(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶剤と前記液晶剤を包含してカプセル化するためのカプセル化剤とを予め定めた仕込み比に設定して形成した液晶マイクロカプセルと、前記液晶マイクロカプセル同士を互いに密着させて固定する非水性の固定剤とを含み、前記液晶マイクロカプセルが複数の層に配列され厚さ方向において互いに対向する一方の面が平滑面である液晶マイクロカプセル層を備え、
前記固定剤は、前記液晶マイクロカプセル層の前記一方の面上の予め定められた領域ごとに前記液晶マイクロカプセル層の全厚さにわたって予め定められた着色材で着色されたものであり、
前記液晶マイクロカプセル層は、製造工程において、前記着色材と前記液晶マイクロカプセルとの混合物に占める前記液晶マイクロカプセルの割合が、２５重量パーセントから８０重量パーセントまでの範囲に相当する前記液晶マイクロカプセルの密度で形成され、前記液晶マイクロカプセル層の厚さ方向に光を入射するとき、入射した前記光を前記液晶マイクロカプセル層内で光散乱させて散乱光を出射するものであることを特徴とする液晶マイクロカプセル積層体。
【請求項２】
液晶剤と前記液晶剤を包含してカプセル化するためのカプセル化剤とを予め定めた仕込み比に設定して形成した液晶マイクロカプセルと、前記液晶マイクロカプセル同士を互いに密着させて固定する非水性の固定剤とを含み、前記液晶マイクロカプセルが複数の層に配列された液晶マイクロカプセル層と、前記液晶マイクロカプセル層の厚さ方向において互いに対向する一方の面上に形成された透光性を有する被覆層とを備え、
前記固定剤は、前記液晶マイクロカプセル層の前記一方の面上の予め定められた領域ごとに前記液晶マイクロカプセル層の全厚さにわたって予め定められた着色材で着色されたものであり、
前記液晶マイクロカプセル層は、前記液晶マイクロカプセル及び前記固定剤を含有する印刷インキにより印刷形成されたものであるとともに、製造工程において、前記着色材と前記液晶マイクロカプセルとの混合物に占める前記液晶マイクロカプセルの割合が、２５重量パーセントから８０重量パーセントまでの範囲に相当する前記液晶マイクロカプセルの密度で形成され、前記液晶マイクロカプセル層の厚さ方向に光を入射するとき、入射した前記光を前記液晶マイクロカプセル層内で光散乱させて散乱光を出射するものであり、
前記被覆層は、前記液晶マイクロカプセル層と接する面とは反対側の面が平滑面であることを特徴とする液晶マイクロカプセル積層体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の液晶マイクロカプセル積層体を前記厚さ方向に挟持する第１及び第２の透明電極と、平滑な表面を有し前記第１の透明電極を前記表面上に形成する透光性のフィルム基板と、前記フィルム基板の裏面側に設けられ第１の方向に振動する光のみを透過する第１の偏光板と、前記第２の透明電極の前記液晶マイクロカプセル層側の面とは反対側の面側に設けられ前記第１の方向と直交する第２の方向に振動する光のみを透過する第２の偏光板とを備え、
前記液晶マイクロカプセル層は、前記厚さ方向に前記光を入射した際に、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極との間に予め定められた電極間電圧が印加されていないとき前記散乱光を出射し、前記予め定められた電極間電圧が印加されたとき前記散乱光を出射しないものであることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶マイクロカプセル積層体及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶マイクロカプセルを備えた表示装置としては、例えば、特許文献１〜３に示されたものが知られている。
【０００３】
まず、特許文献１には、ガラス基板上に設けた透明電極と、透明基板上に設けた透明電極との間に、液晶が封入されたマイクロカプセルを含む水溶性高分子のポリマーを備え、着色材によりポリマーを赤色、緑色、青色に着色することによってカラー表示を行う画像表示装置が示されている。
【０００４】
次に、特許文献２には、２つの透明電極の間に、液晶マイクロカプセルを２次元結晶配列させた複数の単粒子層が積層された構成を有し、液晶マイクロカプセル間の間隙がゼラチン及びアラビアゴムで充填された液晶表示装置が示されている。
【０００５】
次に、特許文献３には、透明電極と配向膜とを積層形成した一対の透明基板を狭い空間を挟んで対向させ、空間に第２の液晶を封じた液晶カプセルを分散した第１の液晶を注入封止してなる液晶セルの両側に偏光板をそれぞれ配設し、透明電極に接続された駆動電源により液晶層に印加する電圧を制御して表示動作を行う液晶表示装置が示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に示されたものは、２つの透明電極間に水溶性の高分子材料を用いているので、透明電極間の短絡や透明電極の腐食が発生するという課題があった。
【０００７】
また、特許文献１〜３に示されたものは、硬質の基板を用いているので、柔軟性や屈曲性のある表示装置を実現できないという課題があった。
【０００８】
また、特許文献３に示されたものは、液晶カプセルを液晶に注入する構成なので、構造が複雑である上に、液晶の封止やラビング処理工程を必要とするので、製造コストが増大するとともに、液晶カプセル間を透過する透過光を液晶により制御する必要があるという課題があった。
【０００９】
他方、液晶マイクロカプセルを柔軟な基板上に形成したもの（例えば、特許文献４参照）や、液晶マイクロカプセルを一枚の透明基板上に形成したもの（例えば、特許文献５参照）が知られている。
【００１０】
まず、特許文献４には、液晶マイクロカプセルを可撓性の基板で挟持する構成を有するものが記載してあり、薄く折り曲げ自在な液晶表示装置が実現できる旨の記載がある。しかしながら、特許文献４には、液晶マイクロカプセルの構成について具体的な記載がなく、特許文献４に記載のものは液晶表示装置として実現できるものではない。
【００１１】
また、特許文献５には、一枚の透明基板上に、薄膜トランジスタ、信号配線、液晶マイクロカプセルを含有する液晶層等をモノリシックに形成した液晶表示装置が記載されているが、液晶層において液晶マイクロカプセルがどのように構成されているかについて具体的な記載がなく、特許文献５に記載のものは液晶表示装置として実現できるものではない。
【００１２】
以上のような事情に鑑み、本発明者は、前述の課題を解決するものとして、液晶剤を包含した液晶マイクロカプセルをカラーインキで固定した液晶マイクロカプセル積層体を備えた表示装置を開発し、特願２００８−２９７０５９号（以下「先願」という。）として特許出願している。
【００１３】
先願に係る表示装置において、液晶マイクロカプセル積層体は、バックライト光が入射する光入射面と、散乱光が出射する光出射面とを有し、液晶マイクロカプセル積層体の光入射面上には、透明電極、フィルム基板及び偏光板が順次設けられている。一方、液晶マイクロカプセル積層体の光出射面上には、透明電極及び偏光板が順次設けられている。
【００１４】
この構成により、先願に係る表示装置は、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極間の短絡や透明電極の腐食を防止し、製造コストを低減することができるものとなったが、その後の検討において、黒表示時の輝度（以下「黒輝度」という。）が高くなってコントラストが低下する場合があることが判明し、その改善が望まれていた。なお、本明細書において、黒輝度が高くなるとは、黒表示時における表示色がより白っぽくなることをいい、黒輝度が低くなるとは、黒表示時における表示色がより黒っぽくなることをいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開昭６２−２８７１２号公報
【特許文献２】特開平９−９０３２１号公報
【特許文献３】特開平４−３３８９２３号公報
【特許文献４】特開昭５５−９６９２２号公報
【特許文献５】特開２０００−３３０１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたものであり、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極間の短絡や透明電極の腐食を防止し、製造コストを低減するとともに、黒輝度を低減してコントラストを向上させることができる表示装置、この表示装置を構成可能な液晶マイクロカプセル積層体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者は、先願発明の出願後も鋭意検討を続けた結果、液晶マイクロカプセル層において散乱した光が出射する光出射面の形状が黒輝度に依存することを見出し、前述の課題を解決した。
【００１８】
