JPH1082986A

JPH1082986A - 反射型ゲストホスト液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1082986A
Application number: JP8279951A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Shigeno; 信行重野; Hideo Kataoka; 秀雄片岡; Tetsuo Urabe; 哲夫占部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-03-31
Also published as: US5830542A; KR980010972A

Abstract

(57)【要約】【課題】反射型ゲストホスト液晶表示装置に内蔵され
る四分の一波長板層の耐溶剤性を改善し、製造プロセス
を安定化する。【解決手段】反射型ゲストホスト液晶表示装置は入射
側に配置される基板１と、所定の間隙を介して基板１に
接合し反射側に配置される基板２とを用いて組立てられ
る。両基板１，２の間隙内にはゲストホスト液晶層３と
光反射層５と四分の一波長板層２１とが介在している。
ゲストホスト液晶層３は二色性色素７が添加されてお
り、基板１側に位置する。四分の一波長板層２１は基板
２側に位置しゲストホスト液晶層３と光反射層５の間に
介在する。基板１及び２には夫々ゲストホスト液晶層３
に電圧を印加する対向電極８及び画素電極９が形成され
ている。四分の一波長板層４は一軸配向された側鎖型液
晶性高分子からなり、側鎖に入るペンダントとして少な
くともビフェニルベンゾアートを有しており耐溶剤性が
改善されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は反射型ゲストホスト
液晶表示装置に関する。より詳しくは、四分の一波長板
層と光反射層とを内蔵して入射光の利用効率を改善した
集積型偏光変換ゲストホスト液晶表示装置に関する。更
に詳しくは、四分の一波長板層を構成する液晶性高分子
の組成に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積型偏光変換ゲストホスト液晶表示装
置は例えば特開平６−２２２３５１号公報に開示されて
おり、図６にその構造を模式的に示す。図示するよう
に、この反射型液晶表示装置１０１は基本的に、上下一
対の基板１０２及び１０３、ゲストホスト液晶層１０
４、二色性色素１０５、透明電極１０６及び１１０、配
向膜１０７及び１１１、光反射層１０８、四分の一波長
板層１０９等を含んでいる。上下一対の基板１０２及び
１０３は例えばガラス、石英、プラスチック等の絶縁性
を有する材料からなり、少くとも上側の基板１０２は透
光性を有する。基板１０２及び１０３の間隙には二色性
色素１０５を含むゲストホスト液晶層１０４が介在して
いる。この液晶層１０４はネマティック液晶分子１０４
ａを主体としている。これに含有された二色性色素１０
５はその分子の長軸に略平行な遷移双極子モーメントを
有する、所謂ｐ形色素である。上側の基板１０２の内表
面１０２ａには図示しないがスイッチング素子が形成さ
れている。透明電極１０６はマトリクス状にパタニング
された画素電極であって、対応するスイッチング素子に
より駆動される。スイッチング素子と画素電極１０６と
が形成された基板１０２の内表面１０２ａには、さらに
ポリイミド樹脂等からなる配向膜１０７が形成される。
この配向膜１０７の表面はラビング処理を施されてお
り、液晶分子１０４ａは水平配向している。一方、下側
の基板１０３の内表面１０３ａにはアルミニウム等から
なる光反射層１０８と四分の一波長板層１０９とがこの
順に形成されている。この四分の一波長板層１０９は例
えば一軸配向された液晶性高分子からなる。さらに、こ
の四分の一波長板層１０９の表面には透明電極１１０と
配向膜１１１がこの順に形成される。配向膜１１１は対
面する配向膜１０７と同様に、例えばポリイミド樹脂か
らなり、その表面はラビング処理を施されている。

