(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー液晶薄膜の製造方法であって、
ブルー相液晶が充填される液晶セルの両端に印加する電圧を、前記液晶セルが所要の色を表示するまでに調整するステップと、
水銀ランプを使用して前記液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分を照射するステップと、
紫外線を使用して、前記液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分を照射するステップと、を含むことを特徴とするカラー液晶薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記の紫外線を使用して、前記液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分を照射するステップは、
前記液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分を露出し、液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分以外の残り部分を被覆することと、
紫外線を使用して前記液晶セルを照射することと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記の水銀ランプを使用して前記液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分を照射するステップは、
前記液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分を露出し、液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分以外の残り部分を被覆することと、
水銀ランプを使用して前記液晶セルを照射することと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記水銀ランプを使用して前記液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分を照射することは、具体的に、
水銀ランプを使用して、前記液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分を５〜１５分照射することであることを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶薄膜の製造方法。
【請求項５】
ブルー相液晶を充填する液晶セルを製造することをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のカラー液晶薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記のブルー相液晶を充填する液晶セルを製造することは、具体的に、
重合性を有するブルー相液晶と光開始剤を混合し、透明点以上までに加熱した後冷却することと、
前記重合性を有するブルー相液晶と光開始剤の混合物を基板に均一に提供することと、を含むことを特徴とする請求項５に記載のカラー液晶薄膜の製造方法。
【請求項７】
前記基板は、導電ガラス基板のような導電基板であることを特徴とする請求項６に記載のカラー液晶薄膜の製造方法。
【請求項８】
前記重合性を有するブルー相液晶は、具体的に、
重合処理を行った後のブルー相液晶、又は、
リアクティブ・メソゲンＲＭと混合した後のブルー相液晶であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のカラー液晶薄膜の製造方法。
【請求項９】
前記所要の色は、赤色又は緑色を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のカラー液晶薄膜の製造方法。
【請求項１０】
カラー液晶薄膜であって、
基板と、
前記基板のいずれかに均一に分布された重合性を有するブルー相液晶と光開始剤の混合物と、を有し、
前記重合性を有するブルー相液晶と光開始剤の混合物は、電界の作用で所要のピッチに調整され、水銀ランプによる照射を介して固定され、その後紫外線照射によって重合され、所要の色を呈することを特徴とするカラー液晶薄膜。
【請求項１１】
前記重合性を有するブルー相液晶は、具体的に、
重合処理を行った後のブルー相液晶、又は、
リアクティブ・メソゲンＲＭと混合した後のブルー相液晶であることを特徴とする請求項１０に記載のカラー液晶薄膜。
【請求項１２】
前記基板は、導電ガラス基板のような導電基板であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のカラー液晶薄膜。
【請求項１３】
表示装置であって、
アレイ基板と、
対向基板と、
前記アレイ基板と対向基板の間に挟まれるカラー液晶薄膜と、を有し、