すなわち、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、液晶剤と前記液晶剤を包含してカプセル化するためのカプセル化剤とを予め定めた仕込み比に設定して形成した液晶マイクロカプセルと、前記液晶マイクロカプセル同士を互いに密着させて固定する非水性の固定剤とを含み、前記液晶マイクロカプセルが複数の層に配列され厚さ方向において互いに対向する一方の面が平滑面である液晶マイクロカプセル層を備え、前記固定剤は、前記液晶マイクロカプセル層の前記一方の面上の予め定められた領域ごとに前記液晶マイクロカプセル層の全厚さにわたって予め定められた着色材で着色されたものであり、前記液晶マイクロカプセル層は、製造工程において、前記着色材と前記液晶マイクロカプセルとの混合物に占める前記液晶マイクロカプセルの割合が、２５重量パーセントから８０重量パーセントまでの範囲に相当する前記液晶マイクロカプセルの密度で形成され、前記液晶マイクロカプセル層の厚さ方向に光を入射するとき、入射した前記光を前記液晶マイクロカプセル層内で光散乱させて散乱光を出射するものである構成を有している。
【００１９】
この構成により、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、非水性の固定剤で密着固定された液晶マイクロカプセル層を備え、フィルム基板上において液晶マイクロカプセル層が透明電極間に形成されることにより、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極間の短絡や透明電極の腐食を防止することができる表示装置を提供することができる。
【００２０】
また、この構成により、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、従来のものとは異なり、配向膜や配向処理、液晶の封止材や封止処理等が不要となるので、製造コストを低減することができる。
【００２１】
さらに、この構成により、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、平滑面を光出射面として散乱光を出射することにより、光出射面側からの入射光が光出射面で光散乱するのを防止するとともに、液晶マイクロカプセルが包含する液晶粒子によって黒表示時に光シャッターを閉じて黒表示時に光入射面からの光を確実に遮断することができる。したがって、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、黒輝度を低減してコントラストを向上させることができる。
さらに、この構成により、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、フィルム基板上において液晶マイクロカプセル層が透明電極間に形成されることにより、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極間の短絡や透明電極の腐食を防止し、製造コストを低減するとともに、黒輝度を低減してコントラストを向上させた、カラー表示が可能な表示装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、液晶剤と前記液晶剤を包含してカプセル化するためのカプセル化剤とを予め定めた仕込み比に設定して形成した液晶マイクロカプセルと、前記液晶マイクロカプセル同士を互いに密着させて固定する非水性の固定剤とを含み、前記液晶マイクロカプセルが複数の層に配列された液晶マイクロカプセル層と、前記液晶マイクロカプセル層の厚さ方向において互いに対向する一方の面上に形成された透光性を有する被覆層とを備え、前記固定剤は、前記液晶マイクロカプセル層の前記一方の面上の予め定められた領域ごとに前記液晶マイクロカプセル層の全厚さにわたって予め定められた着色材で着色されたものであり、前記液晶マイクロカプセル層は、前記液晶マイクロカプセル及び前記固定剤を含有する印刷インキにより印刷形成されたものであるとともに、製造工程において、前記着色材と前記液晶マイクロカプセルとの混合物に占める前記液晶マイクロカプセルの割合が、２５重量パーセントから８０重量パーセントまでの範囲に相当する前記液晶マイクロカプセルの密度で形成され、前記液晶マイクロカプセル層の厚さ方向に光を入射するとき、入射した前記光を前記液晶マイクロカプセル層内で光散乱させて散乱光を出射するものであり、前記被覆層は、前記液晶マイクロカプセル層と接する面とは反対側の面が平滑面である構成を有している。
【００２３】
この構成により、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、非水性の固定剤で密着固定された液晶マイクロカプセル層を備え、フィルム基板上において液晶マイクロカプセル層が透明電極間に形成されることにより、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極間の短絡や透明電極の腐食を防止することができる表示装置を提供することができる。
【００２４】
また、この構成により、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、従来のものとは異なり、配向膜や配向処理、液晶の封止材や封止処理等が不要となるので、製造コストを低減することができる。
【００２５】
さらに、この構成により、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、被覆層の平滑面を光出射面として散乱光を出射することにより、被覆層の光出射面側からの入射光が被覆層の光出射面で光散乱するのを防止するとともに、液晶マイクロカプセルが包含する液晶粒子によって黒表示時に光シャッターを閉じて黒表示時に光入射面からの光を確実に遮断することができる。したがって、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、黒輝度を低減してコントラストを向上させることができる。
【００２７】
さらに、この構成により、本発明の液晶マイクロカプセル積層体は、フィルム基板上において液晶マイクロカプセル層が透明電極間に形成されることにより、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極間の短絡や透明電極の腐食を防止し、製造コストを低減するとともに、黒輝度を低減してコントラストを向上させた、カラー表示が可能な表示装置を提供することができる。
【００２８】
本発明の表示装置は、請求項１又は請求項２に記載の液晶マイクロカプセル積層体を前記厚さ方向に挟持する第１及び第２の透明電極と、平滑な表面を有し前記第１の透明電極を前記表面上に形成する透光性のフィルム基板と、前記フィルム基板の裏面側に設けられ第１の方向に振動する光のみを透過する第１の偏光板と、前記第２の透明電極の前記液晶マイクロカプセル層側の面とは反対側の面側に設けられ前記第１の方向と直交する第２の方向に振動する光のみを透過する第２の偏光板とを備え、前記液晶マイクロカプセル層は、前記厚さ方向に前記光を入射した際に、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極との間に予め定められた電極間電圧が印加されていないとき前記散乱光を出射し、前記予め定められた電極間電圧が印加されたとき前記散乱光を出射しないものである構成を有している。
【００２９】
この構成により、本発明の表示装置は、液晶マイクロカプセルが非水性の固定剤で密着固定された複数層の液晶マイクロカプセル層を備え、フィルム基板上において液晶マイクロカプセル層が透明電極間に形成されるので、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極間の短絡や透明電極の腐食を防止することができる。
【００３０】
また、この構成により、本発明の表示装置は、配向膜や配向処理、液晶の封止材や封止処理等が不要な液晶マイクロカプセル積層体を備えるので、製造コストを低減することができる。
【００３１】
さらに、この構成により、本発明の表示装置は、液晶マイクロカプセル層内で光散乱した光を出射する光出射面が平滑面である液晶マイクロカプセル積層体を備えるので、黒輝度を低減してコントラストを向上させることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極間の短絡や透明電極の腐食を防止し、製造コストを低減するとともに、黒輝度を低減してコントラストを向上させることができる表示装置、この表示装置を構成可能な液晶マイクロカプセル積層体を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態において、光散乱に関する確認実験で用いた試料ａ及びｂを概念的に示す図
【図２】本発明の第１実施形態における表示装置の概念的な断面図
