｍｇ／ｃｍ2 以下の軽量，縦横の一辺が３００ｍｍ以
上の面積であって均一発光が可能及び形状を曲面とする
ことのできる可撓性のものを用いる。また、反射板とし
ては、一般的に使用されている例えば、アルミ等の金属
箔、金属箔とプラスチックフィルムを貼り合わせたもの
を用いる。厚さは、可撓性をもたせる観点からすると
０．２ｍｍ以下とすることが好ましい。

【００１６】カラーフィルタ６は、三原色である赤，
緑，黄（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のフィルタが繰り返し配列されて
構成されている。カラーフィルタ６の色素層の形成は、
通常、印刷機を用いてガラス基板上にＲＧＢ三原色のイ
ンキを印刷する印刷法、顔料を分散させた紫外線硬化型
レジストをガラス基板上に塗布し、フォトリソグラフィ
法によるマスク露光及び熱硬化をＲＧＢ三回繰返し色素
層を形成する分散法、ゼラチン上に染色防止膜としてレ
ジストをフォトリソグラフィ法により形成し、染料でＲ
ＧＢの各色毎に染色する染色法、電着ポリマーと顔料を
分散させ、基板上に形成された電極を利用して電着塗装
を行なう電着法、界面活性剤と顔料を分散させ、基板上
に形成された電極を利用して電解を行なうミセル電解
法、及び当出願人が開発した特開平２−１４６００１号
に示す方法等によって行なう。このカラーフィルタも、
厚さは、可撓性をもたせる観点からすると０.２ｍｍ以
下とすることが好ましい。

【００１７】カラー液晶表示素子の製造方法について説
明する。液晶表示素子 液晶材１の基板への塗布は、液晶材料を溶媒で溶いたり
加熱したりすることにより流動性を高め、これをマイク
ログラビア法、ダイレクトグラビア法等により、電極付
き基板の電極側の表面に均一な膜厚に塗布する方法が適
する。また、流動性を高めた液晶材料を岩石部材に含浸
させ、この含浸部材を電極付き基板の電極側の表面に押
し当てて移動しながら塗布する含浸塗布法（特開平２−
１０３２２号公報記載）も好適である。液晶の塗布は通
常、可撓性を有する裏側基板３へ行なう。

【００１８】次いで、基板の重ね合わせ工程では、形成
された液晶層１の上に、もう一方の表示側基板２を、液
晶層１と表示側基板２の電極側の表面とが接するように
重ね合わせる。そして、重ね合わせる基板２と液晶層１
の間に気泡が入らないように上下の基板２，３を重ね合
わせ、上下の基板２，３により液晶層１を均一な膜厚で
挾持する。このとき、重ね合わせる基板２を加熱するこ
とが好ましい。

【００１９】液晶材料は電極付き基板間に挾持される際
又はその後配向処理され、液晶組成物の液晶分子が一軸
水平配向していることが好ましい。配向処理の方法とし
ては、特に制限はなく、例えば、従来から良く知られた
ラビング法、斜方蒸着法、磁場印加法、温度勾配法など
を用いることができる。高分子液晶組成物を用いる場合
には、重ね合わせを行なった基板を加熱し、等方相−液
晶相間の相転移点より低い温度で上下の基板にずり剪断
をかけて液晶材料を配向処理し、液晶分子を配向させる
方法（特開平２−１０３２２号公報記載）が好適であ
る。なお、強誘電性高分子液晶組成物の場合、液晶組成
物が製膜性、力学的配向処理に対する配向性に優れてい
るので、長尺の電極付可撓性基板を用い、基板の電極面
上への液晶組成物の塗布、対向基板とのラミネート、曲
げ配向処理などの一連の連続的高速プロセスにより好適
に生産性よく製造することができる。次に、表示側及び
裏側の基板２，３の外側に少なくとも一方の偏光板５，
６を配設し、電界印加時のコントラストが最大となるよ
うにする。

【００２０】カラーフィルタ 第一実施例の場合、透明性を有するポリマーフィルム
（数１０μｍ〜数ｍｍ）上にＲ，Ｇ，Ｂのフィルタを形
成する。 第二実施例の場合、液晶を挾持する基板の一方の基板
の、電極と反対側の面にＲ，Ｇ，Ｂのフィルタを形成す
る。 第三実施例の場合、液晶を挾持する基板の一方の基板
の、電極上にＲ，Ｇ，Ｂのフィルタを形成する。 第四実施例の場合、いずれか一方の偏光板の基板側に
Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを形成する。

【００２１】カラー液晶表示素子 第一実施例の場合、上記液晶表示素子の表示側又は裏側
に上記カラーフィルタを配設してカラー液晶表示素子
を製造する。 第二実施例の場合、上記液晶表示素子の表示側又は裏側
基板のいずれか一方に上記カラーフィルタを接合して
カラー液晶表示素子を製造する。第三実施例の場合、カ
ラーフィルタを第二実施例の場合と同様に接合してカ
ラー液晶表示素子を製造する。第四実施例の場合、上記
液晶表示素子の表示側又は裏側偏光板のいずれか一方に
接合してカラー液晶表示素子を製造する。上述した第一
〜第四実施例のカラー液晶表示素子にＥＬ素子もしくは
反射板を配設することによって透過型もしくは反射型の
カラー液晶表示素子を製造する。

【００２２】上述したカラー液晶表示素子によると、強
誘電性高分子液晶を含む液晶表示素子とカラーフィルタ
を可撓性を有する材料で形成しているので、大画面素子
が可能で、しかも曲面表示も可能となる。また、第二〜
第四実施例のように、カラーフィルタを液晶表示素子の
構成要素上に形成した場合には素子構造が簡単となり、
製造工程を簡略化することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明のカラー液晶表示素
子によれば、軽量かつ薄型でありながら、大画面及び曲
面によるカラー表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第一実施例であるカラー液晶表
示素子の部分断面図である。

【図２】図２（ａ）と（ｂ）は本発明の第二実施例であ
るカラー液晶表示素子の部分断面図と、基板部分の拡大
断面図である。

【図３】図３（ａ）と（ｂ）は本発明の第三実施例であ
るカラー液晶表示素子の部分断面図と基板部分の拡大断
面図である。

【図４】図４（ａ）と（ｂ）は本発明の第四実施例であ
るカラー液晶表示素子の部分断面図と基板部分の拡大断
面図である。

【符号の説明】

１…液晶材 ２…表示側基板 ３…裏側基板 ４…表示側偏光板 ５…裏側基板 ６…カラーフィルタ ７…ＥＬ素子もしくは反射板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強誘電性高分子液晶を含む液晶材を可撓
   性を有するフィルム状樹脂基板で挾持してなる液晶パネ
   ルの表示側と裏側の少なくとも一方に偏光板を配設し、
   さらに表示側又は裏側の一方に可撓性を有するカラーフ
   ィルタを配設したことを特徴とするカラー液晶表示素
   子。
2. 【請求項２】 表示側又は裏側の基板と偏光板及びカラ
   ーフィルタを一体的に構成した請求項１記載のカラー液
   晶表示素子。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のカラー液晶表示素
   子の背面に可撓性を有するフィルム状のエレクトロ・ル
   ミネセンス素子をバックライトとして配設したことを特
   徴とするカラー液晶表示素子。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載のカラー液晶表示素
   子の背面に可撓性を有するフィルム状の反射板を配設し
   たことを特徴とするカラー液晶表示素子。