前記カラー液晶薄膜として、請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載のカラー液晶薄膜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、カラー液晶薄膜の製造方法、カラー液晶薄膜及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、フレキシブルディスプレイの技術が次第に向上され、大部分のフレキシブルディスプレイにおけるカラー液晶薄膜は、いずれもコレステリック液晶を使用して製造され、コレステリック液晶によりカラー液晶薄膜を製造する方法は、
温度を第１温度に制御して、液晶薄膜を赤色に呈させ、当該第１温度は例えば２５摂氏度程度であるステップＳ１０１と、
図１に示すように、赤色に製造する必要がある領域に紫外線を照射して、当該領域の液晶を固定するステップＳ１０２と、
温度を第２温度に制御して、液晶薄膜において液晶が固定されなかった領域を緑色に呈させ、当該第２温度は例えば３４摂氏度程度であるステップＳ１０３と、
図２に示すように、緑色に製造する必要がある領域に紫外線を照射して、当該領域の液晶を固定するステップＳ１０４と、含む。
【０００３】
このようにして、赤、緑の二色を有するカラー液晶薄膜が製造される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、所要の色のカラー液晶薄膜を製造することを実現できるカラー液晶薄膜の製造方法、カラー液晶薄膜及び表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例は、ブルー相液晶が充填された液晶セルの両端に印加する電圧を、前記液晶セルが所要の色を表示するまでに調整するステップと、紫外線を使用して、前記液晶セルにおける所要の色に製造する必要がある部分に照射するステップと、を含むカラー液晶薄膜の製造方法を提供する。
【０００６】
本発明の他の実施例は、導電ガラス基板と、前記導電ガラス基板に均一に分布された重合性を有するブルー相液晶と光開始剤の混合物とを有し、前記重合性を有するブルー相液晶と光開始剤の混合物は、電界の作用で紫外線の照射を介して所要のピッチに固定され、所要の色を呈するカラー液晶薄膜を提供する。
【０００７】
本発明のさらに他の実施例は、アレイ基板と、対向基板と、アレイ基板と対向基板の間に挟まれるカラー液晶薄膜とを有し、前記重合性を有するブルー相液晶と光開始剤の混合物は電界の作用で紫外線の照射を介して所要のピッチに固定され、所要の色を呈する表示装置を提供する。
【０００８】
本発明は、カラー液晶薄膜の製造方法、カラー液晶薄膜及び表示装置を提供し、高分子安定のブルー相液晶を使用してカラー液晶薄膜を製造し、電界を介して液晶を回転させることで、異なる色の表示を実現し、さらに紫外線の照射により液晶を固定する。電界を介して液晶を回転させ、且つ、電界強度の制御は温度の制御に対して容易であるため、カラー液晶薄膜の製造効率を向上させ、カラー液晶薄膜が呈する色も容易に制御することができる。また、異なる強度の電界を印加することにより、色種類が比較的に豊富なカラー液晶薄膜を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来技術におけるカラー液晶薄膜を製造する方法のフローチャートである。
【図２】従来技術におけるカラー液晶薄膜を製造する原理の概略図である。
【図３】従来技術におけるカラー液晶薄膜を製造する原理の概略図である。
【図４】本発明の実施例に係るカラー液晶薄膜を製造する方法のフローチャートである。
【図５】本発明の実施例に係る液晶セルを製造する方法のフローチャートである。
【図６】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜を製造する方法のフローチャートである。
【図７ａ】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜の製造過程中の状態を示す概略図である。
【図７ｂ】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜の製造過程中の状態を示す概略図である。
【図７ｃ】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜の製造過程中の状態を示す概略図である。
【図７ｄ】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜の製造過程中の状態を示す概略図である。
【図７ｅ】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜の製造過程中の状態を示す概略図である。
【図７ｆ】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜の製造過程中の状態を示す概略図である。
【図７ｇ】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜の製造過程中の状態を示す概略図である。