【図３】本発明に係る表示装置の第１実施形態における液晶マイクロカプセル積層体の電子顕微鏡写真
【図４】本発明の第１実施形態における表示装置の概念的な動作説明図
【図５】本発明の第１実施形態における表示装置の製造工程を示すフローチャート
【図６】本発明の第１実施形態の他の態様における表示装置の概念的な断面図
【図７】本発明の第２実施形態における表示装置の概念的な断面図
【図８】本発明の第２実施形態における表示装置の製造工程を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の実施形態を説明する前に、光散乱に関する確認実験について説明する。
先願に係る表示装置は、光を透過する方向が互いに直交する２つの偏光板間に、液晶マイクロカプセル（以下「ＬＣＭＣ」という。）を含有したカラーインキで構成されたＬＣＭＣ層を備え、入射したバックライト光をＬＣＭＣ層で散乱させる構成となっている。通常、偏光板は光の振動方向を所望の方向に揃えるものであり、偏光板間に光散乱する材料を設けるという構成は採られないので、偏光板間に光散乱するＬＣＭＣ層を設けた先願に係る表示装置は特異な構成であると言える。
【００４１】
発明者は、偏光板間においてどのようなものが光散乱するのかを実験により確認した。この確認実験において偏光板間に設けた試料を表１に示す。表１に示すように、光散乱の確認実験では、試料ａ〜ｈについて光散乱光の発生の有無を調べた。
【００４２】
【表１】
0005452111.tif 000002
【００４３】
試料ａ及びｂは、液晶粒子をポリマーの膜で覆って形成したＬＣＭＣを、ＲＧＢ各色の着色材を含むインキで密着固定し、平滑な無配向のポリカーボネート（ＰＣ）フィルム上に塗布し、乾燥させたものである。ＰＣフィルム上に形成したＬＣＭＣ層は、先願に係る表示装置の一部を構成するものである。ただし、試料ａはＬＣＭＣ層の光出射面形状を平滑面としたものであり、試料ｂはＬＣＭＣ層の光出射面形状を凹凸面としたものである。なお、試料ａ及びｂの詳細な構成については後述する。
【００４４】
試料ｃは、液晶と、ＲＧＢ各色の着色材を含むインキとを１対２で混合したものを、平滑な無配向のＰＣフィルム上に塗布し、乾燥させたものであり、光出射面形状は平滑面である。
【００４５】
試料ｄは、新日本石油株式会社製の商品名「日石ハイゾールＳＡＳ」をポリマーの膜で覆って形成したマイクロカプセル（ＳＡＳＭＣ）を、ＲＧＢ各色の着色材を含むインキ（ＳＡＳＭＣインキ）で密着固定し、平滑な無配向のサイクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）フィルム上に塗布、乾燥させたものである。試料ｄの光出射面形状は平滑面である。
【００４６】
試料ｅは、試料ｄのＣＯＣフィルムをＰＣフィルムに変更したものであり、ＰＣフィルム上に形成したＳＡＳＭＣインキの光出射面形状は平滑面である。
【００４７】
試料ｆは、融点が３８℃のパラフィンワックスをポリマーの膜で覆って形成したマイクロカプセル（ＰＷＭＣ）を、ＲＧＢ各色の着色材を含むインキ（ＰＷＭＣインキ）で密着固定し、平滑な無配向のＰＣフィルム上に塗布し、乾燥させたものである。
【００４８】
試料ｇは、綜研化学株式会社製のアクリルビーズＭＸ−５００（平均粒径５μｍ)を、ＲＧＢ各色の着色材を含むインキに含有し、平滑な無配向のＰＣフィルム上に塗布し、乾燥させたものであり、光出射面形状は平滑面である。
【００４９】
試料ｈは、綜研化学株式会社製のアクリルビーズＭＸ−５００を、平滑な無配向のＰＣフィルム上に散布したものであり、光出射面形状は凹凸面である。
【００５０】
試料ｉは、液晶ディスプレイ等においてバックライト光を均一に散乱させる光散乱シートであり、光出射面形状は凹凸面である。実験では、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの片面上に光拡散剤が塗布された恵和株式会社の商品名「オパルス」を用いた。
【００５１】
以上の試料ａ〜ｉを、それぞれ、透過する光の振動方向が互いに直交する２つの遮断板間に挟み、バックライトの上に載せた。この状態で試料ａ〜ｉをそれぞれ厚さ方向を軸として回転させ、バックライト側とは反対側の偏光板から散乱光が出射するかを調べた。特に、試料ｆについては、パラフィンワックスの融点３８℃に対して実験時の環境温度を上下に変化させることにより、パラフィンワックスが固体状態にある場合と液体状態にある場合とで比較した。
【００５２】
その結果、散乱光が出射するものは、試料ａ、ｂ、ｈ及びｉであった。ただし、試料ｉでは、フィルムには配向が設けてあるので、その回転位置により散乱光の強さが異なる結果となった。
【００５３】
この実験において、試料ｈ及びｉを用いたものが散乱光を出射するのは、その光出射面形状が凹凸面であるので、透過したバックライト光を散乱させたり、光出射面側からの光を反射させたりするからである。また、試料ａ及びｂの結果は、光出射面形状が平滑面又は凹凸面のいずれであっても液晶が封入されたマイクロカプセルであれば散乱光が得られることを示している。また、光出射面形状が平滑面であって、液晶以外のマイクロカプセルをインキに含有したもの（試料ｄ、ｅ及びｆ）や、液晶をインキに混合したもの（試料ｃ）、アクリルビーズをインキに混合したもの（試料ｇ）では、散乱光は得られないことがわかった。特に、試料ｆの結果は、マイクロカプセルに含有したパラフィンワックスが固体状態及び液体状態のいずれの場合も散乱光が得られないことを示した。
【００５４】
以上の実験結果より、偏光板間に挟んだ状態において、光出射面形状が平滑面で散乱光を出射するのはＬＣＭＣを含有するインキ（試料ａ）であることが確認できた。
【００５５】
次に、試料ａ及びｂに関し、黒輝度について検討した結果を説明する。ここで、試料ａ及びｂの詳細な構成をそれぞれ図１（ａ）及び（ｂ）に概念的に示す。
【００５６】
試料ａは、図１（ａ）に示すように、ＬＣＭＣ層１、ＬＣＭＣ１ａ、バインダー１ｂ、光入射面１ｃ、光出射面１ｄ、ＰＣフィルム２を備え、光出射面１ｄを平滑面としたものである。平滑な表面形状は、例えば、バインダー１ｂの粘度を適正にしてアプリケーターで塗工することにより得られる。なお、光入射面１ｃは、ＰＣフィルム２の塗工面に沿って平滑面となる。
【００５７】
一方、試料ｂは、図１（ｂ）に示すように、ＬＣＭＣ層３、ＬＣＭＣ３ａ、バインダー３ｂ、光入射面３ｃ、光出射面３ｄ、ＰＣフィルム２を備え、光出射面３ｄを凹凸面としたものである。例えば、バインダー３ｂの粘度を比較的低くすることにより、ＬＣＭＣ３ａがバインダー３ｂの表面から露出して光出射面３ｄの形状が凹凸面となる。その他、ワイヤーバーやシルク印刷装置等を用いてＬＣＭＣ層３を形成すると光出射面３ｄの形状が凹凸面となる。なお、光入射面３ｃは、ＰＣフィルム２の塗工面に沿って平滑面となる。
【００５８】
試料ａのＬＣＭＣ層１の両面に透明電極を形成したものと、試料ｂのＬＣＭＣ層３の両面に透明電極を形成したものと、２つの偏光板、バックライトを用意し、試料ａ及びｂをそれぞれ偏光板間に挟んだ状態において黒輝度を評価した。その結果、試料ａが試料ｂよりも、より低い黒輝度（より黒っぽい表示状態）が得られ、コントラストが改善されることがわかった。これは、試料ｂでは、ＬＣＭＣ３ａが光出射面３ｄから露出しているので、ＬＣＭＣ３ａが含む液晶による光シャッター効果が得られないためである。また、試料ｂでは、光出射面３ｄが凹凸形状であるので、光出射面３ｄ側からの入射光が光出射面３ｄで反射するためである。
【００５９】
以上より、ＬＣＭＣ層を含む表示装置において、黒輝度を低減してコントラストを向上させるには、ＬＣＭＣ層の光出射側の面形状を平滑面とすることが必要であることがわかった。
【００６０】
以下、実験結果に基づいた本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、「マイクロメートル」を「μｍ」と、「パーセント」を「％」と記す。
【００６１】
（第１実施形態）
まず、本発明に係る表示装置の第１実施形態における構成について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態における表示装置の模式的な断面図である。
【００６２】
図２に示すように、本実施形態における表示装置１０は、バックライトである光源３０からの光を入射してカラー画像を表示するものであって、光源３０側から、偏光板１１、フィルム基板１２、透明電極１３、ＬＣＭＣ層１４、透明電極１５、偏光板１６が順次形成された構成を有している。
【００６３】
偏光板１１は、ＬＣＭＣ層１４が光源３０からの光を入射する面側に設けられ、入射した光のうち第１の方向に振動する光のみを透過するようになっている。また、偏光板１６は、ＬＣＭＣ層１４が光を出射する面側に設けられ、第１の方向と直交する第２の方向に振動する光のみを透過するようになっている。なお、偏光板１１及び１６は、それぞれ、本発明に係る第１及び第２の偏光板を構成する。
