(57)【要約】【課題】  マスター基板とスレーブ基板間のギャップ精度を向上でき、しかも光学特性や外観を向上できるうえ、製造工程の簡略化が可能な双安定ネマティック液晶表示装置の提供。【解決手段】  強アンカリングの配向膜２６と弱アンカリングの配向膜１６の間に複数の柱状スペーサ３６が配置され、これら柱状スペーサ３６により両配向膜間のギャップＧapが制御され、柱状スペーサ３６は弱アンカリングの配向膜１６と同じ材質から構成され、かつ柱状スペーサ３６は弱アンカリングの配向膜１６と一体に形成された双安定ネマティック液晶表示装置１。【選択図】        図１
2006030254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カイラル剤が添加されたネマティック液晶層を挟んで対向する一対の基板の一方の基板の液晶層側に第１の電極と弱アンカリングの配向膜が該一方の基板側から順に設けられ、他方の基板の液晶層側に第２の電極と強アンカリングの配向膜が該他方の基板側から順に設けられた液晶セルが備えられ、
前記強アンカリングの配向膜は所定のプレティルト角を有するように形成され、前記弱アンカリングの配向膜は、少なくとも表面に形状異方性が付与された高分子膜からなり、アンカリングエネルギーが前記強アンカリングの配向膜のアンカリングエネルギーの１／２以下とされ、プレティルト角が略０になるように形成され、
前記強アンカリングの配向膜と弱アンカリングの配向膜の間に複数の柱状スペーサが配置され、これら柱状スペーサにより両配向膜間のギャップが制御され、前記液晶セルは印加電圧に応じて液晶層の液晶分子の配列が双安定状態のうちいずれかの状態に制御されることを特徴とする双安定ネマティック液晶表示装置。
【請求項２】
前記弱アンカリングの配向膜は、アンカリングエネルギーが６×１０−５Ｊ／ｍ２以上２×１０−４Ｊ／ｍ２以下であることを特徴とする請求項１記載の双安定ネマティック液晶表示装置。
【請求項３】
前記弱アンカリングの配向膜を構成する高分子膜は、第１の方向に沿って繰り返す微細な凹凸形状と、前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って繰り返す微細な凹凸形状を有し、少なくとも第２の方向に沿って繰り返す微細な凹凸形状の各凸部の断面形状が左右非対称であることを特徴とする請求項１又は２記載の双安定ネマティック液晶表示装置。
【請求項４】
前記柱状スペーサは前記弱アンカリングの配向膜と同じ材質から構成され、かつ前記柱状スペーサは前記弱アンカリングの配向膜と一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の双安定ネマティック液晶表示装置。
【請求項５】
前記他方の基板と前記強アンカリングの配向膜の間に反射体が設けられ、反射体は他方の基板側に設けられた凹凸形成樹脂層と強アンカリングの配向膜側に設けられた反射膜からなり、前記反射膜の前記強アンカリングの配向膜側の表面は微小な凹凸又は複数の凹部が形成された拡散反射面又は微小な凹凸が形成された光散乱面とされ、
前記柱状スペーサの一方の端部は前記凹凸形成樹脂層まで延長して形成され、他方の端部は弱アンカリングの配向膜まで形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の双安定ネマティック液晶表示装置。
【請求項６】
前記柱状スペーサは前記反射体の凹凸形成樹脂層と同じ材質から構成され、かつ前記柱状スペーサは前記凹凸形成樹脂層と一体に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の双安定ネマティック液晶表示装置。
【請求項７】
前記反射膜に複数の透過孔が形成されたことを特徴とする請求項５又は６に記載の双安定ネマティック液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１の電極と第２の電極のうち少なくとも一方が複数の短冊状電極からなり、
前記柱状スペーサは前記液晶セルを観察側から視たときに前記複数の短冊状電極と他方の電極が交差しない非アクティブ領域に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の双安定ネマティック液晶表示装置。
【請求項９】
前記他方の基板と前記強アンカリングの配向膜の間にカラーフィルタが設けられ、
該カラーフィルタは、赤、緑、青の３原色をそれぞれ発色させる赤用フィルタ、緑用フィルタ、青用フィルタが周期的に配列され、これらフィルタ間にブラックマスクが形成されてなるものであり、
前記柱状スペーサは、前記液晶セルを観察側から視たときに前記ブラックマスク形成領域に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の双安定ネマティック液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一旦表示した文字などのデータがリセットされるまで長時間保持される電子ブック、電子手帳等に適用できる双安定ネマティック液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
単純マトリックス型の駆動方法により表示するモードの液晶表示装置の一種としてネマティック液晶を用いた双安定液晶表示装置が知られている。この双安定液晶表示装置は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アクティブ素子を用いないで、高速応答でき、一旦表示したデータを長時間に亘ってメモリ表示可能であるため、省電力化の点で近年注目されている。
従来の双安定ネマティック液晶表示装置としては、上下一対の基板間にネマティック液晶が所定のセルギャップで挟まれ、一方の基板の内面側に強アンカリング（強い配向力）の配向膜が形成され、他方の基板の内面側に弱アンカリング（弱い配向力）の配向膜が形成された液晶セルが備えられたものである。
従来の強アンカリングの配向膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール等の有機配向膜にラビングしたものが用いられ、弱アンカリングの配向膜としては斜方蒸着法により形成されたＳｉＯｘ膜、ポリイミド等の有機配向膜に光を照射し改質したもの、或いは溶剤で洗浄処理したもの等が用いられていた（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
この双安定ネマティック液晶表示装置は、電圧を印加し、さらに印加した電圧の差によって異なる２つの安定状態（双安定状態）を有することができるようになっており、このような表示方式を双安定モードと呼んでいる。
なお、強アンカリングの配向膜が設けられた基板をマスター基板、弱アンカリングの配向膜が設けられた基板をスレーブ基板と呼ぶ。
