(57)【要約】【課題】反射率やコントラスト比を向上させることによって、利用者の視認性を向上させることができる液晶表示素子及び製造方法を提供すること。【解決手段】所定の波長の光を反射させる液晶層と、液晶層に表示制御用の駆動電圧を印加する電極層とが積層されている液晶表示素子において、少なくとも電極層との界面付近の液晶層に所在する液晶分子の配向方向を、液晶表示面を視認する利用者の両眼を結ぶ両眼方向と略水平方向になるようにする。【選択図】図１
2011107213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光を反射させる液晶材料を用いて液晶表示を行う液晶表示装置に用いられる液晶表示素子であって、
前記液晶材料に対して表示制御用の駆動電圧を印加する電極層と、
前記電極層との界面付近に所在する液晶材料の液晶分子の配向方向が、液晶表示面を視認する利用者の両眼を結ぶ両眼方向と略水平方向である液晶層と
を備えたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記液晶層は、前記両眼方向に対して垂直方向に所定の間隔で形成され、かつ、前記両眼方向と略水平方向に形成される構造物を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶層と前記電極層との間に、前記両眼方向と水平方向にラビング処理又は光配向処理が行われた配向膜をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
所定の波長の光を反射させる液晶材料を用いて液晶表示を行う液晶表示装置に用いられる液晶表示素子の製造方法であって、
所定の基板の表面に透明導電膜を成膜する導電成膜ステップと、
前記導電成膜ステップによって成膜された基板に、液晶表示面を視認する利用者の両眼を結ぶ両眼方向に対して垂直方向に所定の間隔、かつ、前記両眼方向と略水平方向に構造物を形成する構造物形成ステップと、
前記構造物形成ステップによって得られた基板の構造物の形成面に対向させて、前記導電成膜ステップにより成膜された他の基板を貼り合わせる貼り合せステップと、
前記貼り合せステップによって貼り合せられた基板の間に液晶を注入する液晶注入ステップと
を含んだことを特徴とする表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コレステリック液晶を用いた反射型の液晶表示素子が研究されている。このような液晶表示素子は、コレステリック液晶が封入された液晶層を有する。かかる液晶層は、一対の基板間に挟持される。そして、液晶表示素子は、液晶層に所定の駆動電圧等が印加されることにより、液晶層における液晶分子の配列が制御され、入射される外光を変調して目的の画像を表示する。
【０００３】
上記の液晶表示素子による画像表示について具体的に説明すると、液晶層に含まれるコレステリック液晶は、液晶分子同士が螺旋構造を形成しており、駆動電圧等が印加されると、例えば、プレーナ状態や、フォーカルコニック状態と呼ばれる状態に遷移する。プレーナ状態である場合と、フォーカルコニック状態である場合とで、コレステリック液晶の光透過性及び反射性が異なる。すなわち、コレステリック液晶を用いた液晶表示素子は、コレステリック液晶に対する印加電圧に応じて、光透過性及び反射性が変化することにより、表示する内容を変化させる。
【０００４】
近年では、上記のプレーナ状態とフォーカルコニック状態とを用いる双安定モードが注目されている。これは、プレーナ状態又はフォーカルコニック状態であるコレステリック液晶は、電圧が印加されていない場合であっても表示状態が安定であるというメモリ特性を有するため、低消費電力化に有効であるからである。また、コレステリック液晶を用いた反射型液晶表示素子は、メモリ特性を有する上に、反射状態を得られることから、例えば、偏光板、カラーフィルタを用いることなく表示可能である。このため、反射型液晶表示素子は、低消費電力化に有効であるとともに、回路規模の低減にも有効である。このようなことから、反射型液晶表示素子は、携帯情報機器の表示素子への応用が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４８６００号公報
【特許文献２】特開２００１−１１７１０９号公報
【特許文献３】特開２００１−３１１９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の液晶表示素子によって表示される画像や動画像は、利用者にとって視認性が低いという問題がある。具体的には、上記従来の液晶表示素子は、プレーナ状態において反射率が十分に高くないので、表示が暗くなりやすく、利用者にとって見づらい場合がある。また、プレーナ状態とフォーカルコニック状態とにおけるコントラスト比も十分に高くないので、表示が不明瞭になりやすく、利用者にとって見づらい場合がある。
【０００７】
そこで、開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、利用者の視認性を向上させることができる液晶表示素子及び製造方法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】
