(57)【要約】  本発明の多色液晶ディスプレイ装置（１）は、キャリア（１０）の表面によって支持された複数の離散液晶素子（１１０、１３、１５０）を有する。電極構造（１２）の該当部分を覆う液晶素子（１１０、１３０、１５０）はポリマー層（１１４、１３４、１５４）をそれぞれ有し、コレステリック液晶材料（１０２、１２２、１４２）は同ポリマー層によってポリマー層とキャリア（１０）表面との間に封入される。種々のコレステリック液晶材料（１０２、１２２、１４２）とポリマー前駆体とを含む液体の離散液滴を個々に堆積させることにより、さらにその後に液滴を刺激に晒してポリマー前駆体の重合を発生させることにより、離散液晶素子（１１０、１３０、１５０）を形成する。
2007503609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアの表面に複数の離散液晶素子を含む多色液晶ディスプレイ装置を製造する方法であって、前記方法は、
前記キャリア表面に複数の離散液滴を堆積させるステップであって、前記複数の液滴は少なくとも第一のサブセットと第二のサブセットとを有し、前記第一のサブセットからの液滴は、可視スペクトルの第一の部分の波長を有する光と相互に作用する第一のコレステリック液晶材料と第一のポリマー前駆体材料との混合物を含む第一の液体であり、前記第二のサブセットからの液滴は可視スペクトルの第二の部分の波長を有する光と相互に作用する第二のコレステリック液晶材料と第二のポリマー前駆体材料との混合物を含む第二の液体である、前記ステップと、
前記液滴の各々の前記第一のポリマー前駆体材料を第一の離散ポリマー層中に重合し、前記第一のコレステリック液晶材料を前記第一の層と前記キャリア表面との間に封入するため、離散液滴の前記第一のサブセットを刺激に晒すことによって前記複数の離散液晶素子の第一のサブセットを形成するステップと、
前記液滴の各々の前記第二のポリマー前駆体材料第二の離散ポリマー層中に重合し、前記第二のコレステリック液晶材料を前記第二の層と前記キャリア表面との間に封入するため、離散液滴の前記第二のサブセットを刺激に晒すことによって前記複数の離散液晶素子の第二のサブセットを形成するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
複数のより小さい液滴を前記キャリア表面のそれぞれの同じ部分の上に堆積させることにより、離散液滴を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の離散液滴を堆積させる前記ステップより前に、前記キャリア表面に電極構造を堆積させることによる前記キャリア表面の変更を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の離散液滴を堆積させるステップより前に、前記キャリア表面に配向層を堆積させることによる前記キャリア表面の変更を実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記複数の離散液滴を堆積させるステップより前に、前記キャリア表面上に複数の有縁ドメインを作成するため、前記キャリア表面に壁構造のパターンを堆積させるステップを実行し、前記複数の離散液滴からの液滴をかかる有縁ドメイン内で堆積させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
複数の離散液滴を堆積させる前記ステップより前に、ノンウェット材料の複数の領域を前記キャリア表面に堆積させるステップを実行することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記方法がさらに、前記第一及び第二の離散ポリマー層の上でさらなる電極構造を堆積させるステップを含む、請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記方法がさらに、
前記複数の離散液晶素子の上でさらなる配向層を堆積させるステップと、
離散液晶素子の前記第一のサブセットの上でさらなる複数の離散液滴の第一のさらなるサブセットを堆積させるステップであって、前記さらなる複数の離散液滴の前記第一のさらなるサブセットからの液滴は、第一のさらなるコレステリック液晶材料と第一のさらなるポリマー前駆体材料とを含む第一のさらなる液体である、前記ステップと、
離散液晶素子の前記第二のサブセットの上で前記さらなる複数の離散液滴の第二のさらなるサブセットを堆積させるステップであって、前記さらなる複数の離散液滴の前記第二のさらなるサブセットからの液滴は、第二のさらなるコレステリック液晶材料と第二のさらなるポリマー前駆体材料とを含む第二のさらなる液体である、前記ステップと、
各液滴の前記第一のさらなるポリマー前駆体材料を第一のさらなる離散ポリマー層中に重合し、前記第一のさらなるコレステリック液晶材料を前記第一のさらなる層と前記さらなる配向層との間に封入するため、離散液滴の前記第一のさらなるサブセットをさらなる刺激に晒すことによって、離散液晶素子の前記第一のサブセットを変更するステップと、
各液滴の前記第二のさらなるポリマー前駆体材料を第二のさらなる離散ポリマー層中に重合し、前記第二のさらなるコレステリック液晶材料を前記第二のさらなる層と前記さらなる配向層との間に封入するため、離散液滴の前記第二のさらなるサブセットをさらなる刺激に晒すことによって、離散液晶素子の前記第二のサブセットを変更するステップと、
を含む、請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記方法がさらに、前記第一のさらなる離散ポリマー層及び第二のさらなる離散ポリマー層の上で第二のさらなる電極構造を堆積させるステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の離散液晶素子を光吸収コーティングで覆うステップをさらに含む、請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
多色液晶ディスプレイ装置であって、
キャリア表面上の複数の離散液晶素子を含み、前記複数の離散液晶素子は少なくとも第一のサブセットと第二のサブセットとを含み、前記第一のサブセットからの各液晶素子は、可視スペクトルの第一の部分の波長を有する光と相互に作用する第一のコレステリック液晶材料を前記第一の層と前記キャリア表面との間に封入する第一の離散ポリマー層を含み、
前記第二のサブセットからの各液晶素子は、可視スペクトルの第二の部分の波長を有する光と相互に作用する第二のコレステリック液晶材料を前記第二の層と前記キャリア表面との間に封入する第二の離散ポリマー層を含む、
多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記キャリア表面が電極構造を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記キャリア表面が配向層を備えたことを特徴とする請求項１１または１２に記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記多色液晶ディスプレイ装置がさらに、前記キャリア表面に複数の有縁ドメインを作製するための壁構造のパターンを含み、前記複数の離散液晶素子からの液晶素子はかかる有縁ドメインを占有することを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記複数の離散液晶素子が前記キャリア表面上のノンウェット領域によって互いに分離されることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれかに記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記複数の離散液晶素子が、前記各々の第一のポリマー層と前記各々の第二のポリマー層とを覆う、さらなる配向層を含み、