【００６４】
フィルム基板１２は、透光性及び屈曲性を有する柔軟なフィルム状の基板で構成されるものである。さらに、フィルム基板１２は、光等方性を有する材料で構成することが好ましく、例えばＴＡＣ（Triacetylcellulose：トリアセチルセルロース）フィルムや、ポリカーボネートフィルム等が挙げられる。
【００６５】
透明電極１３及び１５は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）のような無機透明電極や、ＰＥＤＴ／ＰＳＳ（Polyethylene dioxythiophence polystyrene sulphonate）のような有機導電膜等によって構成されている。また、透明電極１３及び１５は、図示しない電源に接続されており、ＬＣＭＣ層１４に所定の電圧（以下「電極間電圧」という。）を画素ごとに印加するようになっている。具体的には、例えば、透明電極１３はマトリクス状に配置された複数の画素を構成する画素電極と、画素毎に形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）とを備え、透明電極１５はベタ状に形成されたベタ状電極で構成されている。なお、透明電極１３及び１５は、それぞれ、本発明に係る第１及び第２の透明電極を構成する。
【００６６】
ＬＣＭＣ層１４は、例えばネマティック型の液晶粒子をポリマーの膜で覆って形成されたＬＣＭＣ１４ａが、非水系のバインダー（固定剤）によって密着固定され、ＬＣＭＣ１４ａが複数の層に配列された構成を有する。非水系のバインダーは、予め定めた色を着色するための着色材、例えば赤色、緑色、青色の各色の顔料を含むものである。その結果、ＬＣＭＣ層１４は、赤色インキ１４ｂ、緑色インキ１４ｃ及び青色インキ１４ｄを含むこととなる。
【００６７】
また、ＬＣＭＣ層１４は、光源３０からの光を入射する光入射面１４ｅと、光を出射する光出射面１４ｆとを有する。光入射面１４ｅは、平滑なフィルム基板１２上に形成した透明電極１３上に沿った形状となるので、その面形状は平滑面となっている。また、光出射面１４ｆは、後述する製造工程に示すように平滑面として形成されるようになっている。したがって、ＬＣＭＣ層１４は、厚さ方向において互いに対向する２つの面が平滑面であるので、光源３０を偏光板１６側に配置する構成とすることもできる。この構成にした場合、図２に示した光入射面１４ｅと光出射面１４ｆとが入れ替わることとなる。
【００６８】
また、ＬＣＭＣ１４ａに含まれる液晶粒子は、所定の電極間電圧が印加されていないときはＬＣＭＣ１４ａ内での配向がランダムであり、所定の電極間電圧が印加されたときはＬＣＭＣ１４ａ内での配向が電界の方向と同じになるようになっている。したがって、ＬＣＭＣ層１４は、ＬＣＭＣ１４ａに含まれた液晶粒子による光シャッター効果により、入射光を散乱して散乱光を出射する状態と、入射光を遮断する状態とを有する。なお、ＬＣＭＣ層１４は、本発明に係る液晶マイクロカプセル積層体（以下「ＬＣＭＣ積層体」という。）を構成する。
【００６９】
ＬＣＭＣ層１４を形成するため、ＬＣＭＣ層１４に含まれるＬＣＭＣ１４ａを形成するための液晶剤とカプセル化剤との仕込み比、ＬＣＭＣ１４ａの平均粒子径、ＬＣＭＣ層１４の厚さ及びＬＣＭＣ層１４内におけるＬＣＭＣ１４ａの密度のうち少なくとも１つが、光学特性に基づいて設定されるようになっている。また、非水系のバインダーに含まれる各色の顔料とＬＣＭＣ１４ａとの混合物に占める各色の顔料の割合や、顔料、ＬＣＭＣ１４ａ及びバインダーの総重量に占めるバインダーの重量の割合も、光学特性に基づいて設定されるようになっている。
【００７０】
ここで、光学特性とは、ＬＣＭＣ層１４の光入射面から光を入射したとき、ＬＣＭＣ層１４の光出射面から出射する散乱出射光の輝度、色相、彩度、コントラスト等や、光シャッターとしてのＬＣＭＣ層１４の電極間電圧に対する応答性、ＬＣＭＣ層１４の光シャッター効果等の特性をいい、表示する画像の画質に関わる特性である。
【００７１】
前述したように、ＬＣＭＣ層１４を複数層で構成することとしているのは次の理由による。すなわち、ＬＣＭＣ層１４を単層のＬＣＭＣ１４ａで構成すると、隣接するＬＣＭＣ１４ａの間を透過する透過光が発生することとなるので、ＬＣＭＣ１４ａ内の液晶による光シャッターを閉じても、出射面から光が漏れるからである。
【００７２】
本実施形態におけるＬＣＭＣ積層体では、例えば、５μｍ〜１０μｍ程度の厚さのＬＣＭＣ層１４に、平均粒子径が２μｍ程度のＬＣＭＣ１４ａが非水系のバインダーにより互いに密着され、重なり合っているので、バインダーは光を透過させるものの、単層のもののように、隣接するＬＣＭＣ１４ａの間から光が漏れることはなく、光源３０からの入射光を遮断（画面表示オフ）したいとき、ＬＣＭＣ１４ａのみで入射光を遮断できる構成となっている。具体的には、本実施形態におけるＬＣＭＣ積層体は、図３に示すような構成となっている。図３は、本実施形態におけるＬＣＭＣ積層体の電子顕微鏡写真である。図３に示したものは、約１０μｍの厚さのＬＣＭＣ積層体である。
【００７３】
次に、本実施形態における表示装置１０の動作原理について、従来のものと比較しながら図４に基づき説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の典型的な液晶表示装置１００及び本実施形態における表示装置１０の動作原理を概念的に示す図であって、それぞれ、上段は画像を表示した状態、下段は画像を表示していない状態を示している。なお、説明を分かりやすくするため、図４（ｂ）において、ＬＣＭＣ層１４を単層のＬＣＭＣ１４ａで構成し、同図上段において、ＬＣＭＣ１４ａ内の液晶粒子やカラーインキの図示を省略している。
【００７４】
まず、従来の液晶表示装置１００は、図４（ａ）に示すように、バックライトである光源１０１側から、偏光板１０２、ガラス基板１０３、透明電極１０４、配向膜１０５、液晶層１０６、配向膜１０７、透明電極１０８、カラーフィルタ１０９、ガラス基板１１０、偏光板１１１を備えている。ここで、偏光板１０２と偏光板１１１との間で光を透過する方向が互いに直交し、配向膜１０５と配向膜１０７との間で配向方向が互いに直交しており、液晶層１０６はツイストネマティック液晶を備える構成となっている。なお、従来の液晶表示装置１００では、光源１０１と偏光板１０２との間に、光源１０１の出射光が液晶層１０６にほぼ均一に入射するよう光拡散シートを設け、さらに、輝度を向上させるようプリズムシートを設ける構成とされるのが一般的である。
【００７５】
従来の液晶表示装置１００は、前述の構成において、図４（ａ）上段に示すように、透明電極１０４と透明電極１０８との間に電極間電圧が印加されていないとき、光源１０１からの光は、偏光板１０２を透過して直線偏光となった後、液晶層１０６の液晶粒子１０６ａのねじれに沿って進み、カラーフィルタ１０９でカラー光となって偏光板１１１から出射し、観視者の目に届く。
【００７６】
一方、従来の液晶表示装置１００において、所定の電極間電圧が印加されると、図４（ａ）下段に示すように、液晶層１０６の液晶粒子１０６ａが、その長手方向が電界の方向と平行に並ぶので、光源１０１からの光は、偏光板１１１を透過することができず、観視者の目には届かない。
【００７７】
したがって、従来のものでは、画素ごとに電極間電圧を印加することにより、観視者が光源１０１の光を直接見ている状態（光源１０１自体を見ている状態）と、観視者が光源１０１の光を見ることができない状態とを組み合わせて、画像を表示することができる。
【００７８】
次に、本実施形態に係る表示装置１０において、図４（ｂ）上段に示すように、透明電極１３と透明電極１５との間に電極間電圧が印加されていないとき、光源３０からの光は、偏光板１１を透過して直線偏光となった後、ＬＣＭＣ層１４の入射面に入射する。ここで、ＬＣＭＣ１４ａ内の液晶がランダムに配向しているので、入射光が各ＬＣＭＣ１４ａ内で光散乱を起こし、この散乱光が各色インキを透過してカラー光となり、その一部が偏光板１６から出射し、観視者の目に届く。
【００７９】
一方、本実施形態に係る表示装置１０において、所定の電極間電圧が印加されると、図４（ｂ）下段に示すように、ＬＣＭＣ１４ａ内の液晶粒子１４ｇが、その長手方向が電界の方向と平行に並ぶので、光源３０からの光は、各ＬＣＭＣ１４ａ内で光散乱しないため偏光板１６を透過することができず、観視者の目には届かない。
【００８０】
したがって、本実施形態に係る表示装置１０は、画素ごとに電極間電圧を印加することにより、観視者がＬＣＭＣ層１４からの散乱光を見ている状態（ＬＣＭＣ層１４自体を見ている状態）と、観視者がＬＣＭＣ層１４からの散乱光を見ることができない状態とを組み合わせて、画像を表示することができる。すなわち、本実施形態に係る表示装置１０は、従来のものとは異なり、観視者に光源３０の光を直接見せるのではなく、ＬＣＭＣ層１４からの散乱光を見せるものである。換言すれば、本実施形態に係る表示装置１０は、入射光の拡散及び輝度向上のために従来用いられていた光拡散シート及びプリズムシートと、入射光を透過又は遮断する光シャッターとを兼ね備えたものであると言える。