【０００８】
本願の開示する液晶表示素子は、一つの態様において、所定の波長の光を反射させる液晶材料を用いて液晶表示を行う液晶表示装置に用いられる液晶表示素子であって、前記液晶材料に対して表示制御用の駆動電圧を印加する電極層と、前記電極層との界面付近に所在する液晶材料の液晶分子の配向方向が、液晶表示面を視認する利用者の両眼を結ぶ両眼方向と略水平方向である液晶層とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本願の開示する液晶表示素子の一つの態様によれば、利用者の視認性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１に係る液晶表示素子を示す模式図である。
【図２】図２は、実施例２に係る液晶表示素子を示す模式図である。
【図３】図３は、図２に示した液晶層のＤ２矢視による平面Ａの断面図である。
【図４】図４は、図３に示した部位Ｂの拡大図である。
【図５】図５は、実施例２に係る液晶表示素子の製造手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施例２に係る液晶表示素子の製造手順を模式図により示した図である。
【図７】図７は、実施例２におけるフォトマスクの一例を示す図である。
【図８】図８は、図６（Ｂ）に示したフィルム基板の下方矢視による図である。
【図９】図９は、図６（Ｃ）に示したフィルム基板の上方矢視による図である。
【図１０】図１０は、図６（Ｄ）に示したフィルム基板の上方矢視による図である。
【図１１】図１１は、図６（Ｅ）に示したフィルム基板の上方矢視による図である。
【図１２】図１２は、実施例２に係る液晶表示素子と従来の液晶表示素子との反射率の比較を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例２に係る液晶表示素子と従来の液晶表示素子とのコントラスト比の比較を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例３に係る液晶表示素子を示す模式図である。
【図１５】図１５は、実施例３における配向膜に対して行われるラビング処理を説明するための図である。
【図１６】図１６は、実施例４に係る液晶表示素子を説明するための図である。
【図１７】図１７は、図１６に示した液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を説明するための図である。
【図１８】図１８は、実施例４におけるフォトマスク及び液晶層を示す図である。
【図１９】図１９は、実施例４における配向膜に対して行われるラビング処理を説明するための図である。
【図２０】図２０は、実施例５に係る液晶表示素子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本願の開示する液晶表示素子及び製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本願の開示する液晶表示素子及び製造方法が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１２】
まず、図１を用いて、実施例１に係る液晶表示素子について説明する。図１は、実施例１に係る液晶表示素子を示す模式図である。図１に示した液晶表示素子１は、所定の波長の光を反射させる液晶材料を用いて液晶表示を行う液晶表示装置に用いられる。
【００１３】
図１に示すように、液晶表示素子１は、液晶層１０と、電極層１１及び１２とを有する。電極層１１及び電極層１２は、液晶層１０を挟持し、液晶層１０に対して表示制御用の駆動電圧を印加する。なお、ここでは、液晶表示素子１の表示面は、電極層１１側に位置するものとする。
【００１４】
ここで、図１に示した利用者Ｕ１は、液晶表示素子１が用いられる液晶表示装置を一定方向から視認するものとする。具体的には、利用者Ｕ１は、液晶表示装置を回転させることなく、表示面に対してほぼ垂直の方向から、液晶表示素子１を視認するものとする。すなわち、図１に示した例では、利用者Ｕ１の視線方向Ｄ１は、表示面に対してほぼ垂直になる。
【００１５】
液晶層１０は、所定の波長の光を反射させる液晶を含む。かかる液晶層１０は、電極層１１又は電極層１２との界面付近における液晶分子の配向方向が、表示面を視認する利用者の両眼を結ぶ両眼方向Ｈ１と略水平方向になるように所在する。図１に示した例では、液晶層１０は、電極層１１との界面付近に所在する液晶分子１０ａ〜１０ｉの配向方向が、両眼方向Ｈ１と略水平方向になるように所在する。なお、ここでは、配向方向とは、液晶分子の分子軸の方向、すなわち、液晶分子の長軸方向（長手方向）を示す。また、なお、以下に示す図面では、説明を分かりやすくするために、液晶分子を拡大して図示することとする。
【００１６】