前記第一のサブセットからの各液晶素子がさらに、第一のさらなるポリマー層を含み、前記第一のさらなるポリマー層はこれと前記さらなる配向層との間に第一のさらなるコレステリック液晶材料が封入されたものであり、 
前記第二のサブセットからの各液晶素子がさらに、第二のさらなる離散ポリマー層を含み、前記第二のさらなる離散ポリマー層はこれと前記さらなる配向層との間に第二のさらなるコレステリック液晶材料が封入されたものであることを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれかに記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記第一のコレステリック液晶材料が第一のピッチを有し、第一のさらなるコレステリック液晶材料が第一のさらなるピッチを有し、前記第一のピッチと前記第一のさらなるピッチは、符号は逆であるが大きさは略同じであり、
前記第二のコレステリック液晶材料が第二のピッチを有し、前記第二のさらなるコレステリック液晶材料が第二のさらなるピッチを有し、前記第二のピッチと前記第二のさらなるピッチは、符号は逆であるが大きさは略同じであることを特徴とする請求項１６に記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項１８】
前記キャリアは少なくとも部分的に透明であり、
前記第一のさらなるコレステリック液晶材料は、可視スペクトルの第一のさらなる部分の波長を有する光と相互に作用するのに適し、 
前記第二のさらなるコレステリック液晶材料は、可視スペクトルの第二のさらなる部分の波長を有する光と相互に作用するのに適することを特徴とする請求項１６に記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記第一及び第二の離散ポリマー層がさらなる電極構造を支持する、請求項１１ないし１８のいずれかに記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記第一及び第二のさらなる離散ポリマー層が第二のさらなる電極構造を支持することを特徴とする請求項１１ないし１９のいずれかに記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項２１】
前記複数の離散液晶素子が光吸収コーティングによって覆われることを特徴とする請求項１１ないし２０のいずれかに記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項２２】
前記キャリアが可撓性であることを特徴とする請求項１１ないし２１のいずれかに記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【請求項２３】
前記複数の離散液晶素子が前記キャリア表面の所定の部分を覆うことを特徴とする請求項１１ないし２２のいずれかに記載の多色液晶ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリア表面上に複数の離散液晶素子を備えるディスプレイ装置の製造方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、キャリア表面上に複数のコレステリック液晶素子を備えるキャリアを備えるディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
今日、多くのフラットディスプレイ装置では、液晶材料の電気光学効果を利用してディスプレイ機能を実現している。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の特別な部類にコレステリックテクスチャ液晶（ＣＴＬＣ）ディスプレイがある。ＣＴＬＣディスプレイの重要な一特徴は、ＣＴＬＣを無限に多重化できるということであるが、それはすなわちそれぞれのＬＣ素子が常に駆動される状態にあるということである。これはコレステリック液晶（ＣＬＣ）材料の双安定性によるものであり、ＬＣ素子の状態はリフレッシュする必要がないため、ＣＴＬＣ装置は待機モードで電力消費量が小さいという重要な利点を有する。ＣＴＣＬ装置のもうひとつの利点として、ＣＴＬＣ装置は別種のＬＣ材料を利用するディスプレイに比べてセルギャップ耐性が高い、すなわちＬＣ材料を通る光パスの長さが長いということがある。
【０００４】
ＣＬＣ材料は多くの異なるテクスチャまたは状態をとることができる。所謂平面テクスチャでは、ＣＬＣがネジのように配置される。周期性またはピッチには、ＣＬＣ材料に応じて５０ナノメートルから数マイクロメートルまでの開きがある。このテクスチャは入射光の偏光を回転させることができる。
【０００５】
平面テクスチャの一形態に、ひとつのドメイン構造を有する完全平面テクスチャがあり、そのドメイン構造の中では分子の螺旋軸が同じ方向に揃う。この方向にただひとつのドメイン構造があるため、入射光は電磁スペクトルの狭い部分で正反射し、これがディスプレイに明るい外観を与える。
【０００６】
通常各ＬＣ素子につき多数のドメインを内包する、不完全な平面状態も得ることができる。ドメイン内で分子の軸が同じ方向に揃うものもあるが、螺旋軸の方向がドメインごとに異なるものもある。このマルチドメイン構造の利点は、入射光が乱反射するということである。このため、完全な平面配向に比べて、ＬＣ素子と相互に作用する可視スペクトル部分の分光幅が広がって色彩の強さは弱まるが、ディスプレイ領域の視角範囲は良くなるため、広い視角範囲のもとでディスプレイ装置を見ることが必要な場合には望ましい。平面状態は、適切な配向層を用いることによって、少なくとも達成または安定化できる。
【０００７】
ＣＬＣ材料は、配向層が存在しない状態で、またはしかるべき電圧を印加した結果として、所謂フォーカルコニックテクスチャをとる。フォーカルコニックテクスチャでは１つのＣＬＣ素子が多数のドメインを内包し、それらのドメインはセルの全体を通じて多かれ少なかれ無作為的に配向される。このフォーカルコニック状態では、ドメイン境界での急激な屈折率変化のため、層が光を散乱させる。結局のところ入射光は反射しない。
【０００８】
国際公開第９９／２１０５２号では、ＣＴＬＣ素子を有するカラーディスプレイ装置の製造方法が開示されている。複数のツイスティング剤を基板上に堆積させ、その後、スペーシング素子を表面に有する第二の基板を第一の基板に接着し、かくして格子間領域を有し同格子間領域の各々にそれぞれ異なるツイスティング剤を含む二基板装置を形成する。ツイスティング剤はネマティックＬＣ材料をコレステリックＬＣ材料の中に移し、反射光の色を決定する。種々の格子間領域にはネマティックＬＣ材料を充填し、その後にネマティックＬＣ材料の中でツイスティング剤を溶かし、かくして中心波長がそれぞれ異なる光の帯域と相互に作用する格子間領域を形成し、多色ディスプレイ装置を形成する。
【０００９】
この方法には、それが複雑で時間のかかるバッチ式プロセスであるという短所がある。例えば、第二の基板にはスペーシング素子を取り付けなければならず、格子間領域にはネマティックＬＣ材料を充填しなければならないため、大型多色ＬＣＤの場合にはとりわけ時間がかかり、生産工程と、最終製品すなわち多色ＬＣＤの両方でコストが膨らむ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的はとりわけ、冒頭の段落に記載の、より簡易なディスプレイ装置製造方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、冒頭の段落に記載の、より低い価格で市販できるディスプレイ装置を提供することである。