【図７ｈ】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜の製造過程中の状態を示す概略図である。
【図７ｉ】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜の製造過程中の状態を示す概略図である。
【図７ｊ】本発明の実施例に係る赤、緑、青の三色カラー液晶薄膜の製造過程中の状態を示す概略図である。
【図８】本発明の実施例に係るカラー液晶薄膜の構造概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の発明者は、従来の方式を使用してカラー液晶薄膜を製造する過程において、温度を正確に制御するのが難しく、製造効率が低く、且つ標準色の液晶薄膜を製造することも難しく、また製造できる色の種類も非常に少ない、ということを発見した。
【００１１】
ブルー相は、液晶相と等方性相との間の相であり、ブルー相液晶は可視光範囲内で一定の色彩を呈する。ブルー相液晶は小分子ブルー相とポリマーブルー相に分けられ、ポリマーブルー相は広い安定存在領域を有するので注目されている。
【００１２】
上記問題を克服するため、本発明は、カラー液晶薄膜の製造方法、カラー液晶薄膜及び表示装置を提供し、高分子安定のブルー相液晶を使用してカラー液晶薄膜を製造し、電界を介して液晶を回転させ、異なる色の表示を実現し、さらに紫外線の照射により液晶を固定する。本発明において、電界を介して液晶を回転させ、且つ、電界強度の制御は温度の制御に対して容易であるため、カラー液晶薄膜の製造効率を向上させることができ、カラー液晶薄膜が呈する色を制御することも容易である。また、本発明において、異なる強度の電界を印加することにより、色種類が比較的に豊富なカラー液晶薄膜を製造できる。
【００１３】
本発明の実施例に係るカラー液晶薄膜の製造方法は、
ブルー相液晶を充填した液晶セルの両端に印加する電圧を、液晶セルが所要の色を表示するまでに調整するステップＳ４０１と、
紫外線を使用して、液晶セルにおける現在の色に製造させる必要がある部分に照射して液晶を固定するステップＳ４０２と、を有する。
【００１４】
ブルー相液晶は電界の作用で回転することができ、液晶を透過した光の色を変化させるため、ブルー相液晶を充填した液晶セルの両端に印加する電圧を調整することにより、液晶セルを所要の色に表示させ、さらに紫外線の照射により、液晶のピッチを固定する。従って、現在の色に製造される必要がある部分において、電界が消えた後にも変わらず現在の色を表示する。
【００１５】
上記の印加電圧は、例えば３０Ｖ〜１００Ｖであることができ、これは重合可能なモノマーにおけるキラリティー基（Ｃｈｉｒａｌｉｔｙ  ｇｒｏｕｐｓ）の含有量に比例する。キラリティー基の含有量の増加につれて、重合体系（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）が順次青、緑、赤を呈する。例えば、キラリティー基の含有量が体系の全般の１８〜２２％である場合青色を呈し、２３〜２７％である場合緑色を呈し、２８〜３０％である場合赤色を呈する。
【００１６】
異なる種類のブルー相液晶を使用する場合、同じ色を表示するに必要な電圧値は同一ではないため、実際に操作するとき、液晶セルが所要の色を表示するまでに、電圧値を徐々に増大、又は減少させることができる。なお、実際の操作において、実際の経験に基づいてあるブルー相液晶に対する常用の色の電圧範囲を確定することにより、電圧値を調整するに用いる時間を減少させ、さらにカラー液晶薄膜の製造効率を向上できる。
【００１７】
所要の色を表示した後ブルー相液晶のピッチを現在のピッチに良好に固定し、さらに最後に固定した色を所要の色により近づけるために、調整を介して紫外線の照射時間と強度を決まることができる。好ましくは、紫外線を使用して液晶セルにおける現在色に製造させる必要がある部分を照射する前に、先に水銀ランプを使用して液晶セルにおける現在色に製造させる必要がある部分を照射する。このように、水銀ランプを使用して照射するとき、ブルー相液晶のピッチは速く現在のピッチに固定させることができる。その後、さらに紫外線の照射により、ブルー相液晶の分子を重合させ、液晶の固定を実現する。
【００１８】
一例示において、水銀ランプを使用して照射するとき、通常５〜１５分を照射すれば、初期の固定を完成でき、好ましくは、１０分程度照射すると、固定効果が良い。
【００１９】
紫外線または水銀ランプを使用して液晶セルにおける現在色に製造させる必要がある部分を照射するとき、先に液晶セルにおける現在色に製造させる必要がある部分を露出し、液晶セルにおける現在色に製造させる必要がある部分以外の残り部分を被覆し、さらに紫外線または水銀ランプを使用して液晶セル全体を照射することにより、液晶セルにおける現在色に製造させる必要がある部分の液晶を固定することを実現する。例えば、予め準備したマスクを用いて、液晶セルの他の部分に対する被覆を実現することもできる。
【００２０】