このように液晶分子の配向方向を両眼方向Ｈ１と略水平方向にする理由は、液晶の反射率は、液晶分子の長軸方向に対して垂直方向に高くなることが分かったからである。すなわち、図１に示した例のように、液晶分子１０ａ〜１０ｉの配向方向が両眼方向Ｈ１と略水平である場合には、プレーナ状態において、利用者Ｕ１に対する液晶分子１０ａ〜１０ｉの反射率が高くなることが分かった。これにより、液晶分子１０ａ〜１０ｉの配向方向が両眼方向Ｈ１と略水平である場合には、液晶表示素子１は、利用者Ｕ１に対する表示を明るくすることができる。
【００１７】
そして、液晶分子１０ａ〜１０ｉの配向方向が両眼方向Ｈ１と略水平である場合には、フォーカルコニック状態において、利用者Ｕ１に対する液晶分子１０ａ〜１０ｉの反射率は、従来の液晶表示素子とほぼ同一である。このため、実施例１に係る液晶表示素子１は、プレーナ状態における反射率と、フォーカルコニック状態における反射率との差異が、従来の液晶表示素子よりも大きい。すなわち、実施例１に係る液晶表示素子１は、従来の液晶表示素子よりもコントラスト比が高いので、明瞭な表示を行うことができる。
【００１８】
以上のことから、実施例１に係る液晶表示素子１は、従来の液晶表示素子よりも、プレーナ状態において反射率が高くなる。さらに、実施例１に係る液晶表示素子１は、コントラスト比が高くなる。このようなことから、実施例１に係る液晶表示素子１は、利用者の視認性を向上させることができる。
【００１９】
なお、図１に示した例では、液晶層１０と電極層１１との界面付近に所在する液晶分子の配向方向が両眼方向Ｈ１と略水平である例を示したが、液晶層１０と電極層１２との界面付近に所在する液晶分子の配向方向が両眼方向Ｈ１と略水平であってもよい。また、液晶層１０と電極層１１との界面付近に所在する液晶分子と、液晶層１０と電極層１２との界面付近に所在する液晶分子との双方が、両眼方向Ｈ１と略水平であってもよい。
【００２０】
ここで、利用者Ｕ１による液晶表示装置の視認方向について補充説明する。液晶表示装置による表示向きや形状によって、利用者Ｕ１の視認方向を予測できる場合がある。例えば、液晶表示素子１によって表示制御される表示対象物の方向が予め決められている場合には、利用者Ｕ１は、一般的に、液晶表示装置を回転させることなく、表示面に対してほぼ垂直の方向から液晶表示装置を視認することになる。より具体的に説明すると、図１に示した例において、液晶表示素子１によって表示制御される表示対象物の左右方向が図１に示したＸ方向であり、表示対象物の上下方向が図１に示したＹ方向であるものとする。かかる場合に、利用者は、一般的に、ほとんど回転させることなく液晶表示装置を視認することになる。
【００２１】
上記例はあくまで一例であるが、利用者による視認方向が予測できる場合には、液晶分子の配向方向と両眼方向Ｈ１とが略水平になるように液晶表示素子１を製造することができる。そして、このように製造された液晶表示素子１は、利用者の視認性を向上させることができる。
【実施例２】
【００２２】
次に、上記実施例１において説明した液晶表示素子１について具体例を用いて説明する。実施例２では、上記実施例１において説明した液晶分子の配向方向を液晶層に含まれる所定の構造物によって規定する例について説明する。なお、以下に示す実施例では、液晶としてコレステリック液晶を用いる例を説明する。ただし、液晶としては、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液晶等の各種液晶が用いられてもよい。
【００２３】
［実施例２に係る液晶表示素子］
まず、図２を用いて、実施例２に係る液晶表示素子について説明する。図２は、実施例２に係る液晶表示素子を示す模式図である。図２に示すように、実施例２に係る液晶表示素子２は、液晶層１００と、フィルム基板１３１及び１３２と、電極層１４１及び１４２とを有する。図２において、液晶表示素子２の表示面は、フィルム基板１３１側であるものとする。
【００２４】
図２に示したフィルム基板１３１及び１３２は、例えば、ガラス製や樹脂製等の透明基板であり、電極層１４１と液晶層１００と電極層１４２を挟持する。電極層１４１及び１４２は、予め電極パターンがパターニングされており、液晶層１００を挟持する。
【００２５】
液晶層１００は、コレステリック液晶が封入される層である。また、液晶層１００は、図２に示すように、構造物１２１〜１２５を有する。構造物１２１〜１２５は、例えば、フォトレジストである。構造物１２１〜１２５は、図２に示すように、利用者Ｕ１の両眼方向Ｈ１に対して垂直方向に所定の間隔で形成される。また、構造物１２１〜１２５は、両眼方向Ｈ１と略水平方向に形成される。なお、図２に示した模式図では、液晶層１００に５個の構造物１２１〜１２５が含まれる例を示したが、液晶層１００には、６個以上の構造物が含まれてもよい。
【００２６】
このような構成の下、実施例２における液晶層１００は、両眼方向Ｈ１に対して水平である方向Ｄ３からコレステリック液晶が注入される。このように注入されたコレステリック液晶は、構造物１２１〜１２５の間を流動して、液晶層１００を充填する。例えば、コレステリック液晶は、構造物１２１と構造物１２２との間を流動して、構造物１２１と構造物１２２との間を充填する。同様に、コレステリック液晶は、構造物１２２と構造物１２３との間を流動して、構造物１２２と構造物１２３との間を充填する。
【００２７】