【課題を解決しようとする手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、キャリアの表面に複数の離散液晶素子を含む多色液晶ディスプレイ装置を製造する方法であって、前記方法は、前記キャリア表面に複数の離散液滴を堆積させるステップであって、前記複数の液滴は少なくとも第一のサブセットと第二のサブセットとを有し、前記第一のサブセットからの液滴は、可視スペクトルの第一の部分の波長を有する光と相互に作用する第一のコレステリック液晶材料と第一のポリマー前駆体材料との混合物を含む第一の液体であり、前記第二のサブセットからの液滴は可視スペクトルの第二の部分の波長を有する光と相互に作用する第二のコレステリック液晶材料と第二のポリマー前駆体材料との混合物を含む第二の液体である、前記ステップと、前記液滴の各々の前記第一のポリマー前駆体材料を第一の離散ポリマー層中に重合し、前記第一のコレステリック液晶材料を前記第一の層と前記キャリア表面との間に封入するため、離散液滴の前記第一のサブセットを刺激に晒すことによって前記複数の離散液晶素子の第一のサブセットを形成するステップと、前記液滴の各々の前記第二のポリマー前駆体材料第二の離散ポリマー層中に重合し、前記第二のコレステリック液晶材料を前記第二の層と前記キャリア表面との間に封入するため、離散液滴の前記第二のサブセットを刺激に晒すことによって前記複数の離散液晶素子の第二のサブセットを形成するステップとを含む方法が提供される。
【００１３】
異なるＣＴＬＣ材料とポリマー前駆体との混合物からなる離散液滴をキャリア表面に堆積せることにより、例えばカラーピクセルやカラーサブピクセル等の離散した電気光学的カラー素子を液滴によりあらかじめ定義する。サブセット、すなわち異なるカラー特性を有する液晶素子のグループについては、例えば赤−緑−青（ＲＧＢ）カラー装置に対してはサブセットを３つ形成する、というようにいくつでも形成することができ、各々のカラーをサブセットの内の１つによって定義する。そのような液晶素子は単一の液滴により形成しても、あるいは必要に応じて、キャリア表面上の同じ場所に複数の液滴を堆積させ融合させることにより、すなわち互いに重ね合わせて、形成してもよい。液滴は、圧電または連続インクジェット印刷、またはバブルジェット印刷等、公知の印刷技術によって簡単に堆積させることができる。ポリマー前駆体によって、ＵＶ光照射、熱、電子ビーム照射、その他公知の相応しい重合開始剤等、しかるべき刺激を施すことにより、キャリア表面全体にわたって重合反応を開始することができる。様々な液滴サブセットを、マルチノズルプリンタを用いて同時に印刷しても、あるいは順次に印刷してもよい。例えば離散ポリマー層が複数存在するため追加の第二の基板が不要であること、時間のかかるＬＣ材料の充填が不要であること、そしてＬＣ材料で作用を誘発するためのツイスティング剤が不要であることから、結果的に本発明の製造方法は従来技術の製造方法より廉価であると共により汎用的である。
【００１４】
さらなる利点として、本発明の多色液晶ディスプレイ装置のオプティカルスタック製造工程ではフォトリソグラフィックマスクが必ずしも必要ではないことから、製造コストを過度に増やさなくても、１つのキャリア上で製造する多色液晶ディスプレイ装置のサイズを拡大することができる。また、１つのキャリア上で製造できる多色液晶ディスプレイ装置数について技術的制約がないため、製造工程の効率が向上し、さらなる製造コスト低減につながる。
【００１５】
液晶素子を制御するための電極構造、またはトップボトム電極構造の一部を堆積することによりキャリア表面を修正してもよく、さらにＣＴＬＣ材料が液晶素子において所要の配向を確実にとるようにするため、液滴の堆積に先立ち、ラビング処理を施したポリイミド配向層等の配向層により、またはポリマーを含むクマリン又はケイ皮酸エステル等の光配向材料により、キャリア表面を変更してもよい。
【００１６】
本発明の製造方法は、複数の離散液晶素子配置の形状がもはやキャリア表面の形状には左右されない、というさらなる利点を有する。液晶材料をピクセルレベルで堆積することにより、あらかじめ定義したキャリア表面部分に液晶素子を堆積させることができるため、画像のようなあらかじめ定義された形状を形成できる。これは、固定画像を表示するよう構成されるカラー液晶ディスプレイにとって、とりわけ有利である。
【００１７】
一実施形態において、複数の離散液滴を堆積させるステップより前に、キャリア表面上に複数の有縁ドメインを作製するため、キャリア表面上に壁構造パターンを堆積させるステップを設け、その有縁ドメイン中で複数の離散液滴からの一液滴を堆積させる。複数の壁構造を堆積させることの利点として、同壁構造によって個々の液滴が余計に拡散することが阻止され、ひいては液滴が薄くなり過ぎること、あるいは隣接する液滴と融合することを防ぐことになる。その結果、高い開口率の液晶素子組成を有する液晶素子を得ることができる。
【００１８】
代替的には、複数の離散液滴を堆積させるステップより前に、複数のノンウェット材料領域をキャリア表面上に堆積させるステップを設ける。このノンウェット層との液滴の接触角は、キャリア基板と液滴の接触角よりかなり大きい。その結果、ノンウェット領域によって液滴の余分な拡散と隣接液滴の融合が阻止される。
【００１９】
同方法はさらなる実施形態において、複数の離散液晶素子の上にさらなる配向層を堆積させるステップと、離散液晶素子の第一のサブセットの上にさらなる複数の離散液滴の第一のさらなるサブセットを堆積させるステップであって、さらなる複数の離散液滴の第一のさらなるサブセットからの液滴は、第一のさらなるコレステリック液晶材料と第一のさらなるポリマー前駆体材料とを含む第一のさらなる液体からなる、前記ステップと、離散液晶素子の第二のサブセット上にさらなる複数の離散液滴の第二のさらなるサブセットを堆積させるステップであって、さらなる複数の離散液滴の第二のさらなるサブセットからの液滴は、第二のさらなるコレステリック液晶材料と第二のさらなるポリマー前駆体材料とを含む第二のさらなる液体からなる、前記ステップと、各液滴の第一のさらなるポリマー前駆体材料を第一のさらなる離散ポリマー層中に重合し、前記第一のさらなる層とさらなる配向層との間に第一のさらなるコレステリック液晶材料を封入するため、離散液滴の第一のさらなるサブセットをさらなる刺激に晒すことにより離散液晶素子の第一のサブセットを変更するステップと、各液滴の第二のさらなるポリマー前駆体を第二のさらなる離散ポリマー層中に重合し、前記第二のさらなる層とさらなる配向層との間に第二のさらなるコレステリック液晶材料を封入するため、離散液滴の第二のさらなるサブセットをさらなる刺激に晒すことにより離散液晶素子の第二のサブセットを修正するステップと、を含む。これには、従来技術の製造技術に比べてより簡素な方法で積層多色ディスプレイ装置を製造できるという利点がある。加えて、ポリマー層を薄く保つことができることから、出来上がったディスプレイの視差は小さい。さらに、積層ＬＣ素子を駆動する電極構造を底部基板で一体化できる。
【００２０】
液晶素子の形成後に、多色液晶ディスプレイ装置にさらに処理を施してもよい。例えば、底部電極構造と上部電極構造との間に液晶素子をはさむ多色液晶ディスプレイ装置を製造するため、複数の離散液晶素子からなるポリマー層にさらなる電極構造を堆積させるステップを、本発明の方法にさらに含めることもできるであろう。
【００２１】
加えて、反射型多色ＣＴＬＣディスプレイ装置の場合には、複数の離散液晶素子を光吸収コーティングで覆うステップを同方法にさらに加えることもできるであろう。
【００２２】