本発明の実施例において、ブルー相液晶を充填する液晶セルの製造方法は、重合性を有するブルー相液晶と光開始剤を混合して、透明点以上までに加熱した後冷却するステップＳ５０１と、ここで、通常再び室温までに冷却した後使用する必要があり、
重合性を有するブルー相液晶と光開始剤の混合物を例えば均一に塗布することでガラス基板に提供させるステップＳ５０２と、を有する。当該ガラス基板は、例えば電極パターンが形成されている導電ガラス基板である。そして、例えばプラスチック基板や、石英基板のような他の種類の基板が採用されてもよい。
【００２１】
重合性を有するブルー相液晶として、例えば、ブルー相液晶に対して重合処理を行ってから生成される重合性を有するブルー相液晶であってもよく、又はブルー相液晶とＲＭ（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｍｅｓｏｇｅｎ；リアクティブ・メソゲン）を混合してから生成される重合性を有するブルー相液晶混合物であってもよい。
【００２２】
光開始剤として、現在通常使用されている、例えばＩｒｇａｃｕｒｅ６５１等の光開始剤を用いてもよい。実際の状況に応じてその他の種類の光開始剤を選択しもてよい。
【００２３】
重合可能なブルー相液晶は、重合可能な２重結合や、３重結合や、他の重合可能な官能基（例えば、カルボキシル基や、ヒドロキシル基や、アミノ基など）を備え、光開始剤の作用で、紫外線照射などを使用して重合反応が発生されて安定的体系を形成する。当該タイプのブルー相液晶体系には、重合可能な官能基や、キラリティー基や、剛性構造や、軟性構造が含まれる。重合可能な官能基とキラリティー基は剛性構造又は軟性構造に含めることができる。光開始剤（ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ）は、例えば紫外線領域（２５０〜４２０ｎｍ）又は可視光領域（４００〜８００ｎｍ）において一定の波長のエネルギーを吸収して、自由基や、陽イオンなどを生じることができ、モノマーの重合と架橋結合を発生する。
【００２４】
ブルー相液晶系において、重合可能な官能基（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｇｒｏｕｐｓ、ＰＦＧ）の例として、ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）ｎ−や、ＮＨ２−（ＣＨ２）ｎ−や、ＨＯ−（ＣＨ２）ｎ−や、ＨＣ＝ＣＨ−（ＣＨ２）ｎ−や、ＨＣ≡Ｃ−（ＣＨ２）ｎ−などが挙げられる。
【００２５】
剛性構造（ｒｉｇｉｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、ＲＳ）の例として、例えば以下に示す構造、又は他の剛性性質を有するとともに安定的化学構造を有する五員環や、六員環の構造が挙げられ、又はこれらの構造の組合わせてあってもよい。
【００２６】
【化１】
0005996933.tif 000002
【００２７】
キラリティー基（ｃｈｉｒａｌｉｔｙ  ｇｒｏｕｐ、ＣＧ）とは、掌性の構造を有するような物質の総称であり、例えば、コレステロールの
【００２８】
【化２】
0005996933.tif 000003
【００２９】
及びその誘導体や、ハッカ脳（ｐｅｐｐｅｒｍｉｎｔ  ｃａｍｐｈｏｒ）の
【００３０】
【化３】
0005996933.tif 000004
【００３１】
及びその誘導体などの天然的掌性物質があり、又は掌性中心（ｃｈｉｒａｌｉｔｙ  ｅｎｔｒｅ）
【化４】
0005996933.tif 000005
【００３２】
を有する化合物などであってもよい。
【００３３】
要するに、前記のブルー相分子の基本的構造は以下のように設計できる。
【００３４】
【化５】
0005996933.tif 000006
【００３５】
（ＦＧ：ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｇｒｏｕｐ、軟性基。ＰＦＧがＲＳ又はＦＧに含まれることができ、ＣＧはＦＧや、ＰＦＧ又は連結される基に位置されるため、ＲＳ、ＣＧの順序を変えることができ、また、連結される化学結合基も変えることができる）。又は、上述した各種の官能基はそれぞれ異なる分子中に位置し、その中に液晶分子を含み、それらを混合した後ブルー相液晶の特性を有する。
【００３６】
ステップＳ５０２において、スピンコーティング法を用いて重合性を有するブルー相液晶と光開始剤の混合物を導電ガラス基板に均一に分布させる。通常、上基板、下基板及び充填されるブルー相液晶混合物から一つの完全な液晶セルを構成し、例えば、当該液晶セルギャップが１０μｍ未満が望ましく、通常は３μｍ〜６μｍの範囲内に制御する。前記上、下基板は導電基板であってもよい。
【００３７】
以下、一つの具体例を用いて本発明の実施例に係るカラー液晶薄膜を製造する方法を説明する。
高分子安定のブルー相液晶（例えば、ｒｉｇｈｔ-ｈａｎｄｅｄｎｅｓｓ）をＲＭと光開始剤（例えば、Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１）に混合し、透明点以上までに加熱した後、室温までに冷却して予備するステップＳ６０１と、