上記のようにコレステリック液晶が注入された場合に、コレステリック液晶の流動方向と、かかるコレステリック液晶に含まれる液晶分子の配向方向とは、略同一になることが分かった。言い換えれば、コレステリック液晶の流動方向と、液晶分子の長軸方向（分子軸方向）とは、略同一になることが分かった。すなわち、図２に示した例の場合では、液晶層１００に含まれる液晶分子の配向方向は、コレステリック液晶の流動方向と略同一になるので、利用者の両眼を結ぶ両眼方向Ｈ１と略水平方向になる。
【００２８】
ここで、図３を用いて、図２に示した液晶層１００に含まれる液晶分子の配向方向について説明する。図３は、図２に示した液晶層１００のＤ２矢視による平面Ａの断面図である。図３に示すように、液晶層１００は、構造物１２１〜１２５を含む。上述したように、液晶層１００は、方向Ｄ３からコレステリック液晶が注入される。すなわち、コレステリック液晶の流動方向は、図３に示した方向Ｄ１１ａ〜１１ｆになる。かかる場合に、液晶層１００に含まれる液晶分子１１０ａ〜１１０ｊの配向方向は、図３に示した例のように、コレステリック液晶の流動方向Ｄ１１ａ〜１１ｆと略同一になる。
【００２９】
したがって、液晶分子１１０ａ〜１１０ｊの配向方向は、両眼方向Ｈ１と略水平方向になる。言い換えれば、液晶分子１１０ａ〜１１０ｊの配向方向は、一般的に、利用者Ｕ１から見て概ね水平方向になると言える。これにより、実施例２に係る液晶表示素子２は、従来の液晶表示素子よりも、プレーナ状態において反射率が高くなり、さらに、コントラスト比が高くなるので、利用者の視認性を向上させることができる。
【００３０】
なお、図２及び図３では、構造物１２１〜１２５が平面である例を示したが、構造物１２１〜１２５は、実際には、平面でない場合が多いと考えられる。図４を用いて具体的に説明する。図４は、図３に示した部位Ｂの拡大図である。図４に示した例では、例えば、構造物１２３は、Ｙ方向に突起形状の部位１２３ａを含む。また、例えば、構造物１２４は、Ｙ方向に突起形状の部位１２４ａを含む。ただし、実施例２における液晶層１００に含まれる構造物１２１〜１２５の場合には、部位１２３ａ及び部位１２４ａは、接合されない。したがって、図４に示すように、構造物１２１〜１２５が突起部位を有する場合であっても、コレステリック液晶は、液晶層１００に注入される場合に、流動方向Ｄ１１ｄに沿って流動する。
【００３１】
［実施例２に係る液晶表示素子の製造方法］
次に、図５を用いて、実施例２に係る液晶表示素子２の製造手順について説明する。図５は、実施例２に係る液晶表示素子２の製造手順を示すフローチャートである。図５に示すように、液晶表示素子２の製造を開始する場合には、まず、フィルム基板の表面に透明導電膜を成膜することにより、電極パターンを形成する（ステップＳ１０１）。これにより、フィルム基板上に電極層が形成される。ここでは、少なくとも２個のフィルム基板について電極パターンを形成する。
【００３２】
続いて、電極層が形成された２個のフィルム基板のうち、一方のフィルム基板に、スピンナによってフォトレジストを成膜する（ステップＳ１０２）。続いて、フォトレジストが成膜されたフィルム基板にフォトマスクを用いて、コレステリック液晶の流動方向を規定する構造物を形成する（ステップＳ１０３）。このとき、コレステリック液晶の流動方向が、両眼方向Ｈ１と水平になるように構造物を形成する。
【００３３】
続いて、他方のフィルム基板にスペーサを形成するとともにシール剤を塗布する（ステップＳ１０４）。このとき、シール剤によって形成されるシール壁に液晶を注入するための液晶注入口を形成しておく。続いて、シール剤を塗布したフィルム基板と、他方のフィルム基板とを貼り合せる（ステップＳ１０５）。このとき、スペーサやシール剤は、他方のフィルム基板に接着する。また、双方のフィルム基板が所定の間隔になるように押圧調整する。
【００３４】
続いて、真空注入法等によって、前述した液晶注入口からコレステリック液晶を注入する（ステップＳ１０６）。続いて、液晶注入口をシール剤等で封止する（ステップＳ１０７）。このようにして、単色の液晶パネルが形成される。なお、３層の積層型液晶表示素子を形成する場合には、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０７における手順を、青色の光を選択的に反射させる液晶表示素子と、緑色の光を選択的に反射させる液晶表示素子と、赤色の光を選択的に反射させる液晶表示素子とについて行う。そして、例えば、表示面から順に、青色、緑色、赤色の液晶表示素子を積層する。
【００３５】
なお、図５に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０７における手順は、１台の製造装置が行ってもよいし、所定の手順毎に異なる製造装置が行ってもよい。例えば、各手順について、全て異なる製造装置が行ってもよいし、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３における手順を製造装置１Ａが行った後に、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７における手順を製造装置１Ｂが行ってもよい。
【００３６】