本発明の第二の態様によると、複数の離散液晶素子をキャリア表面上に含む多色液晶ディスプレイ装置を提供するが、その複数の離散液晶素子は少なくとも第一のサブセットと第二のサブセットとを含み、第一のサブセットからの各々の液晶素子は、可視スペクトルの第一の部分の波長を有する光と相互に作用する第一のコレステリック液晶材料を前記第一の層とキャリア層との間に封入する第一の離散ポリマー層を備え、第二のサブセットからの各々の液晶素子は、可視スペクトルの第二の部分の波長を有する光と相互に作用する第二のコレステリック液晶材料を前記第二の層とキャリア層との間に封入する第二の離散ポリマー層を備える。
【００２３】
かかるディスプレイ装置は、キャリア表面上に複数の離散液晶素子を備える本発明の多色液晶ディスプレイ装置を製造する方法のステップを実行することによって形成できる。先に述べた前記方法の種々の有利な実施形態を、本発明の多色液晶ディスプレイ装置の類似する有利な実施形態を作るのに役立てることができるであろうことが強調される。
【００２４】
第一のコレステリック液晶材料が第一のピッチを有し、第一のさらなるコレステリック液晶材料が第一のさらなるピッチを有し、第一のピッチと第一のさらなるピッチは、符号は逆であるが大きさは略同じであり、第二のコレステリック液晶材料が第二のピッチを有し、第二のさらなるコレステリック液晶材料が第二のさらなるピッチを有し、第二のピッチと第二のさらなるピッチは、符号は逆であるが大きさは略同じである場合に、追加の利点が得られる。反射型多色ＣＴＬＣディスプレイ装置の場合には、かかる液晶素子が可視スペクトルの選択部分の右回りの光と左回りの光の両方を反射するため、液晶素子の１サブセットにつき単一のＣＴＬＣ材料を使用するが故に可視スペクトルの選択部分で入射光の半分を失うこととなる従来技術の反射型ＣＴＬＣディスプレイ装置より、光反射収率に優れる反射型ディスプレイ装置を得ることができる。
【００２５】
キャリアが少なくともほぼ透明で、第一のさらなるコレステリック液晶材料が可視スペクトルの第一のさらなる部分の波長を有する光と相互に作用するのに相応しく、第二のさらなるコレステリック液晶材料が可視スペクトルの第二のさらなる部分の波長を有する光と相互に作用するのに相応しいものであれば、さらなる追加の利点が得られる。そのような透過型多色ＣＴＬＣディスプレイ装置は、種々のＣＴＬＣ材料を互いに重ね合わせながら積層するため複雑な製造工程を強いる、これに匹敵する従来技術の透過型多色ＣＴＬＣディスプレイ装置より格段に容易且つ廉価に製造できる。
【００２６】
多色液晶ディスプレイ装置が可撓性のキャリアを備える場合には、さらなる追加の利点が得られる。例えば国際公開第９９／２１０５２号の実施形態の中で提言されているように、ほぼ連続する液晶素子層を２つの可撓性基板の間に設けることには、表面が曲がる際に、ディスプレイ装置の内側及び外側表面にかかる応力が同表面にダメージを与え、ひいては多色液晶ディスプレイ装置のＬＣピクセルにダメージを与えるという周知の問題がある。本発明の多色液晶ディスプレイ装置は、この問題を仮に被るとしても、その程度は小さい。液晶素子が互いに分離しているため、基板を曲げても外側表面は引張り荷重力を被らない。よって改善された可撓性他液晶ディスプレイ装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
添付の図面を参照しつつ、本発明をより詳細に、また発明を限定しない例示によって説明する。
【００２８】
図面は単に概略に過ぎず、実物大ではないことを理解されたい。また図中、同一又は同様の部分に関しては同じ参照符号を付して示していることも理解されたい。
【００２９】
図１ａは、光電極構造１２を含むキャリア１０を示す。図１及びそれ以降の図は埋込み電極構造１２を示すものであが、これは明確化を期するために過ぎないことを強調する。好ましくはキャリア１０の表面は、キャリア１０上に電極構造１２を配置させることにより定義できることを理解されたい。公知の材料、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から、そしてキャリア１０に電極構造を形成する公知の技術により、キャリア１０上に電極構造１２を形成することができる。キャリア１０は任意の相応しい材料、例えばガラス、ポリマー等を、又は加工された木、セラミック、若しくは加工された紙等、非自明の材料をも含み得る。
【００３０】
電極構造１２を支持するキャリア１０の表面もまたさらに、表面上でのコレステリック液晶素子形成に先駆け、任意に変更してもよい。キャリア１０の表面には、液晶素子の堆積に先駆け、配向層１４を堆積し得る。液晶材料の所望の配向方向を達成するため、配向層１４をポリイミド等の公知の材料から形成してよく、それは日本のＪＳＲエレクトロニクス（ＪＳＲ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ｃｏｍｐａｎｙ）によって供給されるＡＩ３０４６等のラビング処理を施されたポリイミドであってもよい。あるいは、直線偏光に晒した後に液晶材料中で配向を誘起する、ケイ皮酸エステルやクマリン等の光配向材料を用いてもよい。
【００３１】
次のステップでは、複数の離散液晶素子のための前駆体をキャリア１０の表面に堆積させる。図１ｂはこの堆積ステップの結果を示すものであり、同図においては複数の離散液滴１００、１２０、及び１４０がキャリア表面上に堆積されている。離散液滴１００は複数の離散液滴からなる第一のサブセットの一部であり、可視スペクトルの第一の部分の波長を有する光と相互に作用する第一のコレステリック液晶材料１０２と、第一のポリマー前駆体１０４との混合物を含む液体からなる。離散液滴１２０は複数の離散液滴からなる第二のサブセットの一部であり、可視スペクトルの第二の部分の波長を有する光と相互に作用する第二のコレステリック液晶材料１２２と、第二のポリマー前駆体１２４との混合物を含む第二の液体からなり、同第二のポリマー前駆体１２４は第一のポリマー材料１０４と同じ材料であってもよい。離散液滴１４０は複数の離散液滴からなる第三のサブセットの一部であり、可視スペクトルの第三の部分の波長を有する光と相互に作用する第三のコレステリック液晶材料１４２と、第三のポリマー前駆体１２４との混合物を含む第三の液体からなり、同第三のポリマー前駆体は、第一のポリマー前駆体１０４及び第二のポリマー前駆体１２４の少なくとも一方と同じ材料であってもよい。液滴に適切な刺激を与えた際に重合反応を開始させるため、液滴１００、１２０、及び１４０中に単一の重合開始剤を、または様々な重合開始剤を存在させることができる。
【００３２】
多色液晶装置の三原色、例えばＲＧＢカラーを定義するように、第一のコレステリック液晶材料１０２、第二のコレステリック液晶材料１２２、そして第三のコレステリック液晶材料１４２を選択することができる。ただし、本発明の範囲を逸脱することなく、異なるコレステリック液晶材料を有する異なる液滴サブセットの数を増やすことでより複雑な多色液晶装置を形成できること、あるいはこれを減らすことで例えば二色液晶装置を形成できることを、当業者は理解するであろう。
【００３３】
液滴１００、１２０、及び１４０の堆積は、圧電インクジェット印刷、連続印刷、及びバブルジェット印刷等、公知の印刷技術によって達成できる。液滴の各々を単一の液滴として堆積させてもよく、あるいはキャリア１０表面の或る位置に複数の液滴を堆積させて堆積させ、複数の小さい液滴からなる大きい液滴を達成してもよい。
【００３４】
液滴１００、１２０、及び１４０の堆積に用いるプリンタはシングルノズルプリンタであってもよく、この場合には液滴は連続印刷される。あるいは、ノズルの全てが単一のインクタンクに接続されたマルチノズルプリンタであってもよく、この場合には１つのサブセット中の複数の液滴を同時に印刷できる。あるいは、液滴１００、１２０、及び１４０の堆積に用いるプリンタは、ノズルの小集団が液滴１００、１２０、及び１４０を形成するそれぞれの第一の液体を含むタンクに接続されたマルチノズルプリンタであってもよく、この場合には複数離散液滴からなる数サブセットに属する液滴１００、１２０、及び１４０を並列印刷ステップにて同時に印刷でき、あるいは印刷ヘッドのノズルが複数離散液滴からなるサブセットの内１つを印刷するよう構成したマルチヘッドマルチノズルプリンタであってもよい。そのような構成により、多色液晶ディスプレイ装置の製造工程はより効率的なものとなる。他の印刷構成もまた、本発明の範囲を逸脱することなく実施可能であろう。