【０００３】続いて反射型液晶表示装置１０１を用いて
白黒表示を行なう場合の動作を簡潔に説明する。電圧無
印加状態では液晶分子１０４ａは配向膜１０７及び１１
１のラビング方向に沿って水平に配向し、二色性色素１
０５も同様に配向する。上側の基板１０２側から入射し
た光がゲストホスト液晶層１０４に入射すると、入射光
の内二色性色素１０５の分子の長軸方向と平行な振動面
を持つ成分が二色性色素１０５によって吸収される。
又、二色性色素１０５の分子の長軸方向に対して垂直な
振動面を持つ入射光の成分はゲストホスト液晶層１０４
を通過し、下側の基板１０３の表面１０３ａに形成され
た四分の一波長板層１０９で円偏光とされ、光反射層１
０８で反射する。この時、反射光の偏光方向が逆回りと
なり、再び四分の一波長板層１０９を通過し、二色性色
素１０５の分子の長軸方向に対して平行な振動面を持つ
光となる。この光は二色性色素１０５によって吸収され
るので、略完全な黒色表示となる。一方、電圧印加時に
は液晶分子１０４ａは電界方向に沿って垂直に配向し、
二色性色素１０５も同様に配向する。上側の基板１０２
側から入射した光は二色性色素１０５によって吸収され
ずにゲストホスト液晶層１０４を通過し、四分の一波長
板層１０９で偏光されずに光反射層１０８で反射する。
反射した光は、再び四分の一波長板層１０９を通過し、
ゲストホスト液晶層１０４で吸収されずに出射する。従
って白色表示となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図６に示した従来構造
では、四分の一波長板層１０９として一軸配向された液
晶性高分子が用いられている。その上にはゲストホスト
液晶層１０４に対する配向膜１１１が形成されている。
この配向膜１１１は例えばポリイミド樹脂を溶解した溶
剤を塗工乾燥して形成される。しかしながら、従来の液
晶性高分子は耐溶剤性に劣っており、その上に塗工され
る配向溶剤によりダメージを受け、光学的な一軸異方性
を消失してしまい、四分の一波長板層としての機能が損
なわれるという課題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に
かかる反射型ゲストホスト液晶表示装置は基本的な構成
として、入射側に配置される第１基板と、所定の間隙を
介して該第１基板に接合し反射側に配置される第２基板
と、該間隙内で第１基板側に位置し二色性色素が添加さ
れたゲストホスト液晶層と、該間隙内で第２基板側に位
置する光反射層と、該ゲストホスト液晶層と該光反射層
の間に介在する四分の一波長板層と、該第１基板側及び
第２基板側に夫々形成され該ゲストホスト液晶層に電圧
を印加する電極とを備えている。特徴事項として、前記
四分の一波長板層は一軸配向された側鎖型液晶性高分子
からなり、側鎖に入るペンダントとして少くともビフェ
ニルベンゾアートを有する。場合によっては、前記側鎖
型液晶性高分子は、ペンダントとしてビフェニルベンゾ
アートに加えメトキシビフェニルを有する。好ましく
は、前記側鎖型液晶性高分子は、ペンダントの合計量に
対するメトキシビフェニルの割合が５０％以下に制限さ
れている。或いは、前記側鎖型液晶性高分子は、ペンダ
ントとしてビフェニルベンゾアートに加えトランス−４
−（４′メトキシメチルシクロヘキシル）メトキシフェ
ニルベンゾアートを有する。好ましくは、前記側鎖型液
晶性高分子は、ペンダントの合計量に対するトランス−
４−（４′メトキシメチルシクロヘキシル）メトキシフ
ェニルベンゾアートの割合が２０％〜５０％に制限され
ている。

【０００６】本発明によれば、四分の一波長板層はペン
ダントとして少くともビフェニルベンゾアートを有する
側鎖型液晶性高分子を用いており、耐溶剤性に優れてい
る。具体的には四分の一波長板層の表面に接してゲスト
ホスト液晶層に対する有機配向膜を形成する為に十分な
耐溶剤性を備えている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の最良
な実施形態を詳細に説明する。図１は本発明にかかる反
射型ゲストホスト液晶表示装置の基本的な構成を示す部
分断面図である。図示するように、本装置は集積型偏光
変換ゲストホスト液晶表示装置であり、入射側に配置さ
れる第１の基板１と、所定の間隙を介して基板１に接合
し反射側に配置される第２の基板２とを用いて組立てら
れている。両基板１，２の間隙内には少くともゲストホ
スト液晶層３と、四分の一波長板層４と、光反射層５と
が介在している。ゲストホスト液晶層３は間隙内で入射
側の基板１側に位置し、垂直配向したネマティック液晶
分子６と二色性色素７を含んでいる。光反射層５は間隙
内で反射側の基板２側に位置する。四分の一波長板層４
はゲストホスト層３と光反射層５の間に介在する。入射
側の基板１の内表面には対向電極８が形成され、反射側
の基板２の内表面には画素電極９が形成されており、両
者の間に保持されたゲストホスト液晶層３に信号電圧を
印加する。尚、これらの電極８，９の表面は夫々配向膜
１０，１１で被覆されており、前述したようにゲストホ
スト液晶層３を垂直配向する。電圧無印加ではゲストホ
スト液晶表示装置は透過状態にあり、電圧印加では着色
状態に変化する。尚、本例ではゲストホスト液晶層３が
垂直配向されているが、これに変えて図６に示したよう
に水平配向を選択してもよい。