ステップＳ６０１で得られた混合物を導電ガラス基板にスピンコーディングし、上下基板のセルギャップは３μｍ〜６μｍであるステップＳ６０２と、
図７ａに示すように、液晶セルの両端に電圧を印加して、液晶セル両端に印加する電圧を液晶セルが赤色を表示するまでに調整するステップＳ６０３と
図７ｂに示すように、液晶セルにマスク（Ｍａｓｋ）を被覆し、赤色に製造される領域を露出し、例えば水銀ランプによりＭａｓｋを介して液晶セルを１０分間照射して当該赤色領域のピッチを固定するステップＳ６０４と、
図７ｃに示すように、紫外線（ＵＶ）照射を使用してＲＭ重合を促し、赤色領域における液晶の固定を完成するステップＳ６０５と、
図７ｄに示すように、電圧を解除して、他の領域（赤色領域を除く）が無色例えば初期状態に回復するのを待つステップＳ６０６と、
図７ｅに示すように、他の電圧を、無色領域を緑色に表示させるまでに印加するステップＳ６０７と、
液晶セルに他のマスクを被覆し、緑色に製造される領域を露出し、例えば水銀ランプによりＭａｓｋを介して液晶セルを１０分間照射して当該緑色領域のピッチを固定するステップＳ６０８と、
図７ｆに示すように、ＵＶ照射を使用してＲＭ重合を促し、緑色領域における液晶の固定を完成するステップＳ６０９と、
図７ｇに示すように、更に他の電圧を解除して、他の領域（赤、緑色領域を除く）が無色に回復するのを待つステップＳ６１０と、
図７ｈに示すように、電圧を、無色領域が青色に表示するまでに印加するステップＳ６１１と、
液晶セルに更に他のマスクを被覆し、青色に製造される領域を露出し、水銀ランプによりマスクを介して液晶セルを１０分間照射して当該青色領域のピッチを固定するステップＳ６１２と、
図７ｉに示すように、ＵＶ照射を使用してＲＭ重合を促し、緑色領域における液晶の固定を完成するステップＳ６１３と、
図７ｊに示すように、電圧を解除して、赤、緑、青の三色を有するカラー液晶薄膜を得るステップＳ６１４と、を有する。
【００３８】
本発明の実施例はさらにカラー液晶薄膜を提供し、当該カラー液晶薄膜は本発明の実施例が提供した方法により製造され、図８に示すように、当該カラー液晶薄膜は、導電ガラス基板８０１、及び導電ガラス基板のいずれかに均一に分布されている重合性を有するブルー相液晶と光開始剤の混合物８０２を有し、当該重合性を有するブルー相液晶と光開始剤の混合物は、電界の作用で所要のピッチに達した後、紫外線の照射により固定される。
【００３９】
当該重合性を有するブルー相液晶として、例えば、重合処理後のブルー相液晶、又はブルー相液晶とＲＭを混合した後のブルー相液晶混合物であってもよい。
【００４０】
本発明の実施例はさらに表示装置を提供し、当該表示装置は、本発明の実施例が提供したカラー液晶薄膜を含み、具体的に、液晶ディスプレイであってもよく、電子ペーパ等その他の表示装置であってもよい。当該表示装置は、アレイ基板と対向基板を有し、互いに相対的に組合せられるアレイ基板と対向基板の間の空間に前記カラー液晶薄膜を設ける。アレイ基板に、例えばアクティブ駆動またはパッシブ駆動の駆動素子を設ける。
【００４１】
本発明の実施例は、カラー液晶薄膜の製造方法、カラー液晶薄膜、カラー膜及び表示装置を提供し、高分子安定のブルー相液晶を使用してカラー液晶薄膜を製造し、電界を介して液晶を回転させ、異なる色の表示を実現し、また紫外線の照射により液晶を固定する。電界を介して液晶を回転させるため、電界強度の制御は温度の制御に対して随分容易であり、このためカラー液晶薄膜の製造効率を向上させるだけでなく、カラー液晶薄膜が呈する色を制御することも容易である。且つ、異なる強度の電界を印加することにより、色種類が比較的に豊富なカラー液晶薄膜を製造できる。
【００４２】
明らかに、当業者は、本発明の精神及び範囲を離脱しなく本発明に対して各種の修正及び変形を行うことができる。こうして、本発明のこれらの修正及び変形は、本発明の特許請求の範囲及びそれに同等する技術の範囲に属すれば、本発明はこれらの修正及び変形も含むことを意味する。
【図１】
0005996933.tif 000007
【図２】
0005996933.tif 000008
【図３】
0005996933.tif 000009
【図４】
0005996933.tif 000010
【図５】
0005996933.tif 000011
【図６】
0005996933.tif 000012
【図７ａ】
0005996933.tif 000013
【図７ｂ】
0005996933.tif 000014
【図７ｃ】
0005996933.tif 000015
【図７ｄ】
0005996933.tif 000016
【図７ｅ】
0005996933.tif 000017
【図７ｆ】
0005996933.tif 000018
【図７ｇ】
0005996933.tif 000019
【図７ｈ】
0005996933.tif 000020
【図７ｉ】
0005996933.tif 000021
【図７ｊ】
0005996933.tif 000022
【図８】
0005996933.tif 000023