【００３５】
次のステップでは、ポリマー前駆体１０４、１２４、及び１４４の重合反応を開始するように、液滴１００、１２０、及び１４０を刺激に晒す。かかる刺激は、それぞれの液滴１００、１２０、及び１４０で誘発させるべき重合反応が光誘導タイプである場合にはＵＶ光とし、あるいは熱誘導タイプである場合には熱とすることができる。無論、それに応じて相応しい重合開始剤を選択しなければならない。電子ビームによって直接的に重合を誘発することもできる。第一のポリマー前駆体１０４と第二のポリマー前駆体１２４と第三のポリマー前駆体１４４とが異なる材料である場合には、液滴１００、１２０、及び１４０からなる種々のサブセットで重合反応を開始するため、異なる刺激を適用することが必要となることもある。
【００３６】
液滴を刺激に晒すと、液滴１００、１２０、及び１４０の表面で光開始重合反応が起こり、液晶材料１０２、１２２、及び１４２の液滴の中でそれぞれ相分離が起こる。その結果、それぞれのコレステリック液晶材料１０２、１２２、及び１４２が、キャリア１０の表面と、それぞれに形成された離散ポリマー層１１４、１３４、及び１５４との間に封入されることにより、液晶素子１１０、１３０、及び１５０が形成される。
【００３７】
ＲＧＢカラー液晶ディスプレイ装置の液晶素子を形成するため、液晶素子前駆体として液滴状でキャリア上に堆積させる液体の適切な組成の非限定的例は次のとおりである、
５０重量パーセント（ｗｔ％）の適切なコレステリック液晶（以下参照）、
４４．５ｗｔ％の光重合可能メタクリル酸イソボルニル（サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）により供給される）と５．０ｗｔ％のジメタクリル酸スチルベン染料
【化１】
2007503609.tif 000003
それらの合成はＰＣＴ特許出願国際公開番号０２／４２３８２号に開示されており、同特許出願は参考として組み込まれる。２つのアクリル酸塩はポリマー前駆体１０４、１２４、及び１４４の一実施形態、および
重合開始剤として作用する、チバガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）からイルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１の商品名で販売されている０．５ｗｔ％ベンジルジメチルケタル、である。
【００３８】
無論、ＲＧＢカラーディスプレイの場合には、３つの異なるコレステリック液晶材料を含む少なくとも３つの液体を使用しなければならない。可視スペクトルの赤部分で光を反射する第一のコレステリック液晶材料１０２は、８６ｗｔ％キラル化合物ＢＬ０８８と１４ｗｔ％ネマティック液晶ＢＬ０８７とを含む表面安定化コレステリックテクスチャ混合物であってよく、いずれの化合物もメルク（Ｍｅｒｃｋ）より入手できる。これらの重量分率は、６３０ｎｍの光波長あたりで約８０から１００ｎｍの帯域幅で反射する。
【００３９】
５１７ｎｍの波長あたりで可視スペクトルの緑部分で光を反射する第二のコレステリック液晶材料１２２は、９０ｗｔ％キラル化合物ＢＬ０８８と１０ｗｔ％ネマティック液晶ＢＬ００６とを含む表面安定化コレステリックテクスチャ混合物としてよく、これらはいずれもメルクより入手できる。４２０ｎｍの波長あたりで可視スペクトルの青部分で光を反射する第三のコレステリック液晶材料１２２は、９０ｗｔ％キラル化合物ＢＤＨ９８７０４と１０ｗｔ％ネマティック液晶ＢＬ０８７とを含む表面安定化コレステリックテクスチャ混合物としてよく、いずれもメルクより入手できる。
【００４０】
上述したコレステリック液晶材料１０２、１２２、及び１４２の種々の割合の重量を変えて、反射帯域の大きさと反射帯域の中心波長の両方を調整してもよいことを強調する。さらに、上記の組成は非限定的例として示すにすぎないことを強調する。本発明の範囲を逸脱することなく、異なるツイスティング剤とともにネマティック液晶を含む他の数多くのコレステリック液晶材料を使用できることは、当業者も認めるであろう。
【００４１】
上述した第一の液体の実施形態を用いる本発明の印刷プロセスの非限定的例は、次のとおりである。テスト構成では、６×６インチの正方形ガラスキャリア１０に、電極構造１２と日本のＪＳＲエレクトロニクスのラビング処理を施したポリイミド配向層ＡＩ３０４６を設けた。寸法は、９つの小型ディスプレイをキャリア１０に据え付けるべく選択した。ただし、キャリア１０については格段に大きい寸法でも同様に実施可能であることを理解されたい。キャリア１０は、１から３０ｍｍ／秒の可変速度を有するコンピュータ制御のＸ−Ｙテーブル上に搭載した。
【００４２】
Ｘ−Ｙテーブルの一定の位置にマイクロドロップ（ＭｉｃｒｏＤｒｏｐ）のインクジェット印刷装置を置いた。マイクロドロップインクジェット印刷装置のディスペンサヘッドは、片側にノズルの形をとるガラス毛細管を含み、この毛細管を圧電アクチュエータが囲んで毛細管を通して圧力波が生成される。この圧力波により、毛細管から第一の液体の液滴が放出される。圧力波の形状と毛細管ノズルの直径を変えることにより、放出する液滴の大きさを調整できる。ここでは単一ブロック形状を有する圧力波と５０ミクロンのノズルを使用したことにより、ノズル出口での液滴の直径は５０から６０ミクロン、各液滴の体積は約５０ピコリットルとなった。電極構造１２の単一部分の上に約８０個の液滴を堆積させることにより、キャリア１０上に液滴１００、１２０、及び１４０の各々を形成した。液滴の種々のサブセットを順次に印刷した。
【００４３】
液滴１００、１２０、及び１４０を４０℃にてフィリップス（Ｐｈｉｌｉｐｓ）のＴＬ０８  ＵＶランプのＵＶ光に０．１ｍＷ／ｃｍ２の光強度で３０分間晒し、その後、液晶素子１１０、１３０、及び１５０の形成を完了した。電磁スペクトルのＵＶ領域で強力に吸収する発色団を有する化合物、すなわち上記の例におけるジメタクリル酸スチルベン染料を含有させることで、液滴１００、１２０、及び１４０を通してＵＶ強度勾配が生じる。この効果は、他の成分であるポリマー前駆体材料１０４、１２４、及び１４４、並びに液晶材料１０２、１２２、及び１４２のような、これらの液滴の形成に用いる液体の他の成分のＵＶ吸収によって増幅できる。その結果、重合反応は大部分、ＵＶ光源に面する液滴１００、１２０、及び１４０の表面で発生する。
【００４４】
図１ｃは形成した液晶素子１１０、１３０、及び１５０を概略的に示し、同液晶素子１１０、１３０、及び１５０はそれぞれの液滴１００、１２０、及び１４０から形成されている。液晶素子１１０、１３０、及び１５０はそれぞれのポリマー層１１４、１３４、及び１５４を有し、同ポリマー層１１４、１３４、及び１５４はポリマー前駆体１０４、１２４、及び１４４からそれぞれ形成されたものであり、さらに同ポリマー層１１４、１３４、及び１５４はそれぞれの内側表面とキャリア１０表面との間に、異なる液晶材料１０２、１２２、及び１４２を封入する。こうして複数の離散液晶素子が形成され、各々は、キャリア１０の表面との第一の接点からキャリア１０の表面との第二の接点にかけて略均一の厚みを有する離散ポリマー層を有する。図１ｃに示す多色液晶ディスプレイ装置１を最終製品としてよく、その場合には電極構造１２を、液晶材料１０２、１２２、及び１４２を制御するのに相応しい電極構造としてよい。ここで、「離散」という言葉の使用は液滴１００、１２０、及び１４０の性質を、またはポリマー層１１４、１３４、及び１５４の性質を定義するものであるが、液滴１００、１２０、及び１４０、またはポリマー層１１４、１３４、及び１５４が、互いに完全に分離しなければならないという意味に解釈すべきでないことを指摘する。キャリア１０の表面近くで、液滴１００、１２０、及び１４０の間に、またはポリマー層１１４、１３４、及び１５４の間に、僅かな接触部分が存在する可能性もあるが、それは本発明の範囲を逸脱するものではない。２つの隣接する液滴同士の間のかかる接触領域の大きさを、隣接する液滴が融合しない程度に小さいものにとどめるべきであることを理解されたい。