次に、上記の製造手順について模式図を用いて説明する。図６は、実施例２に係る液晶表示素子２の製造手順を模式図により示した図である。なお、図６に示した各図は、図２に示した方向Ｄ３から見た図であり、さらに、図６の上方が表示面側であるものとする。
【００３７】
図６（Ａ）に示すように、まず、フィルム基板１３１の表面に透明導電膜を成膜することにより、電極層１４１を形成する。同様に、フィルム基板１３２に電極層１４２を形成する。図６（Ａ）に示した例では、パッシブ駆動ができるように、電極層１４１と電極層１４２とが直交する方向になるように、フィルム基板１３１及びフィルム基板１３２に電極を形成するものとする。なお、フィルム基板１３１及び１３２としては、例えば、厚さが１００［μｍ］程度であるポリエチレンテレフタレート製のフィルム基板が用いられる。
【００３８】
続いて、フィルム基板１３１又はフィルム基板１３２のいずれか一方に、コレステリック液晶の流動方向を規定する構造物を形成する。図６（Ｂ）に示した例では、フィルム基板１３１に、例えば、アクリル系ネガレジスト等のフォトレジスタを成膜した後に、フォトマスクを用いて構造物を形成する。
【００３９】
ここで、図７に、実施例２におけるフォトマスクの一例を示す。図７に示すように、フォトマスク１６１は、透過部１６１ａ〜１６１ｅと、遮光部１６１ｆとを有する。透過部１６１ａ〜１６１ｅは、外部から照射される光を透過させる。一方、遮光部１６１ｆは、外部から照射される光を遮る。
【００４０】
例えば、フォトマスク１６１は、図６（Ａ）に示した例において、フィルム基板１３１のフォトレジストが成膜された平面の上に所定の間隔を空けて配置される。このとき、フォトマスク１６１は、透過部１６１ａ〜１６１ｅの長軸方向が、両眼方向Ｈ１と略水平になるように配置される。そして、このように配置された状態で、フォトマスク１６１に対して、フォトマスク１６１からフィルム基板方向へ光を照射する。これにより、フィルム基板に成膜されたフォトレジストのうち、透過部１６１ａ〜１６１ｅの下部に位置するフォトレジストは、フィルム基板に固着する。
【００４１】
具体的には、図６（Ｂ）に示した例のように、フィルム基板１３１の電極層１４１上に、フォトレジストである構造物１２１〜１２５が固着する。図８に、図６（Ｂ）に示したフィルム基板１３１の下方矢視による図を示す。図８に示すように、構造物１２１〜１２５は、両眼方向Ｈ１に対して垂直方向に所定の間隔で形成され、かつ、両眼方向Ｈ１と略水平方向に形成される。
【００４２】
続いて、図６（Ｃ）に示すように、フィルム基板１３２に、シール剤１５１を塗布する。図９に、図６（Ｃ）に示したフィルム基板１３２の上方矢視による図を示す。図９に示すように、シール剤１５１は、フィルム基板１３２の平面上における周縁近傍に塗布される。ただし、図９に示すように、シール剤１５１は、フィルム基板１３２の周縁近傍の一部には塗布されない。これにより、液晶注入口１５１ａが形成される。
【００４３】
続いて、図６（Ｄ）に示すように、フィルム基板１３１とフィルム基板１３２とを貼り合せ、加熱・加圧することにより接着する。図１０に、図６（Ｄ）に示したフィルム基板１３１及び１３２の上方矢視による図を示す。なお、図１０に示した例では、フィルム基板１３１を図示することを省略している。図１０に示すように、フィルム基板１３１とフィルム基板１３２とが貼り合わされた場合には、電極層１４１と電極層１４２とは直交する。
【００４４】
続いて、図６（Ｅ）に示すように、フィルム基板１３１と、フィルム基板１３２との間に形成された液晶層１００に、コレステリック液晶を注入する。そして、図６（Ｆ）に示すように、液晶注入口をシール剤１５２などで封止する。
【００４５】
ここで、液晶層１００に、コレステリック液晶を注入する手法について説明する。例えば、真空状態において、図６（Ｄ）に示したフィルム基板１３１及び１３２を、コレステリック液晶に浸漬させ、かかる状態で大気に開放することで、液晶層１００にコレステリック液晶を注入する。図１１に、図６（Ｅ）に示したフィルム基板１３１及び１３２の上方矢視による図を示す。なお、図１１に示した例では、フィルム基板１３１、電極層１４１及び１４２を図示することを省略している。図１１に示すように、コレステリック液晶は、構造物１２１〜１２５の間を流動して、液晶層１００に注入される。具体的には、コレステリック液晶は、図１１に示した流動方向Ｄ１１ａ〜１１ｆに沿って流動する。
【００４６】
［実施例２の効果］
上述してきたように、実施例２に係る液晶表示素子２は、液晶層１００に含まれる構造物によって、注入時におけるコレステリック液晶の流動方向が、利用者Ｕ１の両眼方向Ｈ１と略水平になるように制御される。これにより、実施例２における液晶層１００に含まれる液晶分子の配向方向は、両眼方向Ｈ１と略水平になる。したがって、実施例２に係る液晶表示素子２は、利用者に対する表示を明るくすることができる。さらに、実施例２に係る液晶表示素子２は、コントラスト比が高いので、明瞭な表示を行うことができる。
【００４７】