【０００８】本ゲストホスト液晶表示装置はアクティブ
マトリクス型であり、反射側の基板２には画素電極９の
スイッチング駆動用に薄膜トランジスタ１２が集積形成
されている。薄膜トランジスタ１２はボトムゲート型で
あり、下から順にゲート電極１３、ゲート絶縁膜１４、
半導体薄膜１５、ストッパ１６を積層したものである。
この薄膜トランジスタ１２は層間絶縁膜１７により被覆
されており、その上にはソース電極１８及びドレイン電
極１９がパタニング形成され、コンタクトホールを介し
て薄膜トランジスタ１２に接続する。前述した光反射層
５も層間絶縁膜１７の上にパタニング形成されておりド
レイン電極１９と同電位である。薄膜トランジスタ１２
及び凹凸を有する光反射層５は平坦化層２０で被覆され
ており、その上に下地配向層２１を介して上述した四分
の一波長板層４が成膜されている。さらに、四分の一波
長板層４の上にパタニング形成された画素電極９は、四
分の一波長板層４及び平坦化層２０に開口したコンタク
トホール２２を介してドレイン電極１９に電気接続して
いる。このコンタクトホール２２の開口処理は例えばポ
ジ型のフォトレジストを用いたフォトリソグラフィ及び
エッチングにより行なわれる。又、配向膜１１は画素電
極９及び四分の一波長板層４の表面にポリイミド等を溶
解した配向溶剤を塗工して形成される。

【０００９】本発明の特徴事項として、四分の一波長板
層４は一軸配向された側鎖型液晶性高分子からなり、側
鎖に入るペンダントとして少くともビフェニルベンゾア
ートを有する。場合によっては、この側鎖型液晶性高分
子はペンダントとしてビフェニルベンゾアートに加えメ
トキシビフェニルを有するものであってもよい。この場
合、側鎖型液晶性高分子はペンダントの合計量に対する
メトキシビフェニルの割合を５０％以下に制限すること
が好ましい。或いは、この側鎖型液晶性高分子はペンダ
ントとしてビフェニルベンゾアートに加えトランス−４
−（４′メトキシメチルシクロヘキシル）メトキシフェ
ニルベンゾアートを有するものであってもよい。この場
合、側鎖型液晶性高分子はペンダントの合計量に対する
トランス−４−（４′メトキシメチルシクロヘキシル）
メトキシフェニルベンゾアートの割合を２０％〜５０％
に制限することが好ましい。このような組成の側鎖型液
晶性高分子を用いることにより、四分の一波長板層４の
耐溶剤性を顕著に改善できる。従って、コンタクトホー
ル２２を開口する為、四分の一波長板層４の表面にフォ
トレジストを塗布しても、四分の一波長板層４が溶解し
たりその一軸配向性が損なわれることがない。又、四分
の一波長板層４の表面に有機配向膜１１を塗工しても溶
解したり一軸配向性が損なわれることがない。

【００１０】図２は側鎖型液晶性高分子の化学構造を示
す模式図である。（Ｉ）は側鎖に入るペンダントとして
ビフェニルベンゾアートを有する液晶性高分子を示して
いる。即ち、アルキル主鎖には所定の間隔で側鎖が結合
している（図では１個の側鎖のみ示している）。この側
鎖のスペース長は炭素数で６となっているが、本発明は
これに限られるものではない。この側鎖の先端にペンダ
ントとしてビフェニルベンゾアートが結合している。

【００１１】（II）はペンダントとしてビフェニルベン
ゾアートに加えメトキシビフェニルを有する側鎖型液晶
性高分子を表わしている。メトキシビフェニルが結合す
る側鎖のスペース長は炭素数で２個となっているが本発
明はこれに限られるものではない。上述した（Ｉ）型及
び(II)型の液晶性高分子は耐溶剤性に優れている。