【非特許文献１】マルチノ  ラガード等（Ph. Martinot-Lagarde  et al.）、ファスト  ビスタブルネマティック  ディスプレイ  ユージング  モノステイブル  サーフェイス  スイッチング（Fast Bistable Nematic Display Using Monostable Surface Switching）、ダイジェスト  オブ  エスアイディー'９７（Digest of SID'97) 、１９９７年、ｐ．４１−４４
【特許文献１】特開平７−７２４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで従来の双安定ネマティック液晶表示装置は、モノクロ表示タイプの透過型に適用されているのが殆であった（例えば、特許文献１参照）。双安定モードでは、強弱２種類のアンカリング制御の上で、マスター基板とスレーブ基板間を２μｍ以下に狭ギャップ化する必要があるが、従来は球状の樹脂ビーズからなるスペーサを乾式又は湿式散布法によりギャップ制御を行っていたために製造工程が煩雑であった。また、従来のギャップ制御方法では、散布したスペーサの分布のバラツキやスペーサ同士の凝集に起因して光もれによるコントラストの低下や色調等の変化等といった光学特性の劣化や、外観上の不具合が生じるという問題があった。なお、上記のスペーサ同士の凝集は、基板に散布する前の工程で生じていることもあるし、散布時にスペーサ同士がこすれあうことによって発生する静電気によってスペーサ同士が目視可能な状態まで凝集していることもある。
【０００５】
また、透過型の場合は、液晶パネルの背面側にバックライト装置を設け、この装置から出射されたバックライト光を照明光して用いるために、消費電力が大きくなってしまう。
省電力化のためには双安定ネマチック液晶表示装置を反射型に適用することが考えられるが、表面に拡散反射面または光散乱面等の凹凸反射面を有する反射体が内蔵された液晶セル内に強弱２種類のアンカリングの配向膜をそれらのアンカリングを制御の上で、従来のギャップ制御方法により２μｍ以下に狭ギャップ化するのはさらに工程が複雑になり、また、散布したスペーサの分布のバラツキやスペーサ同士の凝集に起因する光学特性の劣化や外観上の不具合が生じるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、マスター基板とスレーブ基板間のギャップ精度を向上でき、しかも光学特性や外観を向上できる双安定ネマティック液晶表示装置を提供することを目的の一つとする。
また、製造工程の簡略化が可能な双安定ネマティック液晶表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明の双安定ネマティック液晶表示装置は、カイラル剤が添加されたネマティック液晶層を挟んで対向する一対の基板の一方の基板の液晶層側に第１の電極と弱アンカリングの配向膜が該一方の基板側から順に設けられ、他方の基板の液晶層側に第２の電極と強アンカリングの配向膜が該他方の基板側から順に設けられた液晶セルが備えられ、
前記強アンカリングの配向膜は所定のプレティルト角を有するように形成され、前記弱アンカリングの配向膜は、少なくとも表面に形状異方性が付与された高分子膜からなり、アンカリングエネルギーが前記強アンカリングの配向膜のアンカリングエネルギーの１／２以下とされ、プレティルト角が略０になるように形成され、
前記強アンカリングの配向膜と弱アンカリングの配向膜の間に複数の柱状スペーサが配置され、これら柱状スペーサにより両配向膜間のギャップが制御され、前記液晶セルは印加電圧に応じて液晶層の液晶分子の配列が双安定状態のうちいずれかの状態に制御されることを特徴とする。
【０００８】
この双安定ネマティック液晶表示装置では、前記強アンカリングの配向膜と弱アンカリングの配向膜の間に複数の柱状スペーサを配置するものであるので、これら柱状スペーサを形成する方法として、例えば、柱状スペーサの材質が樹脂である場合、強アンカリングの配向膜が形成された他方の基板（マスター基板）又は弱アンカリングの配向膜が形成された一方の基板（スレーブ基板）の配向膜側の表面に複数の柱状スペーサを平板印刷法により形成する方法を採用することができる。あるいは柱状スペーサの材質がフォトポリマーと呼ばれる高分子材料である場合、マスター基板又はスレーブ基板の配向膜側の表面にフォトポリマー層を形成し、二光束干渉露光法により複数の柱状スペーサを形成する方法を採用することできる。あるいは柱状スペーサの材質が樹脂である場合、柱状スペーサの形状と逆の凹凸形状が形成された転写型を用い、マスター基板またはスレーブ基板に上記樹脂層を形成し、この樹脂層に上記転写型を押圧後、離型することにより複数の柱状スペーサを形成する方法を採用することできる。あるいはマスター基板またはスレーブ基板の表面に柱状スペーサの材料を微小ノズルから位置を制御して吐出する方法（ディスペンサ或いはインクジェット法）等を採用することもできる。
本発明の双安定ネマティック液晶表示装置では柱状スペーサを形成する方法として上記のような平板印刷法や二光束干渉露光法や転写法やディスペンサ或いはインクジェット法を採用できるので、両配向膜間（あるいはマスター基板とスレーブ基板間）に複数の柱状スペーサを目的とする密度で均一に配置できるとともにギャップ制御が容易で、ギャップ安定性及びギャップ精度を向上できる。
このように本発明では柱状スペーサの形成方法として上記のような印刷法や二光束干渉露光法や転写法やディスペンサ或いはインクジェット法を採用することができるので、球状の樹脂ビーズを乾式又は湿式散布法するような従来のギャップ制御法を採用しなくても済み、スペーサを散布することより生じていたスペーサの分布のバラツキやスペーサ同士の凝集が起こることがないので、光学特性を向上でき（コントラストの向上、色調等の変化を改善）、しかも外観を向上できる。
【０００９】
上記構成の本発明の双安定ネマティック液晶表示装置において、上記弱アンカリングの配向膜は、アンカリングエネルギーが６×１０−５Ｊ／ｍ２以上２×１０−４Ｊ／ｍ２以下であることが好ましい。
上記のいずれかの構成の本発明の双安定ネマティック液晶表示装置において、前記弱アンカリングの配向膜を構成する高分子膜は、第１の方向に沿って繰り返す微細な凹凸形状と、前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って繰り返す微細な凹凸形状を有し、少なくとも第２の方向に沿って繰り返す微細な凹凸形状の各凸部の断面形状が左右非対称であることが好ましい。このように第２の方向に沿って繰り返す微細な凹凸形状の各凸部の断面形状が左右非対称であると、液晶のプレチルト角の面内均一性が向上する。
【００１０】
上記のいずれかの構成の本発明の双安定ネマティック液晶表示装置において、上記柱状スペーサは前記弱アンカリングの配向膜と同じ材質から構成され、かつ前記柱状スペーサは前記弱アンカリングの配向膜と一体に形成されていることが好ましい。