【００８１】
前述の構成により、本実施形態に係る表示装置１０は、ＬＣＭＣ層１４で生じる光散乱によって輝度を向上させることができ、従来のものよりも光源を観視者側に移動したものとなるので視野角を広げることができる。また、本実施形態に係る表示装置１０は、従来のものとは異なり、配向膜や配向処理、液晶の封止材や封止処理等が不要となるので、製造コストを低減することができる。
【００８２】
また、本実施形態に係る表示装置１０は、ＬＣＭＣ層１４の光出射面１４ｆ（図２参照）を平滑面としたので、黒輝度を低減してコントラストを向上させることができる。したがって、本実施形態における表示装置１０は、黒色画像が白みがかってしまうことを防止するとともに、コントラストを向上させて、くっきりした画像を提供することができる。
【００８３】
次に、本実施形態における表示装置１０の具体的な実施例を挙げ、その製造工程について説明する。図５は、表示装置１０の製造工程の概要を示すフローチャートである。なお、以下に記載した材料や製造方法等は一例であり、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００８４】
［液晶のマイクロカプセル化（ステップＳ１１）］
マイクロカプセル化法としては、従来公知の方法、例えば、コアセルベーション法、界面重合法、"in situ"重合法等を用いることができる。ここでは、"in situ"重合法を例に挙げて説明する。
【００８５】
乳化剤としてのスチレン無水マレイン酸加水分解物に液晶材料を少しずつ加えながら乳化し、この乳化物に、メラミンプレポリマーと蒸留水とを混合したもの（カプセル化剤）を加え、撹拌しながら加熱した後に室温に戻す。この結果、ＬＣＭＣスラリーが生成される。
【００８６】
この処理において、液晶剤とカプセル化剤との仕込み重量比（以下、単に「カプセル化仕込み比」という。）、及びカプセルの平均粒子径を適切に設定することが、製造工程上の強度確保や、表示装置として所望の光学的特性を得るために重要である。これらについて、試作検討結果に基づき以下説明する。ここで、平均粒子径とは、体積平均粒子径のことをいう。なお、カプセル化仕込み比を例えば８０対２０と表した場合、液晶剤が８０重量％、カプセル化剤（膜剤）が２０重量％であることを示す。また、例えば、カプセル化仕込み比８０対２０以上と表した場合、カプセル化剤が２０重量％以上であるカプセル化仕込み比を示す。
【００８７】
（１）カプセル化仕込み比
試作検討結果によれば、カプセル化剤を増やしても、それに応じてカプセル膜が厚くはならず、カプセル化仕込み比が７５対２５以上ではアグリゲーション（凝集）を引き起こし、カプセル化仕込み比７５対２５程度がマイクロカプセル化の限界であることがわかった。また、カプセル化剤を増やすと液晶の割合が少なくなり、十分な光シャッター効果が得られないこともわかった。なお、本実施形態における光シャッター効果の評価基準については後述する。
【００８８】
他方、カプセル化仕込み比が９５対５では、後述する洗浄工程においてカプセル膜の耐久性が得られず、洗浄中の物理的な力でカプセル膜が一部破壊され、洗浄残液に液晶がみられた。また、カプセル化仕込み比が、９２対８、８５対１５では、洗浄工程でのカプセル膜の破壊はみられず、良好な光シャッター効果が得られた。なお、カプセル化仕込み比を８５対１５で形成したＬＣＭＣの平均粒子径は、２．２μｍ程度であった。
【００８９】
以上の結果より、本実施形態に係る表示装置１０では、カプセル化仕込み比を９２対８程度から７５対２５程度までの範囲とするのが好ましく、光学特性や製造上のばらつきを考慮すると、カプセル化仕込み比を９０対１０程度から８０対２０程度までの範囲とするのが特に好ましい。
【００９０】
なお、前述の特許文献１及び２に示されたものでは、製造工程上でカプセル膜にならずに残留した材料が脱水乾燥時にバインダーとなり、カプセル同士の凝集が発生するので、画像表示したときに表示画像に表示むらが生じるという課題があったが、本実施形態に係る表示装置１０では、前述のようなカプセル化仕込み比を設定することにより、表示むらの発生を防止することができる。
【００９１】
（２）カプセルの平均粒子径
まず、前述した平均粒子径２．２μｍの液晶カプセルが得られるカプセル化仕込み比である８５対１５（膜剤１５％）を基準にし、前述のようにカプセル化ができないカプセル化仕込み比９５対５（膜剤５％）に相当する粒子径（以下「最小の平均粒子径」という。）を算出する。
【００９２】
平均粒子径２．２μｍでのカプセル膜剤量をＶ２．２、その粒子の外表面積をＳ２．２で表し、最小の平均粒子径での膜剤量をＶｘ、その粒子の半径をｒ、外表面積をＳｘと表す。カプセル膜厚ｄは約０．１μｍのためカプセル膜の外表面積と内表面積とが等しいとみなすと、Ｖ２．２及びＶｘは、それぞれ、外表面積Ｓ２．２及びＳｘを用いて以下のように近似的に表すことができる。
【００９３】
Ｖ２．２  ＝  Ｓ２．２×ｄ    ・・・  カプセル化剤＝１５％
Ｖｘ  ＝  Ｓｘ×ｄ      ・・・  カプセル化剤＝５％
【００９４】
よって、次式が成り立つ。
Ｖｘ／Ｖ２．２  ＝（４πｒ２）ｄ／（４π（２．２／２）２）ｄ＝５／１５
上式より、ｒ＝０．６３５が得られ、２ｒ＝１．２７となり、最小の平均粒子径は１．２７μｍ程度となる。
【００９５】
次に、最大の平均粒子径を求めるため、試作実験を行った。透明電極としてＩＴＯを蒸着したポリエステルフィルム（厚さ１６０μｍ）を用意し、透明電極上に、平均粒子径の異なるＬＣＭＣを１５μｍ塗布して紫外線で硬化した。このＬＣＭＣ塗工フィルムを偏光板で挟み、バックライト上で平均粒子径と光散乱の程度とを比較した。使用したＬＣＭＣの平均粒子径は、１．５μｍ、２．２μｍ、４μｍ、８μｍ、１０μｍ、１２μｍである。この実験の結果、ＬＣＭＣの平均粒子径が１２μｍのものでは塗工面に筋目が発生し、表示装置として好ましくないことがわかった。
【００９６】
以上の結果より、カプセルの平均粒子径は、１μｍ程度から１０μｍ程度までの範囲とするのが好ましく、光学特性や製造上のばらつきを考慮すると、２μｍ程度から８μｍ程度までの範囲とするのが特に好ましい。
【００９７】
［洗浄、乾燥（ステップＳ１２）］
次に、ステップＳ１１で得られたＬＣＭＣスラリーを洗浄、乾燥する。例えば、イソプロピルアルコールと水との混合液をＬＣＭＣスラリーに撹拌しながら添加した後、遠心分離処理をする。遠心分離処理後の上澄みを捨ててイソプロピルアルコールで再度洗浄後、上澄みを捨てて沈殿物を採取し、沈殿物を真空乾燥機で乾燥させることにより、ＬＣＭＣ粉末を得る。
【００９８】
［カラーインキ化（ステップＳ１３）］
まず、赤色、緑色、青色の各色素として各色顔料のレジストと、バインダーとしての非水系の樹脂とを用意する。次に、顔料及び非水系の樹脂と、ステップＳ１２で得たＬＣＭＣ粉末とを、色素ごとにインキヘラで練る。非水系の樹脂としては、例えば、アクリレートモノマー、シリコン系アクリルオリゴマー、ポリエステル系アクリルオリゴマー、ウレタン系アクリルオリゴマー等を用いるのが好ましい。また、製造上の取り扱いを考慮すると、紫外線硬化型の非水系の樹脂を用いるのが好ましい。
【００９９】
ここで、赤色、緑色、青色の各色の顔料と、ＬＣＭＣと、バインダーとの配合比（重量比）について説明する。
【０１００】
（１）各色の顔料とＬＣＭＣとの割合
まず、試作品を製作し、各色の顔料とＬＣＭＣとの割合を求めた。その結果を表２に示す。この検討では、ＬＣＭＣの平均粒子径が４．２μｍのものを用いた。また、ＬＣＭＣ積層体の厚さ（以下「積層体厚」という。）は、配合Ａ〜Ｅでは７μｍ、配合Ｆでは１２μｍ、配合Ｇ及びＨでは２０μｍのものを用いた。
【０１０１】
【表２】
0005452111.tif 000003
【０１０２】
表２に示した配合Ａ〜Ｃの試作品の検討結果より、ＬＣＭＣに対する顔料の量が多くなると、電極間電圧のオン、オフによる光シャッター効果が十分に得られなくなるということがわかった。具体的には、電極間電圧を印加しても、画像を表示する光出射面側の面（以下「画像表示面」という。）において顔料の色が視認されやすくなって画像表示面が黒くならず、顔料とＬＣＭＣとの割合は、配合Ｃのものよりも顔料の比率が低い方が好ましいことがわかった。
【０１０３】
そこで、表２に示した配合Ｄ及びＥのものを試作した。その結果、配合Ｄのものは、製造工程上において特に問題なく取り扱いでき、光学特性上においても光シャッター効果、輝度、色相等が良好に得られた。しかしながら、配合Ｅのものでは、電極間電圧を印加しないときに、ＬＣＭＣによる散乱光によって画像表示面が薄白く着色されたように視認された。したがって、顔料とＬＣＭＣとの割合は、配合Ｅのものよりも顔料の比率が高い方が好ましいことがわかった。
【０１０４】