【００１２】これに対し、（III)は参考例として、メト
キシフェニルベンゾアートをペンダントとして持つ側鎖
型液晶性高分子を示している。側鎖はスペース長が炭素
数で２個と６個のものを主鎖に結合している。（III)型
は、（Ｉ）型及び（II）型に比べ耐溶剤性に劣る。従っ
て、（III)型の液晶性高分子を図１に示す四分の一波長
板層４として用いると、有機配向膜１１の溶媒によって
ダメージを受け光学的一軸異方性を消失してしまう。あ
るいは、コンタクトホール２２を形成する時に用いられ
るフォトレジストの溶媒によってダメージを受ける恐れ
がある。このダメージを防ぐ為には、例えば四分の一波
長板層４の表面に予めアクリル系の樹脂等によるバッフ
ァ層をコーティングする必要がある。しかしながら、バ
ッファ層を形成する為プロセスが増加するという欠点が
ある。又、バッファ層の厚み分だけコンタクトホール２
２が深くなり画素電極９とドレイン電極１９との電気接
続が取りにくくなる。さらに、バッファ層の光吸収によ
り反射型ゲストホスト液晶表示装置の明るさが減少する
等の問題が生じる。これに対し、耐溶剤性に優れた
（Ｉ）型あるいは（II）型の液晶性高分子を用いれば、
バッファ層が不要になる為上述した問題は全て解消でき
る。

【００１３】次に、図３及び図４を参照して、図１に示
した反射型ゲストホスト液晶表示装置の製造方法を詳細
に説明する。先ず図３の工程（Ａ）に示すように、絶縁
性の基板２の表面に薄膜トランジスタ１２を集積形成す
る。さらに、この薄膜トランジスタ１２を層間絶縁膜１
７で被覆する。工程（Ｂ）に進み、層間絶縁膜１７の上
に光反射層５を形成する。この光反射層５は凹凸面を有
しており、光散乱性であって、表示色を所謂ホワイトペ
ーパーにすることができる。同時に、薄膜トランジスタ
１２と接続するソース電極１８及びドレイン電極１９を
パタニング形成する。工程（Ｃ）に進み、薄膜トランジ
スタ１２及び凹凸を有する光反射層５を透明なアクリル
樹脂等からなる平坦化層２０で被覆する。その表面に下
地配向層２１を形成する。この下地配向層２１は例えば
ラビング処理されたポリイミド膜からなり、四分の一波
長板層に対して所望の一軸配向性を付与する機能を有す
る。工程（Ｄ）に進み、下地配向層２１の上に四分の一
波長板層４を形成する。前述したように、この四分の一
波長板層４は図２に示した（Ｉ）型又は（II）型の液晶
性高分子からなり優れた耐溶剤性を有する。

【００１４】図４の工程（Ｅ）に進み、四分の一波長板
層４の表面に例えばポシ型のフォトレジスト４ａを塗布
する。このフォトレジスト４ａを露光現像し、ドレイン
電極１９に整合した窓４ｂを設ける。この時、四分の一
波長板層４は十分な耐溶剤性を備えており、フォトレジ
スト４ａの塗膜に含まれた溶媒に対して溶解することが
ない。工程（Ｆ）に進み、パタニングされたフォトレジ
ストをマスクとしてエッチングを行ない、四分の一波長
板層４、下地配向層２１及び平坦化層２０を貫通してド
レイン電極１９に連通するコンタクトホール２２を開口
する。このエッチングでは有機溶剤を用いたウェットエ
ッチング又は酸素プラズマの照射によるドライエッチン
グを採用することができる。工程（Ｇ）に進み、四分の
一波長板層４の表面にＩＴＯ等からなる透明導電膜を成
膜する。さらに、この透明導電膜をパタニングして画素
電極９に加工する。この結果、画素電極９はコンタクト
ホール２２を介して薄膜トランジスタ１２のドレイン電
極１９に接続される。尚、透明導電膜のパタニングは例
えば無機エッチング液を用いるので、四分の一波長板層
４に対して悪影響を及ぼすことはない。最後に工程
（Ｈ）に進み、画素電極９の表面及び四分の一波長板層
４の露出した表面に対して有機配向膜１１を塗工する。
具体的には、ポリイミドを溶解した配向溶剤を塗布及び
乾燥して配向膜１１とする。この時、四分の一波長板層
４を構成する液晶性高分子は十分な耐溶剤性を備えてお
り、配向溶剤に含まれる溶媒に溶解することがない。こ
の後、予め対向電極及び配向膜を成膜した入射側の基板
を所定の間隙で反射側の基板２に接合し、この間隙にゲ
ストホスト液晶を注入すれば、図１に示した反射型ゲス
トホスト液晶表示装置の完成となる。