【００４５】
さらに、図１ｂの液滴１００、１２０、及び１４０と図１ｃの液晶素子１１０、１３０、及び１５０は、半球形を有するように示されているが、これは非限定的例にすぎないことを強調する。液晶素子にレンズのような特性を持たせる必要がある応用分野においては半球形が好ましいこともある。この場合、形成される液晶素子の幅Ｗは高さＨとほぼ同じ大きさとなる。対照的に、液晶素子をライトバルブとして作用させる必要がある応用分野では、不要な光学的影響を回避するため、液滴の表面を平らにすることが好ましいこともある。この場合の幅Ｗは高さＨより格段に大きい。例えば、Ｗを１，０００ミクロン以上とし、Ｈを通常十分の数ミクロンとしてもよい。
【００４６】
液晶素子１１０、１３０、及び１５０がとる形状は、液滴１００、１２０、及び１４０のキャリア１０表面との接触角αを変更することによって調整できる。キャリア１０の表面で複数の小さい液滴を同じ場所に堆積させることによって形成した大きい液滴から素子を形成する場合には特に、低い接触角αによって、すなわち十分なウェッティングによって、比較的平らな表面を有する比較的薄い液晶素子の形成が助長される。液晶素子１１０、１３０、及び１５０の表面が比較的平らなであれば、そこを通過する光は歪むとしても軽微であるため画質に優れるディスプレイ装置が得られ、有利である。
【００４７】
多色液晶ディスプレイ装置１でのさらなる処理ステップを図１ｄに示す。このステップでは、複数の離散液晶素子１１０、１３０、及び１５０の上に平坦化層２４を堆積させる。この平坦化層２４は任意の公知の相応しい平坦化材料から形成してよく、図１ｅに示す電極構造１２の反対に位置する複数の離散液晶素子１１０、１３０、及び１５０上のさらなる電極構造３２等、さらなる層の堆積を促進する。ただし、液晶素子１１０、１３０、及び１５０が十分に平らであれば平坦化層２４を省いてもよく、さらなる電極構造３２を、それぞれの液晶素子１１０、１３０、及び１５０のポリマー壁１１４、１３４、及び１５４の上に直に堆積させてもよい。
【００４８】
さらなる電極構造３２と電極構造１２が多色液晶ディスプレイ装置１の行及び列を形成してもよい。さらなる電極構造はポリマー半導体材料ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）から形成してよく、このポリマー半導体材料には、液晶素子１１０、１３０、及び１５０を損傷しない程度の低温で処理できるという利点がある。
【００４９】
ここで、面内切替え効果を利用するインターデジット式電極構造を用いてＬＣ素子１１０、１３０、及び１５０の状態を変えることもできるが、本発明のディスプレイ装置においては電極構造１２とさらなる電極構造３２の両方を備えることが好ましい。それは、ＬＣ素子１１０、１３０、及び１５０における所望の状態変化をインターデジット式電極構造の場合より格段に低い電圧で達成できるためであり、例えばそれはディスプレイ装置１の電力消費量の点で好ましい。
【００５０】
代替的には、コレステリック液晶素子１１０、１３０、及び１５０が反射型多色液晶ディスプレイ装置１の一部をなす場合には、層２４を光吸収コーティングで形成してよい。コレステリック液晶素子１１０、１３０、及び１５０がそれぞれの透過状態に切り替えられる時には、コレステリック液晶素子１１０、１３０、及び１５０を通過する光がこの光吸収材料によって吸収され、ディスプレイ装置１に黒い外観を与える。
【００５１】
本発明の教示を逸脱することなく、前述の処理ステップを可能な限り組み合わせること、あるいは入れ替えることができることは、当業者には明白であろう。
【００５２】
キャリア１０との離散液滴１００、１２０、及び１４０の接触角αが低い場合には、明白な理由から、離散液滴１００、１２０、及び１４０が隣接する離散液滴と融合しないよう注意を払わなければならない。また、コレステリック液晶素子１０２、１２２、及び１４２が対応する液晶素子１１０、１３０、及び１５０で適切に機能できるようにするには、液滴の高さＨを十分に大きくするべきである。さらに、液晶素子１１０、１３０、及び１５０における適切なＬＣ効果を保証するためには、液晶素子１１０、１３０、及び１５０の全幅Ｗにわたって液晶素子１１０、１３０、及び１５０の高さＨを略一定にするべきである。液滴１００、１２０、及び１４０の過度の拡散を防ぐことは、製造される多色液晶ディスプレイ装置の解像度を改善することにもなるであろう。
【００５３】
キャリア１０の表面で所望の形状をとりながら液滴１００、１２０、及び１４０を印刷できるようにするため、液滴１００、１２０、及び１４０の堆積に先駆け、キャリア１０の表面を、高開口率を得るべく変更してもよい。そのような変更の例を図２に示す。図２ａは、表面に電極構造１２及び配向層１６を備えるキャリア１０を示し、キャリア１０上には感光性ラッカー２００が堆積されている。感光性ラッカー２００をフォトリソグラフィ工程でパターン形成することにより、図２ｂに示すように、キャリア１０の表面に壁構造２０２のパターンを形成する。この壁構造２０２のパターンがキャリア１０の表面でレリーフパターンを形成する。あるいは、例えばフォトエンボシング、射出成形、スクリーン印刷、マイクロコンタクトプリント、または２ステップ光重合技術によってそのようなレリーフパターンを得ることもできる。
【００５４】
次に、変更したキャリア１０上に形成した壁構造２０２同士の間の個々の空洞に液滴１００、１２０、及び１４０を堆積させると、図２ｃに示す中間構造を得る。縁取りした領域に液滴１００、１２０、及び１４０を堆積させることには、液滴の拡散が阻止されること、そして同領域を充填することで十分な高さＨを有する液滴１００、１２０、及び１４０が提供されるという利点がある。ここで、壁構造２０２の形状をこの例で示す形状に限定しないことを強調する。例えば、テーパ形状の壁、又は多数のポリマー層を積層して形成した壁等も使用することができ、これは本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００５５】
さらに、壁構造２０２の形成後に、キャリア１０の表面の変更ステップ、例えば任意に配向層１４を堆積させるステップを行ってもよいことを理解されたい。
【００５６】
これらの利点を達成する代替的なキャリア変更方法を図３に示す。図３ａでは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）スタンプ等のスタンプ３００を用いて、キャリア１０の表面上にノンウェット材料の領域３０２を印刷する。必要に応じ、前述のＡＩ３０４６等、任意の配向層１４上に領域３０２をオフセット印刷することができる。ＰＤＭＳスタンプ３００用のインクとしては、日本の日産化学（Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）のＳＥ７５１１を使用できるであろうが、他の公知のオフセット印刷インク、例えばポリイミドの使用も可能である。
【００５７】