さらに、配合Ａ〜Ｅでの積層体厚７μｍとは異なる積層体厚のものも試作した。光学特性及び製造上において良好であったものを例示すれば、積層体厚１２μｍの配合Ｆ、積層体厚２０μｍの配合Ｇ及びＨのものであった。これらの試作品により、積層体厚を７μｍから１２μｍ、２０μｍと厚くした場合、積層体厚が７μｍのものと比べ、顔料の割合が小さくてもその絶対値が大きくなるため良好な着色が確認できた。また、積層体厚が２０μｍのものは、顔料の割合が大きくてもＬＣＭＣ同士の重なり合いにより良好なシャッター効果が得られた。
【０１０５】
以上の結果より、各色の顔料とＬＣＭＣとの混合物に占める各色の顔料の割合は、２０重量％（配合Ｇ）程度から７５重量％（配合Ｈ）程度までが好ましく、３０重量％（配合Ｅ）程度から６０重量％（配合Ｃ）程度までが特に好ましい。換言すれば、ＬＣＭＣ層１４は、その製造工程において、各色の顔料とＬＣＭＣとの混合物に占めるＬＣＭＣの割合が、２５重量％（配合Ｈ）程度から８０重量％（配合Ｇ）程度までに相当するＬＣＭＣの密度で製造するのが好ましく、４０重量％（配合Ｃ）程度から７０重量％（配合Ｅ）程度までとするのが特に好ましい。
【０１０６】
（２）バインダーの割合
次に、各色の顔料の量とＬＣＭＣの量とを固定して試作品を製作し、バインダーの割合を求めた。その結果を表３に示す。この検討では、ＬＣＭＣの平均粒子径が４．２μｍのものを用いた。また、積層体厚は、配合Ｉ〜Ｋでは７μｍ、配合Ｌ及びＭでは１２μｍのものを用いた。
【０１０７】
【表３】
0005452111.tif 000004
【０１０８】
表３に示した配合Ｉ〜Ｋの試作品において、配合Ｊのものは、常温（２０℃±１５℃）での製造工程上において特に問題なく取り扱いでき、光学特性上においても光シャッター効果、輝度、色相等が良好に得られた。しかしながら、配合Ｉのものは、バインダーの量が比較的少なくて、常温ではインキが固くなりやすいので、後述する塗工工程において塗工が困難となった。
【０１０９】
一方、配合Ｋのものは、散乱光を見ている状態において、散乱光による顔料の発色濃度が基準色の色濃度よりも薄くなってしまうという現象と、電極間電圧のオン、オフによる光シャッター効果が十分に得られないという現象が発生した。
【０１１０】
さらに、好ましいバインダーの割合を求めるため、配合Ｉ〜Ｋでの積層体厚７μｍとは異なる積層体厚のものも試作した。そのうち、光学特性及び製造上において良好であったものを例示すれば、積層体厚１２μｍの配合Ｌ及びＭのものであった。
【０１１１】
まず、バインダーの割合を増大させた配合Ｌのものについて説明する。配合Ｌのものは、各色の顔料とＬＣＭＣとの混合物に占める各色の顔料の割合が４０％と少な目であるにも関わらず、前述の積層体厚７μｍよりも積層体厚１２μｍと厚くしたので、積層体に含まれる顔料の絶対量が多くなるため、良好な着色が得られた。
【０１１２】
次に、バインダーの割合を低下させた配合Ｍのものについて説明する。積層体をフィルム上に形成する場合の一般的な手法であるバーコーターを用いる常温での塗工において、バインダーの割合を低下させ、顔料及びＬＣＭＣの割合を増大させるに従って、積層体を形成するためのインキの流動性が悪くなり、均一な塗工が困難となる。そこで、バーコーター、インキ及び塗工フィルムの温度を６０℃程度に上げて試作した結果、配合Ｍのものでも光学特性及び製造上において良好であることが確認できた。
【０１１３】
さらに、常温での塗工が困難であった配合Ｉのものについても同様に、バーコーター、インキ及び塗工フィルムの温度を６０℃程度に上げて試作した。その結果、配合Ｉのものも塗工が容易となり、光学特性及び製造上においても良好であることが確認できた。ただし、配合Ｉのものは積層体厚が７μｍであり、配合Ｍのものは積層体厚が１２μｍであるので、膜厚が厚い配合Ｍのものの方が配合Ｉのものよりも塗工性が優れる。
【０１１４】
以上の結果より、全重量に占めるバインダーの重量の割合は、１０重量％（配合Ｍ）程度から５０重量％（配合Ｌ）程度までが好ましく、１７重量％（配合Ｉ）程度から４４重量％（配合Ｋ）程度までが特に好ましい。
【０１１５】
［カラーインキをフィルム基板上に塗工（ステップＳ１４）］
例えば蒸着によりＩＴＯを透明電極１３として所望の膜厚でフィルム基板１２上に形成し、透明電極１３の上面に、ステップＳ１３において製造したカラーインキを塗工する。例えば、膜厚可変型のアプリケーターで膜厚を所望値に設定し、透明電極１３上にカラーインキを塗工する。その後、カラーインキを紫外線硬化して乾燥させる。なお、フィルム基板１２上に予めＩＴＯが形成された市販のものを用いることにより、透明電極１３の成膜工程を省略できるので好ましい。
【０１１６】
この工程においてＬＣＭＣ層１４の光出射面１４ｆを平滑面とするためには、カラーインキの性状を考慮した工程とするのが好ましい。例えば、アプリケーターを用いて均一にフィルム基板１２上にカラーインキを塗工すればカラーインキの表面形状は平滑面となるが、その後カラーインキが乾燥した際に平滑面が維持されているか否かはカラーインキの性状によるからである。具体的には、カラーインキの粘度が比較的低い場合は、ＬＣＭＣ１４ａの配置位置に対し、カラーインキ成分の表面が時間経過とともに下降するので、表面形状が凹凸面となる。一方、カラーインキの粘度が比較的高い場合は、カラーインキ成分の表面は下降しないが、アプリケーターでカラーインキを伸ばし難くなり作業性が劣化する。
【０１１７】
そこで、カラーインキの粘度が常温では比較的高く、加温するに従って低くなることを考慮し、次のように塗工することができる。例えば、６０℃のホットプレート上に、平滑なガラス板、アプリケーター、カラーインキを置きそれぞれを加熱する。次に、平滑なガラス板上にフィルム基板１２を載せ、フィルム基板１２上にアプリケーターの幅だけカラーインキを載せる。そして、アプリケーターにより一定間隔（例えば５μｍ）で均一にフィルム基板１２上にカラーインキを塗工する。カラーインキを塗工したフィルム基板１２は、次の紫外線硬化工程に移行する際に常温に戻るが、速やかに硬化処理を行うことにより、カラーインキの表面は平滑性を維持することができる。また、ＬＣＭＣ１４ａのカプセル膜は、６０℃に加熱されて柔らかくなっているためアプリケーターで押された後はカラーインキの表面から露出することなく平滑化され、紫外線硬化工程において固くなるので、カラーインキの表面は平滑性を維持することができる。その結果、ＬＣＭＣ層１４の光出射面１４ｆは平滑面となる。
【０１１８】
次に、カラーインキを塗工するフィルム基板１２の材料、透明電極１３の膜厚、カラーインキの塗工厚についての検討結果について説明する。なお、以下の検討結果の説明において、透明電極１３が形成されたフィルム基板１２を「透明電極フィルム」という。
【０１１９】
（１）透明電極フィルムの検討結果
透明電極フィルムのベースフィルムを変えて、ＬＣＭＣ層１４の光シャッター効果について検討した。この検討で用いたベースフィルムを表４に示す。なお、透明電極フィルムのＩＴＯ膜上に、平均粒子径が４．２μｍのＬＣＭＣを含むカラーインキを７μｍの膜厚で塗工し、その上面にスパッタ装置で金を蒸着したものを用いた。
【０１２０】
【表４】
0005452111.tif 000005
【０１２１】
表４に示すように、ベースフィルムとしては、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、環状オレフィンコポリマーフィルム、光拡散フィルムについて検討した。また、各ベースフィルム上に透明電極（ＩＴＯ）を形成し、透明電極の膜厚について評価した。なお、透明電極の膜厚測定に代えて表面電気抵抗値を測定した。
【０１２２】
まず、ポリエステルフィルムをベースフィルムとしたものでは、透明電極の表面電気抵抗が、タイプａ〜ｄに示す４種類のもので検討した。この結果、透明電極の表面電気抵抗値＝３０Ω／□から２７０Ω／□までにおいて光シャッター効果の影響はなく、ポリエステルフィルムａ〜ｄのいずれも同等の電極間電圧でＬＣＭＣ中の液晶が駆動し、光シャッターとしての開閉が可能なことを確認した。
【０１２３】
次に、ポリカーボネートフィルムをベースフィルムとしたものでは、表面電気抵抗値＝３５Ω／□の透明電極を評価した。また、環状オレフィンコポリマーフィルムをベースフィルムとしたものでは、表面電気抵抗値＝３８Ω／□の透明電極を評価した。その結果、両者とも、電極間電圧の印加によってＬＣＭＣ中の液晶が駆動し、光シャッターとしての開閉を良好に行うことができた。
【０１２４】
さらに、ポリエステルを基材として構成された光拡散機能を有する光拡散フィルムをベースフィルムとしたものでは、表面電気抵抗値＝２９Ω／□、４５Ω／□の透明電極を形成して評価した。その結果、両者とも、前述した３種類のフィルムと同様に、電極間電圧の印加によってＬＣＭＣ中の液晶が駆動し、光シャッターとしての開閉を良好に行うことができ、さらに、このフィルムの光拡散特性により、前述した３種類のフィルムのものよりも散乱出射光の輝度が向上した。