【００１５】図５を参照して四分の一波長板層の形成方
法を詳細に説明する。尚、図５では理解を容易にする為
基板表面に直接四分の一波長板層を成膜する場合を例に
挙げている。まず配向工程（Ａ）を行ない、ガラスや石
英等の絶縁性を有する基板５１の表面を所定の配向方向
に沿って配向処理する。例えば、基板５１の表面にポリ
イミドフィルムを成膜した後、配向方向に沿ってこのポ
リイミドフィルムをラビングすればよい。場合によって
は、基板５１の表面を直にラビングしてもよい。次に成
膜工程（Ｂ）を行ない、側鎖型液晶性高分子５２を所定
の膜厚で基板５１の上に塗工する。本例では側鎖型液晶
性高分子５２として図２に示した（Ｉ）型の組成を用い
ており、ペンダントとしてビフェニルベンゾアートを備
えている。この側鎖型液晶性高分子は所定の転位点を境
にして高温側の液相と低温側の液晶相との間を相転移す
る。（Ｉ）型の液晶性高分子を適当な溶媒に溶解させ、
スピンコート、ワイヤコートあるいは各種の印刷等によ
り、既に配向処理を施された基板５１の表面に塗布す
る。溶媒としては、例えばシクロヘキサノンとメチルエ
チルケトン（ＭＥＫ）を８：２の割合で混合した溶液を
使用することができる。スピンコートを行なう場合、溶
液の濃度やスピン回転数の条件を適宜設定して、形成さ
れる塗膜の厚みが可視光領域でλ／４（λは入射光の波
長を表わす）の位相差を生じさせるようにする。液晶性
高分子５２の溶液を塗工した後溶媒が蒸発するのに十分
な温度で加熱乾燥する。最後に温度処理工程（Ｃ）を行
ない、基板５１を一旦転位点以上に加熱した後転位点以
下の室温まで徐冷し、成膜された液晶性高分子５２を配
向方向に整列させて四分の一波長板層５３を形成する。
この四分の一波長板層５３は一軸光学薄膜である。尚、
場合によっては液晶相で一定時間放置することにより所
望の一軸配向を得ることも可能である。図示するよう
に、成膜段階では液晶性高分子５２に含まれる液晶分子
のペンダントはランダムな整列状態にあるのに対し、温
度処理工程後では液晶分子は配向方向に沿って整列し、
所望の一軸光学異方性が得られる。（Ｉ）型の液晶性高
分子を用いて形成された四分の一波長板層５３は図４の
（Ｅ）に示したポジ型のフォトレジスト４ａや（Ｈ）に
示した有機配向膜１１に対して優れた耐溶剤性を備えて
いる。例えば、溶媒として乳酸エチル、酢酸ブチルを使
用したポジ型のフォトレジストに対しては約６０℃程度
まで不溶となる。又、有機配向膜の塗膜材料としてポリ
イミドをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶かした溶
剤に対しては約３５℃まで不溶となる。従って、図４の
（Ｅ）に示した工程では、ポジ型のフォトレジスタ４ａ
の溶液を塗工した後６０℃以下の温度で乾燥することに
より、何等バッファ層を用いることなく直接四分の一波
長板層４の上にフォトレジスト４ａを形成可能である。
さらに図４の（Ｈ）に示す工程では、有機配向膜１１の
溶液を塗工した後例えば３０℃で真空ベイクし、溶媒を
十分に蒸発させてやることで、バッファ層なしに四分の
一波長板層４の上に直接有機配向膜１１を成膜すること
が可能である。尚、低温で十分に真空ベイクすれば、そ
の後１００℃程度の高温でベイクすることにより溶媒の
蒸発をさらに促進することも可能である。