領域３０２の印刷は、キャリア１０の表面全体にスタンプを一斉に接触させるか、あるいはキャリア１０の表面にスタンプを転がすことによって行うことができ、それによって、図３ｂに示すようにキャリア表面に複数の有縁ドメインが設けられる。ノンウェット領域３０２を設けることで、液滴１００、１２０、及び１４０の堆積時に表面キャリア１０上でのウェッティングが主に有縁ドメイン内で起こり、このようにして図３ｃに示す多色液晶ディスプレイ装置の中間構造が得られる。ノンウェット材料、例えば前述のＳＥ７５１１を選択することによってキャリア表面の良好なノンウェット性質を達成でき、これにより液滴１００、１２０、及び１４０のキャリア１０との接触角αは、キャリア１０の未処理領域との接触角αに比べて少なくとも１０度大きくなる。
【００５８】
オフセット印刷を用いる代わりに、マイクロコンタクトプリント、フレキソ印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、タンポン印刷等、代替の印刷技術によってディウェッティング材料の領域３０２を堆積させてもよい。
【００５９】
本発明の方法及び多色液晶ディスプレイ装置のさらなる実施形態を図４ａ及び４ｂに示す。
【００６０】
多色液晶ディスプレイ装置１の液晶ディスプレイ素子１１０、１３０、及び１５０の上にさらなる複数の液滴４００、４２０、及び４４０を堆積すると、図４ａに示す中間構造となる。液滴４００、４２０、及び４４０の堆積には、液滴１００、１２０、及び１４０の堆積で説明したものと同じ印刷技術を用いることができる。液晶素子１１０、１３０、及び１５０はもとより、液滴４００、４２０、及び４４０も半球形の表面を有するように示しているが、これは非限定的な例にすぎず、前述した他の表面形状、例えば平らな面も少なくとも同様に容認できることを指摘する。実際、液晶素子１１０、１３０、及び１５０については平らな面が好ましいが、それは、平らな表面とすることで液晶素子１１０、１３０、及び１５０上に液滴４００、４２０、及び４４０が堆積し易くなるためである。
【００６１】
さらなる複数の液滴は、液滴４００の第一のさらなるサブセットを含み、液滴４００は、第一のさらなるコレステリック液晶材料４０２と第一のさらなるポリマー前駆体４０４とを含む液体である。この液滴４００の第一のさらなるサブセットは、液晶素子１１０の第一のサブセットの上に堆積させる。さらなる複数の液滴は、液滴４２０の第二のさらなるサブセットも含み、液滴４２０は、第二のさらなるコレステリック液晶材料４２２と第二のさらなるポリマー前駆体４２４とを含む液体である。この液滴４２０の第二のさらなるサブセットは、液晶素子１３０の第二のサブセットの上に堆積させる。液晶素子１４０の第三のサブセットが存在する場合には、さらなる複数の液滴が液滴４４０の第三のさらなるサブセットを含んでもよく、液滴４４０は、第三のさらなるコレステリック液晶材料４４２と第三のさらなるポリマー前駆体４４４とを含む液体である。この液滴４４０の第三のさらなるサブセットは、液晶素子１５０の第三のサブセットの上に堆積させる。
【００６２】
複数の液滴４００、４２０、及び４４０の堆積に先駆け、コレステリック液晶材料４０２、４２２、及び４４２を整合させるためにさらなる配向層４６０を堆積させるが、これは配向層１４に関して述べたものと同じ材料で形成してよい。
【００６３】
次に、さらなる複数の液滴４００、４２０、及び４４０に刺激を与えて、さらなる複数の液滴４００、４２０、及び４４０の表面においてさらなる重合反応を開始させる。この刺激もまた、液晶素子１１０、１３０、及び１５０の形成について述べた刺激であってよい。第一のさらなるポリマー前駆体４０４、第二のさらなるポリマー前駆体４２４、及び第三のさらなるポリマー前駆体４４４は同じ材料であるか、あるいは少なくとも同じ刺激に対し反応する場合には、刺激は単一で十分であろう。第一のさらなるポリマー前駆体４０４、第二のさらなるポリマー前駆体４２４、及び第三のさらなるポリマー前駆体４４４が、第一のポリマー前駆体１０４、第二のポリマー前駆体１２４、及び第三のポリマー前駆体１４４と同じ材料であってもよいことは明白であろう。
【００６４】
さらなる重合反応が完了すると、図４ｂに示す多色液晶ディスプレイ装置４が得られる。個々の液滴４００の各々の第一のさらなるコレステリック液晶材料４０２を、さらなる配向層４６０とさらなる重合反応の時に形成された第一のさらなるポリマー層４１４との間に封入することで、複数の変更された液晶素子１１０が得られる。同様に、個々の液滴４２０の各々の第二のさらなるコレステリック液晶材料４２２を、さらなる配向層４６０と形成された第二のさらなるポリマー層４３４との間に封入することで、複数の変更された液晶素子１３０が得られ、さらに個々の液滴４４０の各々の第三のさらなるコレステリック液晶材料４４２を、さらなる配向層４６０と形成された第三のさらなるポリマー層４５４との間に封入することで、複数の変更された液晶素子１５０が得られる。
【００６５】
さらなる配向層４６０は連続した層としても、あるいは種々の離散液晶材料１１０、１３０、及び１５０の上に領域を不連続的に堆積させて構成したものでもよいことを指摘する。後者の場合には、それぞれ異なる領域にそれぞれ異なる配向材料を用いてもよく、これは本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００６６】
図４ａ及び図４ｂには明示していないが、多色ディスプレイ装置４の離散液晶素子１１０、１３０、及び１５０は、図２及び図３とその詳細な説明により教示したように離間させてもよいことを、そしてまた、さらなる電極構造３２、光吸収層、及び平坦化層２４の少なくとも１つを適用すること等、多色ディスプレイ装置１の形成された液晶素子１１０、１３０、及び１５０について先に述べたさらなる処理ステップを、多色ディスプレイ装置４にも適用してよいことを、当業者は理解するであろう。
【００６７】
ＣＬＣのとりわけ興味深い性質として、ＣＬＣは光を反射でき、さらにその平面状態において光の偏光方向を回転させることができる。ブラッグの法則によると、材料の螺旋構造の周期性が入射波長に一致する場合、ＣＬＣはその平面状態において可視光を反射できる。そのような場合には、キラル構造の掌性が同じである円偏光が反射される。コレステリック液晶材料４０２、４２２、及び４４２として、ピッチ、すなわちコレステリック液晶螺旋のねじれの大きさが、基礎をなすコレステリック液晶材料１０２、１２２、及び１４２のピッチと符号が逆で大きさがほぼ同じものを選択することによって、この効果を利用することができるであろう。例えば、第一のさらなるコレステリック液晶材料４０２のキラル成分を第一のコレステリック液晶材料１０２におけるキラル成分の鏡像とし、第二のさらなるコレステリック液晶材料４２２のキラル成分を第二のコレステリック液晶材料１２２におけるキラル成分の鏡像とし、さらに第三のさらなるコレステリック液晶材料４４２のキラル成分を第三のコレステリック液晶材料４４２におけるキラル成分の鏡像とすることができる。これは反射型多色液晶ディスプレイ装置４の場合にとりわけ有利であるが、それはその反射モードにおいて液晶素子１０２、１２２、及び１４２が単一の方向ではなく入射光の両偏光方向を反射するため、廉価に製造できると共に優れた輝度特性を有する積層液晶素子を備える多色液晶ディスプレイ装置４が得られるためである。
【００６８】
代替的には、種々のさらなるコレステリック液晶材料４０２、４２２、及び４４２として、基礎をなすコレステリック液晶材料１０２、１２２、及び１４２とは異なる可視スペクトル部分と相互に作用するものを選択してもよい。すなわち、第一のさらなるコレステリック液晶材料４０２を可視スペクトルの第一のさらなる部分の波長を有する光と相互に作用するのに相応しいものとし、第二のさらなるコレステリック液晶材料４２２を可視スペクトルの第二のさらなる部分の波長を有する光と相互に作用するのに相応しいものとし、さらに第三のさらなるコレステリック液晶材料４４２を可視スペクトルの第三のさらなる部分の波長を有する光と相互に作用するのに相応しいものとすることができる。