【０１２５】
前述の実験結果を考慮すると、ベースフィルムの材料として、環状オレフィンポリマー、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、アセチルセルロース、ポリスチレン等も、実験で用いたものと同様に使用できると考えられる。
【０１２６】
（２）カラーインキの塗工厚の検討結果
次に、カラーインキの塗工厚についての検討結果を説明する。
【０１２７】
表５は、ＬＣＭＣ内の液晶が駆動する電圧を印加電圧とし、印加電圧とカラーインキの塗工厚との関係の実験結果を示している。この検討では、ポリカーボネートフィルム上にＩＴＯで透明電極を形成し、平均粒子径が４．２μｍのＬＣＭＣを含むカラーインキを透明電極上に塗工したものを用いた。また、透明電極の表面抵抗値＝３５Ω／□であった。
【０１２８】
【表５】
0005452111.tif 000006
【０１２９】
表５において、インキ塗工厚が厚くなるに応じて印加電圧を増大させないと液晶が駆動できないことが示されている。一般に、液晶表示装置を駆動する電圧は３０Ｖ程度であるので、この結果より、カラーインキの塗工厚としては２０μｍ程度以下とするのが好ましい。
【０１３０】
カラーインキの塗工厚の下限としては、現状の製造可能なＬＣＭＣの平均粒子径が１μｍ〜１．５μｍ程度であり、ＬＣＭＣ層１４を複数層で構成するという条件より、３μｍ程度が好ましい。
【０１３１】
以上の結果より、カラーインキの塗工厚は、３μｍ程度から２０μｍ程度までの範囲とすることが好ましく、光学特性や製造上のばらつきを考慮すると、７μｍ程度から１４μｍ程度までの範囲とするのが特に好ましい。
【０１３２】
次に、インキ塗工厚に加え、透明電極の表面抵抗値と印加電圧との関係を調べた。その結果を表６に示す。この検討では、ポリエステルフィルム上に形成したＩＴＯ上に、平均粒子径が４．２μｍのＬＣＭＣを含むカラーインキを塗工したものを用いた。
【０１３３】
【表６】
0005452111.tif 000007
【０１３４】
表６に示すように、透明電極の表面抵抗値が３０Ω／□から２７０Ω／□までの範囲において、塗工厚が７μｍでは印加電圧は２０Ｖで一定であるが、塗工厚が１８μｍ、２７μｍと厚くなるに従って透明電極の表面抵抗値の影響を受けることがわかった。すなわち、透明電極の膜厚が薄くなるに従って印加電圧を増大させる必要がある。
【０１３５】
［透明電極を形成（ステップＳ１５）］
ステップＳ１４において形成したカラーインキの上面に、例えばＩＴＯを蒸着し、透明電極１５を形成する。なお、ここで形成した透明電極１５の上面に保護膜を形成する構成としてもよい。
【０１３６】
［偏光板を貼付（ステップＳ１６）］
フィルム基板１２の下面に偏光板１１を、透明電極１５の上面に偏光板１６を、それぞれ、貼付する（図２参照）。ここで、偏光板１１が直線偏光を出射する方向と、偏光板１６が直線偏光を出射する方向とが互いに直交するよう貼付する。
【０１３７】
［光シャッター効果の評価基準］
次に、本実施形態における光シャッター効果の評価基準について説明する。本実施形態では、照度計と暗箱とを使用して、下記に示す各条件での照度測定結果を参照し、光シャッター効果の評価基準を定めた。下記の各条件において、偏光板は、光透過方向が互いに直交するよう配置している。また、記号"Ｌｘ"は照度の単位"ルクス"を表している。
【０１３８】
１．照度の測定結果
（１）バックライトのみの照度：６０Ｌｘ
（２）バックライトと、偏光板２枚との組み合わせでの照度：０．０５Ｌｘ
（３）バックライトと、偏光板２枚と、ＲＧＢレジスト形成のシート（厚さ１μｍ）を偏光板２枚の間に挿入したときの照度（参考データ）：Ｒ＝０．１０Ｌｘ、Ｇ＝０．２０Ｌｘ、Ｂ＝０．０８Ｌｘ
（４）バックライトと、偏光板２枚と、ＩＴＯ蒸着の透明電極を有する試作品ＲＧＢ積層体（厚さ７μｍ）を偏光板２枚の間に挿入し、電極間電圧オフでの照度：Ｒ＝１．６４Ｌｘ、Ｇ＝２．８３Ｌｘ、Ｂ＝１．４５Ｌｘ
（５）バックライトと、偏光板２枚と、ＩＴＯ蒸着の透明電極を有する試作品ＲＧＢ積層体（厚さ７μｍ）を偏光板２枚の間に挿入し、電極間電圧オンでの照度：各色の測定値は上記（４）の１／１０程度
【０１３９】
２．光シャッター効果の評価基準
本実施の形態において、光シャッター効果を確認する際には、積層体上面にＩＴＯ蒸着の透明電極に代えて金を蒸着した電極を使用している。この場合、ＲＧＢのうちＢのみについて確認したところ、上記（４）に相当する電極間電圧オフでの照度は０．２３Ｌｘ、上記（５）に相当する電極間電圧オンでの照度は０．１３Ｌｘの照度であった。すなわち、上記（４）に示したＩＴＯ蒸着膜による透明電極でのＢ＝１．４５に対し、金の蒸着膜による電極では０．２３Ｌｘに低下し、さらに電極間電圧オンにより０．１３Ｌｘに低下した。
【０１４０】
以上の結果を考慮し、光シャッター効果の有無を判定する評価基準として、電極間電圧オンでの照度が、電極間電圧オフでの照度の１／２以下となるものを、光シャッター効果を有するものとした。
【０１４１】
以上のように、本実施形態における表示装置１０によれば、ＬＣＭＣ１４ａが複数の層に配列されたＬＣＭＣ層１４を備え、ＬＣＭＣ層１４は、フィルム基板１２上の透明電極１３と１５との間に、非水性の固定剤で密着固定されて形成される構成としたので、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極１３と１５との間の短絡や透明電極１３及び１５の腐食を防止することができる。
【０１４２】
また、本実施形態における表示装置１０によれば、従来のものよりも簡易な構成となり、配向膜や配向処理、液晶の封止材や封止処理等が不要となるので、製造コストを低減することができる。
【０１４３】
また、本実施形態における表示装置１０によれば、ＬＣＭＣ層１４の光出射面１４ｆを平滑面としたので、黒輝度を低減してコントラストを向上させることができる。
【０１４４】
また、本実施形態における表示装置１０によれば、入射光がＬＣＭＣ層１４内で光散乱して出射する際の散乱出射光の光学特性に基づいて、仕込み比、ＬＣＭＣ１４ａの平均粒子径、ＬＣＭＣ層１４の厚さ及びＬＣＭＣ層１４内におけるＬＣＭＣ１４ａの密度のうち少なくとも１つが設定される構成を有するＬＣＭＣ積層体を備える構成としたので、輝度や色相等の光学特性を向上させ、カラー画像を好適に表示することができる。
【０１４５】
また、本実施形態における表示装置１０によれば、ＬＣＭＣ層１４からの散乱光を観視者に見せる構成としたので、入射光の拡散及び輝度向上のために従来用いられていた光拡散シート及びプリズムシートと、入射光を透過又は遮断する光シャッターとを兼ね備えたものに相当するものとなり、従来のものよりも光源を観視者側に移動したものとなるので視野角を広げることができる。
【０１４６】
また、本実施形態における表示装置１０によれば、フィルム基板１２上にＬＣＭＣ層１４を備える構成としたので、例えば、円柱状の物体の周縁に沿って曲げたままでカラー画像を表示したり、凹凸面を有する物体の凹凸面に沿わせた状態のままでカラー画像を表示させたりすることができる。
【０１４７】
（他の態様）
前述の実施形態では、アプリケーターによってＬＣＭＣ層１４を形成し、その表面形状を平滑面とする例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、印刷手法を用いてＬＣＭＣ層を形成することもできる。適用可能な印刷手法としては、例えば、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷等が挙げられる。以下、スクリーン印刷によって形成したＬＣＭＣ層を備える表示装置について図６に基づき説明する。なお、第１実施形態と同様な構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１４８】
図６に示すように、表示装置４０は、スクリーン印刷によって形成したＬＣＭＣ層４１と、被覆層４２とを備えた構成となっている。
【０１４９】
ＬＣＭＣ層４１は、ＬＣＭＣ４１ａ、赤色インキ４１ｂ、緑色インキ４１ｃ及び青色インキ４１ｄを備えている。ここで、ＬＣＭＣ４１ａは、第１実施形態におけるＬＣＭＣ１４ａと同じであるが、便宜上、異なる符号を用いた。
【０１５０】
また、ＬＣＭＣ層４１は、光源３０からの光を入射する光入射面４１ｅと、光を出射する光出射面４１ｆとを有する。光入射面４１ｅは、平滑なフィルム基板１２上に形成した透明電極１３上に沿った形状となるので、その面形状は平滑面となっている。また、光出射面４１ｆは、ＬＣＭＣ層４１がスクリーン印刷によって形成されるので凹凸形状になっている。すなわち、スクリーンの編み目部に対応する部分についてはインキが通過しないため凹部になり、スクリーンの開口部に対応する部分についてはインキが通過するため凸部となるので、光出射面４１ｆは凹凸形状の表面を有することとなる。
【０１５１】