【００１６】図２に示した（II）型の液晶性高分子につ
いても、（Ｉ）型と同様に図５に示した方法で成膜する
ことができる。但し、ビフェニルベンゾアートにメトキ
シビフェニルを加えた（II）型の液晶性高分子材料の場
合、その特性は両者の共重合比に大きく依存する。例え
ば、分子量約２００００の場合、メトキシビフェニルの
割合が約７０％以上になると液晶性高分子のプレチルト
が約６０°を超えて非常に大きくなる領域が発生する。
さらに、８０％以上になるとシクロヘキサノンやＭＥＫ
に対して難溶もしくは不溶となる為、毒性の高い１，
１，２，２−テトラクロロエタン等のハロゲン系溶媒や
フェノール等を使わざるを得なくなる。この為、現実的
には５０％以下の共重合比で使用することが望ましい。
この５０％以下の範囲においては、メトキシビフェニル
の割合が増加するに従ってポジ型のレジストに対する溶
解温度が上昇する一方、逆に有機配向膜の溶液に対する
溶解温度が低下する。例えば、５０％の場合には、ポジ
型のレジストに対して約１００℃程度まで不溶となる一
方、有機配向膜の溶剤に対しては２２℃以下の範囲でし
か不溶とならない。従って、ポジ型のレジストについて
は真空ベイクのプロセスを行なうことなく例えば１００
℃程度の高温でのベイクが可能になる。又、有機配向膜
の溶液についても１５℃〜１８℃で４時間程真空ベイク
し、その後１００℃でベイクしてやれば問題なく成膜可
能である。

【００１７】図７は、反射型ゲストホスト液晶表示装置
に組み込まれる四分の一波長板層を構成する側鎖型液晶
性高分子の他の実施例の化学構造を表わしている。この
（IV）型の液晶高分子は、ペンダントとしてビフェニル
ベンゾアートに加えトランス−４−（４′メトキシメチ
ルシクロヘキシル）メトキシフェニルベンゾアートを有
している。好ましくは、ペンダントの合計量に対するト
ランス−４−（４′メトキシメチルシクロヘキシル）メ
トキシフェニルベンゾアートの割合が２０％〜５０％に
制限されている。図７と図２を比較すれば明らかなよう
に、この（IV）型の液晶性高分子は、（II）型の液晶性
高分子に導入された側鎖メトキシビフェニルに代え、側
鎖トランス−４−（４′メトキシメチルシクロヘキシ
ル）メトキシフェニルベンゾアートを導入したものであ
る。前述したように、参考例として掲げた(III）型の液
晶性高分子はメトキシフェニルベンゾアートを側鎖とし
て有する。しかしながら、この(III）型の液晶性高分子
はゲストホスト液晶層の配向剤として用いるポリイミド
溶液に可溶である為、アクリル樹脂等で保護する必要が
ある。これに伴う保護層のプロセス増加、透過率の低
下、コンタクトホールのパタニング不良等が発生する。
又、固体相（ガラス相）と液晶相との間の転位点が６
８．５℃と低く、その後のプロセスをこれ以下の温度で
実施する必要がある。これらの問題点を改善する為、図
２に示した（Ｉ）型や（II）型の液晶性高分子を開発し
た。前述したように、（Ｉ）型の液晶性高分子はビフェ
ニルベンゾアートを側鎖として有する。又、（II）型の
液晶性高分子はビフェニルベンゾアートに加えメトキシ
ビフェニルを側鎖として有する。側鎖として少くともビ
フェニルベンゾアートを加えることにより液晶性高分子
の耐溶剤性を顕著に改善することができた。しかしなが
ら、（Ｉ）型や（II）型の液晶性高分子はガラス相と液
晶相との間の相転位点が約１１０℃とまだまだ低い為、
後工程のプロセス温度が制限を受け実際には使い難い場
合もある。例えば、一対のガラス基板を貼り合わせる為
のシール材として紫外線硬化型の接着剤しか使用できな
い状況である。又、（Ｉ）型及び（II）型の液晶性高分
子では、先ずガラス相からスメクティック液晶相に転位
し、更にネマティック液晶相に転位した後液相（等方
相）に移行する。この為、液晶相の転位温度範囲が広
く、８０℃〜９０℃からリターデーションの変化が起こ
る。尚、リターデーションは四分の一波長板層の厚みと
屈折率異方性の積とで決まる量であり、四分の一波長板
層の偏光変換機能に大きな影響を与える。