このように柱状スペーサの材質と弱アンカリングの配向膜の材質が同じである場合、弱アンカリングの配向膜の液晶層側の表面形状及び柱状スペーサの形状（弱アンカリングの配向膜の表面に複数の柱状スペーサが目的とする密度で均一に配置された状態）と逆の凹凸形状が形成された一体成形用転写型を用い、スレーブ基板用基板上に弱アンカリングの配向膜及び柱状スペーサ形成用樹脂層を形成し、この樹脂層に上記一体成形用転写型を押圧後、離型することにより目的とする表面形状の弱アンカリングの配向膜を形成できるとともにこの配向膜の表面に複数の柱状スペーサを目的とする密度で均一に形成でき、すなわち、弱アンカリングの配向膜と複数の柱状スペーサを同時に成形できるので、製造工程の簡略化が可能であり特に好ましく用いられる。
【００１１】
また、本発明の双安定ネマティック液晶表示装置において、上記他方の基板と前記強アンカリングの配向膜の間に反射体が設けられ、反射体は他方の基板側に設けられた凹凸形成樹脂層と強アンカリングの配向膜側に設けられた反射膜からなり、前記反射膜の前記強アンカリングの配向膜側の表面は微小な凹凸又は複数の凹部が形成された拡散反射面又は微小な凹凸が形成された光散乱面とされ、
前記柱状スペーサの一端は前記凹凸形成樹脂層まで延長して形成され、他端は前記弱アンカリングの配向膜まで形成されているものであってもよい。
液晶セル内に上記のような反射体が内蔵された双安定ネマティック液晶表示装置（反射体内蔵型の双安定ネマティック液晶表示装置）の場合、柱状スペーサの一方の端部を前記凹凸形成樹脂層まで延長して形成することで、複数の柱状スペーサを形成する方法として、例えば、柱状スペーサの材質が樹脂である場合、反射体の凹凸形成樹脂層が形成されたマスター基板用基板を用意し、この凹凸形成樹脂層表面に複数の柱状スペーサを平板印刷法により形成する方法を採用することができる。あるいは柱状スペーサの材質がフォトポリマーと呼ばれる高分子材料である場合、マスター基板用基板の凹凸形成樹脂層の表面にフォトポリマー層を形成し、二光束干渉露光法により複数の柱状スペーサを形成する方法を採用することできる。あるいは柱状スペーサの材質が樹脂である場合、柱状スペーサの形状と逆の凹凸形状が形成された転写型を用い、マスター基板用基板の凹凸形成樹脂層の表面に、上記樹脂層を形成し、この樹脂層に上記転写型を押圧後、離型することにより複数の柱状スペーサを形成する方法を採用することできる。あるいはマスター基板用基板の凹凸形成樹脂層の表面に柱状スペーサの材料を微小ノズルから位置を制御して吐出する方法（ディスペンサ或いはインクジェット法）等を採用することもできる。
本発明によれば反射体内蔵型の双安定ネマティック液晶表示装置であっても、柱状スペーサの形成方法として上記のような平板印刷法や二光束干渉露光法や転写法やディスペンサ或いはインクジェット法を採用することができるので、スター基板とスレーブ基板間に複数の柱状スペーサを目的とする密度で均一に配置できるとともにギャップ制御が容易で、ギャップ精度を向上できる。
【００１２】
また、上記反射体内蔵型の双安定ネマティック液晶表示装置において、前記柱状スペーサは前記反射体の凹凸形成樹脂層と同じ材質から構成され、かつ前記柱状スペーサは前記凹凸形成樹脂層と一体に形成されていることが好ましい。
このように柱状スペーサの材質と反射体の凹凸形成樹脂層の材質が同じである場合、凹凸形成樹脂層の液晶層側の表面形状及び柱状スペーサの形状（凹凸形成樹脂層の表面に複数の柱状スペーサが目的とする密度で均一に配置された状態）と逆の凹凸形状が形成された一体成形用転写型を用い、マスター基板用基板上に凹凸形成樹脂層及び柱状スペーサ形成用樹脂層を形成し、この樹脂層に上記一体成形転写型を押圧後、離型することにより目的とする表面形状の凹凸形成樹脂層を形成できるとともにこの凹凸形成樹脂層の表面に複数の柱状スペーサを目的とする密度で均一に形成でき、すなわち、反射体の凹凸形成樹脂層と複数の柱状スペーサを同時に成形できるので、製造工程の簡略化が可能である。従って、反射体内蔵型であっても強弱２種類のアンカリングの配向膜をそれらのアンカリングを制御の上で、狭ギャップ化することができる。
【００１３】
また、上記のいずれかの構成の本発明の反射体内蔵型の双安定ネマティック液晶表示装置において、上記反射膜に複数の透過孔が形成されたものであってもよい。
また、上記のいずれかの構成の本発明の双安定ネマティック液晶表示装置において、前記第１の電極と第２の電極のうち少なくとも一方が複数の短冊状電極からなり、前記柱状スペーサは前記液晶セルを観察側から視たときに前記複数の短冊状電極と他方の電極が交差しない非アクティブ領域に配置されていることが光ロスを防止でき、コントラストを向上できる点で好ましい。ここで非アクティブ領域とは、電圧を上下の電極間に印加しても液晶層の電圧が加わらない領域のことをいう。
【００１４】
また、上記のいずれかの構成の本発明の双安定ネマティック液晶表示装置において、前記他方の基板と前記強アンカリングの配向膜の間にカラーフィルタが設けられ、該カラーフィルタは、赤、緑、青の３原色をそれぞれ発色させる赤用フィルタ、緑用フィルタ、青用フィルタが周期的に配列され、これらフィルタ間にブラックマスクが形成されてなるものであり、前記柱状スペーサは、前記液晶セルを観察側から視たときに前記ブラックマスク形成領域に配置されているものであってもよい。
このような構成とすることにより、カラー表示できる双安定ネマティック液晶表示装置において、光ロスを防止でき、コントラストを向上できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、マスター基板とスレーブ基板間のギャップ精度を向上でき、しかも光学特性や外観を向上できる双安定ネマティック液晶表示装置を提供できる。このような本発明の双安定ネマティック液晶表示装置は、一旦表示した文字などのデータがリセットされるまで長時間保持される電子ブック、電子手帳等に好適に用いることができ、表示を切り替えた場合に安定して表示でき、表示品質を向上できる。
また、本発明によれば、製造工程の簡略化が可能な双安定ネマティック液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の双安定ネマティック液晶表示装置の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
本発明を透過型の双安定ネマティック液晶表示装置に適用した実施形態について図１を用いて説明する。
図１において、本実施形態の透過型の双安定型ネマティック液晶表示装置１は、カイラルネマティック液晶層３０を挟持して対向する第１と第２の基板（一対の基板）１０、２０とをこれら２枚の基板１０、２０の周縁部に環状に設けられたシール材４０で接着一体化した概略構成のものである。
【００１７】
第１の基板（一方の基板）１０の液晶層３０側には順に、液晶層３０を駆動するための第１の電極層（電極）１５と、絶縁膜からなるトップコート膜（図示略）と、第１の配向膜１６とが積層形成されている。また、第２の基板（他方の基板）２０の液晶層３０側には順に、第２の電極層（電極）２５、トップコート膜（絶縁膜）２４、第２の配向膜２６が積層形成されている。