被覆層４２は、ＬＣＭＣ層４１上に、例えば紫外線硬化型のオーバーコートニスで形成されるようになっており、光を出射する側に平滑な光出射面４２ａを備えている。
【０１５２】
次に、表示装置４０の製造工程について説明する。
まず、カラーインキの粘度をスクリーン印刷に好適な粘度とするため、カラーインキを揮発性溶剤で希釈する。揮発性溶剤としては、例えば、アルコール類やエステル類、エーテル類が使用できるが、カラーインキとの相性を考慮して選択するのが好ましい。
【０１５３】
次に、スクリーン印刷機により、希釈したカラーインキをフィルム基板１２上に所定膜厚で印刷する。例えば、粒子径が２μｍのＬＣＭＣ４１ａを含有するカラーインキを用意し、乾燥後におけるＬＣＭＣ層４１の厚さが７μｍとなるようカラーインキをフィルム基板１２上に印刷する。
【０１５４】
続いて、熱風乾燥機により、例えば１２０℃、３０秒間でカラーインキを乾燥させる。そして、紫外線硬化装置により、紫外線硬化処理を行うことにより、フィルム基板１２上にＬＣＭＣ層４１が形成される。
【０１５５】
ここで、スクリーン印刷によって形成したＬＣＭＣ層４１の表面にはスクリーンの編み目が現れるので、アプリケーターによるものよりも表面の平滑性が劣る。そこで、例えばロールコーターにより、ＬＣＭＣ層４１の表面に被覆層を形成し、被覆層の表面形状を平滑面とするのが好ましい。具体的には、ＬＣＭＣ層４１の表面に被覆層として例えば紫外線硬化型のオーバーコートニスを１μｍ〜３μｍ程度塗布した後、紫外線硬化処理を行う。その結果、ＬＣＭＣ層４１の光出射面４１ｆは平滑面となる。
【０１５６】
前述のように、表示装置４０は、スクリーン印刷によってＬＣＭＣ層４１を形成することにより、アプリケーターによるものと同様に従来の課題を解決できるという効果に加え、次のような効果が得られる。まず、表示装置４０は、スクリーン印刷によって形成されたＬＣＭＣ層４１を備えることにより、アプリケーターを用いた場合よりも狭い幅のストライプ状画素（例えば幅１００μｍ）や、アプリケーターでは実現困難なドット状画素を形成してカラー表示の対応が可能となるので、より精細なカラー画像を表示することができる。次に、表示装置４０は、前述したオーバーコートニスのような電気的絶縁体の被覆層を設けてＬＣＭＣ層４１の表面を平滑化することにより、透明電極間の短絡を防止することができる。なお、スクリーン印刷以外の印刷手法を用いてＬＣＭＣ層４１を形成した場合でも、ＬＣＭＣ層４１の表面を被覆層で平滑化することができ、同様の効果が得られる。
【０１５７】
（第２実施形態）
まず、本発明に係る表示装置２０の第２実施形態における構成について説明する。
【０１５８】
図６に示すように、本実施形態における表示装置２０は、第１実施形態における表示装置１０（図２参照）の一部を変更したものであって、ＬＣＭＣ層２１と、カラーフィルタ２２とを備えた点が異なる。したがって、第１実施形態における表示装置１０の説明と重複する構成の説明は省略する。
【０１５９】
ＬＣＭＣ層２１は、複数のＬＣＭＣ２１ａと、カラー表示のための着色材を含まないバインダー２１ｂと、光源３０からの光を入射する光入射面２１ｃと、光を出射する光出射面２１ｄとを有する。光入射面２１ｃは、平滑なフィルム基板１２上に形成した透明電極１３上に沿った形状となるので、その面形状は平滑面となっている。また、光出射面２１ｄは、第１実施形態と同様に平滑面として形成されるようになっている。なお、ＬＣＭＣ２１ａは、第１実施形態におけるＬＣＭＣ１４ａと同じであるが、便宜上、異なる符号を用いた。
【０１６０】
カラーフィルタ２２は、光出射面２１ｄ上の予め定められた領域ごとに着色材によって、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）に着色された構成を有している。
【０１６１】
次に、本実施形態における表示装置２０の製造工程について、図６及び図７を用いて説明する。図７は、表示装置２０の製造工程の概要を示すフローチャートであって、第１実施形態における表示装置１０の製造工程（図５参照）と同様な工程には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１６２】
［インキ化（ステップＳ２１）］
ステップＳ１２において洗浄及び乾燥して得たＬＣＭＣ粉末と、バインダーとしての非水系の樹脂とを用意する。非水系の樹脂としては、第１実施形態で示したものが使用できる。次に、ＬＣＭＣ粉末とバインダーとをインキヘラで練り、インキ化したＬＣＭＣを得る。ＬＣＭＣ粉末とバインダーとの配合比は、作業性を考慮して適宜決めるのが好ましい。
【０１６３】
［インキをフィルム基板上に塗工（ステップＳ２２）］
例えば蒸着によりＩＴＯを透明電極１３として所望の膜厚でフィルム基板１２上に形成し、透明電極１３の上面に、ステップＳ２１において製造したインキを塗工する。この工程において、光出射面２１ｄを平滑面として形成するため、第１実施形態のステップＳ１４で述べたように、インキの粘度と温度との関係を考慮し、アプリケーターを用いて透明電極１３の上面にインキを塗工するのが好ましい。
【０１６４】
［カラーフィルタを形成（ステップＳ２３）］
ステップＳ１５において形成した透明電極１５の上面に、例えば赤色、緑色及び青色からなるカラーフィルタ２２を形成する。例えば、市販のカラーフィルタを使用してカラーフィルタ２２を形成する。また、例えば、公知の成膜技術を用いてカラーフィルタ膜を透明電極１５の上面に成膜することにより、カラーフィルタ２２を形成してもよい。
【０１６５】
以上のように、本実施形態における表示装置２０によれば、ＬＣＭＣ２１ａが複数の層に配列されたＬＣＭＣ層１４を備え、ＬＣＭＣ層１４は、フィルム基板１２上の透明電極１３と１５との間に、非水性の固定剤で密着固定されて形成され、透明電極１５上にカラーフィルタ２２を設ける構成としたので、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極１３と１５との間の短絡や透明電極１３及び１５の腐食を防止することができる。
【０１６６】
また、本実施形態における表示装置２０によれば、従来のものよりも簡易な構成となり、配向膜や配向処理、液晶の封止材や封止処理等が不要となるので、製造コストを低減することができる。
【０１６７】
また、本実施形態における表示装置２０によれば、ＬＣＭＣ層１４の光出射面２１ｄを平滑面としたので、黒輝度を低減してコントラストを向上させることができる。
【０１６８】
なお、前述の実施形態において、カラーフィルタ２２を設けてカラー画像を表示するものを例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、カラーフィルタ２２を設けないでモノクロームの表示装置とすることもできる。
【０１６９】
また、第１実施形態の他の態様で説明したように、印刷手法を用いてＬＣＭＣ層２１を形成することもできる。この場合、ＬＣＭＣ層２１の表面を被覆層で平滑化することにより、黒輝度を低減してコントラストを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
以上のように、本発明に係る表示装置は、柔軟性及び屈曲性を有し、透明電極間の短絡や透明電極の腐食を防止し、製造コストを低減するとともに、黒輝度を低減してコントラストを向上させることができるという効果を有し、バックライトを有するカラー画像の表示装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１７１】
１、３、１４  ＬＣＭＣ層
１ａ、３ａ、１４ａ  ＬＣＭＣ
１ｂ、３ｂ、２１ｂ  バインダー
１ｃ、３ｃ、１４ｅ、２１ｃ、４１ｅ  光入射面
１ｄ、３ｄ、１４ｆ、２１ｄ、４１ｆ、４２ａ  光出射面
２  ＰＣフィルム
１０、２０、４０  表示装置
１１  偏光板（第１の偏光板）
１２  フィルム基板
１３  透明電極（第１の透明電極）
１４、２１、４１  ＬＣＭＣ層
１４ａ、２１ａ、４１ａ  ＬＣＭＣ
１４ｂ、４１ｂ  赤色インキ
１４ｃ、４１ｃ  緑色インキ
１４ｄ、４１ｄ  青色インキ
１４ｇ  液晶粒子
１５  透明電極（第２の透明電極）
１６  偏光板（第２の偏光板）
２２  カラーフィルタ
３０、１０１  光源
１００  液晶表示装置
１０２、１１１  偏光板
１０３、１１０  ガラス基板
１０４、１０８  透明電極
１０５、１０７  配向膜
１０６  液晶層
１０６ａ  液晶粒子
１０９  カラーフィルタ
【図１】
0005452111.tif 000008
【図２】
0005452111.tif 000009
【図４】
0005452111.tif 000010
【図５】
0005452111.tif 000011
【図６】
0005452111.tif 000012
【図７】
0005452111.tif 000013
【図８】
0005452111.tif 000014
【図３】
0005452111.tif 000015