ここで、図１２に、実施例２に係る液晶表示素子２と従来の液晶表示素子との反射率の比較結果を示す。また、図１３に、実施例２に係る液晶表示素子２と従来の液晶表示素子とのコントラスト比の比較結果を示す。図１２に示すように、プレーナ状態においては、実施例２に係る液晶表示素子２の反射率が、従来の液晶表示素子の反射率よりも約３３％高い。また、図１２に示すように、フォーカルコニック状態においては、実施例２に係る液晶表示素子２の反射率と、従来の液晶表示素子の反射率とがほぼ同一である。そして、図１３に示すように、実施例２に係る液晶表示素子２のコントラスト比が、従来の液晶表示素子のコントラスト比よりも約３０％高くなった。
【００４８】
このように、実施例２に係る液晶表示素子２は、従来の液晶表示素子よりも、反射率及びコントラス比が高いので、利用者に対する表示を明るくすることができるとともに、明瞭な表示を行うことができる。その結果、実施例２に係る液晶表示素子２は、利用者の視認性を向上させることができる。
【実施例３】
【００４９】
上記実施例２では、液晶層が電極層１４１及び１４２によって挟持される例を示した。しかし、液晶表示素子は、配向膜を有してもよい。そこで、実施例３では、配向膜を有する液晶表示素子の例について説明する。
【００５０】
［実施例３に係る液晶表示素子］
まず、図１４を用いて、実施例３に係る液晶表示素子について説明する。図１４は、実施例３に係る液晶表示素子を示す模式図である。なお、以下では、図２に示した構成部位と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
図１４に示すように、実施例３に係る液晶表示素子３は、液晶層２００と、フィルム基板１３１及び１３２と、電極層１４１及び１４２と、配向膜２７１及び２７２とを有する。図１４に示した液晶表示素子３は、図２に示した液晶表示素子２と同様に、フィルム基板１３１側が表示面であるものとする。
【００５２】
配向膜２７１及び２７２は、例えば、ポリイミド樹脂である。具体的には、配向膜２７１は、製造工程において、電極層１４１上に形成される。また、配向膜２７２は、電極層１４２上に形成される。そして、電極層１４１及び１４２上に形成された配向膜２７１及び２７２は、両眼方向Ｈ１と水平方向にラビング処理が行われる。これにより、液晶層２００にコレステリック液晶が注入された場合に、液晶分子の配向方向が、ラビング方向と同一方向になるように制御される。
【００５３】
図１５を用いて具体的に説明する。図１５は、実施例３における配向膜に対して行われるラビング処理を説明するための図である。なお、図１５に示した配向膜２７２は、図１４に示したＤ２矢視による図である。図１５に示すように、配向膜２７２は、両眼方向Ｈ１と水平であるラビング方向Ｄ１２にラビング処理が行われる。同様に、配向膜２７１は、ラビング方向Ｄ１２にラビング処理が行われる。
【００５４】
なお、実施例３に係る液晶表示素子３の製造手順は、図５に示したステップＳ１０１の後に、フィルム基板１３１及び１３２に形成された電極膜上に、例えば、スピンナによってポリイミド樹脂を成膜する。そして、かかるポリイミド樹脂膜に対してラビング処理を行うことにより、配向膜２７１及び２７２を形成する。その後の手順は、図５に示したステップＳ１０２〜Ｓ１０７と同様である。
【００５５】
［実施例３の効果］
上述してきたように、液晶層２００に注入される液晶は、両眼方向Ｈ１と水平方向にラビング処理が行われた配向膜２７１及び２７２によって、液晶分子の配向方向が、両眼方向Ｈ１と水平になるように制御される。さらに、液晶層２００に注入される液晶は、実施例２において説明したように、構造物１２１〜１２５の間を流動するので、液晶分子の配向方向が両眼方向Ｈ１と略水平になる。すなわち、実施例３における液晶層２００の液晶分子は、配向膜２７１及び２７２による制御と、液晶注入時における流動方向との双方の影響により、配向方向が両眼方向Ｈ１と水平になりやすい。このようなことから、実施例３に係る液晶表示素子３は、従来の液晶表示素子よりも、プレーナ状態において反射率がより高くなり、さらに、コントラスト比もより高くなるので、利用者の視認性をより向上させることができる。
【００５６】
なお、上記実施例３では、配向膜に対してラビング処理を行うことにより、液晶層２００に注入された液晶分子の配向方向を制御する例を示した。しかし、配向膜に対して光配向処理を行うことにより、液晶層２００に注入された液晶分子の配向方向が、両眼方向Ｈ１と略水平方向になるように制御してもよい。
【実施例４】
【００５７】
上記の実施例では、液晶分子の配向方向を利用者の両眼を結ぶ両眼方向Ｈ１と略水平方向にすることにより、反射率を向上させる例を示した。ここで、液晶表示素子によっては、液晶表示素子の横方向（両眼方向Ｈ１と同一の方向）のサイズが大きい場合もある。利用者は、このような液晶表示素子の両側部を視認する場合には、一般的に、顔をやや傾けることになる。実施例４では、液晶表示素子の横方向のサイズが大きい場合に、利用者が顔をやや傾ける点についても考慮して、反射率を向上させる例について説明する。
【００５８】
［実施例４に係る液晶表示素子］
まず、図１６を用いて、実施例４に係る液晶表示素子について説明する。図１６は、実施例４に係る液晶表示素子を説明するための図である。図１６に示した液晶層３００は、表示面に対して水平な断面図である。なお、実施例４に係る液晶表示素子４は、横方向（両眼方向Ｈ１）のサイズが大きいものとする。