上記の第１の基板１０と第２の基板２０と、これら基板間に設けられた各構成部材により、液晶セル３５が構成されている。
【００１８】
液晶セル３５の観察側と反対側（第１の基板１０の液晶層３０側と反対側）には、１枚又は複数枚の位相差板１７と、偏光板１８が設けられている。また、偏光板１８の外側には、この液晶表示装置１において透過表示を行うための光源としてのバックライト５が配設されている。
また、液晶セル３５の観察側（第２の基板２０の液晶層３０側と反対側）には、１枚又は複数枚の位相差板２７と、偏光板２８が設けられている。この偏光板２８側が観察者側である。
偏光板１８と２８は、これらの透過軸方向がクロスニコルの方向（直交方向）に合わせられている。
【００１９】
第１と第２の基板１０、２０は、ガラスなどの透明基板から構成されている。
第１の電極層１５は、ＩＴＯ（Indium tin oxide）などの透明導電膜からなる短冊状電極（例えば走査電極、ＣＯＭ電極）１５ａを基板１０上に多数整列してストライプ状に配置したものであり、各短冊状電極１５ａは走査電極駆動回路（図示略）に接続されている。
第２の電極層２５は、ＩＴＯなどの透明導電膜からなる短冊状電極（例えば信号電極）２５ａを第２の基板２０の液晶層側に多数整列してストライプ状に配置したものであり、各第２の電極層２５ａは信号電極駆動回路（図示略）に接続されている。
図４に示すように液晶セル３５を観察側から視たとき短冊状電極１５ａと短冊状電極２５ａは互いに平面視交差（本実施形態では平面視直角）するように配置されて上記の液晶表示装置１がパッシブマトリクス型とされている。
尚、走査電極と信号電極の形成箇所は、上記とは逆の基板位置関係になっていても良い。
【００２０】
第１の配向膜１６は、表面に形状異方性が付与された高分子膜から構成された弱アンカリングの配向膜で、プレティルト角が略０度、好ましくは１度以下、さらに好ましくは０．５度以下になるように形成されたものである。この第１の配向膜１６のアンカリングエネルギーは、第２の配向膜２６を構成する強アンカリングの配向膜のアンカリングエネルギーの１／２以下とされている。
【００２１】
配向制御に関する技術的詳細は、本出願人による非特許文献のSID93 DIGEST, 頁957（93'）に記載されているが、第１の配向膜１６の表面形状は、図２及び図３に示すように、第１の方向αに沿う微細な凹凸と、この第１の方向αに交差する第２の方向βに沿う微細な凹凸が形成されている。尚、図３は図２中のIII−III断面図であり、第２の方向βに沿った凸条５４の断面を示すものである。図２では、柱状スペーサの図示は略した。
また、第１の方向αに沿う微細な凹凸のピッチＰ１は第２の方向βに沿うピッチＰ２よりも短くされている。ピッチＰ１は３.０μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以上０．５μｍ以下、ピッチＰ２は５０μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上  ５μｍ以下が良い。
上記のようにピッチＰ２の長さをピッチＰ１よりも長くすることにより、プレティルト角を制御し易い。
【００２２】
また、第１の方向の凹部の深さｄ１（あるいは第１の方向の凸部の高さ）は０.５μm以下、好ましくは０．０１μｍ以上０．２μｍ以下であり、第２の方向の凹部の深さｄ２（あるいは第２の方向の凸部の高さ）は０.５μm以下、好ましくは０．０１μｍ以上０．２μｍ以下である。
また、ドメインの発生がなく、かつ目的とする配向力を得るためには、第２の方向βに沿う微細な凹凸の緩斜面５５の基板１０に対する傾斜角θは、０度より大きく、３度以下とするのが好ましい。傾斜角θが０度であると、ドメイン発生が顕著であり、３度を超えると、配向力の低下が徐々に認められるからである。
【００２３】
さらに図３に示すように、第２の方向βに沿う微細な凹凸の各凸部は左右が非対称の略三角形状になっている。即ち、三角形の頂点から下ろした垂線ａによって分割された頂角の左右の角度の比ｒ２／ｒ１が１とならない形状とされる。凸条５４の横断面形状としては，ｓｉｎ波に類似した形状、櫛形状、三角形状等各種の形状が考えられる。中でも液晶の配向性を向上する上では、三角形状が最も望ましい。この場合、三角形状の頂部は、丸まっていても、平にカットされていても良い。凸条５４を横断面三角形状とした場合、図３に示すように三角形の頂点から下ろした垂線ａによって分割された頂角の左右の角度の比ｒ２／ｒ１は、１．２以上の範囲であることが望ましい。この範囲の比に設定すると、プレティルト角を略０にできる。
この第１の配向膜１６の膜厚としては、５０〜２００ｎｍ程度とされる。
【００２４】
ピッチＰ１、Ｐ２、傾斜角θが上記の範囲となるような形状異方性を付与することにより第１の配向膜１６のアンカリングエネルギーを６×１０−５Ｊ／ｍ２以上２×１０−４Ｊ／ｍ２以下、好ましくは１×１０−４Ｊ／ｍ２程度に制御するのがよい。第１の配向膜１６のアンカリングエネルギーが６×１０−５Ｊ／ｍ２未満であると、ドメイン発生が顕著かつ双安定配向に不向きとなり、２×１０−４Ｊ／ｍ２を超えると、単安定配向を取り易くなる等、双安定配向に不向きとなるからである。
【００２５】
第１の配向膜１６は、斜方蒸着ＳｉＯｘポリイミド等の有機膜（高分子膜）をラビング処理と、紫外光等の照射或いは有機溶剤による洗浄等と併用して得ることができる。
第１の配向膜１６に用いる高分子膜（樹脂）の材料としては、剪断ひずみを付与可能な材料及び／または応力により塑性変形（塑性流動）可能な材料であり、例えば、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリビニルアルコール系、エポキシ系、変性エポキシ系、ポリスチレン系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、アクリル系等の樹脂から適宜選択して用いられる。
【００２６】
第２の配向膜２６は、従来の強アンカリングの配向膜で、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール等の有機膜に比較的強いラビング強度でラビング処理したものが用いられる。この第２の配向膜２６のアンカリングエネルギーは、１０−３Ｊ／ｍ２のオーダーである。
又、第２の配向膜２６上の液晶分子のプレティルト角は、液晶層３０に用いられる液晶材料の種類によって異なるが、通常２度から７度程度、好ましくは２度から５度とされる。
第１の配向膜１６と第２の配向膜２６の間に複数の柱状スペーサ３６が配置され、これら柱状スペーサ３６により両配向膜間のギャップ（セルギャップ）Ｇapが０．５μｍ〜３μｍ、このましくは０．７〜２μｍ以下に制御されている。本実施形態で両配向膜間のギャップＧapとは、弱アンカリングの第１の配向膜１６の表面の凸条５４の頂点（凹凸形状の頂点）から強アンカリングの第２の配向膜２６の表面までの距離のことをいう。