【００１８】そこで、本実施例では（Ｉ）型及び（II）
型の液晶性高分子の長所を維持しつつ一層の特性改善を
図る為、図７に示した（IV）型の液晶性高分子を四分の
一波長板層として用いる。前述したように（IV）型の液
晶性高分子はビフェニルベンゾアートに加えトランス−
４−（４′メトキシメチルシクロヘキシル）メトキシフ
ェニルベンゾアートを側鎖として導入している。本実施
例では一方の側鎖ビフェニルベンゾアートのスペース長
は６であり、他方の側鎖トランス−４−（４′メトキシ
メチルシクロヘキシル）メトキシフェニルベンゾアート
のスペース長は２となっている。この（IV）型の液晶性
高分子はガラス相から液晶相への転位点が１２９．４℃
であり、（Ｉ）型及び（II）型の液晶性高分子よりも高
い。従って、後工程で一対のガラス基板を接着剤により
貼り合わせる場合、１２０℃程度の処理温度が可能とな
り、紫外線硬化型の接着剤(シール材)よりも信頼性の優
れた接着剤を使用することができる。例えば、紫外線硬
化処理と熱硬化処理を併用する接着剤を使用することが
可能になる。或いは、熱硬化型の接着剤を使用すること
もできる。更に、（Ｉ）型及び（II）型の液晶性高分子
と異なり、この（IV）型の液晶性高分子はガラス相から
スメクティック液晶相を経ることなくネマティック液晶
相へ直接転位する為、相転位温度の幅が狭く安定した光
学特性が期待できる。

【００１９】尚、図７に示した（IV）型の液晶性高分子
はビフェニルベンゾアートとトランス−４−（４′メト
キシメチルシクロヘキシル）メトキシフェニルベンゾア
ートを１対１の共重合比でアルキル主鎖に導入したもの
である。しかしながら、この共重合比は適宜変化させる
ことも可能である。但し、トランス−４−（４′メトキ
シメチルシクロヘキシル）メトキシフェニルベンゾアー
トの割合が２０％以下になるとスメクティック液晶相が
発現する。逆に、トランス−４−（４′メトキシメチル
シクロヘキシル）メトキシフェニルベンゾアートの割合
を５０％以上に増やすと配向性が低下する。この為、ペ
ンダントの合計量に対するトランス−４−（４′メトキ
シメチルシクロヘキシル）メトキシフェニルベンゾアー
トの割合は２０％〜５０％に制限することが好ましい。

【００２０】（IV）型の液晶性高分子は（Ｉ）型及び
（II）型の液晶性高分子と同様に優れた耐溶剤性を備え
ており、図３及び図４に示した工程に従って四分の一波
長板層を形成することができる。具体的には、（IV）型
の液晶性高分子を塗剤とする為適当な溶媒に溶解する。
溶媒としては、例えばシクロヘキサノンとメチルエチル
ケトンを８対２の割合で混合した溶液を用いることがで
きる。この塗剤をスピンコート、ワイヤコート、印刷等
により既に配向処理を施された基板上に塗布する。これ
を溶媒が蒸発するのに十分な温度でベイクする。その
後、液相からガラス相に徐冷することで良配向が得られ
る。或いは、液晶相で一定時間放置することで良配向が
得られる。この液晶性高分子を用いることにより、四分
の一波長板層のパタニングに用いるポジレジストに対し
て６０℃程度まで不溶となる。尚、このポジレジストは
溶媒として硫酸エチルや酢酸ブチルを用いている。又、
この液晶性高分子はゲストホスト液晶層の配向材として
用いるポリイミド溶液に対して約３５℃まで不溶とな
る。このポリイミド溶液は溶媒として主にＮＭＰを使用
している。四分の一波長板層の上にゲストホスト液晶層
に対する配向膜を成膜する場合、液晶性高分子の溶解温
度より低い温度（例えば３０℃）で、塗工されたポリイ
ミドの溶液を真空ベイクし溶媒を十分蒸発させる。この
後、１００℃程度で更に真空ベイクしてやれば、保護層
（バッファ層）を用いることなくポリイミドの配向膜を
四分の一波長板層の上に直接形成することが可能であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集積型偏光変換ゲストホスト液晶表示装置において、四
分の一波長板層は一軸配向された側鎖型液晶性高分子か
らなり、側鎖に入るペンダントとして少くともビフェニ
ルベンゾアートを有する材料を用いている。これによ
り、四分の一波長板層の耐溶剤性が顕著に改善でき、何
らバッファ層を設けることなく四分の一波長板層の上に
直接フォトレジストや有機配向膜を成膜可能である。こ
の為、集積型偏光変換ゲストホスト液晶表示装置の製造
プロセスを簡略化及び安定化できるとともに、バッファ
層を除くことで表示明度を改善することが可能になる。
又、側鎖型液晶性高分子のペンダントとしてビフェニル
ベンゾアートに加えメトキシビフェニルを導入すること
により、フォトレジストに対する耐溶剤性を一層改善で
きる。更に、ビフェニルベンゾアートに加えトランス−
４−（４′メトキシメチルシクロヘキシル）メトキシフ
ェニルベンゾアートを側鎖として導入することにより、
液晶性高分子の相転位温度を高めることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる反射型ゲストホスト液晶表示装
置の構成を示す部分断面図である。