【００５９】
図１６に示すように、実施例４における液晶層３００は、第一側部３００Ｌと、中央部３００Ｃと、第二側部３００Ｒとに分けられる。第一側部３００Ｌ及び第二側部３００Ｒは、両眼方向Ｈ１を横方向とした場合における液晶層３００の両側に位置する部位に相当する。また、中央部３００Ｃは、両眼方向Ｈ１を横方向した場合における液晶層３００の中央に位置する部位に相当する。
【００６０】
第一側部３００Ｌ及び第二側部３００Ｒには、両眼方向Ｈ１に対する垂直方向とのなす角が所定の角度となるように構造物３１０ａ〜３１０ｈが形成される。例えば、第一側部３００Ｌには、両眼方向Ｈ１に対する垂直方向とのなす角が所定の角度αであり、かつ、第二側部３００Ｒへ向かう方向になるように構造物が形成される。また、第二側部３００Ｒには、両眼方向Ｈ１に対する垂直方向とのなす角が所定の角度βであり、かつ、第一側部３００Ｌへ向かう方向になるように構造物が形成される。なお、上記の角度α及びβは、０度より大きく、９０度よりも小さい。また、角度αと角度βとは、同一の角度であってもよい。
【００６１】
ここで、図１７を用いて、図１６に示した液晶層３００に含まれる液晶分子の配向方向について説明する。図１７は、図１６に示した液晶層３００に含まれる液晶分子の配向方向を説明するための図である。図１７の上段に示すように、液晶層３００は、構造物３２１〜３２４を含む。液晶層３００は、図１７に示した方向Ｄ４からコレステリック液晶が注入される。すなわち、コレステリック液晶の流動方向は、図１７に示した方向Ｄ３１ａ〜３１eとなる。かかる場合に、図１６に示すように、液晶層３００に含まれる液晶分子３１０ａ〜３１０ｈの配向方向は、コレステリック液晶の流動方向Ｄ３１ａ〜３１ｅと略同一になる。
【００６２】
図１７の下段は、図１７の上段に示した各部Ｃ〜Ｅの拡大図を示している。部位Ｃ及びＤの拡大図に示すように、第一側部３００Ｌ及び第二側部３００Ｒに含まれる構造物３２１〜３２４は、例えば、Ｘ方向の構造体とＹ方向の構造体との組合せにより形成されている。
【００６３】
なお、実施例４に係る液晶表示素子４の製造手順は、図５に示した製造手順と同様である。ただし、ステップＳ１０３における手順において用いるフォトマスクの形状が異なる。ここで、図１８に、実施例４におけるフォトマスク及び液晶層３００を示す。図１８（Ａ）は、実施例４におけるフォトマスク３６１の一例を示す。また、図１８（Ｂ）及び（Ｃ）は、実施例４におけるフィルム基板３３１の一例による図を示す。なお、図１８（Ｂ）に示したフィルム基板３３１に対する矢視は、図８に示したフィルム基板１３１と同一である。また、図１８（Ｃ）に示したフィルム基板３３１に対する矢視は、図１１に示したフィルム基板１３２と同一である。
【００６４】
図１８（Ａ）に示すように、フォトマスク３６１は、透過部３６１ａ〜３６１ｅと、遮光部３６１ｆとを有する。実施例４に係る液晶表示素子４を製造する場合には、図１８（Ａ）に示したフォトマスク３６１を用いて、図１８（Ｂ）に示すような構造物３２１〜３２５を形成する。これにより、図１８（Ｃ）に示すように、液晶層３００にコレステリック液晶が注入された場合に、かかるコレステリック液晶の流動方向が規定されることになる。
【００６５】
［実施例４の効果］
上述してきたように、実施例４に係る液晶表示素子４は、液晶層３００の両側部における液晶分子の配向方向が、両眼方向Ｈ１に対してやや傾いている。これにより、実施例４に係る液晶表示素子４は、液晶表示素子の横方向（方向Ｘと同一の方向）のサイズが大きく、利用者が、顔をやや傾けて液晶表示素子の両側部を見る場合であっても、反射率を向上させることができる。これは、両側部における液晶分子の配向方向を傾けることにより、利用者が顔を傾けて液晶表示素子の両側部を見る場合であっても、液晶分子の配向方向が、利用者から見て概ね水平方向になるからである。
【００６６】
例えば、図１６に示すように、利用者Ｕ１が顔を傾けて第一側部３００Ｌを視認したとする。かかる場合に、顔を傾けた利用者Ｕ１の両眼を結ぶ両眼方向Ｈ２と、第一側部３００Ｌに所在する液晶分子３１０ａ〜３１０ｈの配向方向は、水平になりやすい。したがって、実施例４に係る液晶表示素子４は、利用者によって顔を傾けて側部を視認されても、利用者に対する反射率及びコントラスト比を向上させることができる。
【００６７】
なお、実施例４に係る液晶表示素子４に配向膜を用いる場合には、かかる配向膜を、コレステリック液晶の流動方向と略同一の方向にラビング処理を行う。図１９を用いて具体的に説明する。図１９は、実施例４における配向膜３７１に対して行われるラビング処理を説明するための図である。図１９に示すように、配向膜３７１のうち、液晶層３００の第一側部３００Ｌに対応する部位３７１Ｌは、両眼方向Ｈ１に対する垂直方向とのなす角が所定の角度αであり、かつ、第二側部３００Ｒに対応する部位３７１Ｒへ向かう方向Ｄ１３に、ラビング処理が行われる。また、配向膜３７１のうち、液晶層３００の第二側部３００Ｒに対応する部位３７１Ｒは、両眼方向Ｈ１に対する垂直方向とのなす角が所定の角度βであり、かつ、第一側部３００Ｌに対応する部位３７１Ｌへ向かう方向Ｄ１５に、ラビング処理が行われる。なお、配向膜３７１のうち、液晶層３００の中央部３００Ｃに対応する部位３７１Ｃは、両眼方向Ｈ１と水平方向にラビング処理が行われる。