【００２７】
柱状スペーサ３６の材質としては、ポリアミド系、ポリスチレン系、アクリル系、エポキシ系、エポキシ変性アクリル系等のうちから選択される樹脂が用いられ、これらのなかでも透明性が高く、機械的強度に優れたアクリル系あるいはエポキシ変性アクリル樹脂が好適に用いられる。
また、柱状スペーサ３６の材質としては、弱アンカリングの第１の配向膜１６の材質と同じ樹脂を用いるのが、弱アンカリングの配向膜と複数の柱状スペーサ１６を同時に成形できる点で好ましい。
各柱状スペーサ３６は図４に示すようにこの液晶セル３５を観察側から視たときに短冊状電極１５ａと短冊状電極２５ａが交差しない非アクティブ領域３７に配置されていることが光ロスを防止でき、コントラストを向上できる点で好ましい。
【００２８】
柱状スペーサ３６の高さｈｓは、液晶セル３５内の液晶層３０の複屈折位相差（Δｎｄ）に応じて設定されるが、本実施形態の場合、図３に示すように弱アンカリングの第１の配向膜１６の表面の凸条５４の頂点（凹凸形状の頂点）から０．５μｍから３μｍ、好ましくは０．７μｍから２μｍに設定されることが望ましい。
柱状スペーサ３６の径は、非アクティブ領域３７からはみ出さない大きさとすることが好ましく、本実施形態の場合、５μｍから２０μｍ、好ましくは５μｍから１５μｍに設定されることが望ましい。
複数の柱状スペーサ３６の形成密度は、液晶セルの設定ギャップのレベルや精度に応じて適宜選択されるが、本実施形態では、３０個〜１２０個／ｍｍ２、好ましくは４０個〜１００個／ｍｍ２程度に設定される。
【００２９】
液晶層３０は、ネマティック液晶にカイラル剤が添加された、カイラルネマティック相である。
上記ネマティック液晶としては、ビフェニル系、ターフェニル系、フェニルシクロへキサン系、ビフェニルシクロへキサン系、シクロヘキシルカルボン酸エステル系、ピリミジン系等の材料を正の誘電異方性を持つように末端基置換された化合物とし、所望の特性を有するように複数種混ぜて用いられる。
上記カイラル剤としては、コレステリルナノエート等のコレステリック系化合物、あるいはＣＢ−１５のように不整炭素を有するある種のネマティック液晶等が用いられる。
液晶セル３５のリタデーション（Δｎｄ）は、例えば、セル３５が、透過型では（１／２）λ、反射型では（１／４）λとされていることが好ましい。
【００３０】
次に、複数の柱状スペーサ３６及び弱アンカリングの第１の配向膜１６の形成方法について柱状スペーサと第１の配向膜の材質が異なる場合と同じ場合についてそれぞれ説明する。
（材質が異なる場合）
第１の配向膜１６の形成方法としては、例えば、転写すべき微細な凹凸模様（上記第１の方向に沿う微細な凹凸と第２の方向に沿う微細な凹凸を形成するための微細な凹凸模様）が表面に形成された転写型を、基板１０上（液晶層側の面上）に第１の電極層１５を介して形成された上記高分子膜材料からなる層に押圧し、上記微細な凹凸模様を転写する転写法により容易に作製できる。
上記転写型は、例えば、以下のようにして作製されたものである。まず、２倍のコヒーレントなレーザビームを用いるホログラフィク干渉により形成したグレーティングモールド（格子型）を作製する。このグレーティングモールドの表面には、第１の配向膜１６に形成する微細な凹凸模様と同様の微細な凹凸模様が形成されている。ついで、上記グレーティングモールドをシリコーンゴム層に押圧すると、シリコーンゴム層の表面に上記グレーティングモールドの凹凸模様と逆の凹凸模様が形成される。ついで、グレーティングモールドを剥離すると、シリコーンゴム層からなる転写型が得られる。
【００３１】
柱状スペーサを形成する方法としては、例えば、柱状スペーサの材質が樹脂である場合、強アンカリングの第２の配向膜が形成された基板２０（マスター基板）又は弱アンカリングの第１の配向膜が形成され基板１０（スレーブ基板）の配向膜側の表面に複数の柱状スペーサ３６を平板印刷法により形成したのち、熱或いは紫外線を照射して硬化させる方法を採用することができる。
あるいは柱状スペーサの材質がフォトポリマーと呼ばれる高分子材料である場合、上記マスター基板又は上記スレーブ基板の配向膜側の表面にフォトポリマー層を形成し、二光束干渉露光法により複数の柱状スペーサ３６を形成する方法を採用することできる。
あるいは柱状スペーサの材質が樹脂である場合、柱状スペーサの形状と逆の凹凸形状が形成された転写型（得ようとする凹凸形状を反転させた型）を用い、上記マスター基板またはスレーブ基板に上記樹脂層を形成し、この樹脂層に上記転写型を押圧後、離型した後、熱或いは紫外線を照射して硬化させる方法を採用することができる。
あるいは上記マスター基板またはスレーブ基板の表面に柱状スペーサの材料を微小ノズルから位置を制御して吐出する方法（ディスペンサ或いはインクジェット法）等を採用することもできる。
【００３２】
（材質が同じ場合）
まず、弱アンカリングの第１の配向膜１６の液晶層側の表面形状及び形成する複数の柱状スペーサ３６の形状（弱アンカリングの配向膜の表面に複数の柱状スペーサが目的とする密度で均一に配置された状態）と逆の凹凸形状が形成された図５に示すような一体成形用転写型３９を用意する。この一体成形用転写型３９には複数の孔３９ａが形成されており、この孔３９ａが柱状スペーサ１６の形状を反転させた形状部分である。また、一体成形用転写型３９の下面の凹凸面３９ｂが弱アンカリングの第１の配向膜１６の表面の凹凸形状を反転させた形状部分である。
ついで、第１の電極層１５が形成された基板１０上に弱アンカリングの配向膜及び柱状スペーサ形成用樹脂層を形成し、この樹脂層に一体成形用転写型３９を押圧後、離型した後、熱或いは紫外線を照射して硬化させると、目的とする表面形状の第１の配向膜１６を形成できるとともにこの配向膜１６の表面に複数の柱状スペーサ３６を目的とする密度で均一に形成できる。
【００３３】
本実施形態の双安定ネマティック液晶表示装置１は、液晶セル３５の背面側にバックライト５を備えているので、明るい屋外や照明が施された明るい室内において使用する場合は、反射表示形態（反射モード）の液晶パネルとしてバックライト５を点灯することなく利用する。ここで第２の基板側から液晶セル３５に入射された外光は基板２０側の各層を通過して液晶層３０を通過し、複数の短冊状反射電極１５ａ（反射部Ｒｅｆ）で反射され、再度液晶層３０を通過し、基板２０側の各層を通過し、観察者の目に到達する。
バックライト５の光源を点灯し、光源から出射されたバックライトは偏光板１８、位相差板１７を通って液晶セル３５の内部に入射し、液晶層３０を通過し、液晶セル３５の外部に出射され、位相差板２７、偏光板２８を通過して観察者に至る。そしてこの間に選択した上下の短冊状電極１５ａ、２５ａ間に通電して液晶分子の配向制御を行い、表示状態を制御して表示を行うことができる。また、液晶層３０は、初期状態での液晶分子の配列が均一な平行配置（液晶のツイスト角が０度）を有し、その初期状態にフレデリクス転位を生じさせる電圧を印加した後に印加される電圧差によって初期状態とは異なる双安定状態を有するようになしたメモリー性双安定型となる。例えば、初期状態での液晶分子の配列が均一な平行配置（液晶のツイスト角が０度）に対して一旦パルス状の電圧印加後に１８０度のねじれ状態が暗状態（黒表示）となるようにした場合に、明状態が液晶分子の配列がユニフォームな平行配置、すなわち、液晶のツイスト角が０度である。又、第１の配向膜１６の配向規制力を、その材料のもつ極性に加えて、表面形状パラメータ（溝状構造のピッチ、深さあるいは傾斜角等）を制御することにより、広い範囲で制御し得るものである。