【００６９】
これは、透過型多色液晶ディスプレイ装置４でとりわけ有利である。例えば、第一のコレステリック材料１０２としてスペクトルの赤色部分の光を反射するものを選択し、さらに第一のさらなるコレステリック材料４０２としてスペクトルの緑色部分の光を反射するものを選択することで、スペクトルの青色部分からの光を透過させる液晶素子１１０を得ることができる。同様に、第二のコレステリック材料１２２としてスペクトルの青色部分の光を反射するものを選択し、さらに第二のさらなるコレステリック材料４２２としてスペクトルの緑色部分の光を反射するものを選択することで、スペクトルの赤色部分からの光を透過させる液晶素子１１０を得ることができる、等々である。本発明の範囲を逸脱することなく、数多くの色の組み合わせが可能である。そのような透過型装置の場合には、キャリア１０と電極構造１２の両方を、少なくともその大部分において、透明の材料から作製すべきであることは明白であろう。製造方法が複雑であることでディスプレイが高価なものとなる従来技術の積層素子透過型多色ＬＣＤより廉価に製造できる多色液晶ディスプレイ装置４が得られる。また、液晶素子の離散ポリマー層を非常に薄く保つことができるため、多色液晶ディスプレイ装置４の視差は小さい。種々のＬＣ素子の形成における重合ステップの持続時間次第で、種々の離散ポリマー層を約１０ミクロンほどの薄さに保つことができる。透過型ＣＴＬＣ装置は、それが生み出すひときわ明るい色故に大きな可能性を秘めており、よって本発明は重要な利点を提供する。
【００７０】
ここで、第一のさらなるポリマー層４１４、第二のさらなるポリマー層４３４、及び第三のさらなるポリマー層４５４に重ねてさらなる電極構造（図示せず）を堆積させることによって、積層多色液晶ディスプレイ装置４に対するトップボトム型の電極構造を得ることもできることを指摘する。
【００７１】
積層多色液晶ディスプレイ装置４の別の可能な電極配置を図５に示す。キャリア１０上に電極構造１２を堆積し、導電路５４を介して例えば薄膜トランジスタであるスイッチ５０に電極構造１２を接続する。電極構造１２は埋込み構造として示しているが、これは明白にするためにすぎない。ＬＣ素子１１０のポリマー層１１４をさらなる電極構造３２で覆っているが、このさらなる電極構造３２は共通電極としてもよい。さらなる電極構造３２をパッシベーション層３４で覆っているが、このパッシベーション層３４はさらなる配向層４６０と同じとしても、あるいは異なる材料からなってもよく、異なる材料とする場合にはさらなる配向層４６０を追加してパッシベーション層３４を覆わなければならない。第二のさらなる電極構造５２は第一のさらなるポリマー層を覆うと共に、電極構造１２と同じ導電路に接続する。その結果、電極構造１２と第二のさらなる電極構造５２は同じスイッチ５０に応答する。種々の電極構造１２、３２、及び５２は、ＩＴＯ及びＰＥＤＯＴを含む任意の相応しい材料から形成してもよい。図５に示す構成には、上部電極構造と底部電極構造のみ存在する構成に比べて、より小さい電圧で積層液晶素子１１０、１３０、及び１５０を駆動できるという利点がある。
【００７２】
前述した本発明の実施形態において、電極構造１２が存在する場合には、そのほとんどは種々のコレステリック液晶素子１１０、１３０、及び１５０で覆われていた。しかしこれは必ずしも必要というわけではない。多色液晶ディスプレイ装置のキャリア１０の表面の所定の部分のみで、複数の種々の液晶素子１１０、１３０、及び１５０を支持してもよく、その場合には、電極構造１２のかなりの部分を覆わないままにしてもよい。本発明の製造方法を用いて、キャリア１０の表面全体に１つの正規の電極構造１２を備え、多色液晶ディスプレイ装置の所定のパターンのみを、前に示したように複数の種々の離散液晶素子１１０、１３０、及び１５０によって構成することができるため、このような多色液晶ディスプレイ装置を容易に製造できることを、当業者は理解するであろう。
【００７３】
電極構造を所定のパターンで成形し、キャリア１０の表面全体を液晶素子で覆う必要もなく（これはセグメント化ディスプレイ装置に一般的にともなう時間と費用のかかるプロセスである）、本発明の方法では、規則的な電極構造上で液晶素子１１０を個々に製造できるため、かかる多色液晶ディスプレイ装置を製造することがより簡易であり、より速やかに製造できる、より簡素で廉価な多色液晶ディスプレイ装置を得ることができる。
【００７４】
また、種々の液晶素子１１０、１３０、及び１５０の形成はもはやキャリア１０の形状に関係しないため、液晶素子１１０をキャリア１０の表面上に個々に形成することで、多色液晶ディスプレイ装置の形成、特に非矩形のディスプレイ装置の形成が容易となる。
【００７５】
本発明の多色液晶ディスプレイ装置はまた、キャリア１０が可撓性のキャリアである場合に特別な利点を有する。離散ポリマー層１１４、１３４、及び１５４が存在するため、２つの連続した基板同士の間にＬＣ素子をはさむディスプレイ装置に比べて可撓性を改善した薄い可撓性ディスプレイ装置を得ることができる。
【００７６】
本発明の多色液晶ディスプレイ装置は、丸めることができるほど十分薄くすることができ、丸められた状態でも多色液晶ディスプレイ装置の種々の層を極度に圧迫しない。
【００７７】
なお、前述の実施形態は本発明を示すものであって本発明を制限するものではなく、当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、多くの代替的な実施形態を起案することができよう。特許請求の範囲において、括弧内の参照番号はいずれも、特許請求の範囲を制限するものではない。「含む」という用語は、請求項中に記載したもの以外の要素又はステップの存在を排除しない。ある要素を単数として記載していても、それはこの要素が複数存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの個別の要素を含むハードウェアにより実施できる。手段をいくつか列挙した装置に関する請求項では、これら手段のいくつかはハードウェアの１つの同一アイテムにより実施できる。相互に異なる従属請求項中に特定の手段を記載していても、それらの手段を組み合わせて使用した場合に利点が得られないということではない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の方法及び多色液晶ディスプレイ装置の種々の実施形態を概略的に示す図。
【図２】本発明の方法及び多色液晶ディスプレイ装置の種々の実施形態を概略的に示す図。
【図３】本発明の方法及び多色液晶ディスプレイ装置の種々の実施形態を概略的に示す図。
【図４】本発明の多色液晶ディスプレイ装置のさらなる実施形態を概略的に示す図。
【図５】本発明の多色液晶ディスプレイ装置のさらなる実施形態を概略的に示す図。
【図１ａ】
2007503609.tif 000004
【図１ｂ】
2007503609.tif 000005
【図１ｃ】
2007503609.tif 000006
【図１ｄ】
2007503609.tif 000007
【図１ｅ】
2007503609.tif 000008
【図２ａ】
2007503609.tif 000009
【図２ｂ】
2007503609.tif 000010
【図２ｃ】
2007503609.tif 000011
【図３ａ】
2007503609.tif 000012
【図３ｂ】
2007503609.tif 000013
【図３ｃ】
2007503609.tif 000014
【図４ａ】
2007503609.tif 000015
【図４ｂ】
2007503609.tif 000016
【図５】
2007503609.tif 000017
【国際調査報告】
2007503609.tif 000018
2007503609.tif 000019
2007503609.tif 000020