【図２】反射型ゲストホスト液晶表示装置に組み込まれ
る四分の一波長板層を構成する側鎖型液晶性高分子の化
学構造を示す模式図である。

【図３】図１に示した反射型ゲストホスト液晶表示装置
の製造方法を示す工程図である。

【図４】同じく製造方法を示す工程図である。

【図５】四分の一波長板層の成膜方法を示す工程図であ
る。

【図６】従来の反射型ゲストホスト液晶表示装置の一例
を示す部分断面図である。

【図７】反射型ゲストホスト液晶表示装置に組み込まれ
る四分の一波長板層を構成する側鎖型液晶性高分子の他
の例の化学構造を示す模式図である。

【符号の説明】

１…基板、２…基板、３…ゲストホスト液晶層、４…四
分の一波長板層、４ａ…フォトレジスト、５…光反射
層、６…液晶分子、７…二色性色素、８…対向電極、９
…画素電極、１０…配向膜、１１…配向膜、１２…薄膜
トランジスタ、２０…平坦化層、２１…下地配向層、２
２…コンタクトホール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射側に配置される第１基板と、所定の
間隙を介して該第１基板に接合し反射側に配置される第
２基板と、該間隙内で第１基板側に位置し二色性色素が
添加されたゲストホスト液晶層と、該間隙内で第２基板
側に位置する光反射層と、該ゲストホスト液晶層と該光
反射層の間に介在する四分の一波長板層と、該第１基板
側及び第２基板側に夫々形成され該ゲストホスト液晶層
に電圧を印加する電極とを備えた反射型ゲストホスト液
晶表示装置であって、前記四分の一波長板層は一軸配向された側鎖型液晶性高
分子からなり、側鎖に入るペンダントとして少くともビ
フェニルベンゾアートを有することを特徴とする反射型
ゲストホスト液晶表示装置。
【請求項２】前記側鎖型液晶性高分子は、ペンダント
としてビフェニルベンゾアートに加えメトキシビフェニ
ルを有することを特徴とする請求項１記載の反射型ゲス
トホスト液晶表示装置。
【請求項３】前記側鎖型液晶性高分子は、ぺンダント
の合計量に対するメトキシビフェニルの割合が５０％以
下に制限されていることを特徴とする請求項２記載の反
射型ゲストホスト液晶表示装置。
【請求項４】前記側鎖型液晶性高分子は、ペンダント
としてビフェニルベンゾアートに加えトランス−４−
（４′メトキシメチルシクロヘキシル）メトキシフェニ
ルベンゾアートを有することを特徴とする請求項１記載
の反射型ゲストホスト液晶表示装置。
【請求項５】前記側鎖型液晶性高分子は、ペンダント
の合計量に対するトランス−４−（４′メトキシメチル
シクロヘキシル）メトキシフェニルベンゾアートの割合
が２０％〜５０％に制限されていることを特徴とする請
求項４記載の反射型ゲストホスト液晶表示装置。
【請求項６】前記四分の一波長板層はその表面に接し
て該ゲストホスト液晶層に対する有機配向膜を形成する
為に十分な耐溶剤性を備えていることを特徴とする請求
項１記載の反射型ゲストホスト液晶表示装置。