【００３４】
本実施形態の双安定ネマティック液晶表示装置によれば、強アンカリングの第２の配向膜２６と弱アンカリングの第１の配向膜１６の間に複数の柱状スペーサ３６を形成した構造のものであるので、上記マスター基板とスレーブ基板間のギャップ精度を向上でき、しかも光学特性や外観を向上できる。
また、弱アンカリングの配向膜と柱状スペーサの材質として同じものを用いると、弱アンカリングの配向膜と複数の柱状スペーサを同時に成形することが可能で、製造工程を簡略化できる。
【００３５】
（第２の実施形態）
本発明を反射型の双安定ネマティック液晶表示装置に適用した実施形態について図６を用いて説明する。
図６において、本実施形態の反射型の双安定型ネマティック液晶表示装置１００は、カイラルネマティック液晶層３０を挟持して対向する第１と第２の基板（一対の基板）１０、２０とをこれら２枚の基板１０、２０の周縁部に環状に設けられたシール材４０で接着一体化した概略構成のものである。
【００３６】
第２の基板（他方の基板）２０の液晶層３０側には順に、凹凸形成樹脂層１１とこの上に形成された反射膜１２とからなる反射体７、オーバーコート膜１４、第２の電極層（電極）２５、強アンカリングの配向膜からなる第２の配向膜２６が積層形成されている。
第１の基板（一方の基板）１０の液晶層３０側には順に、液晶層３０を駆動するための第１の電極層（電極）１５と、絶縁膜からなるトップコート膜２４、
弱アンカリングの配向膜からなる第１の配向膜１６とが積層形成されている。
上記の第１の基板１０と第２の基板２０と、これら基板間に設けられた各構成部材により、液晶セル３５が構成されている。
液晶セル３５の観察側（第１の基板１０の液晶層３０側と反対側）には、１枚又は複数枚の位相差板２７と、偏光板２８が設けられている。この偏光板２８側が観察者側である。
【００３７】
反射体７は、アクリル系レジストなどの感光性樹脂の表面に凹凸を形成した凹凸形成樹脂層（基材）１１と、この上に形成されたＡｌ、Ａｇなどの反射膜（金属膜）１２から構成されている。反射膜１２の表面は強アンカリングの配向膜側の表面は微小な凹凸又は複数の凹部が形成された拡散反射面１１ａとされている。この反射体７としては後で詳細に説明するような非対称ディンプル反射体か、あるいは対称ディンプル反射体であることが好ましく、特に、非対称ディンプル反射体であることが好ましい。
【００３８】
本実施形態においても第１の配向膜１６と第２の配向膜２６の間に複数の柱状スペーサ３６ａが配置され、これら柱状スペーサ３６ａにより両配向膜間のギャップ（セルギャップ）Ｇapが第１の実施形態と同様の範囲に制御されている。また、本実施形態で用いられる各柱状スペーサ３６ａの一端は反射体７の凹凸形成樹脂層１１まで（凹凸形成樹脂層１１の表面に当接するまで）延長して形成されており、他端は第１の配向膜１６の表面に当接するまで形成されている。
【００３９】
柱状スペーサ３６ａの材質としては、第１の実施形態の柱状スペーサ３６と同様の材質のものを用いることができるが、反射体７の凹凸形成樹脂層１１の材質と同じ材質のものを用いることが凹凸形成樹脂層１１と複数の柱状スペーサ３６ａを同時に成形できる点で好ましい。
柱状スペーサ３６ａと凹凸形成樹脂層１１の材質が異なる場合、凹凸形成樹脂層１１上に複数のスペーサ３６ａを形成する方法として平板印刷法や二光束干渉露光法や転写法やディスペンサ或いはインクジェット法などを採用することができる。
柱状スペーサ３６ａと凹凸形成樹脂層１１の材質が同じ場合、凹凸形成樹脂層１１の液晶層側の表面形状及び形成する複数の柱状スペーサ３６ａの形状（凹凸形成樹脂層の表面に複数の柱状スペーサが目的とする密度で均一に配置された状態）と逆の凹凸形状が形成された一体成形用転写型（図示略）を用い、基板２０上に凹凸形成樹脂層及び柱状スペーサ形成用樹脂層を形成し、この樹脂層に上記一体成形転写型を押圧後、離型した後、熱或いは紫外線を照射して硬化させる目的とする表面形状の凹凸形成樹脂層１１を形成できるとともにこの凹凸形成樹脂層１１の表面に複数の柱状スペーサ３６ａを目的とする密度で均一に形成できる。
なお、第２の実施形態では、反射体７の表面が拡散反射面１１ａである場合について説明したが、微小な凹凸が形成された光散乱面とされたものであってもよい。また、第２の電極層２５と反射膜１２が別個に設けられた場合について説明したが、反射膜を兼ねる電極が設けられていてもよい。
また、第２の実施形態では反射型について説明したが、反射膜１２に複数の透過孔を形成した透過型であってもよく、その場合には第２の基板２０の外側に１枚又は複数枚の位相差板と、偏光板が設けられ、さらにこの偏光板の外側に透過表示を行うための光源としてのバックライトが配設される。
【００４０】
また、第１〜第２の実施形態では、モノクロ表示タイプの透過型や反射型の双安定ネマティック液晶表示装置について説明したが、カラー表示タイプの双安定ネマティック液晶表示装置に適用可能である。
カラー表示タイプに適用する場合は、他方の基板２０と強アンカリングの第２の配向膜２６の間にカラーフィルタ層が設けられることが好ましい。上記カラーフィルタ層としては、赤、緑、青の３原色をそれぞれ発色させる赤用フィルタ、緑用フィルタ、青用フィルタが周期的に配列され、これらフィルタ間にブラックマスクが形成されたものであってもよい。このようなカラーフィルタ層が設けあれる場合、柱状スペーサの配置位置としては、液晶セルを観察側から視たときにブラックマスク形成領域に配置されていてもよい。
【００４１】
（非対称ディンプル反射体の例）
図７は本実施形態の反射体７に用いられる特に好ましい例、非対称ディンプル反射体６１を示す図である。図７に示すように、本実施形態の非対称ディンプル反射体６１は、例えば凹凸形成樹脂層１１上にアルミニウム等からなる反射膜６２の表面Ｓ（基準面）に多数の光反射性を有する凹部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・（一般に凹部６３と称する）が互いに不規則に隣接して形成されている。非対称ディンプル反射体６１は、多数の凹部６３が形成された面が、拡散反射面６１ａとされている。
これらの凹部６３は、拡大斜視図を図８に、また拡大断面図を図９に示すように、凹部６３の特定縦断面Ｘにおける内面形状は、凹部の一の周辺部Ｓ１から最深点Ｄに至る第１曲線Ａと、この第１曲線Ａに連続して、凹部の最深点Ｄから他の周辺部Ｓ２に至る第２曲線Ｂとからなっている。これら両曲線は、最深点Ｄにおいて共に反射膜表面Ｓに対する傾斜角がゼロとなり、互いにつながっている。