【実施例５】
【００６８】
上記の実施例では、構造物を用いて注入時におけるコレステリック液晶の流動方向を規定する例を示した。しかし、構造物を用いずに、注入時におけるコレステリック液晶の流動方向を規定してもよい。そこで、実施例５では、構造物を用いずに、注入時におけるコレステリック液晶の流動方向を規定する例について説明する。
【００６９】
図２０は、実施例５に係る液晶表示素子５を説明するための図である。図２０（Ａ）に示した例のように、実施例５に係る液晶表示素子５は、製造工程において、例えば、フィルム基板４３１にシール剤４５１が塗布される。かかる場合に、フィルム基板４３１には、複数の液晶注入口４５１ａ〜４５１ｃが形成されるように、シール剤４５１が塗布される。このとき、かかる液晶注入口４５１ａ〜４５１ｃは、両眼方向Ｈ１を横方向とした場合におけるフィルム基板４３１の側部に所定の間隔で形成される。
【００７０】
そして、かかる液晶注入口４５１ａ〜４５１ｃに注入されたコレステリック液晶は、図２０（Ｂ）に示した流動方向Ｄ４１ａ〜Ｄ４１ｅに沿って流動する。実施例２において説明したように、コレステリック液晶の流動方向と液晶分子の配向方向とが略同一になることが分かったので、図２０（Ｂ）の例のように流動したコレステリック液晶は、両眼方向Ｈ１と略水平になる。
【００７１】
［実施例５の効果］
上述してきたように、実施例５に係る液晶表示素子５は、複数の液晶注入口が形成され、かかる液晶注入口の位置によって、注入時におけるコレステリック液晶の流動方向が規定される。これにより、実施例５に係る液晶表示素子５は、コレステリック液晶の流動方向を所望の方向に規定する構造物が形成されることなく、利用者に対する表示を明るくするとともに、明瞭な表示を行うことができる。
【００７２】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００７３】
（付記１）所定の波長の光を反射させる液晶材料を用いて液晶表示を行う液晶表示装置に用いられる液晶表示素子であって、
前記液晶材料に対して表示制御用の駆動電圧を印加する電極層と、
前記電極層との界面付近に所在する液晶材料の液晶分子の配向方向が、液晶表示面を視認する利用者の両眼を結ぶ両眼方向と略水平方向である液晶層と
を備えたことを特徴とする液晶表示素子。
【００７４】
（付記２）前記液晶層は、前記両眼方向に対して垂直方向に所定の間隔で形成され、かつ、前記両眼方向と略水平方向に形成される構造物を有することを特徴とする付記１に記載の液晶表示素子。
【００７５】
（付記３）前記液晶層と前記電極層との間に、前記両眼方向と水平方向にラビング処理又は光配向処理が行われた配向膜をさらに有することを特徴とする付記１又は２に記載の液晶表示素子。
【００７６】
（付記４）前記液晶層は、両側部に含まれる液晶分子の配向方向が、前記両眼方向に対する垂直方向とのなす角が所定の角度であり、かつ、他の側部へ向かう方向であることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の液晶表示素子。
【００７７】
（付記５）所定の波長の光を反射させる液晶材料を用いて液晶表示を行う液晶表示装置に用いられる液晶表示素子の製造方法であって、
所定の基板の表面に透明導電膜を成膜する導電成膜ステップと、
前記導電成膜ステップによって成膜された基板に、液晶表示面を視認する利用者の両眼を結ぶ両眼方向に対して垂直方向に所定の間隔、かつ、前記両眼方向と略水平方向に構造物を形成する構造物形成ステップと、
前記構造物形成ステップによって得られた基板の構造物の形成面に対向させて、前記導電成膜ステップにより成膜された他の基板を貼り合わせる貼り合せステップと、
前記貼り合せステップによって貼り合せられた基板の間に液晶を注入する液晶注入ステップと
を含んだことを特徴とする表示素子の製造方法。
【００７８】
（付記６）付記１〜４に記載のいずれか一つの液晶表示素子が複数積層された積層型液晶表示素子であって、
前記液晶表示素子の各々が異なる波長の光を反射することを特徴とする積層型液晶表示素子。
【符号の説明】
【００７９】
１〜５  液晶表示素子
１０  液晶層
１０ａ〜１０ｉ  液晶分子
１１、１２  電極層
１００  液晶層
１１０ａ〜１１０ｊ  液晶分子
１２１〜１２５  構造物
１３１、１３２  フィルム基板
１４１、１４２  電極層
１５１、１５２  シール剤
１６１  フォトマスク
２００  液晶層
２７１、２７２  配向膜
３００  液晶層
３２１〜３２４  構造物
３３１  フィルム基板
３６１  フォトマスク
３７１  配向膜
４３１  フィルム基板
４５１  シール剤
【図１】
2011107213.tif 000003
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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