【００４２】
第１曲線Ａの反射膜表面Ｓに対する傾斜角は第２曲線Ｂの傾斜角よりも急であって、最深点Ｄは凹部６３の中心Ｏからｘ方向にずれた位置にある。すなわち、第１曲線Ａの反射膜表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値は、第２曲線Ｂの反射膜表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値より大きくなっている。凹部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・における第１曲線Ａの反射膜表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値は１〜８９゜の範囲で不規則にばらついている。また、凹部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・における第２曲線Ｂの反射膜表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値は０．５〜８８゜の範囲で不規則にばらついている。
【００４３】
両曲線の傾斜角は、いずれもなだらかに変化しているので、第１曲線Ａの最大傾斜角δmax（絶対値）は、第２曲線の最大傾斜角（絶対値）δｂよりも大きくなっている。また、第１曲線Ａと第２曲線Ｂとが接する最深点Ｄの反射膜表面に対する傾斜角はゼロとなっており、傾斜角が負の値である第１曲線Ａと傾斜角が正の値である第２曲線Ｂとは、なだらかに連続している。
本実施形態の反射体６１において、凹部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・におけるそれぞれの最大傾斜角δmaxは、２〜９０゜の範囲内で不規則にばらついている。しかし多くの凹部は最大傾斜角δmaxが４°〜３５°の範囲内で不規則にばらついている。
【００４４】
またこの凹部６３は、その凹面が単一の極小点（傾斜角がゼロとなる曲面上の点）Ｄを有している。そしてこの極小点Ｄと反射膜の反射膜表面Ｓとの距離が凹部６３の深さｄを形成し、この深さｄは、凹部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・についてそれぞれ０．１μｍ〜３μｍの範囲内で不規則にばらついている。
本実施形態においては、凹部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・における各特定縦断面Ｘは、いずれも同じ方向になっている。また、各々の第１曲線Ａが単一の方向に配向するように形成されている。すなわち、何れの凹部でも、図８、図９に示すｘの方向が同一になるように形成されている。
【００４５】
この反射体６１では、各々の第１曲線Ａが単一の方向に配向するように形成されているため、その反射特性は、図１０に示すように、反射膜表面Ｓに対する正反射の方向からずれたものとなっている。
すなわち、図１０に示すように、ｘ方向の斜め上方からの入射光Ｊに対する反射光Ｋは、正反射の方向Ｋ０よりも、反射膜表面Ｓに対する方向Ｈにシフトした方向に明るい表示範囲がシフトしたものとなっている。
その結果、特定縦断面Ｘにおける総合的な反射特性としては、第２曲線Ｂ周辺の面によって反射される方向の反射率が増加したものとなる。したがって、特定の方向に反射光を適度に集中させた反射特性とすることができる。
すなわち、図１１は液晶セル３５の観察側と反対側に非対称ディンプル反射体６１が設けられた本実施形態の双安定ネマティック液晶表示装置１の表示面に、入射角３０°で外光を照射し、受光角を、表示面（反射体の反射膜表面）に対する正反射の方向である３０゜を中心として、垂線位置（０°）から６０°まで振ったときの受光角（θ°）と明るさ（反射率）との関係を示している。図１１では、比較例として、球面状凹部を有する反射体を用いた双安定ネマティック液晶表示装置の受光角と反射率との関係も示した。
【００４６】
図１１から明らかなように、比較例が受光角約１５°から約４５°までの範囲内でほぼ均等な反射率を示したのに対して、本実施形態の双安定ネマティック液晶表示装置１では、反射膜表面Ｓに対する正反射の角度である３０゜より小さい反射角度範囲の反射率の積分値が、正反射の角度より大きい反射角度範囲の反射率の積分値より大きくなっている。すなわち、角度２０゜前後の視野において、充分な明るさを達成できるものである。
【００４７】
上記のような非対称ディンプル反射体６１が液晶セル３５の観察側と反対側に備えられた双安定ネマティック液晶表示装置において、反射体６１は、各凹部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、・・・の第１曲線Ａが、傾斜の緩やかな第２曲線Ｂよりもｘ方向側となるように装着されている。そして、このｘ方向を上側として、文字等の表示がなされるようになっている。
【００４８】
図１２は、非対称ディンプル反射体６１が液晶セル３５の観察側と反対側に備えられた双安定ネマティック液晶表示装置１００の使用状態を示す説明図である。なお、図１２においては、説明の便宜上、双安定ネマティック液晶表示装置１００の第１曲線Ａと第２曲線Ｂのみを図示し、その他の構成部材の図示を省略している。
このような双安定ネマティック液晶表示装置１００は、ｘ方向を上にして電子ブック、電子手帳等に組み込まれる。この場合双安定ネマティック液晶表示装置１は、反射モードの場合、通常、図１２に示すようにｘ方向を斜め上方として、水平面に対して斜めに設置、又は保持される。すなわち、使用時において、それぞれの凹部における第１曲線Ａが、観察者から見て第２曲線Ｂよりも上方に位置するように設けられている。そして、観察者は、この双安定ネマティック液晶表示装置１００を、水平よりも斜め上方から見下ろすのが通常である。
この場合、主として上方から入射する外光（入射光Ｊ）の反射光Ｋは、主として第２曲線Ｂ周辺の面で反射されるので、図１１において説明したように、観察者の足下の方向には反射しにくくなり、正反射の方向Ｋ０よりも上の方向に重点的に反射するようになる。
このため、観察者の通常の観察範囲と明るい表示範囲とが一致して、実用上、明るい表示装置を実現することができる。
上記構成の非対称ディンプル反射体が備えられた双安定型ネマティック液晶表示装置は、反射モードとした場合に、入射光を複数の凹部が形成された拡散反射面（反射体表面）で乱反射し、表示面に光源や観察者の顔等が映り込むことを広い視角範囲で抑制する光拡散性を有すると共に、観察者の通常の視角範囲における反射光量を大きくすることができる。また、目的とする液晶表示装置の視角依存性に合わせて、反射輝度−視角特性を制御できる。
【００４９】
（対称ディンプル反射体の例）
図１３は本実施形態の反射体７に用いられる非対称ディンプルタイプについで好ましい例の対称ディンプル反射体７１を示す図である。
図１３に示すように、本実施形態の対称ディンプル反射体７１は、例えば凹凸形成樹脂層１１上にアルミニウム、銀等からなる反射膜７３（反射体用反射膜）の表面に、その内面が球面の一部をなす多数（複数）の凹部７４が重なり合うように連続して形成されたものである。この対称ディンプル反射体７１は、反射体７１の表面が拡散反射面７１ａとされている。
【００５０】
上記凹部７４の深さを０．１ないし３μｍの範囲でランダムに形成し、隣接する凹部７４のピッチを５ないし５０μｍの範囲でランダムに配置し、上記凹部７４内面の傾斜角を−１８ないし＋１８度の範囲に設定することが望ましい。
特に、凹部７４内面の傾斜角分布を−１８ないし＋１８度の範囲に設定する点、隣接する凹部７４のピッチを平面全方向に対してランダムに配置する点が重要である。なぜならば、仮に隣接する凹部４のピッチに規則性があると、光の干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があるからである。また、凹部７４内面の傾斜角分布が−１８ないし＋１８度の範囲を超えると、反射光の拡散角が広がりすぎて反射強度が低下し、明るい反射板が得られない（反射光の拡散角がエアー中で３６度以上になり、液晶表示装置内部の反射強度ピークが低下し、全反射ロスが大きくなる）からである。
また、凹部７４の深さが３μｍを超えると、後工程で凹部７４を平坦化する場合に凸部の頂上が粘着層で埋めきれず、所望の平坦性が得られなくなる。
隣接する凹部７４のピッチが５μｍ未満の場合、反射体形成用母型の製作上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、所望の反射特性が得られるだけの形状が形成できない、干渉光が発生する等の問題が生じる。また、実用上、反射体形成用母型の製作に使用し得る３０〜１００μｍ径のダイヤモンド圧子を用いる場合、隣接する凹部７４のピッチを５ないし５０μｍとすることが望ましい。
【００５１】
本実施形態の対称ディンプル反射体７１においては、内面を球面の一部をなす形状とした多数の凹部７４を表面に形成し、しかも凹部７４の深さ、隣接する凹部７４のピッチ等の値を上記の範囲に設定したことにより、凹部内面の傾斜角がある角度範囲で一定の分布を示すようになる。一例として、図１４は本実施の形態の反射体７１における凹部内面の傾斜角の分布を示すものであり、横軸は傾斜角、縦軸はその傾斜角が存在する頻度を示している。この図に示すように、傾斜角は−１８ないし＋１８度の範囲、特に−１０ないし＋１０度の範囲においてほぼ一定の分布を示している。また、凹部７４の内面は球面であり、全方向に対して対称形であるから、この一定の傾斜角分布は、反射体におけるある特定の方向だけでなく、全方向にわたって実現される。
凹部内面の傾斜角はその凹部内面における反射光の反射角を支配すると考えられ、本実施の形態の場合、反射体の全方向に対して傾斜角分布が一定であることから、全方向に対して一様な反射角および反射効率が得られることになり、種々の波長を持つ光をバランス良く反射することができる。すなわち、どの方向から見てもより明るく白い反射板を実現することができる。    
【００５２】
上記の「反射体７１の凹部の深さ」とは反射体表面から凹部の底部までの距離、「隣接する凹部のピッチ」とは平面視したときに円形となる凹部の中心間の距離のことである。また、「凹部内面の傾斜角」とは、図１５に示すように、凹部７４の内面の任意の箇所において０．５μｍ幅の微小な範囲をとったときに、その微小範囲内における斜面の水平面に対する角度θのことである。角度θの正負は、反射体表面に立てた法線に対して例えば図１５における右側の斜面を正、左側の斜面を負と定義する。
なお、本実施の形態における反射体７１の凹部７４の深さ、径、ピッチ等の具体的な数値はほんの一例に過ぎず、適宜設計変更が可能なことは勿論である。
上記構成の対称ディンプル反射体から構成した双安定型ネマティック液晶表示装置１は、反射モードとした場合に、全方向に対して一様な反射効率が得られ、種々の波長を持つ光をバランス良く反射することができ、広い視野角と明るい表示面が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態の透過型双安定ネマティック液晶表示装置の部分断面構造を示す図。
【図２】図１の液晶表示装置に備えられる弱アンカリングの配向膜を示す斜視図。
【図３】図２の弱アンカリングの配向膜の第２の方向に沿う凹凸の断面図。
【図４】図１の液晶表示装置を観察側から見たときの上下の電極の配置関係と柱状スペーサを模式的に示す平面図。
【図５】弱アンカリングの配向膜と複数の柱状スペーサを形成するための一体成形用転写型の概略構成を示す断面図。
【図６】本発明の実施形態の反射型双安定ネマティック液晶表示装置の部分断面構造を示す図。
【図７】本発明の反射型双安定ネマティック液晶表示装置に備えられる非対称ディンプル反射体の部分を示す斜視図。
【図８】図７の非対称ディンプル反射体に形成された一凹部を示す斜視図。
【図９】図７の非対称ディンプル反射体に形成された凹部の特定縦断面における断面図。
【図１０】図７の非対称ディンプル反射体の反射特性の説明図。
【図１１】受光角と反射率との関係を示すグラフ。
【図１２】実施形態の反射型双安定ネマティック液晶表示装置の使用状態の説明図。
【図１３】本発明の反射型双安定ネマティック液晶表示装置に備えられる対称ディンプル反射体の部分を示す斜視図。
【図１４】図１３の対称ディンプル反射体における凹部内面の傾斜角の分布を示す図。
【図１５】図１３の対称ディンプル反射体の凹部内面の傾斜角を説明するための図。
【符号の説明】
【００５４】
１，１００・・・双安定ネマティック液晶表示装置、１０・・・第１の基板、７・・・反射体、１１・・・凹凸形成樹脂層、１１ａ・・・拡散反射面、１２・・・反射膜、１５・・・第１の電極層（電極）、１５ａ・・・短冊状電極、１６・・・第１の配向膜（弱アンカリングの配向膜）、２０・・・第２の基板、２５・・・第２の電極層（電極）、２５ａ・・・短冊状電極、２６・・・第２の配向膜（強アンカリングの配向膜）、１７，２７・・・位相差板、１８，２８・・・偏光板、３０・・・液晶層、３５・・・液晶セル、３６，３６ａ・・・柱状スペーサ、３７・・・非アクティブ領域、３９・・・一体成形用転写型、３９ａ・・・孔、３９ｂ・・・凹凸面、４０・・・シール材、５４・・・凸条、５５・・・緩斜面、６１・・・非対称ディンプル反射体（反射体）、６２，７３・・・反射膜、６３・・・凹部、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ・・・凹部、７１・・・非対称ディンプル反射体（反射体）、７４・・・凹部、Ａ・・・第１曲線、Ｂ・・・第２曲線、Ｘ・・・特定縦断面、Ｓ１，Ｓ２・・・周辺部、Ｇap・・・ギャップ、ｈｓ・・・高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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